Los pernos de preapriete son un método comúnmente utilizado para apretar pernos en el campo de la construcción de ingeniería, especialmente en estructuras de acero y estructuras de hormigón. Entonces, ¿conoces los pernos de precarga? Como definición, usos principales, cómo precargar pernos, sus ventajas y desventajas. En este artículo, TorcStark presentará en detalle los problemas relacionados con los pernos de precarga, con la esperanza de resultarle útil.

¡Ahora comencemos!

¿Qué es el pretensado de pernos (pernos precargados)?

Pernos de preapriete (Pernos precargados) significa que cuando se utilizan pernos para la conexión, se aplicará un cierto par durante el proceso de apriete de modo que se genere una fuerza de preapriete a lo largo del eje del perno entre el perno y las piezas conectadas. El propósito de esta fuerza de preapriete es mejorar la confiabilidad y estanqueidad de la conexión, evitar espacios o deslizamiento relativo después de la carga y garantizar que los sujetadores se puedan conectar de manera confiable.

El propósito de la pretensión de pernos es mantener las propiedades mecánicas y el sellado de la conexión.

1. Mantener las propiedades mecánicas.

La fuerza de preapriete puede fijar firmemente las piezas de conexión y limitar la rotación y deformación entre las piezas de conexión, garantizando así la estabilidad y seguridad de la conexión. Además, el preapriete también puede reducir la vibración y el impacto que sufre la conexión durante el uso y prolongar la vida útil de la conexión.

2. Asegurar el sellado

La fuerza de preapriete puede comprimir mejor la junta o junta en la conexión, asegurando así el sellado de la conexión. Sin suficiente precarga, los espacios entre las conexiones pueden aumentar, provocando fugas o aflojamiento.

El pretensado de juntas atornilladas se utiliza para...

La pretensión de conexiones atornilladas se utiliza para garantizar la fiabilidad, seguridad y longevidad de sistemas mecánicos, estructurales, etc.

La precarga de uniones atornilladas se utiliza en los siguientes aspectos importantes:

1. Distribución de carga mejorada: al aplicar una tensión predeterminada al perno antes de aplicar cargas externas, el pretensado ayuda a garantizar que la carga en la junta se distribuya uniformemente entre los componentes conectados. Esto reduce el potencial de concentraciones de tensión localizadas y ayuda a prevenir el fallo prematuro de las articulaciones.

2. Evita el aflojamiento: La precarga ayuda a evitar que los pernos se aflojen con el tiempo debido a factores como la vibración, la expansión térmica y la contracción. La tensión inicial aplicada al perno crea una fuerza de sujeción que mantiene la unión apretada y segura, incluso en condiciones de operación dinámicas o duras.

3. Mayor resistencia a la fatiga: los pernos sometidos a pretensión experimentarán tensiones de compresión, que pueden compensar las tensiones de tracción causadas por cargas externas. Esto aumenta la resistencia a la fatiga de la junta, permitiéndole soportar ciclos de carga repetidos sin fallar.

4. Estabilidad estructural mejorada: el preestirado se utiliza a menudo en aplicaciones estructurales como puentes y edificios para mejorar la estabilidad y el rendimiento generales. La precarga ayuda a mantener la integridad estructural y minimiza el riesgo de falla estructural al garantizar que las conexiones atornilladas permanezcan apretadas y seguras.

Los pernos precargados se utilizan en las siguientes áreas de aplicación:

1. La conexión está sujeta a otras cargas: Cuando la conexión atornillada está sujeta a otras cargas, la fuerza de preapriete puede aumentar la estabilidad de la conexión y evitar que los pernos se aflojen o se dañen debido a la carga.

En los proyectos de construcción, las conexiones atornilladas se suelen utilizar para conectar estructuras de acero y estructuras de hormigón. Las condiciones de funcionamiento de estas piezas también son muy duras y deben soportar una gran cantidad de cargas y efectos ambientales.

