¿En qué situaciones conviene elegir el apriete angular?
El apriete angular es un método de apriete utilizado en el ensamblaje de piezas mecánicas, principalmente en la fijación de tornillos o pernos. A diferencia del apriete basado en el torque, que mide la fuerza de rotación aplicada, el apriete angular se centra en el ángulo de rotación de la llave de apriete o de la herramienta.
Si se busca una mayor precisión que la que ofrece una llave dinamométrica, el apriete angular es un método de control del apriete muy interesante. A menudo, la llave dinamométrica se dispara antes de alcanzar el valor de apriete deseado. Esto se debe a las fuerzas de fricción presentes en las roscas y bajo la cabeza del tornillo. La llave angular ofrece mayor exactitud, ya que ignora estas fuerzas de fricción que interfieren en el apriete y se basa únicamente en el ángulo de apriete.
El principio del apriete angular
El principio se basa en que el grado de rotación de un tornillo o perno es proporcional a la tensión o fuerza de apriete aplicada. Más concretamente, a medida que se aprieta el tornillo, se mide el ángulo de rotación de la llave o herramienta de apriete en lugar de la fuerza de apriete en sí.
Esto significa que, si giramos la tuerca una vuelta completa (360°), se avanza un paso de rosca en el tornillo. Si conocemos el paso de rosca (en mm), podemos calcular cuánto se alarga el tornillo.
Por ejemplo, si realizamos un apriete angular de 90°, sabemos que el tornillo se ha alargado un cuarto del paso de rosca. Si el paso de rosca es de 1 mm, entonces el tornillo se ha alargado 0,25 mm.
Para obtener más información sobre el principio del apriete angular, lea este artículo aquí.
¿Qué pasos se deben seguir para realizar el apriete angular?
Así es como funciona generalmente:
- Preparación: Antes del apriete, las superficies de contacto y las roscas de los pernos suelen lubricarse para garantizar una distribución uniforme de la tensión.
- Aprete inicial: Se realiza un apriete inicial para establecer el contacto entre las piezas.
- Medición del ángulo: En lugar de medir el torque, el operador mide el ángulo de rotación de la llave o herramienta de apriete al aplicar una fuerza adicional para apretar más el tornillo.
- Control del ángulo objetivo: La especificación del apriete a menudo incluye un ángulo objetivo predeterminado, basado en las propiedades del material y el tipo de unión. El operador aprieta el tornillo hasta que se alcanza dicho ángulo objetivo.
Los límites del apriete angular
¿Qué herramientas son adecuadas para un apriete angular?
La elección de las herramientas para un buen apriete angular es crucial, ya que influye directamente en la precisión y fiabilidad del proceso. Se necesitan herramientas de medición precisas y bien calibradas para garantizar un ángulo de apriete conforme a las especificaciones.
En el mercado, existen varias herramientas disponibles para realizar un apriete de calidad. Las llaves dinamométricas angulares son de las más utilizadas, ya que miden el ángulo de rotación durante el apriete para asegurar una tensión precisa. Las llaves de disparo angular ofrecen otra opción, liberando el mecanismo cuando se alcanza un ángulo predeterminado. Sistemas electrónicos sofisticados, como las llaves angulares electrónicas, permiten una medición más precisa del ángulo de apriete. Por último, soluciones integradas, como los sistemas de apriete angular con control automatizado, ofrecen una gestión avanzada del proceso para aplicaciones críticas. La elección depende de los requisitos específicos de la aplicación y del nivel de precisión necesario.
La llave angular clásica
La llave mide el ángulo de rotación realizado por el tornillo durante el apriete. Se coloca entre la vasija y el cuadrado de accionamiento de la llave de apriete. Generalmente, se compone de:
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- de un disco graduado en grados
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- de un cursor
La llave se utiliza de la siguiente manera:
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Ajuste del ángulo objetivo: Antes del apriete, el usuario ajusta manualmente la llave angular para especificar el ángulo de rotación deseado según los requisitos del ensamblaje.
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Aplicación de la fuerza: Durante el apriete, el usuario utiliza la llave angular para aplicar una fuerza rotativa a la tuerca o tornillo. Esta fuerza genera un ángulo de rotación.
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Medición del ángulo: La llave de apriete angular está equipada con un mecanismo interno que mide el ángulo de rotación durante el apriete. Algunos modelos pueden utilizar mecanismos de trinquete o de disparo para indicar cuándo se ha alcanzado el ángulo predeterminado.
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Parada automática o indicación: Cuando se alcanza el ángulo especificado, algunos modelos de llaves angulares se detienen automáticamente, evitando un apriete excesivo. Otros pueden emitir una señal visual o sonora indicando que se ha alcanzado el ángulo objetivo.
La llave angular electrónica
Conclusión sobre el apriete angular: falta de fiabilidad y precisión
En conclusión, aunque el apriete angular proporciona un método de apriete relativamente preciso en muchas aplicaciones, los ingenieros deben ser conscientes de sus limitaciones para garantizar un apriete fiable y conforme a las especificaciones de cada ensamblaje. Se ha observado una variabilidad de ±30 % en la tensión obtenida con una llave angular, debido a factores como la fricción, las tolerancias de fabricación, la lubricación y la correcta calibración de las herramientas.
Para alcanzar un nivel superior de precisión y fiabilidad, es recomendable considerar el control de la tensión de apriete por ultrasonidos, una técnica probada y adoptada por la mayoría de los sectores industriales durante más de 15 años. Esta metodología mide directamente la elongación del tornillo, eliminando la influencia de la fricción y las tolerancias de rosca, ofreciendo resultados repetibles y exactos.
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Además, el sistema es compatible con distintos tipos de tornillos y materiales, lo que lo hace adaptable a múltiples entornos industriales, desde automoción hasta aeroespacial. Su uso reduce significativamente el riesgo de aprietes inadecuados y fallos en las uniones atornilladas. Con el TRAXX M2, los ingenieros pueden combinar eficiencia, precisión y seguridad, superando ampliamente las limitaciones del apriete angular convencional.
