Tensión de espárragos y tuercas

Para examinar la tensión de espárragos y tuercas, realizaremos un experimento en el que comprobaremos la tensión alcanzada en un elemento de fijación, dadas unas cantidades específicas de par de apriete. Esto demostrará cómo afecta la fricción a la tensión alcanzada en el tornillo, y las dramáticas consecuencias de aumentar esa fricción.

Con la ayuda de un dinamómetro Skidmore-Wilhelm, controlaremos la tensión alcanzada en el tornillo con distintas cantidades de par de apriete. Para garantizar la aplicación de un par de apriete preciso, utilizaremos la llave dinamométrica neumática RAD-1800.

Usando un nuevo espárrago y una nueva tuerca:

Llegados a este punto, queremos ver cuál será la tensión si seguimos utilizando el mismo espárrago y la misma tuerca, pero disminuimos la cantidad de par de apriete aplicado, volviendo a los 500 pies/libra originales. Si el resultado muestra una tensión inferior a la obtenida originalmente, veremos entonces cuánto par de apriete más se necesita para alcanzar 28.000 pies/libra (como se muestra arriba, se llegó a esta cifra originalmente con un par de apriete de 600 pies/libra).

Resultados

Con cada aplicación sucesiva del fijador, la cantidad de tensión disminuye. Para conseguir la misma cantidad de tensión que alcanzamos en el tercer intento, necesitábamos aplicar 33% más de par de apriete. Hicimos dos aplicaciones más, a 500 pies/libras de presión, y la tensión siguió disminuyendo (15.000 y 14.000).

Observaciones

La tuerca se había agrietado un poco en el punto de contacto con la superficie del objeto; sin embargo, tanto la tuerca como el espárrago seguían en bastante buen estado. En referencia al apriete de un tornillo, John Bickford señala en su libro "An Introduction to the Design and Behavior of Bolted Joints" (Introducción al diseño y comportamiento de las uniones atornilladas) que "Normalmente, unos 10% de este trabajo de entrada acaban como energía potencial almacenada en los "muelles" de la unión y el tornillo. El resto se pierde de diversas formas. La mayor parte se pierde en forma de calor, gracias a las restricciones por fricción entre la tuerca y la superficie de la unión y entre las roscas macho y hembra".

Especificaciones de par estándar

La siguiente tabla de especificaciones de par de apriete se aplica a los materiales estándar para pernos, tuercas y espárragos, basada en las clasificaciones de acero para pernos de la S.A.E.

Valores máximos de par recomendados + o - 5 %

NOTA: Cuando los materiales sean distintos de los estándares S.A.E., consulte la siguiente tabla de conversión:

Los valores de par de apriete anteriores se ofrecen únicamente a título orientativo. Las especificaciones de par de apriete, especialmente para uniones críticas, deben determinarse en condiciones de montaje reales, debido a las numerosas variables que intervienen y que son difíciles de predecir y afectan a la relación par de apriete/tensión.