2. Condiciones de alta temperatura: en ambientes de alta temperatura, debido a la influencia del coeficiente de expansión, los pernos y conectores se deformarán hasta cierto punto, afectando así la estanqueidad de la conexión. En este momento, aplicar una fuerza de preapriete puede eliminar la deformación hasta cierto punto y garantizar la confiabilidad de la conexión.

En productos aeroespaciales como aviones y cohetes, las conexiones atornilladas se utilizan en módulos importantes como los motores. Los pernos suelen verse afectados por altas temperaturas y altas vibraciones.

3. Entorno de alta vibración: en un entorno de alta vibración, la fuerza de preapriete del perno puede limitar el desplazamiento del perno y evitar que se afloje durante la vibración.

En la industria automotriz, las conexiones atornilladas se utilizan generalmente en el motor, el sistema de suspensión, el chasis y otras partes del automóvil. Las condiciones de trabajo de estas piezas suelen ser muy duras y suelen encontrarse en entornos de alta vibración.

Cómo pretensar pernos y método de pretensado de pernos

Los métodos de preapriete de pernos incluyen principalmente dos métodos comunes, a saber, el método de control de par y el método de control de ángulo.

Método de control de par

El método de control de par controla la fuerza de preapriete del perno dando un valor de par preestablecido. Los pasos específicos son los siguientes:

1. Determine las dos piezas que deben conectarse y prepare los pernos y tuercas.
2. Utilice la herramienta adecuada para insertar el perno en una pieza y apriételo a través de la tuerca al valor de torsión preestablecido especificado.
3. Si es necesario conectar una segunda pieza, colóquela en el otro lado del perno y use una herramienta adecuada para apretar la tuerca al valor de torque de preapriete especificado.
4. En el caso de varios pernos, apriételos en el orden correcto hasta que todos los pernos alcancen el valor de torsión preestablecido.
5. Usando una llave dinamométrica o un dispositivo de control de torsión, verifique el torque de cada perno por turno hasta que todos los pernos alcancen el valor de torque preestablecido.

Método de control de ángulo

El método de control de ángulo controla la fuerza de preapriete del perno a través de un ángulo de rotación determinado. Los pasos específicos son los siguientes:

1. Determine las dos piezas que deben conectarse y prepare los pernos y tuercas.
2. Utilice las herramientas adecuadas para insertar el perno en una pieza y apretar a través de la tuerca hasta alcanzar la fuerza de apriete inicial adecuada.
3. Utilice una llave angular o un dispositivo de control de ángulo para girar el perno hasta el ángulo de rotación preestablecido.
4. Si es necesario colocar una segunda pieza, colóquela en el otro lado del perno y use la herramienta adecuada para apretar la tuerca con la fuerza de apriete inicial adecuada.
5. Utilice una llave angular o un dispositivo de control de ángulo para girar el perno hasta el ángulo de rotación preestablecido.
6. En el caso de varios pernos, apriételos en el orden correcto hasta que todos alcancen el ángulo de rotación preestablecido.

El método de control de torsión es adecuado para conexiones atornilladas que requieren una mayor fuerza de apriete previo, mientras que el método de control de ángulo es adecuado para conexiones que requieren un mayor control de ángulo. Por ejemplo, el método de control de ángulo se usa comúnmente en conexiones de motores de vehículos y conexiones de turbinas eólicas.

Instalación de pernos pretensores

La calidad de instalación de los pernos de precarga afecta directamente el funcionamiento estable y la vida útil del equipo. Por lo tanto, es necesario controlar estrictamente el método de instalación de los pernos de precarga, que incluye principalmente los siguientes pasos:

1. Seleccione pernos diseñados para aplicaciones de precarga y adecuados para las cargas y condiciones ambientales esperadas.

2. Asegúrese de que las superficies de los componentes del perno estén limpias, planas y libres de contaminantes o irregularidades que puedan afectar la fuerza de sujeción o la integridad de la junta.

3. Ensamble los componentes que se unirán de acuerdo con las especificaciones de diseño, incluidas las juntas u otros herrajes.

