Tipos de arandelas: Tamaños, materiales y normas

Las arandelas son piezas pequeñas pero importantes en los sistemas de fijación. Elegir un tipo incorrecto de arandela puede provocar fallos en la máquina o una conexión floja. En distintos sectores, como la fabricación, la construcción y la ingeniería, los sistemas de fijación se utilizan ampliamente para ensamblar y asegurar estructuras.

Este blogpost discutirá diferentes tipos de arandelas, sus usos particulares, consideraciones y tipos de materiales para garantizar soluciones fiables y de fijación.

¿Qué es una lavadora?

Una arandela es un disco delgado y plano con un agujero en el centro. Funciona como superficie de carga entre piezas de fijación como tuercas y tornillos. Las arandelas evitan que se aflojen, reparten la presión y proporcionan espaciado en distintos montajes mecánicos.

Las arandelas desempeñan un papel importante en el mantenimiento de la integridad de las juntas. Aumentan la distribución de la carga, evitan la corrosión y disminuyen el desgaste. Estas pequeñas piezas pueden aumentar en gran medida la vida útil y el rendimiento de las uniones fijadas.

Tipos de arandelas

Existen distintos tipos de arandelas. Cada tipo de arandela está diseñado para usos particulares. Se trata de arandelas lisas, arandelas de torsión, arandelas guardabarros y arandelas elásticas. Cada tipo tiene características particulares para cubrir diferentes requisitos de ingeniería.

Arandelas planas

Las arandelas lisas, también llamadas arandelas planas, son simples piezas en forma de disco con un agujero en el centro. Suelen ser planas y redondas, sin dientes ni estrías. Sin embargo, algunas versiones particulares pueden tener un moleteado o una ligera textura en un lado para un agarre extra. Las arandelas lisas distribuyen la carga uniformemente sobre una superficie mayor, lo que evita daños en los materiales unidos.

En la industria, las arandelas planas se utilizan ampliamente en el montaje de maquinaria, la automoción y la construcción. Son importantes para evitar el aflojamiento y mantener la tensión adecuada de los pernos en entornos con grandes vibraciones.

Arandela dinamométrica

Las arandelas dinamométricas tienen un diseño particular con dientes radiales en un lado y levas en forma de cuña en el otro. También se conocen como arandelas de bloqueo en cuña. Esta forma hace que se autobloqueen bajo tensión. Cuando se aprietan, las levas se aplanan y los dientes agarran las superficies de sujeción.

Las arandelas dinamométricas son preferibles en entornos de alta vibración. También evitan que se aflojen los tornillos en operaciones importantes. Industrias como la automoción, la maquinaria pesada y la aeroespacial utilizan arandelas dinamométricas para mantener la integridad de las juntas. Estas arandelas pueden soportar 12 veces más vibraciones que las arandelas de seguridad estándar.

Arandela plana

Las arandelas planas son piezas delgadas en forma de disco con un orificio central. Estas arandelas tienen diferentes tamaños y materiales, normalmente con un diámetro exterior 2-3 veces mayor que el diámetro del tornillo. Las arandelas planas también compensan pequeñas irregularidades de la superficie, proporcionan espaciado y disminuyen las vibraciones.

Este tipo es importante para mantener la tensión adecuada de los pernos en las industrias de montaje de maquinaria, automoción y construcción.

Arandela guardabarros

Las arandelas de guardabarros son un tipo de arandelas planas. Tienen un diámetro exterior grande en relación con el tamaño de su orificio interior. Las arandelas de guardabarros suelen tener una relación grosor-diámetro de 1:10, lo que proporciona una mejor distribución de la carga. Las arandelas de defensa son preferibles en operaciones con materiales frágiles o blandos, como madera o fibra de vidrio.

También se utilizan en las industrias eléctrica, automovilística y de la construcción. Estas arandelas pueden cubrir huecos 3 veces más anchos que las arandelas estándar. Esto las hace apropiadas para agujeros ranurados o sobredimensionados.

Arandela de acabado o avellanada

Las arandelas de acabado o avellanadas tienen un borde exterior cónico que coincide con las cabezas avellanadas de los tornillos. Este diseño produce una superficie enrasada, lo que reduce las protuberancias y mejora el aspecto. Las arandelas avellanadas suelen tener un ángulo de 82 grados para alinearse con los tornillos avellanados estándar.

Son importantes en ingeniería de precisión, carpintería y fabricación de muebles. Pueden aumentar la resistencia a la tracción en 30% comparación con los tipos de arandelas planas estándar en algunas operaciones.

Arandela de hombro

Las arandelas de hombro tienen un “hombro” o saliente cilíndrico que sobresale por un lado. También se conocen como casquillos aislantes. Este diseño distintivo proporciona espaciado mecánico y aislamiento eléctrico. La longitud del hombro oscila entre 1/16′′ y 1′′, lo que facilita un control preciso del espaciado.

Las arandelas de hombro se utilizan sobre todo en la industria automovilística, aeroespacial y electrónica. Evitan el contacto entre metales, lo que reduce el riesgo de cortocircuitos. Estas arandelas suelen soportar 1500 V y temperaturas que oscilan entre -40 °C y 105 °C. Esto las hace perfectas para aplicaciones exigentes.

Arandela en C

Las arandelas C también se conocen como arandelas abiertas. Tienen un diseño en forma de C con un hueco en su circunferencia. Esta estructura facilita su instalación y desmontaje sin necesidad de desmontar completamente las piezas fijadas. Las arandelas en C suelen preferirse en operaciones de acceso restringido o en las que es necesario un mantenimiento frecuente.

