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PolskaCómo maximizar la retención de los pasadores elásticos
por Evan M. Dowell, gerente de ventas de campo
Los pasadores elásticos se usan en muchos ensambles diferentes por varios motivos: para servir como pernos de bisagras y ejes, para alinear componentes o simplemente para sujetar múltiples componentes entre sí. Los pasadores elásticos se fabrican enrollando y configurando las capas de metal en forma cilíndrica, lo que permite la compresión radial y la recuperación. Cuando se implementan de forma correcta, los pasadores elásticos proporcionan juntas robustas confiables con excelente retención.
Figura 1
Existen dos tipos de pasadores elásticos: pasadores en espiral (izquierda) y pasadores ranurados (derecha).
Durante la instalación, los pasadores elásticos se comprimen y adaptan al orificio más pequeño que los albergará. El trabajo que se usa para comprimir el pasador se captura como energía potencial. Luego, el pasador comprimido ejerce una fuerza radial hacia fuera contra la pared del orificio. La retención se produce por la compresión y la fricción resultante entre el pasador y la pared del orificio. Por este motivo, el contacto en la superficie entre el pasador y el orificio es fundamental.
La retención puede optimizarse incrementando la tensión radial o la zona de la superficie de contacto. Un pasador más grande y pesado tendrá menor flexibilidad y, en consecuencia, la carga del resorte instalado o la tensión radial serán mayores. Los pasadores elásticos en espiral son la excepción a esta regla, ya que están disponibles en varias cargas (ligera, estándar y alta) a fin de proporcionar una mayor variedad de fuerza y flexibilidad en un diámetro determinado.
Existe una relación lineal entre la fricción/retención y la longitud de interacción de un pasador elástico dentro de un orificio. Por lo tanto, incrementar la longitud del pasador y la zona de la superficie de contacto resultante entre el pasador y el orificio que lo albergará generará mayor retención. Además, teniendo en cuenta que no hay retención en el extremo del pasador debido al chaflán, es importante tomar en cuenta la longitud de este para calcular la longitud de interacción.
De ningún modo el chaflán del pasador debe colocarse en el plano de cizallamiento entre los orificios del acoplamiento, dado que esto puede convertir la fuerza tangencial en fuerza axial y contribuir a que el pasador “camine” o se mueva lejos del plano de cizallamiento hasta que la fuerza se neutraliza (ver Figura 2). Con el fin de evitar esta situación, se recomienda que el extremo del pasador despeje el plano de cizallamiento en una longitud equivalente al diámetro de un pasador o mayor. Esta situación también puede generarse por orificios cónicos que pueden convertir la fuerza tangencial en movimiento hacia fuera de forma similar. Por este motivo, se recomienda implementar orificios que no sean cónicos y, si la conicidad fuera necesaria, que no exceda 1°.
Figura 2
El chaflán del pasador no debe estar en el plano de cizallamiento. En este caso, el pasador se moverá en la dirección indicada hasta que el chaflán ya no se encuentre en el plano de cizallamiento.
Figura 3
Con el ejemplo de la izquierda, se muestra cómo el extremo prominente del pasador mantiene un diámetro mayor que el orificio cuando menos del 60 % de la longitud se retiene en el orificio que lo alberga. A la derecha, el extremo prominente del pasador tiene un diámetro casi igual al del orificio.
Los pasadores elásticos recuperan una parte de su diámetro preinstalado en las áreas en las que no tienen el soporte del material que los alberga. En aplicaciones para alineación, se recomienda que se inserte el 60 % de la longitud total del pasador elástico en el orificio inicial para fijar la posición de forma permanente y controlar el diámetro del extremo prominente (ver Figura 3). En aplicaciones de bisagra de ajuste libre, se prefiere retener el pasador en los componentes externos siempre que el ancho de estas ubicaciones sea superior o equivalente a 1.5 veces el diámetro del pasador. Si esta pauta no se cumple, retener el pasador en el componente central puede ser una decisión prudente. En las bisagras de fricción ajustable, se requiere que todos sus componentes se preparen con orificios coincidentes y que se maximice la interacción entre cada componente y el pasador, independientemente de la cantidad de segmentos de la bisagra.
A pesar de que este artículo ofrece directrices de diseño generales, se recomienda consultar con ingenieros de aplicaciones especializados en sujeción y ensamble para garantizar el empleo del diseño óptimo para cada aplicación.
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