4. Utilice una llave dinamométrica calibrada o un dispositivo tensor hidráulico para apretar los pernos al par o tensión inicial especificado. Este ajuste inicial generalmente se realiza para ajustar el perno y garantizar la alineación adecuada de los componentes.

5. Aplique la fuerza de preapriete requerida a los pernos usando un tensor hidraulico, llave dinamométrica u otro equipo especial.

6. Utilice un dispositivo indicador de carga u otro método para verificar que se aplica la fuerza de precarga correcta a cada perno.

7. Una vez que se logre la precarga requerida, asegure el perno en su lugar usando un mecanismo de bloqueo, como una tuerca de bloqueo, un pasador de chaveta o un compuesto bloqueador de roscas para evitar que el perno se afloje con el tiempo.

8. Realice una inspección final de las uniones de los pernos para asegurarse de que todos los pernos estén apretados y asegurados correctamente. Compruebe si hay signos de daños o irregularidades que puedan comprometer la integridad de la junta.

9. Mantenga registros detallados del proceso de precarga, incluido el torque o la tensión aplicada a cada perno, y cualquier medición o inspección realizada durante la instalación.

Ventajas y desventajas de los pernos de precarga

Los pernos precargados tienen muchas ventajas y desventajas, entre las que se incluyen principalmente los siguientes aspectos.

Ventajas de los pernos precargados:

1. Mejorar la confiabilidad y estanqueidad de la conexión: antes de que la conexión de perno soporte la carga de trabajo, mediante la acción de la fuerza de preapriete, las piezas de conexión pueden mantener una conexión firme y evitar que se aflojen o deformen cuando son impactadas por fuerzas externas o vibraciones.

2. Controlar el aflojamiento de las conexiones: en entornos de alta vibración, la fuerza de preapriete de los pernos puede limitar el desplazamiento de los pernos, evitar que los pernos se aflojen durante la vibración y mejorar la confiabilidad de las conexiones.

3. Aumente la tensión de contacto: después de apretar los pernos, a medida que aumenta la presión de contacto entre las superficies que soportan la tensión, se pueden formar áreas de contacto mutuamente dependientes, lo que aumenta la tensión de contacto y hace que la conexión sea más estrecha.

4. Generación de fricción: dado que la fricción entre el perno y el material base aumenta con el aumento de la fuerza de preapriete, el apriete del perno también aumenta.

5. Cuando la conexión está sujeta a otras cargas, la fuerza de preapriete puede aumentar la estabilidad de la conexión y evitar que los pernos se aflojen o se dañen debido a la carga.

6. En ambientes de alta temperatura, debido a la influencia del coeficiente de expansión, los pernos y conectores sufrirán cierta deformación. En este momento, aplicar una fuerza de preapriete puede eliminar la deformación hasta cierto punto y garantizar la confiabilidad de la conexión.

Puntos para el preapriete de tornillos:

1. Instalación compleja: La precarga de los pernos requiere un control cuidadoso de la tensión aplicada para lograr con precisión la precarga requerida. Esto puede requerir equipo especializado y personal capacitado, lo que hace que el proceso de instalación sea más complejo y requiera más tiempo.

2. Posibilidad de sobrecarga: Si la fuerza de precarga se aplica incorrectamente o excede el límite de diseño de la unión, puede causar sobrecarga y dañar los componentes conectados. Se requieren análisis y cálculos de ingeniería adecuados para garantizar que las fuerzas de precarga estén dentro de límites aceptables.

3. Reutilizabilidad limitada: una vez instalado y apretado un perno precargado, es posible que no sea fácilmente ajustable o reutilizable, especialmente si se utiliza un mecanismo de bloqueo como un compuesto bloqueador de roscas para evitar que se afloje. Con el tiempo, esto aumenta los costos de mantenimiento y reemplazo.

Finalmente

A través del contenido anterior, creo que tiene cierta comprensión de los pernos de precarga. Si tiene alguna otra pregunta sobre los pernos pretensados, deje un mensaje o contáctenos por correo electrónico.