Las tuercas y los pernos son dispositivos mecánicos cruciales para muchos sectores e industrias grandes. El importante papel que juegan en su propósito específico llevan a cabo miles de soluciones para la seguridad y la protección. Son una gran herramienta que permite el mejor desempeño de productos y estructuras, especialmente en la construcción, automotriz, plantas de energía, establecimientos de manufactura, y más. 

Los sujetadores vienen en variaciones de tipos y componentes, brindan precisión de rendimiento cuando se usan correctamente. Las tuercas son dispositivos mecánicos que, aunque son diferentes de los tornillos y pernos, son la herramienta importante que permite que la unión se sujete más fuerte y tenga un ensamblaje de mejor calidad. Los pernos se consideran el sujetador más fuerte que tiene un excelente agarre en las superficies y son mejores que los tornillos en la fijación. Con las diferencias en las características, ambos sujetadores se combinan y son funcionales entre sí. Los pernos necesitan tuercas para aumentar y ejecutar una fuerza conjunta completa en la aplicación. 

Como muchos saben, los sujetadores tienen diferentes calidades y tipos dependiendo de su propósito y rendimiento. Pero la fijación de materiales solo se considerará un éxito cuando se realice correctamente. Por lo tanto, la selección de la combinación correcta de tuercas y tornillos es consecuente y debe ejecutarse adecuadamente para obtener un resultado final excepcional. 

Los factores que se ven afectados en la selección de los tipos de tuercas y tornillos.

Fuerza y agarre

Los pernos y las tuercas están diseñados para coincidir con las roscas y la capacidad de cada uno para sujetar materiales durante la aplicación. Sin el otro, el desempeño de los pernos disminuirá la fuerza de agarre en la superficie mientras que las tuercas no pueden funcionar sin una varilla roscada o pernos para apretar. Ambos sujetadores proponen un mayor resultado cuando se instalan correctamente con calidades coincidentes. Por ejemplo, cuando se aplican pernos hexagonales en materiales de unión, se aprieta una tuerca con una rosca hembra correspondiente o tuercas ciegas hexagonales a lo largo del vástago.

Tensión 

El tensado de pernos, o precargado, es el proceso de estirar el perno para determinar su capacidad de elongación. Cuando los pernos precargados se aprietan con una tuerca, deben absorber una cantidad constante de fuerza para distribuirla alrededor, lo que hace que las uniones sean resistentes al aflojamiento debido a la vibración.

Durabilidad

La durabilidad de los pernos depende de algunos aspectos, no pueden soportar la carga por sí mismos y son propensos a desgastarse sin alguna modificación. Con una tuerca apretada a uniones atornilladas, se mejora su capacidad para resistir el desgaste por presión y daño. 

Capacidad de absorber vibraciones.

La conjunción de tuercas y tornillos proporciona múltiples valores dentro de sus partes sujetas. Para poder resistir el aflojamiento y la deformación permanente, los pernos y las tuercas se fabrican en procesos de especialización, como revestimientos y pruebas (variadas) de productos. Cuando se utilizan en aplicaciones críticas, como piezas de motores de automóviles, requieren múltiples cualidades, como absorción de calor, resistencia a impactos y estiramientos, y resistencia a la corrosión. Para ejecutar correctamente su función, los elementos de fijación, como pernos y tuercas, deben tener un rendimiento equivalente.

Resistente a la corrosión

Sin embargo, esto depende de los tipos de materiales de los que está hecho el sujetador, pero también es un factor que puede verse afectado al seleccionar los tipos correctos de pernos y tuercas que van juntos. El entorno superficial de los materiales casi siempre requiere una cualidad para resistir la corrosión de diferentes tipos. Algunos tipos de acero no se pueden usar juntos, ya que es probable que dañen el otro componente. 

Materias primas

La elaboración de sujetadores comienza con el tipo de materias primas que se utilizan en la fabricación, así como en los acabados. Existe una gran variedad de materiales estándar utilizados en la producción de pernos y tuercas hoy en día para garantizar una excelente calidad de los productos finales. Con la ayuda de la tecnología, se innovan para tener un mayor rendimiento, especialmente con las numerosas consideraciones y requisitos en entornos de materiales de fijación y superficie. 

