Introducción
Las arandelas metálicas son componentes pequeños pero indispensables que desempeñan un papel crucial en una amplia gama de aplicaciones mecánicas y de ingeniería. Sirven como espaciadores y cuñas, distribuyen cargas y tensiones, proporcionan ajustes perfectos y protegen las superficies contra daños.
Pero ¿cómo se dimensionan las arandelas metálicas? Comprender las dimensiones y especificaciones de las arandelas metálicas es esencial para seleccionar el tipo correcto y garantizar la funcionalidad y seguridad adecuadas en diversas situaciones.
En este artículo, profundizaremos en los detalles del tamaño de las arandelas metálicas, incluida su forma, material, diámetro, espesor, tolerancia y estándares. También discutiremos los tipos de arandelas metálicas que se usan comúnmente en diferentes industrias y aplicaciones.
¿Qué son las arandelas de metal?
Antes de profundizar en el aspecto del tamaño de las arandelas metálicas, definamos qué son y qué hacen.
Las arandelas de metal son discos pequeños y planos con un orificio central, generalmente hechos de varios tipos de metales como acero, latón, aluminio, cobre o acero inoxidable. También se pueden recubrir con diferentes revestimientos o acabados para mayor protección o fines estéticos.
La función principal de las arandelas metálicas es distribuir la carga o presión de un sujetador o componente mecánico sobre un área más grande, evitando que el sujetador dañe la superficie o se hunda demasiado profundamente en ella. Por ejemplo, una arandela colocada entre una tuerca y la cabeza de un perno puede evitar que la tuerca se afloje o dañe la superficie alrededor del orificio.
Las arandelas de metal también pueden servir como cuñas, que se utilizan para ajustes precisos de la alineación o el espacio entre dos objetos. Por ejemplo, se puede utilizar una arandela más delgada como cuña para compensar un ligero espacio entre dos componentes.
Además, las arandelas metálicas pueden actuar como espaciadores, que se utilizan para crear un espacio o distancia entre dos objetos. Por ejemplo, una arandela de metal puede servir como espaciador entre dos componentes paralelos, permitiéndoles moverse de forma independiente o reduciendo la fricción entre ellos.
Forma de arandelas de metal.
La forma de una arandela de metal puede variar según la aplicación y el tipo de sujetador o componente con el que se utiliza. Sin embargo, las formas más comunes de arandelas metálicas incluyen:
- Arandelas planas: Son las arandelas metálicas más utilizadas, y tienen una forma sencilla y plana con un borde exterior redondo o cuadrado y un orificio central. Distribuyen la carga o presión uniformemente por la superficie y evitan daños al material.
- Arandelas de resorte: Estas arandelas tienen una forma ligeramente curvada u ondulada, lo que les permite comprimirse y flexionarse bajo carga y mantener la tensión o torsión en el sujetador. Se utilizan comúnmente en aplicaciones automotrices, mecánicas y eléctricas.
- Arandelas Belleville: Estas arandelas tienen forma de copa con un perfil ligeramente cónico o cónico que les permite generar una alta fuerza de resorte por unidad de deflexión. A menudo se utilizan en aplicaciones de alto torque, como aviones y maquinaria pesada.
- Arandelas de seguridad: Estas arandelas tienen una forma dentada o dentada que muerde el material del sujetador o componente evitando que se afloje por vibración o rotación. A menudo se utilizan en aplicaciones automotrices, industriales y de construcción.
- Arandelas de guardabarros: Estas arandelas tienen un mayor diámetro y un perfil delgado, lo que las hace ideales para distribuir la carga en una mayor superficie o tapar un gran agujero o hueco. A menudo se utilizan en aplicaciones automotrices, marinas y de construcción.
- Arandelas biseladas: Estas arandelas tienen un borde inclinado o en ángulo que les permite ajustarse perfectamente a la superficie, reduciendo la concentración de tensiones y evitando daños o grietas. Se utilizan comúnmente en uniones atornilladas, construcción y aplicaciones de minería.
Material de arandelas metálicas.
El material de una arandela de metal puede tener un impacto significativo en su rendimiento, durabilidad y resistencia a la corrosión, el desgaste y la temperatura. Algunos de los materiales más populares utilizados para las arandelas de metal incluyen:
- Acero: Este es el material más común para las arandelas metálicas, principalmente debido a su resistencia, versatilidad y asequibilidad. Sin embargo, las arandelas de acero pueden oxidarse o corroerse con el tiempo, especialmente en entornos hostiles.
- Latón: Este material se suele utilizar para arandelas decorativas u ornamentales, ya que tiene un atractivo tono dorado y resiste el deslustre y la corrosión. Sin embargo, las arandelas de latón pueden ser menos duraderas que las de acero y tener menor resistencia.
- Aluminio: Este material es liviano, resistente a la corrosión y fácil de mecanizar, lo que lo hace adecuado para lavadoras utilizadas en aplicaciones aeroespaciales, automotrices y electrónicas.
- Cobre: Este material tiene una excelente conductividad eléctrica, conductividad térmica y resistencia a la corrosión, lo que lo hace adecuado para lavadoras utilizadas en aplicaciones eléctricas y de plomería.
- Acero inoxidable: Este material tiene alta resistencia a la corrosión y durabilidad, lo que lo hace ideal para lavadoras utilizadas en entornos hostiles y corrosivos, como las industrias marina, química y de procesamiento de alimentos.
Diámetro de arandelas metálicas.
