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PolskaCómo seleccionar la mejor solución costo-beneficio en pernos de alineación
Por Christie L. Jones, Gerente de Desarrollo de Mercado
Hay muchas formas de alinear componentes - el reto para los ingenieros de diseño es elegir la mejor solución al menor costo.
Los pernos de alineación más comunes, y a menudo más caros, se fabrican según la norma ISO 8734. Estos pernos «paralelos» rectificados con precisión proporcionan una excelente tolerancia posicional, pero a un alto costo. Los pernos rectificados requieren tolerancias en los orificios extremadamente estrictas. Además, esta solución suele estar endurecida para mayor resistencia o cementada para mayor resistencia al desgaste. Si el único propósito del perno es la alineación, el proceso de tratamiento térmico añade un costo sin ningún beneficio funcional.
El perno hueco GD100 de SPIROL está diseñado para sustituir directamente a los pernos sólidos en aplicaciones de alineación. Esta solución ligera proporciona la misma precisión de posicionamiento que los pernos sólidos a una fracción del costo. Al igual que sus homólogos sólidos, los pernos huecos GD100 están rectificados con precisión y requieren las mismas tolerancias de orificio para una instalación y retención adecuadas. Gracias a su construcción hueca, el perno GD100 es aproximadamente un 50 % más ligero que un perno sólido, lo que supone una consideración importante para los ingenieros de diseño preocupados por los costos de manufactura y que buscan reducir el peso sin sacrificar el rendimiento. El tener menor peso también se traduce en un ahorro significativo en los gastos de transporte.
Figura 1
Los pernos huecos rectificados fijan la caja de la transmisión de un automóvil a la parte trasera del motor.
Figura 2
De izquierda a derecha: Pernos paralelo según ISO 8734, Buje de presición, Buje de alineación, Buje ranurado, Perno en espiral
Aunque los pernos ranurados, los bujes de alineación y los pernos en espiral no están rectificados con precisión, siguen siendo capaces de proyectar con precisión la posición del orificio con fines de alineación. Cada una de estas opciones está diseñada para ser más grande que el orificio en el que se retiene. El mecanismo de retención es por compresión en lugar de por interferencia, por lo que se pueden ampliar las tolerancias de los orificios y eliminar las operaciones secundarias de escariado para reducir los costos de fabricación. La flexibilidad de estas piezas también proporciona una fuerza de inserción mucho menor que la requerida para los pernos sólidos rectificados o huecos rectificados. Las características elásticas de estas piezas absorben amplias tolerancias de los orificios, reducen los costos de fabricación y disminuyen drásticamente el costo de los componentes en comparación con los pernos sólidos rectificados.
Los bujes de alineación y los pernos en espiral se utilizan a menudo para posicionar con precisión un componente respecto a otro. Los bujes de alineación se recomiendan generalmente para aplicaciones que requieren un «perno» con una relación entre la longitud y el diámetro de 1,5:1 a 4:1. Los pernos en espiral se recomiendan generalmente en aplicaciones con relaciones entre la longitud y el diámetro mayores, entre 4:1 y 10:1.
En aplicaciones que requieran pernos para la retención axial, se puede lograr un ahorro adicional pasando el perno a través del diámetro interior de un buje de alineación (Figura 4). Esto elimina el costo asociado a la perforación de un orificio separado para el perno. Los bujes de alineación también están endurecidos para proteger el perno de las cargas cortantes y aislar las fuerzas que actúan sobre el perno de la carga de tracción, con el fin de garantizar la integridad de la unión.
Figura 3
Características de los pernos, Bujes de alineación y pernos en espiral. Retención por tensión radial hacia afuera.
Figura 4
Para seleccionar el componente de alineación más rentable, los Ingenieros de Diseño deben tener en cuenta:
- las tolerancias de posición requeridas
- el costo de las operaciones secundarias (escariado/bruñido de orificios)
- el peso total del ensamble
- los gastos de transporte asociados
- el precio de los pernos o bujes.
Dada la variedad de fijaciones diferentes que se pueden utilizar para la alineación, los Ingenieros deben colaborar con expertos del sector para garantizar que su montaje esté equipado con el componente de alineación más rentable que proporcione el rendimiento necesario durante toda la vida útil del producto.
Conclusión:
Tanto los pernos sólidos como los pernos huecos, pueden mantener una alineación precisa y proteger los pernos de las cargas cortantes. Sin embargo, los bujes de alineación son aproximadamente un 50 % más ligeros y significativamente más económicos que los pernos sólidos rectificados. Además, los bujes de alineación reducen aún más el costo al absorber tolerancias de orificios más amplias y eliminar la necesidad de taladrar un orificio separado para un perno si se utiliza uno para fijar el ensamble
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