Cómo elegir la combinación correcta de pernos y tuercas

Tamaño y forma

El tamaño y la forma de los sujetadores juegan el papel más importante para imponer los mejores resultados en conjunto. Los pernos y tuercas vienen en una amplia gama de formas y tamaños de diámetro para cumplir con los requisitos particulares de sujeción. Es importante determinar el grosor y la longitud correctos de los componentes para proporcionar una funcionalidad eficiente a los materiales de unión.

Calidad

Existen numerosas categorías considerables en las cualidades y características de los pernos y tuercas. La aplicación crucial de sujetadores requiere muchos atributos que puedan soportar problemas de sujeción para brindar seguridad y protección. Algunas cualidades comunes que son estándar para elegir los sujetadores correctos son la fuerza, la durabilidad, la resistencia a la corrosión, etc. 

Tipo de acabado/revestimiento

Este método es la modificación final de las deformaciones de los componentes en los sujetadores. Su objetivo principal es mejorar las cualidades actuales de pernos y tuercas. Con el tipo correcto de acabado en los sujetadores, su capacidad para resistir el estrés y la corrosión mejora de lo habitual. En otras aplicaciones estándar, el acabado no es un requisito en los sujetadores.

¿Cuáles son los tipos de sujetadores que combinan entre sí?

Los sujetadores vienen en una amplia gama de tipos y usos, están hechos para adaptarse a aplicaciones consecuentes en materiales de unión y sujeción. En muchos casos, los sujetadores también pueden requerir un material de contraparte que puede agregar más efectividad a la solución. El ejemplo perfecto de esta situación es el uso de pernos y tuercas juntos. Son un compañero perfecto que aporta durabilidad en el montaje de materiales.

La categoría clave de sujetadores

Permanente

Como su nombre lo indica, los sujetadores permanentes son sujetadores no removibles una vez instalados. Están destinados a un solo uso para unir materiales. Existe una variedad de industrias que utilizan este tipo de sujetadores por su calidad para mantener la longevidad de la aplicación. Los sujetadores permanentes comunes incluyen remaches, clavos y soldaduras que son conocidos y se encuentran generalmente en la electrónica de consumo y de automoción.

Temporario

Los sujetadores de esta categoría están diseñados específicamente para la unión no permanente o temporal de materiales en superficies. Permiten la opción de retirarse (sin dañar los materiales que mantienen unidos) o reutilizarse en la mayoría de las aplicaciones. Este tipo de sujetador se encuentra comúnmente en industrias que generalmente se mantienen o requieren propiedades críticas. Los ejemplos conocidos de componentes son pernos, tornillos, tuercas, arandelas y espárragos.

Amplia definición de los tipos de sujetadores.

Sujetadores roscados

• Pernos: son sujetadores con rosca macho que vienen en variaciones de tipos que requieren un componente preformado coincidente con una rosca hembra, como una tuerca, para proporcionar una sujeción eficiente en los materiales de unión. 
• Tornillos: son un tipo general de sujetador que puede mantener los materiales juntos para lograr un buen agarre. Se pueden aplicar individualmente o con el uso de otro sujetador (dependiendo de los problemas de la situación) como una tuerca.
• Espárragos: son un sustituto del conjunto de pernos y tuercas. Son un tipo de sujetador que no tiene cabeza y requiere una instalación de doble tuerca en ambos lados para brindar conexión a los objetos.

Nueces – se utilizan en combinación con sujetadores roscados específicamente pernos y están internamente emparejados en roscas con su tipo de pernos asociado.

Arandelas – proporciona distribución de carga y fuerza alrededor de la superficie circundante para la durabilidad de la fijación. Se utilizan junto con pernos y tuercas.

remaches – una especie de dispositivo mecánico permanente para sujetar materiales en superficies más grandes y planas, como láminas de metal.

Descubriendo las variaciones de los tipos de sujetadores

Pernos: pernos de anclaje, pernos de eje, pernos ciegos, pernos de carro, pernos de elevador, pernos de ojo, pernos de brida, pernos hexagonales, pernos de casco, pernos en J, pernos de retraso, pernos de máquina, pernos colgantes, pernos de cabeza pentagonal, pernos de arado, Pernos de roca, pernos de cabeza redonda, pernos de brida dentada, pernos sexuales o pernos Chicago, pernos con reborde, pernos de cabeza hueca, pernos cuadrados, pernos prisioneros, pernos de cabeza en T, pernos roscados, pernos de palanca, pernos de riel y pernos en U

