Cómo diseñar ensambles que usan Pasadores en Espiral para Localización y Alineación

Para lograr la alineación óptima cuando se utilizan pasadores en espiral, se deben cumplir dos elementos de diseño primordiales:

1. Los diámetros de los orificios en el componente que albergará el pasador y el componente del acoplamiento deben tener el tamaño correcto para lograr la interferencia y precisión de alineación deseadas.
2. La superficie de agarre del pasador en espiral en el componente de sujeción principal no debe ser inferior al 60 % de la longitud total del pasador. La longitud que sobresalga se alineará con el componente del acoplamiento. Se recomienda aumentar la superficie inicial de agarre en aplicaciones de orificios pasantes; no obstante, el pasador en espiral debe sobresalir para alinearlo con el componente del acoplamiento. (Figura 1)

Los pasadores en espiral son resortes funcionales que se adaptan a los orificios en los que se instalan. La fuerza de ensamble para lograr la máxima  precisión en la alineación no debe superar una ‘ligera’ presión para instalar los componentes del acoplamiento. En función de la dureza del pasador en espiral, la cantidad de pasadores de alineación y el material que alberga el pasador, esta fuerza puede ser tan ligera como apretar con la palma de la mano o con un mazo. Un ajuste de interferencia no debe confundirse con el utilizado en un pasador sólido tradicional que normalmente requiere instalación con prensas neumáticas o hidráulicas. Esta es una de las principales ventajas del pasador en espiral. 

Para garantizar un ajuste con ligera presión, idealmente el tamaño del orificio tanto del componente que alberga el pasador como del componente del acoplamiento debe ajustarse con precisión al margen de tolerancias recomendado. No resultará práctico si los orificios no se perforan juntos como un ensamble. 

En situaciones en las que los orificios no se pueden ajustar con precisión o el costo de rectificado/escariado es no permitido, como ventaja significativa el pasador en espiral permite compensar tolerancias de orificios más grandes. El margen de tolerancias recomendado se puede dividir entre los componentes como se muestra a continuación en Figura 2. 

(Nota: Si se utiliza una tolerancia de fabricación inferior a la permitida, se deberá aumentar el ajuste y la alineación del ensamble.) 

Si se asigna la tolerancia mayor al 60 % de la ubicación de sujeción, se garantiza la interferencia entre el extremo libre del pasador y el orificio contrario que es preparado a la mitad inferior de la tolerancia. Si hay interferencia, no hay holgura, por tanto, queda garantizada la proyección correcta de la posición del orificio principal.

Si se precisa un ajuste con holgura en el pasador para una mayor facilidad de ensamble, se deberá compensar la recuperación de resorte en el extremo libre del pasador. Para determinar el diámetro máximo del extremo libre del pasador, se debe instalar el 60 % de la longitud del pasador en el orificio de tamaño máximo del componente principal de sujeción que albergará el pasador y medir el diámetro descubierto. Se debe añadir un factor de holgura de entre 0.025mm (0.001”) y 0.05mm (0.002”) al extremo libre del pasador, en función de la precisión de alineación deseada. (Figura 3)

Cuando se utiliza como un dowel de alineación de ajuste libre, no se debe ejercer fuerza de ensamble; aunque es importante tener en cuenta que se podría considerar el uso del pasador en espiral como una solución de ajuste con apriete. Como se ha indicado anteriormente, los pasadores en espiral ofrecen como ventaja un ajuste de holgura cero sin la complejidad adicional de una alta fuerza de inserción.

Este gráfico muestra la profundidad de instalación correcta. Si se instala menos del 60 % de la longitud total de un pasador en espiral, se pueden producir dos situaciones:

• (y) o el diámetro del extremo libre no se controlará correctamente, lo que provoca un ajuste inconsistente cuando las piezas se encajan en el proceso de producción.
• El pasador no puede mantener la posición en el componente al que se debería fijar durante el futuro desmontaje. Esto es muy importante cuando se utilizan varios pasadores de alineación entre los componentes.