Cualquiera que esté familiarizado con los usos de los dispositivos mecánicos de sujeción sabe que puede haber casos de mal funcionamiento y fallas en el ensamblaje. Los pernos y las tuercas son dos tipos diferentes de sujetadores que están preajustados para funcionar de manera efectiva al unir o mantener los materiales juntos. No pueden funcionar el uno sin el otro, y por muy espectaculares que sean juntos, aún puede haber una posibilidad de falla en su aplicación.
Las razones principales para el aflojamiento de pernos y tuercas se pueden clasificar en dos; aflojamiento y aflojamiento espontáneos. En comparación, también hay muchas más causas de por qué pueden ocurrir. Vamos a entrar en una comprensión profunda de estos casos.

Dos razones principales por las que los pernos se aflojan

Aflojamiento espontáneo

También se conoce como autoaflojamiento rotacional, ya que esto sucede cuando los pernos giran debido a la vibración o la carga dinámica y el impacto. Más común en aplicaciones a industrias de automoción, aviación y maquinaria. Para evitar el aflojamiento espontáneo de los pernos, el uso de un cable de bloqueo puede mejorar su seguridad y otras opciones, como eliminar o reducir el deslizamiento entre las juntas. El aumento de la fricción entre las roscas de los pernos y las tuercas mediante el uso de un lubricante para sujetadores también puede reducir la posibilidad de este tipo de falla.

aflojamiento

Este tipo de falla en un conjunto de perno y tuerca puede ser el resultado de muchas cosas; asentamiento, fluencia y relajación. El asentamiento se refiere a los resultados críticos de la carga dinámica, que puede, más tarde, desarrollar una deformación permanente o fatiga sobre los sujetadores y materiales sujetados. La fluencia ocurre en la exposición a largo plazo a ambientes severos de alta temperatura. Puede causar niveles de estrés más allá del límite elástico y la durabilidad de los materiales. Al mismo tiempo, la relajación ocurre cuando los elementos de la microestructura de los materiales se reestructuran a sí mismos a una propiedad plástica existente, lo que hace que se deformen con el tiempo.
La clave para evitar los tipos de fatiga en estos sujetadores es un buen diseño de fabricación y una alta precarga de pernos.

Las causas del aflojamiento de los pernos

1. Falta de apriete
Por definición, esto es cuando los pernos se aplican en aplicaciones sueltas. La falta de fuerza de sujeción en el perno y la tuerca hace que los materiales no se mantengan juntos. El apriete insuficiente de la junta conduce al deslizamiento entre las secciones individuales, lo que genera una tensión de cizallamiento no deseada en los pernos que finalmente se rompen.
2. Vibración y Choque
Las vibraciones ocurren a menudo en la fijación crítica; se refieren a los movimientos transversales entre los objetos y hacen que se muevan paralelos entre sí. Los sujetadores como pernos y tuercas están diseñados para tolerar la máxima fricción de movimientos repetidos como vibraciones. Pero cuando la tolerancia máxima se estira demasiado, los hilos de acoplamiento se desenrollan y pierden su fuerza de sujeción.
 El choque es una carga instantánea y dinámica de fuerza repentina que puede aplicar una carga alterna en la articulación. La secuencia repetida de golpes puede, en última instancia, dar como resultado un aflojamiento directo del conjunto del perno.
3. Incrustación
 El microempotrado de tornillos y tuercas es un proceso que determina la tensión específica que pueden soportar. Cuando los pernos carecen de esta característica y están mal diseñados, sucumbirán a una tensión inadecuada en la junta empotrada, lo que los llevará a perder la fuerza de sujeción. 
4. Deslizamiento de la junta
En algunas aplicaciones, se inserta una junta flexible entre la cabeza del perno y la superficie del material. Este método puede sellar las juntas contra fugas de gas o líquido. La junta también actúa como un resorte que empuja la presión en el conjunto. Con la presencia de elementos destructivos, productos químicos corrosivos a alta temperatura y otros, la junta puede deslizarse o perder su elasticidad. Con la pérdida de presión y fuerza de sujeción, los pernos se aflojan.
5. Expansión térmica diferencial
Esto sucede cuando las propiedades de los sujetadores no se corresponden con los elementos de su entorno. La diferencia puede causar problemas térmicos y cambios químicos en los materiales, lo que los lleva a responder rápidamente a un contacto rápido de aflojamiento.

¿Cómo evitar tornillos sueltos? ¡Mejore su ensamblaje de pernos y tuercas!

A nadie le gustan los fallos en la fijación ya que solo dan más quebraderos de cabeza y destrucción de materiales o, peor aún, de todo el proyecto. Es por eso que los expertos han proporcionado las soluciones perfectas para evitar que sucedan situaciones no deseadas mediante la mejora de los componentes. La siguiente lista a continuación son los tipos de prevenciones de seguridad que se aplican en el ensamblaje de pernos y tuercas.
1. Arandelas
Un tipo de sujetador no permanente que generalmente es circular con un orificio en el medio, insertado entre el perno y la tuerca, y algunas veces en tornillos. Las arandelas ayudan a distribuir la carga recibida por el ensamblaje para asegurar el área de deslizamiento al unir los materiales con un agarre firme. Hay una variedad de tipos de arandelas que pueden proponer diferentes funcionalidades.

2. Tuercas de par predominante
Generalmente conocidas como tuercas de seguridad. Este es otro tipo de dispositivo de sujeción mecánica que suele ser de nailon o metal. Cuando se insertan dentro de una tuerca, agregan fricción al conjunto.

3. Tuercas dobles
Otro tipo de sujetador está bajo la categoría de tuercas. Son el componente estándar, pero solo se duplicaron en la aplicación a los pernos. Suele aplicarse para bloquear ambos extremos del perno con una fuerza de sujeción considerable, apretando el conjunto con el agarre extra.

4. Adhesivos
Los adhesivos se pueden referir a múltiples tipos de solicitantes en pernos y tuercas. Pueden ser adhesivos líquidos, revestimientos o incluso parches adhesivos sólidos. Comparten una función común para asegurar la estanqueidad del conjunto, evitando que se suelten. 

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