Diferentes tipos de sujetadores utilizados en la fabricación:tornillos, pernos y más

Los sujetadores juegan un papel crucial en el diseño de piezas , fabricación y ensamblaje . Estas pequeñas piezas de hardware son simples y económicos, pero sin ellos nos costaría hacer muchas cosas importantes:muebles, estructuras arquitectónicas, computadoras, pisos, vehículos y mucho más.

La función de un sujetador es unir mecánicamente dos o más componentes juntos. Puede unir componentes de muchas maneras, pero lo que es único acerca de los sujetadores es que normalmente (aunque no siempre) crean uniones no permanentes .

Los sujetadores son omnipresentes y encontrará muchos de ellos en el día a día. Algunos de los tipos más comunes de fijación metálica industrial son:

• Tornillos
• Nueces
• Pernos
• Remaches
• Inserciones roscadas y varillas
• Arandelas

Sin embargo, la categoría de sujetadores también incluye hardware utilizado fuera de la industria, como clavos para bricolaje y carpintería; botones, hebillas y cremalleras para prendas de vestir; clavijas y bridas para cables para uso doméstico; y grapas, alfileres y clips para tareas de oficina.

Todos estos tipos de sujetadores funcionan de formas mecánicas ligeramente diferentes, pero todos se usan para unir o ensamblar objetos. Con algunas excepciones, la mayoría de los sujetadores industriales están hechos de metal, generalmente acero (acero inoxidable, acero al carbono, acero aleado), aluminio o titanio. Muchas de las piezas que fabricamos en 3ERP, incluidas las mecanizadas , moldeado y chapas piezas:finalmente se ensamblan con sujetadores.

Esta guía analiza en detalle los diferentes tipos de sujetadores y explica cómo funcionan y cómo usarlos . Puede ser útil para nuestros clientes de creación de prototipos que están desarrollando productos de varios componentes que requieren ensamblaje con sujetadores.

¿Qué es un sujetador?

Un sujetador es un término general para una pieza de hardware, a menudo hecha de un metal como el acero, que se usa para unir mecánicamente dos componentes.

Los sujetadores, que incluyen elementos como tornillos, tuercas y pernos, generalmente crean uniones no permanentes; es decir, la conexión se puede deshacer sin dañar ninguno de los componentes. Puede unir dos componentes con un sujetador, luego, algún día, quitar el sujetador y separar los dos componentes sin dañarlos. Por ejemplo, un tornillo podría eventualmente quitarse con un destornillador; una tuerca puede quitarse con una llave. Compare esto con, por ejemplo, soldar, pegar o soldar componentes juntos:cuando esto sucede, los componentes no se pueden separar fácilmente.

Dicho esto, algunos sujetadores, como los remaches, crean uniones permanentes y no están diseñados para desabrocharse.

La mayoría de los sujetadores son pequeños, con diámetros medibles en milímetros. Sin embargo, se pueden usar dispositivos significativamente más grandes en áreas como la construcción naval, las tuberías y la energía. Un sujetador se define por su función de unir mecánicamente dos o más componentes , no por su tamaño, material o aplicación.

Hay una multitud de diferentes tipos de sujetadores disponibles. A continuación se enumeran algunos de los sujetadores de metal más comunes para la industria y la fabricación.

Materiales de fijación

¿De qué están hechos los sujetadores?

Los mejores materiales para la producción de sujetadores incluyen aceros (acero inoxidable, acero al carbono, acero aleado), aluminio, titanio, cobre, latón, níquel y varias aleaciones. Los aceros inoxidables comunes utilizados para sujetadores industriales incluyen las series 200, 300 y 400.

Los sujetadores también se pueden recubrir con otros materiales para mayor funcionalidad, p. resistencia a la corrosión o aislamiento eléctrico. Los recubrimientos y revestimientos comunes incluyen cromo y zinc.

¿Con qué materiales se pueden usar los sujetadores?

Se utilizan diferentes tipos de sujetadores industriales para diferentes materiales, con algunos sujetadores diseñados específicamente para un material, es decir, tornillos para madera (madera) o pernos de anclaje (hormigón).

Estándares de sujetadores

La Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos (ASME) actualmente tiene 66 estándares activos publicados bajo el designador B18 para sujetadores. Los estándares enfocados en la calidad "establecen requisitos de inspección final y en proceso para productos de sujetadores" y brindan un "plan de inspección de recepción para compradores de sujetadores".