Tornillos: Tornillos para aglomerado, Tornillos para terrazas, Tornillos de dos extremos, Tornillos para paneles de yeso, Tornillos de cáncamo, Tornillos para marcos, Tornillos de cabeza cilíndrica, Tornillos de cabeza hexagonal, Tornillos de martillo, Tirafondos, Tornillos para metales, Tornillos para mampostería, Tornillos de cabeza ovalada, Tornillos de cabeza plana, Tablero de partículas tornillos, pernos de cabeza cuadrada, tornillos autorroscantes, Tornillos autoperforantes, Tornillos de fijación, Tornillos con reborde, Tornillos para láminas de metal, Tornillos de cabeza hueca, Tornillos de rosca cortante, Tornillos con arandela, Tornillos para madera, Tornillos para soldar, Tornillo a prueba de manipulaciones y Tornillos personalizados

Tuercas: Tuerca hexagonal, Tuerca cuadrada, Tuerca anular, Tuerca ciega, Tuerca cilíndrica o de cabrestante, Tuerca de domo, Tuerca de mariposa o Tuerca de mariposa, Tuercas de brida, Tuercas hexagonales ranuradas, Contratuercas, Tuercas de panel, Tuercas de acoplamiento y Tuercas de montaje en superficie

Arandelas: arandela elástica (Belleville o arandela cónica, arandela elástica de domo, arandela elástica ondulada, arandela elástica de dedo y arandela elástica de media luna)

Arandela de seguridad (arandela de seguridad dividida, arandela de seguridad de dientes externos y arandela de seguridad de dientes internos)

Arandela plana (arandela de torsión, arandela plana, arandela de guardabarros, arandela de acabado o avellanada, arandela de hombro y arandela en C)

Remaches: sólidos, tubulares, divididos, ciegos, remaches, remaches pop, remaches pop de brida grande y remaches multiagarre

Lee la información definitiva de cada tipo>> ¿Cuáles son los tipos de tuercas, pernos y tornillos?

Consideraciones importantes de sujetadores y desventajas de materiales desproporcionados 

Es conocido considerar factores importantes de los sujetadores que contribuyen a su función y desempeño. Las aplicaciones de los sujetadores vienen en muchas variaciones, requisitos específicos y aspectos ambientales que pueden afectar la efectividad de los productos. Por lo tanto, conocer estos factores nos permite determinar la fortaleza de la alta calidad y los puntos débiles que podemos prevenir. Las siguientes son algunas de las características relativas de los sujetadores y atributos que generalmente están implícitos en un conjunto de estándares;

Materias primas

Fabricantes de sujetadores imponen procedimientos estándar y calidad de materiales para asegurar la excelencia de sus productos. La formidable capacidad de las piezas de fijación se basa en el tipo de componentes que se utilizan para producir sus diferentes tipos. Muchos métodos también pueden alterar la función que realiza y la efectividad general, pero la razón principal de su funcionalidad depende del tipo de materia prima que se utilice. Existen numerosos elementos utilizados por las empresas de sujetadores en la fabricación, pero los tipos más comunes son acero, aluminio, latón, cobre, níquel (monel e inconel), acero inoxidable (martensítico, austenítico y ferrítico), titanio, berilio y nailon.

Para tener una visión detallada de los sujetadores (tuercas y tornillos) y sus materias primas, lea este artículo >> ¿Qué son los sujetadores de tuerca y perno?

Tipos de sujetadores de cabeza

Como sugiere su nombre, la parte superior del sujetador es la cabeza. Vienen en una variedad de tipos que facilitan el trabajo de instalación junto con otros beneficios para su base. Los diferentes tipos de cabezas de pernos y tornillos son esenciales para las herramientas durante la instalación o extracción. 

Conociendo los diferentes tipos de cabeza de pernos/sujetadores:

• Cojinete total
• con cara de arandela
• Doble biselado
• Cuadrado
• hexágono ranurado
• avellanado
• avellanado en relieve
• Redondo 
• Cacerola
• Queso
• Queso lechado (fillister)
• Hongo (truss)
• alto par
• Phillips avellanado
• Phillips elevado avellanado
• Sartén redonda Phillips
• ronda de phillips
• Vaso hexagonal avellanado
• Botón con hexágono interior
• Vaso hexagonal plano o con tapa
• cabeza moleteada

Tipos de sujetadores de rosca

Cuando se trata del ajuste de pernos y tuercas, las características del roscado se adhieren a una instalación exitosa. Los hilos brindan la confiabilidad de la conexión en los materiales que se unen al determinar la capacidad de sujeción y agarre del producto a la superficie. Según SAE o UNF (Unified Threads), hay seis tipos principales de hilos reconocidos en la industria. 

