Guía completa de tipos de arandelas: arandelas planas, de resorte, de seguridad y cuadradas

El bloqueo - evita el aflojamiento por rotación

Las arandelas de seguridad están diseñadas para resistir el aflojamiento rotacional causado por vibraciones, ciclos térmicos o cargas dinámicas. Lo logran a través de varios mecanismos: - las arandelas de resorte generan una fuerza axial que mantiene la fricción de la rosca, las arandelas de seguridad dentadas muerden la superficie del rodamiento para crear interferencia mecánica y las arandelas de seguridad de cuña usan superficies de rampa para crear una acción de bloqueo positiva. Cada tipo tiene características de rendimiento específicas que determinan su efectividad en diferentes entornos de vibración y condiciones de carga.

Ajuste y sellado de espacios

Las arandelas compensan las tolerancias de fabricación, los orificios ranurados o la desalineación en los componentes ensamblados. Las arandelas cónicas cuadradas proporcionan una superficie de apoyo plana en bridas de acero estructurales inclinadas. Las arandelas de sellado incorporan elementos elastoméricos como juntas tóricas unidas o revestimientos de caucho para evitar fugas de fluido a través del orificio del perno, lo cual es esencial en aplicaciones hidráulicas, neumáticas y de contención.

Arandela plana - La lavadora más común

Función - Distribución de presión, protección de superficies, reducción de fricción

Las arandelas planas son el tipo de arandela más utilizado y sirven para distribuir la fuerza de sujeción de manera uniforme, proteger el acabado de la superficie de la pieza sujeta contra rayaduras durante el apriete y, a veces, reducir la fricción entre el sujetador giratorio y la superficie estacionaria. Están disponibles en tres series principales: series SAE (diámetro exterior pequeño), USS (diámetro exterior grande) y métricas (ISO). La elección entre SAE y USS depende del área de apoyo requerida y del espacio disponible debajo de la cabeza del sujetador.

Estándares de materiales y dimensiones

Las arandelas planas se fabrican con acero al carbono (normalmente con revestimiento de zinc), acero inoxidable 304/316, cobre, nailon, PTFE y otros plásticos de ingeniería. Las arandelas de acero al carbono con revestimiento de zinc son el estándar para aplicaciones generales. Se requieren arandelas de acero inoxidable para ambientes corrosivos. Las arandelas de nailon y PTFE proporcionan aislamiento eléctrico y resistencia química. Los estándares dimensionales incluyen ASME B18.22.1 para series en pulgadas e ISO 7089/7090 para series métricas, que especifican el diámetro interior, el diámetro exterior y el espesor para cada tamaño de perno.

Arandela elástica y arandelas elásticas

Lavadora de seguridad dividida, Lavadora ondulada, Lavadora Belleville

Las arandelas de seguridad divididas (arandelas de resorte helicoidales) tienen un espacio que crea fuerza de resorte cuando se comprimen, proporcionando una tensión axial que resiste el aflojamiento. Son eficaces en aplicaciones de vibración baja a moderada, pero tienen una eficacia limitada en condiciones de vibración de alta-frecuencia. Las arandelas onduladas presentan un perfil ondulado para aplicaciones de resorte más ligeras, lo que proporciona compensación axial para las tolerancias de apilamiento-. Las arandelas Belleville (arandelas de resorte cónicas) brindan la mayor fuerza de resorte en el espacio más pequeño, lo que las hace ideales para el control de precarga de precisión en uniones atornilladas de alta-temperatura donde se producen ciclos de expansión térmica.

Principio y limitaciones de bloqueo de la arandela elástica

La acción de bloqueo de una arandela de resorte proviene de la fuerza del resorte elástico que empuja la tuerca lejos de la superficie de la junta, manteniendo la tensión en las roscas del perno. Sin embargo, investigaciones que incluyen pruebas de vibración de Junker han demostrado que las arandelas de resorte tienen una efectividad limitada bajo vibraciones severas - la arandela puede perder la tensión del resorte debido a la relajación o al empotramiento. Para entornos de alta-vibración, las arandelas dentadas, las arandelas de cuña o el bloqueo químico de roscas proporcionan soluciones más confiables.

Arandelas de seguridad de dientes

Arandelas de seguridad con dientes externos, dientes internos y cuña Nord-Lock

Las arandelas de seguridad con dientes externos tienen dientes en la circunferencia exterior que muerden la superficie de soporte de la cabeza del perno o la tuerca cuando se aprietan, creando resistencia mecánica a la rotación. Las arandelas de seguridad de los dientes internos colocan los dientes en el diámetro interior y se enganchan debajo de la cabeza del sujetador. Las arandelas combinadas internas/externas proporcionan bloqueo en ambas superficies. Las arandelas de seguridad Nord-Lock Lock utilizan un par de arandelas con superficies de leva coincidentes - cuando se aprieta la junta, las levas se bloquean entre sí y solo permiten el movimiento a través de los dientes radiales, lo que proporciona un bloqueo positivo que resiste los niveles de vibración más altos.

