¡Hola! Como proveedor de tornillos, a menudo me preguntan sobre cómo calcular el par para un tornillo. Es un aspecto crucial, especialmente cuando se trata de garantizar que sus tornillos estén instalados correctamente y realizarán su función de manera efectiva. En este blog, lo guiaré a través del proceso paso a paso, para que pueda comprender mejor cómo calcular el par de tornillos.
¿Qué es el torque?
Lo primero es lo primero, hablemos de qué es realmente el torque. El par es una medida de la fuerza que puede hacer que un objeto gire alrededor de un eje. En el contexto de los tornillos, el torque es la cantidad de fuerza que aplica para convertir el tornillo en un material. Se mide en unidades como Newton - metros (N · m) o pie - libras (ft · lb).
La cantidad correcta de torque es súper importante. Si aplica muy poco torque, el tornillo puede no sostener los materiales correctamente, lo que lleva a una conexión suelta. Por otro lado, si aplica demasiado torque, puede quitar las roscas del tornillo o dañar el material en el que se está atornillando.
Factores que afectan el par de tornillos
Antes de sumergirnos en el cálculo, es esencial comprender los factores que pueden afectar el par requerido para un tornillo.
Tamaño y tipo de tornillo
El tamaño y el tipo de tornillo juegan un papel muy importante. Los tornillos más grandes generalmente requieren más torque para conducir en comparación con los más pequeños. Por ejemplo, un gran, gruesoTornilloSe utiliza en aplicaciones pesadas y de trabajo necesitarán mucha más fuerza para girar que un tornillo pequeño usado para un delicado equipo.
Los diferentes tipos de tornillos también tienen diferentes requisitos de torque. Por ejemplo, un tornillo de autoaprendizaje puede necesitar una cantidad diferente de torque en comparación con un tornillo de máquina debido a la forma en que interactúan con el material.
Material del tornillo y la pieza de trabajo
Los materiales involucrados son muy importantes. Un tornillo duro y roscado en un material suave como la madera requerirá menos torque que si fuera conducido a un material duro como el metal. Del mismo modo, si el tornillo está hecho de un material más suave, podría requerir menos torque para evitar daños.
Revestimiento del tornillo
Algunos tornillos vienen con recubrimientos, como zinc o un lubricante. Estos recubrimientos pueden reducir la fricción entre el tornillo y el material, lo que significa que puede necesitar menos torque para conducir el tornillo.
Torque de tornillo calculador
Hay algunas formas diferentes de calcular el par de tornillos, pero uno de los métodos más comunes es usar la siguiente fórmula:
[T = k \ Times d \ Times f]
Dónde:
- (T) es el par (en n · m o ft · lb)
- (K) es el coeficiente de fricción
- (D) es el diámetro nominal del tornillo (en mm o pulgadas)
- (F) es la fuerza axial (en n o lb)
Determinar el coeficiente de fricción ((k))
El coeficiente de fricción ((k)) es un valor que representa la resistencia al movimiento entre las roscas de tornillo y el material. Depende de factores como el acabado superficial del tornillo y el material en el que se está atornillando, así como cualquier recubrimientos en el tornillo.
Para un tornillo de acero seco y pocoubricado en un orificio de acero, (k) es típicamente alrededor de 0.2. Si el tornillo tiene un lubricante, (k) puede ser tan bajo como 0.1. Puede encontrar valores más precisos para (k) en manuales de ingeniería o refiriéndose a las especificaciones del fabricante.
Medición del diámetro nominal ((d))
El diámetro nominal del tornillo es el tamaño básico del tornillo. Puede medirlo usando un calibrador. Asegúrese de medir el diámetro principal del tornillo, que es el diámetro más grande de la rosca del tornillo.
Calculando la fuerza axial (((f))
La fuerza axial es la fuerza que el tornillo experimentará a lo largo de su eje cuando se aprieta. Esta fuerza depende de la aplicación. Por ejemplo, si está usando el tornillo para mantener dos piezas de metal juntas, la fuerza axial estará relacionada con la cantidad de fuerza necesaria para evitar que esas piezas se separen.
En algunos casos, es posible que pueda estimar la fuerza axial basada en la carga que la junta llevará. En aplicaciones más precisas, es posible que deba usar cálculos de ingeniería o pruebas para determinar la fuerza axial.
Cálculo de ejemplo
Digamos que tenemos un tornillo de acero con un diámetro nominal ((d)) de 10 mm. Lo estamos usando en un orificio de acero y el tornillo está seco (así que (k = 0.2)). Hemos determinado que la fuerza axial ((f)) requerida para nuestra aplicación es 500 N.
Primero, debemos asegurarnos de que nuestras unidades sean consistentes. Como estamos usando milímetros para el diámetro y los newtons para la fuerza, el par estará en Newton - milímetros (n · mm).
Usando la fórmula (T = K \ Times d \ Times f), sustituimos los valores:
[T = 0.2 \ Times10 \ Times500 = 1000 \ n \ CDOT MM]
Para convertir esto a Newton - metros (n · m), dividimos por 1000, entonces (t = 1 \ n \ cDot m)
Uso de llaves de par
Calcular el par es una cosa, pero aplicar la cantidad correcta de torque es otra. Ahí es donde las llaves de torque son útiles. Una llave de torque le permite establecer un valor de torque específico, y cuando alcanza ese valor mientras aprieta el tornillo, la llave le dará una señal (generalmente un clic).
Esto asegura que no supere o no apruebe el tornillo. Existen diferentes tipos de llaves de torque, como Click - Type, Beam - Tipo y llaves de torque digital. Puede elegir el que se adapte a sus necesidades y presupuesto.
Otras consideraciones
Precarga
La precarga es la tensión inicial aplicada al tornillo cuando se aprieta. Ayuda a mantener la junta unida y evita que el tornillo se afloje debido a vibraciones u otras fuerzas externas. Al calcular el par, debe tener en cuenta la precarga.
Márgenes de seguridad
Siempre es una buena idea tener un margen de seguridad al calcular y aplicar el par. Esto significa aplicar un poco más de torque que el valor calculado para garantizar una conexión segura. Sin embargo, no se exceda, ya que aún no desea dañar el tornillo o el material.
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Conclusión
Calcular el par para un tornillo es una habilidad importante para cualquier persona que trabaje con tornillos. Al comprender los factores que afectan el par, el uso de la fórmula correcta y aplicar el par correctamente con una llave de par, puede asegurarse de que las juntas de tornillo sean seguras y confiables.
Si está buscando tornillos de alta calidad o tiene alguna pregunta sobre los cálculos de torque, no dude en comunicarse. Estamos aquí para ayudarlo con todas sus necesidades relacionadas con los tornillos y podemos proporcionarle los mejores productos para sus aplicaciones. Contáctenos para comenzar una discusión de adquisiciones y encontrar los tornillos perfectos para sus proyectos.
Referencias
- Manual de maquinaria
- Materiales de ingeniería y sus aplicaciones por JF Shackelford