1. ONU/UNF
2. TNP/NPTF
3. BSPP (BSP, paralelo)
4. BSPT (BSP, cónico)
5. paralelo métrico
6. cónico métrico

• Herramientas de identificación de roscas disponibles

Indicador de tono 

Esta herramienta es para medir roscas métricas en milímetros de la distancia entre las crestas de las roscas.

Calibrar

Permite la medición en diámetro de roscas externas e internas en tornillería. Un calibrador digital está disponible para usuarios avanzados que necesitan un proceso más rápido para identificar las medidas.

• Tipos de rosca de tornillo

1. British Standard Whitworth (BSW): son roscas en V asimétricas con un ángulo axial medido en 55°. Este tipo de rosca se encuentra comúnmente en pernos y tornillos que se utilizan en aplicaciones con vibraciones crecientes, como la industria automotriz y aeronáutica.
2. Rosca de la Asociación Británica (BA): una rosca de subtipo de BSW que tiene una rosca proporcional en pasos finos, normalmente utilizada en instrumentos y otros trabajos de precisión.
3. Rosca estándar nacional estadounidense: utilizada para fines generales, tiene crestas planas y raíces en las características para la capacidad de soportar un uso más duro en comparación con las roscas en forma de V.
4. Rosca estándar unificada: se innovó a partir de un acuerdo de tres (3) países para intercambiar maquinaria a través de un sistema de rosca de tornillo común. Incluyen un ángulo de 60° con crestas y raíces redondeadas.
5. Roscas cuadradas: tienen menos resistencia que las roscas en V, pero también son menos resistentes a la fricción y al movimiento y tienen una mayor eficiencia, lo que las hace convenientes para su uso en la transmisión de potencia. Tales roscas de tornillo se encuentran en máquinas herramienta, válvulas, husillos, gatos de tornillo, etc.
6. Rosca Acme: es una versión modificada de las roscas cuadradas y es mucho más fuerte. Este tipo de hilo se suele utilizar en tornos de corte de tornillos, válvulas de latón y tornillos de banco.
7. Rosca de nudillos: otra modificación de la rosca cuadrada con una parte superior e inferior redondeadas que se usa para áreas de trabajo ásperas. Las roscas de nudillos se utilizan con frecuencia en acoplamientos de vagones de ferrocarril, hidrantes, cuellos de botellas de vidrio y grandes aisladores moldeados utilizados en el comercio eléctrico.
8. Hilo de contrafuerte: comprende las características de baja resistencia a la fricción similar a las roscas cuadradas y fuerza comparable a las roscas en V. Se utilizan principalmente para transmitir fuerza en una dirección con un eje casi paralelo.
9. Hilos métricos: son características similares a los hilos BSW con un ángulo de 60° en lugar de 55° según los estándares indios.

• Guía de terminología de subprocesos

Hilos externos

También conocidas como roscas macho, lo que significa que las roscas se encuentran en el vástago de pernos y tornillos, ya que generalmente se instalan con tuercas. Son visualmente externos en el cuerpo de los sujetadores. 

Hilos Internos

Las roscas se encuentran dentro del orificio circular de las tuercas que corresponde a las roscas de los pernos y se denominan roscas hembra de esa manera. 

Roscas de tornillo de máquina

Se encuentra en orificios roscados de herramientas de roscado de máquinas que se utilizan para acoplar roscas de tuercas.

Hilos espaciales

Se refiere al diseño de roscas formadas en orificios pretaladrados, las roscas de espacio generalmente se encuentran en tornillos autorroscantes, tornillos para madera y tirafondos.

Tirafondos

Una gran representación de tornillos que forman sus roscas a partir de orificios pretaladrados en aplicaciones de metal a madera.

Tornillos autorroscantes

Los tornillos de sujeción eficientes brindan una fácil instalación en los materiales debido a su capacidad para crear un orificio con una rosca correspondiente en la superficie.

Tornillos autoroscantes

Normalmente se utiliza con un material plástico que se instala en el orificio antes del tornillo, bloqueando y asegurando la aplicación con una mayor cantidad de fuerza.

Tipo tornillos en U

Incluye una cabeza espiral inusual para ser clavada en la instalación por un martillo en carcasas de plástico o metal.