El diámetro de una arandela de metal se refiere a su borde exterior o a la distancia a través de su punto más ancho. El diámetro puede variar según la aplicación, el tipo de sujetador y el tamaño del orificio en el que debe encajar.
El diámetro de una arandela suele expresarse en milímetros (mm) o pulgadas (pulg). Por ejemplo, una arandela de 6 mm tiene un diámetro de 6 mm, mientras que una arandela de 1/4 de pulgada tiene un diámetro de 0.25 pulgadas.
El diámetro de una arandela también está relacionado con su grosor, ya que una arandela más gruesa puede requerir un diámetro mayor para distribuir la carga de manera efectiva.
Grosor de las arandelas metálicas.
El espesor de una arandela metálica se refiere a la distancia entre sus dos superficies paralelas o la distancia desde el orificio central hasta el borde exterior. El espesor puede variar según la aplicación, el tamaño y tipo de sujetador y la carga o tensión que debe soportar.
El grosor de una arandela suele expresarse en milímetros (mm) o pulgadas (pulg). Por ejemplo, una arandela de 1 mm de espesor tiene un espesor de 1 mm, mientras que una arandela de 0.04 pulgadas tiene un espesor de 0,04 pulgadas.
El grosor de una arandela también está relacionado con su resistencia, ya que una arandela más gruesa puede soportar cargas y tensiones mayores que una más delgada.
Tolerancia de arandelas metálicas.
La tolerancia de una arandela metálica se refiere a la cantidad permitida de desviación o variación en sus dimensiones o especificaciones. La tolerancia puede verse afectada por factores como los procesos de fabricación, las propiedades de los materiales y el control de calidad.
La tolerancia de una arandela a menudo se expresa en fracciones de milímetro o pulgada, o como porcentaje de la dimensión nominal. Por ejemplo, una arandela con una tolerancia de +/-0.1 mm significa que su dimensión real puede ser hasta 0.1 mm mayor o menor que la dimensión nominal.
La tolerancia de una arandela puede afectar su compatibilidad con el sujetador o componente con el que se utiliza, así como su capacidad para proporcionar la funcionalidad y seguridad deseadas. Una arandela con una tolerancia ajustada puede garantizar un ajuste cómodo y seguro, mientras que una arandela con una tolerancia floja puede permitir un poco de juego o movimiento.
Normas de arandelas de metal.
Para garantizar la coherencia, la seguridad y la calidad, las arandelas metálicas suelen fabricarse de acuerdo con estándares específicos establecidos por organizaciones nacionales e internacionales. Estas normas definen las dimensiones, tolerancias, materiales, acabados y otras especificaciones de las lavadoras.
Algunas de las normas comunes para arandelas de metal incluyen:
- ISO 7089: Esta norma especifica las dimensiones y tolerancias de las arandelas planas fabricadas en acero.
- DIN 125: Esta norma especifica las dimensiones y tolerancias de las arandelas planas fabricadas en acero o metales no ferrosos.
- ASME B18.22M: Esta norma cubre las dimensiones y tolerancias de arandelas planas y otros tipos de arandelas fabricadas en diversos materiales.
- SAE J429: Esta norma cubre las dimensiones y tolerancias de las arandelas utilizadas en diversas aplicaciones automotrices.
- ASTM F436: Esta norma cubre las dimensiones y tolerancias de las arandelas de acero endurecido utilizadas en conexiones estructurales de acero.
- MIL-SPEC: Es un conjunto de estándares y especificaciones desarrollados por el Departamento de Defensa de Estados Unidos para aplicaciones militares y aeroespaciales.
Al seleccionar una arandela de metal para una aplicación específica, es esencial asegurarse de que cumpla con los estándares y especificaciones relevantes de calidad y seguridad.
Tipos de arandelas de metal
Las arandelas de metal vienen en varios tipos, cada una diseñada para aplicaciones y requisitos específicos. Estos son algunos de los tipos comunes de arandelas de metal:
- Arandelas planas: Como comentamos anteriormente, las arandelas planas son el tipo de arandelas metálicas más utilizadas, con una forma simple y plana que distribuye la carga de manera uniforme.
- Arandelas partidas: Estas arandelas tienen una forma partida o dentada que les permite comprimir y agarrar las roscas de un perno o tornillo, evitando que se afloje.
- Arandelas dentadas: Estas arandelas tienen dientes o estrías en su superficie que muerden el material del sujetador o componente, proporcionando un agarre adicional y evitando que el sujetador se afloje.
- Arandelas indicadoras de carga: Estas arandelas tienen marcas o colores que indican la cantidad de torque o tensión aplicada al sujetador, lo que permite una fácil inspección visual y mantenimiento.
- Arandelas onduladas: Estas arandelas tienen una forma ondulada o corrugada que les permite comprimirse y flexionarse bajo carga, proporcionando tensión adicional o resistencia a las vibraciones.
- Arandelas en C o anillos de presión: son arandelas circulares con un pequeño espacio o abertura que les permite encajar en una ranura o ranura de un eje o componente, proporcionando retención y posicionamiento axial.
- Arandelas de pestaña: Estas arandelas tienen pestañas o extensiones que se doblan sobre el borde de una tuerca o perno, evitando que se afloje debido a la vibración o rotación.
- Arandelas biseladas: Como comentamos anteriormente, las arandelas biseladas tienen un borde en ángulo o inclinado que reduce la concentración de tensiones y evita daños o grietas en el material.
La elección de