Los estándares ASME incluyen:

• B18.1.1:Remaches pequeños
• B18.1.2:Remaches grandes
• B18.2.3.1M:Tornillos de cabeza hexagonal métrica
• B18.3 Tapa de dado, reborde, tornillos de fijación y llaves hexagonales
• B18.6.1 Tornillos para madera
• B18.6.2 Tornillos de cabeza ranurada, tornillos de cabeza cuadrada y tornillos de cabeza ranurada sin cabeza
• B18.6.3 Tornillos para metales, tornillos autorroscantes y tornillos de accionamiento metálico
• B18.6.9:Tuercas de mariposa
• B18.18 Garantía de calidad para sujetadores

Tornillos

Los sujetadores de tornillo, generalmente hechos de metal, son sujetadores con roscas externas macho (crestas superficiales helicoidales) que encajan con el roscas internas hembra en los componentes que van sujetando.

Una característica definitoria de los tornillos es que a menudo son autorroscantes o autorroscantes:tienen un extremo afilado que corta la superficie del componente; cuando se gira el tornillo, corta la rosca interna hembra en el componente y permite que se realice la conexión. Los tornillos suelen ser sujetadores independientes, ya que se unen con el propio componente.

Los tornillos tienen una función similar a los pernos, pero los pernos no suelen ser autorroscantes; por lo general, tienen puntas romas y las roscas hembra en los componentes deben hacerse por otros medios.

Sin embargo, de manera confusa, algunos sujetadores que técnicamente son tornillos, debido al uso, han sido etiquetados como pernos (y viceversa).

Tipos de tornillo

Hay muchos tipos diferentes de tornillos adecuados para diferentes aplicaciones. Algunos de los tipos de tornillos más comunes son:

• Tornillos para chapa :Tornillos autorroscantes muy afilados que pueden penetrar chapas, madera y plástico.
• Tornillos para metales :Instalados en orificios pretaladrados, los tornillos para metales tienen roscas finas y precisas y son los más utilizados en componentes de máquinas.
• Tornillos de cabeza :Tornillos con cabezas grandes que se utilizan normalmente en el montaje de maquinaria como electrodomésticos.
• Tornillos de ojo :A veces llamados tornillos de ojo tirafondo, estos tornillos tienen una cabeza en bucle a través de la cual se pueden enroscar las líneas.
• Tornillos tirafondo :Tornillos largos cincados con rosca hasta el eje, utilizados principalmente en carpintería.
• Tornillos para madera :Tornillos comunes de punta afilada que se utilizan en la carpintería.

Tipos de destornilladores

Los tornillos también se pueden clasificar por sus diseños de accionamiento:se necesitan diferentes herramientas para colocar o quitar diferentes tornillos. Los tipos de accionamiento por tornillo incluyen:

• Ranurado
• Tres puntas
• Cruciforme (por ejemplo, Phillips)
• Polígono externo
• Polígono interno (por ejemplo, zócalo hexagonal / Allen)
• Hexalobular
• Varios

Pernos

Al igual que los tornillos, los pernos son sujetadores con roscas macho externas que se utilizan para conectar dos o más componentes.

Sin embargo, a diferencia de los tornillos, los pernos requieren una rosca hembra preformada con la que encajar. No son autorroscantes; en cambio, la rosca hembra a menudo pertenece a una tuerca. Los pernos (macho) y las tuercas (hembra) se usan en conjunto para unir componentes con orificios sin rosca, y este tipo de unión se denomina unión atornillada.

Cuando se usan junto con tuercas, los sujetadores de perno funcionan con orificios pasantes (es decir, orificios que atraviesan completamente el material de un objeto), con la cabeza del perno en un lado y la tuerca en el otro. Los tornillos, por otro lado, se utilizan a menudo para hacer agujeros ciegos; solo penetran parcialmente a través del material.

Tipos de perno

Hay muchos tipos de pernos diferentes adecuados para diferentes aplicaciones. Algunos de los tipos de pernos más comunes son:

• Pernos hexagonales :Pernos roscados con cabeza hexagonal que pueden tener una sección no roscada inmediatamente debajo de la cabeza.
• Pernos sexuales :A veces llamados perno Chicago, perno cilíndrico o tuerca cilíndrica, estos pernos son en realidad pernos y tuercas a la vez, que comprenden un cilindro roscado hembra y un tornillo roscado macho.
• Pernos en U :sujetadores en forma de U con dos extremos roscados paralelos, que se utilizan para sujetar elementos como tuberías.
• Cáncamos :Pernos con cabeza en bucle a través de los cuales se pueden enhebrar líneas.
• Pernos de transporte :Pernos roscados con cabeza de hongo redondeada para evitar giros y cuello cuadrado inmediatamente debajo.