Tornillos para madera

Cuenta con un vástago cónico y roscas afiladas para una aplicación eficiente en superficies de madera.

Sigue leyendo >> ¿Cómo se hace un tornillo?

• Terminología adicional de sujetadores

1. Diámetro mayor - Esto se refiere al diámetro de la altura de la hélice elevada (forma de espiral o cilindro imaginario alrededor de la rosca). El diámetro mayor solo se puede medir a través de roscas externas en un tornillo con un calibre ranurado o una regla de calibre.
2. Diámetro menor - Se refiere específicamente a la parte más interna del tornillo que se mide desde la base o raíz de la rosca usando un equipo especializado para obtener resultados precisos.
3. Diámetro efectivo – Otra medida de diámetro requiere un equipo especial para obtener efectivamente el promedio de los diámetros mayor y menor. Se miden a la mitad de la altura de la hélice elevada.
4. Paso: se refiere a la distancia de las roscas entre un tornillo
5. Cresta: se calcula restando el diámetro menor del diámetro mayor. Es la altura exterior de la rosca.
6. Ángulos de rosca – denominados simplemente como "el flanco" porque son el ángulo real de los flancos de un tornillo. está indicado para tener el mismo grado de ángulo en roscas simétricas.
7. Hilos gruesos y finos - ambos términos se refieren a la distancia entre la cresta de cada rosca en un tornillo, los espacios más pequeños crean roscas finas mientras que los más grandes crean roscas gruesas.

Materiales de superficie

Superficies que están presentes o área de aplicación de sujetadores. Son los materiales que se unirán y mantendrán unidos. Los materiales de la superficie dependen del proyecto en el que esté trabajando, este es un factor importante a considerar al elegir el tipo correcto de productos. 

Madera

La carpintería es un gran sector que utiliza elementos de fijación en el desarrollo de otro producto o unión de materiales de madera comúnmente utilizados en la industria de la construcción. Por lo general, los materiales de madera se encuentran en muebles, gabinetes, estantes, porches, techos y techos, puertas, cocinas y más. Dado que la madera es un elemento natural ampliamente utilizado en la creación de productos útiles para nuestras actividades diarias, también son propensos a la corrosión en los componentes circundantes. El tipo más común de sujetadores que se aplican a esta área de trabajo son los tornillos para madera.

Metal

Se utilizan varios tipos de metal como superficies de sujeción, al igual que los numerosos tipos de componentes metálicos que se encuentran en diferentes sujetadores. Los metales son propensos a la oxidación y otros tipos de corrosión, por lo que es necesario comprometer los elementos correspondientes de la aplicación. Los sujetadores de acero inoxidable son la opción preferida para la mayoría de las industrias metalúrgicas y de ensamblaje.

Concreto

Por lo general, las aplicaciones concretas son utilizadas por la industria de la infraestructura. Cubren un gran sector del desarrollo económico en los países y requieren soluciones de fijación cruciales.

El plastico

Este material de superficie comúnmente usa sujetadores estándar, ya que generalmente requieren una calidad de bajo perfil debido a áreas de trabajo considerables. Los materiales plásticos comunes que funcionan junto con los sujetadores se encuentran en la industria eléctrica y la fabricación industrial (como juguetes, productos de plástico y otros).

Equipo de fabricación

Los proveedores de sujetadores brindan un servicio profesional de fabricación de sus productos en un sistema de gestión estándar y de alta calidad. Su objetivo es implementar el uso de maquinaria y tipos de equipos eficientes para lograr resultados óptimos. Máquinas herramienta convencionales: tornos, fresadoras, prensas taladradoras, herramientas de corte afiladas, mecanizado CNC y otras máquinas o herramientas de fabricación de sujetadores. 

Las distintas máquinas ofrecen un rendimiento distinto y específico en la fabricación y el proceso en función de la salida requerida del producto. Se considera un factor vital que contribuye a elegir el sujetador correcto porque este método también puede implicar una diferencia en la función del conjunto del sujetador.

La selección de tuercas y tornillos precisos es una tarea fundamental para lograr un ensamblaje exitoso. Habrá más tecnicismos en los materiales de los sujetadores que se deben representar en el requisito para el tipo de aplicación o proyecto para el que se utilizarán. Para conocer los detalles significativos del uso de soluciones de sujetadores, deberá realizar una investigación profunda sobre sus cualidades y los factores importantes que serán más importantes en el proceso general. 

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