Lavadoras de uso especial

Las arandelas cónicas cuadradas compensan la pendiente en las alas de las vigas I-y en las secciones de canales, proporcionando una superficie de apoyo nivelada para la cabeza de la tuerca o del perno. Las arandelas de domo y las arandelas esféricas se adaptan a la desalineación angular entre el sujetador y la superficie de apoyo. Las arandelas de sellado incorporan juntas tóricas de caucho-o unión de caucho completa para ensamblajes-a prueba de fugas en sistemas hidráulicos y neumáticos. Las arandelas aislantes fabricadas con plásticos reforzados proporcionan aislamiento eléctrico entre metales diferentes para evitar la corrosión galvánica. Las arandelas con lengüeta tienen lengüetas sobresalientes que se pueden doblar contra una superficie plana de la tuerca o pieza acoplada para un bloqueo antirrotación positivo.

Selección de material de lavadora y tratamiento de superficie

La selección del material para las arandelas debe considerar la dureza del material base, el entorno de corrosión y la compatibilidad galvánica tanto con el sujetador como con el material sujeto. Las arandelas de acero al carbono con revestimiento de zinc o galvanizado-en caliente son estándar para los sujetadores de acero al carbono. Se deben usar arandelas de acero inoxidable de grados 304 o 316 con sujetadores de acero inoxidable para evitar la corrosión galvánica. Las arandelas de cobre se utilizan en aplicaciones de sellado de alta-temperatura. Las arandelas de nailon y PTFE proporcionan aislamiento eléctrico y resistencia química. La regla general para igualar la dureza es que la arandela debe ser más blanda que la parte sujetada para evitar daños en la superficie, pero lo suficientemente dura para distribuir la carga de manera efectiva.

Guía de selección de arandela plana, arandela elástica y arandela de seguridad con dientes -

Para conexiones estáticas no-críticas, una arandela plana por sí sola es suficiente. Para entornos de vibración baja a media, las arandelas elásticas o las arandelas de seguridad con dientes proporcionan un bloqueo adecuado. Para aplicaciones de alta-frecuencia o vibración severa, se recomiendan las arandelas de bloqueo de cuña Nord-Lock o compuestos químicos de bloqueo de roscas. Para servicios de ciclos de alta-temperatura donde las diferencias de expansión térmica causan variaciones de precarga, las arandelas Belleville proporcionan la compensación de resorte axial necesaria. La selección debe tener en cuenta la frecuencia de vibración específica, la magnitud de la carga, el rango de temperatura y la accesibilidad para el mantenimiento.

Comparación de estándares de lavadoras ASME / ISO / DIN / GB

Los estándares de lavadoras difieren entre las principales regiones industriales. ASME B18.21.1 cubre las arandelas planas y de seguridad estándar americanas. ASME B18.22.1 especifica las dimensiones de las arandelas planas para series en pulgadas. ISO 7089/7090 define arandelas planas métricas con dos series (regular y diámetro exterior grande). Los estándares DIN incluyen DIN 125 (arandelas planas), DIN 127 (arandelas de resorte) y DIN 6798 (arandelas dentadas). Los estándares GB/T cubren los equivalentes chinos. Comprender la norma aplicable garantiza la compatibilidad dimensional con el conjunto de perno y tuerca.

Instalación de lavadoras y efectos de torsión

El tipo y la cantidad de arandelas utilizadas en una unión atornillada afectan la relación de precarga de torsión-. Las arandelas elásticas añaden flexibilidad axial que puede requerir un torque ligeramente mayor para lograr la misma precarga que una junta con arandelas planas. Las arandelas lubricadas reducen el factor K de la tuerca, lo que requiere valores de torque ajustados. Cuando se usan arandelas en ambos lados de la junta - una debajo de la cabeza del perno y otra debajo de la tuerca -, la longitud de sujeción aumenta ligeramente, lo que puede afectar la precarga en juntas de agarre corto-. Para ensamblajes críticos, se recomienda realizar pruebas de torsión-tensión con la configuración de arandela real.

Capacidades de suministro de lavadoras del fabricante de tuberías

ManufacturerPipe suministra todas las categorías de arandelas, incluidas arandelas planas, de resorte, dentadas, cónicas cuadradas, Belleville y de sellado. Los materiales incluyen acero al carbono, acero inoxidable 304/316 y acero aleado para combinar con cualquier conjunto de sujetadores. Producimos según los estándares ASME, ISO, DIN y GB, y aceptamos dibujos personalizados para configuraciones de lavadoras no-estándar. Como proveedor integral de elementos de fijación, ofrecemos paquetes completos de perno, tuerca y arandela que simplifican la adquisición y garantizan la compatibilidad de los componentes.

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