Nueces

Las tuercas son sujetadores con orificios roscados hembra que normalmente se usan con un perno correspondiente para formar una unión atornillada. El sistema de acoplamiento de pernos y tuercas funciona para conectar componentes con orificios sin rosca.

Las tuercas y los pernos generalmente se mantienen seguros debido a la fricción, la compresión y el estiramiento leve del perno. Sin embargo, la conexión puede aflojarse indeseablemente durante aplicaciones con un alto nivel de vibración. En este caso, se puede usar una tuerca de bloqueo o líquido de bloqueo para asegurar la tuerca, o se puede agregar una segunda tuerca al perno.

Mientras que el interior de una tuerca está roscado, el exterior puede adoptar muchas formas, dependiendo de si se girará a mano o con una llave, y de varios otros factores.

Tipos de tuerca

Hay muchos tipos diferentes de tuercas adecuados para diferentes aplicaciones. Algunos de los tipos de nueces más comunes son:

• Nueces de bellota :A veces llamados tuercas ciegas, estos sujetadores están abovedados en un lado para cubrir el extremo del perno.
• Tuercas para soldar :Diseñado para que un lado pueda soldarse a otro componente metálico.
• Tuercas hexagonales :Sujetadores comunes con exterior hexagonal para facilitar la extracción.
• Tuercas de mariposa :Tuercas con forma de ala en cada lado para permitir un fácil giro a mano, sin herramientas.
• Tuercas de barril :Ver "pernos sexuales" arriba .

Remaches

Los remaches son sujetadores que normalmente tienen un eje liso y no tienen roscas. Un remache tiene una cabeza en un extremo y una cola en el otro.

Para que funcione como un sujetador, se coloca un remache en un orificio, luego, usando fuerza mecánica, su cola se "descompone", lo que hace que se expanda a alrededor de 1,5 veces el diámetro del eje y se crea la unión. Una vez que se ha trastornado un remache, efectivamente tiene dos cabezas:la cabeza original de fábrica y la nueva cabeza de taller.

A diferencia de los tornillos, las roscas y los pernos, los remaches crean uniones permanentes:una vez que se altera la cola, no se puede volver a su estado original. Por lo tanto, las uniones remachadas son mucho más difíciles de separar que las uniones no permanentes como las uniones atornilladas.

Tipos de remache

Hay muchos tipos diferentes de remaches adecuados para diferentes aplicaciones. Algunos de los tipos de remaches más comunes son:

• Remaches pop :También conocidos como remaches ciegos, estos sujetadores de remaches son tubulares y tienen un mandril central con un área debilitada cerca de la cabeza (donde se puede romper).
• Remaches macizos :Elementos de fijación simples con un eje y una cabeza que se pueden deformar con una pistola de remaches o un martillo.
• Remaches semitubulares :Como remaches macizos, pero con un orificio parcial en la punta que reduce la fuerza necesaria para alterarlo.

Varios. sujetadores roscados

Además de tornillos, pernos y tuercas, existen otros tipos de sujetadores roscados con usos más especializados.

Un inserto roscado (o casquillo roscado) es un sujetador con roscas internas (ya veces externas) que se inserta en un material que generalmente no puede aceptar una rosca, ya sea porque es demasiado suave o porque un orificio roscado existente se ha desgastado. Actúa como un ancla de paneles de yeso que se usa para colocar estanterías. Las inserciones roscadas de metal se pueden instalar en piezas de plástico moldeadas mediante molduras de inserción alrededor del buje.

Una varilla roscada (o espárrago) es un sujetador similar a un perno pero roscado en ambos extremos, sin cabeza. Diseñado para usarse en tensión, una varilla roscada puede aceptar una tuerca en ambos extremos.

Arandelas

Aunque técnicamente no son sujetadores en sí mismos, las arandelas son piezas de hardware que se usan junto con sujetadores como tuercas y pernos.

Una arandela es una placa delgada con un orificio en el centro que se utiliza como espaciador, distribuidor de carga, dispositivo de bloqueo o amortiguador de vibraciones. Las arandelas suelen ser circulares, pero también pueden tener forma cuadrada.

Las arandelas evitan que los sujetadores entren en contacto directo con un componente y, por lo tanto, pueden proteger la superficie del componente.

Para obtener más información sobre los tipos de sujetadores que podría necesitar para su próximo prototipo, comuníquese con 3ERP o solicite un presupuesto.