Elección de sujetadores adecuados: guía completa de tipos y aplicaciones

La maquinaria moderna suele constar de varias piezas ensambladas para hacer un producto totalmente operativo. Sin embargo, estas piezas suelen generar grandes fuerzas y experimentar vibraciones lo suficientemente grandes como para desensamblar las piezas y causar fallo.

Los sujetadores son piezas de hardware esenciales que ayudan a mitigar este desafío uniendo dos (o más) componentes. Sin embargo, los sujetadores vienen en varios tipos, cada uno con su idoneidad para diferentes aplicaciones.

Aquí discutimos los diferentes tipos de sujetadores comúnmente usados hoy. Este artículo le ayudará a tomar una decisión informada al elegir sujetadores para su proyecto de diseño de producto.

¿Qué es un sujetador?

«Sujetador» es un término general para una pieza de hardware que une mecánicamente dos (o más) componentes. Incluyen diversas herramientas, usualmente de metales, y se clasifican ampliamente como permanentes y temporales.

Como su nombre indica, un sujetador permanente crea una unión permanente entre dos piezas. Son dispositivos de un solo uso —solo puede usarlos una vez porque quitarlos los destruye. En contraste, los sujetadores temporales permiten fácil extracción y reutilización ofreciendo resistencia comparable (o incluso mejor) que los permanentes.

5 tipos comunes de sujetadores

Tipo 1: Tornillos

Un tornillo es un sujetador temporal que consiste en una cabeza y un vástago con roscas afiladas. Para unir piezas con un tornillo, debe girarlo en las piezas usando un destornillador. Esta acción de giro hace que las roscas del tornillo corten roscas en el material, creando una unión mecánica firme y previniendo extracción.

Los tornillos vienen en varios tipos, pero el tornillo de máquina, tornillo de terraza y tornillo de madera son de los más populares.

Tornillos de máquina

Los tornillos de máquina presentan roscas finas precisas e ideales para ensamblar componentes de máquinas. A diferencia de otros procesos de tornillos que crean agujeros, los tornillos de máquina se instalan en agujeros pre-taladrados. Esto los hace fáciles de quitar, especialmente en mantenimiento o reemplazo de componentes.

Figura 1: Tornillo de máquina

Tornillos de terraza

Los tornillos de terraza son ideales para ensamblar tablas de terraza de densidad blanda a media. Presentan una cabeza abultada y accionamiento cuadrado que elimina efectos de desgaste —cuando la cabeza del tornillo se gasta.

Figura 2: Tornillo de terraza

Tornillos de madera

Los tornillos de madera son tornillos de punta afilada con roscas gruesas. Ideales para fijar piezas de madera o compuestas, especialmente en aplicaciones no estructurales.

Figura 3: Tornillo de madera

Tipo 2: Pernos (Bolts)

Los pernos tienen una estructura similar a los tornillos —tienen roscas externas (o roscas macho) que comienzan en sus puntas. Sin embargo, a diferencia de los tornillos, los pernos no son autorroscantes (no cortan roscas en el material). En su lugar, requieren piezas preformadas (como tuercas) y agujeros pre-roscados para acoplar y crear uniones mecánicas. Aquí una lista de los tipos de pernos más populares.

Pernos de cabeza hexagonal

Los pernos de cabeza hexagonal tienen cabeza de seis lados y vástago total o parcialmente roscado. Ofrecen alta resistencia a la tracción, ideales para fijaciones y ensamblajes de alta exigencia como ensamblaje de piezas automotrices y proyectos de construcción.

Figura 4: Pernos de cabeza hexagonal

Pernos de doble extremo

Los pernos de doble extremo son básicamente varillas roscadas con longitudes de rosca iguales en ambos extremos para acomodar tuercas. Ideales para unir bridas o tuberías.

Figura 5: Pernos de doble extremo

Pernos de ojo (Eye bolts)

Un perno de ojo presenta un bucle en un extremo y un vástago roscado en el otro, como se muestra en la Figura 6. Tienen alta resistencia y son ideales para anclaje, aparejo, izado o tracción. Por ejemplo, un perno de ojo con vástago de ¼ pulgada puede sostener hasta 500 lb de fuerza de tracción.

Figura 6: Pernos de ojo

Tipo 3: Tuercas (Nuts)

Una tuerca es un sujetador con un agujero roscado (o rosca hembra) que se usa típicamente con un perno correspondiente para formar una unión atornillada. Una ventaja notable de usar tuercas y pernos es que permite ensamblar maquinaria pesada ofreciendo alta resistencia y facilidad de instalación (y extracción). Los tipos comunes incluyen:

Tuercas tapón (Cap Nuts)

Las tuercas tapón son tuercas hexagonales tradicionales con un extremo cerrado en forma de cúpula. Ideales para aplicaciones donde la protección del perno es importante tras el ensamblaje, por ejemplo, proyectos de construcción y ensamblaje automotriz.

Figura 7: Tuercas tapón

Tuercas de soldadura (Weld Nuts)

Las tuercas de soldadura están diseñadas para soldarse a una pieza. Debería optar por ellas si busca fijar piezas en regiones de difícil acceso.

Figura 8: Tuercas de soldadura

Tipo 4: Arandelas (Washers)

Las arandelas son discos metálicos circulares usados junto con pernos y tuercas. Ayudan a reducir fricción y asegurar distribución uniforme de la carga de tuercas y pernos en la pieza fijada. Vienen en dos tipos: arandela plana y arandela de muelle.

Las arandelas planas (también llamadas arandelas lisas) tienen forma de disco con un agujero central. Son el tipo más usado, especialmente donde el único requisito es asegurar distribución uniforme de carga.

Figura 9: Arandela plana

En contraste, las arandelas de muelle actúan como muelles, previniendo el aflojamiento no intencionado de sujetadores por vibración de piezas.

Figura 10: Arandela de muelle

Tipo 5: Remaches (Rivets)

Los remaches son sujetadores permanentes que presentan un vástago insertado en agujeros para unir piezas. Al insertar un remache en los componentes a ensamblar, forma una cabeza permanente en el otro extremo, impidiendo su extracción.

Figura 11: Remache pop

Los remaches forman una unión más fuerte y apretada que tornillos del mismo diámetro. Como resultado, son ideales en aplicaciones que requieren uniones mecánicas fuertes como construcción de aeronaves, embarcaciones de aluminio y equipos militares.

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