Se utilizan sobre todo en maquinaria industrial, aeronáutica y automoción. Las arandelas C suelen tener una relación grosor-diámetro de 1:8.

Arandelas elásticas

Las arandelas elásticas están diseñadas para ejercer tensión y absorber impactos en los sistemas de fijación. También se denominan muelles de disco. Estas arandelas tienen una forma ondulada o cónica que se aplana bajo carga, lo que proporciona fuerza axial. Las arandelas elásticas son importantes en operaciones sujetas a dilatación térmica o vibración.

Suelen utilizarse en maquinaria pesada, automoción e industria aeroespacial. Las arandelas elásticas pueden mantener la tensión del perno 30% más tiempo en comparación con los tipos de arandelas planas en situaciones de carga dinámica.

Arandelas Belleville o cónicas

Las arandelas Belleville o cónicas son muelles en forma de disco con una ligera forma cónica. Estas arandelas proporcionan una gran capacidad de carga en un espacio axial reducido. Su particular diseño puede facilitar las características de deflexión y el control exacto de la carga. Para fabricar estas arandelas según especificaciones precisas, hay que trabajar con empresas fiables. Proveedores de piezas de mecanizado CNC garantiza que cumplan los estrictos requisitos de carga y deflexión.

Las arandelas Belleville son preferibles en operaciones que necesitan compensación de dilatación térmica, carga por muelle y señales de carga.

Se utilizan ampliamente en maquinaria pesada, soportes de motor, suspensiones del sistema de frenos y pernos de cimentación. Una arandela Belleville puede sustituir hasta 5 muelles helicoidales manteniendo la misma fuerza. Estas arandelas pueden soportar temperaturas de -200°F a 800°F y cargas de hasta 300.000 psi.

Arandelas de resorte de cúpula

Las arandelas elásticas de cúpula son un tipo de arandela elástica que suele tener forma abovedada o curva. Estas arandelas suelen estar fabricadas con materiales muy elásticos, como cobre de berilio o acero para muelles, para ofrecer un rendimiento excepcional. Estas arandelas se prefieren sobre todo en operaciones que requieren amortiguación y un control preciso de la precarga.

Las arandelas elásticas de cúpula también se utilizan en maquinaria industrial y en los sectores aeroespacial y de automoción. Pueden mantener la tensión de los pernos 25% más tiempo que las arandelas planas bajo diferentes cargas. La forma abovedada proporciona un índice de elasticidad que suele ser de 2 a 3 veces superior al de las arandelas planas.

Tabla de tamaños de las distintas arandelas

Tablas de tamaño de la arandela son diferentes para las normas como USS, SAE, ASME y la unidad de tamaño métrico. Estas tablas de tipos de arandelas proporcionan dimensiones importantes para diferentes tipos de arandelas.

Tabla 1: Tabla de tamaños de arandelas planas según diferentes normas (SAE, métricas y USS)

Materiales para arandelas

Las arandelas se fabrican con distintos materiales. Cada material tiene unas propiedades particulares. Veamos algunos materiales comunes de las arandelas.

Arandelas de goma y nylon

Las arandelas de caucho y nailon suelen preferirse en operaciones que requieren aislamiento eléctrico y amortiguación de vibraciones. Las arandelas de goma son muy flexibles y pueden soportar temperaturas de hasta 250°F. Las arandelas de nylon tienen una alta resistencia a la tracción (12.000 psi) y son resistentes a los productos químicos. Ambos materiales son resistentes a la corrosión y ligeros.

Arandelas metálicas

Las arandelas metálicas se utilizan en aplicaciones industriales por su durabilidad y resistencia. Los metales más utilizados en las arandelas son el latón, el aluminio y el acero inoxidable. Estas arandelas son capaces de resistir altas temperaturas y distribuir cargas. Las arandelas de acero inoxidable resisten la corrosión, mientras que las de latón son apropiadas para usos eléctricos. Las arandelas de aluminio, por su ligereza, también ofrecen una excelente relación resistencia-peso.

Arandelas de plástico

Las arandelas de plástico presentan ventajas particulares en distintas aplicaciones. Estas piezas ligeras ofrecen mayor resistencia química y aislamiento eléctrico. Los materiales más comunes son el polietileno, PTFE y nylon. Las arandelas de plástico son preferibles en situaciones de baja carga para la cancelación del ruido. Se utilizan sobre todo en electrónica de fontanería y piezas de automóvil, donde las arandelas metálicas podrían provocar corrosión.

Normas para lavadoras que debe conocer

Las normas sobre arandelas garantizan fiabilidad y coherencia en distintos ámbitos. Estas normas definen las especificaciones de los distintos tipos de arandelas para tornillos y materiales. Analizaremos algunas normas importantes.

Arandela elástica ASME B18.21.1

Define la norma para arandelas elásticas helicoidales, que son un tipo importante de arandela para tuercas y tornillos. Estas arandelas evitan que se aflojen en condiciones de alta vibración.

Algunas especificaciones importantes son:

• Acabado: Liso, cincado o cadmiado
• Tallas: #0 a 4 pulgadas
• Material: Acero al carbono o aleado
• Dureza: Rockwell C39-50

ASME ANSI B18.22.1 Arandelas planas

ASME ANSI B18.22.1 describe la norma para arandelas planas. Son una pieza importante en diferentes conjuntos de tornillos, tuercas y arandelas. Esta especificación garantiza la fiabilidad y coherencia entre industrias. Algunas directrices importantes son:

• Diámetro interior: +0,010/-0,000 pulgadas
• Tolerancias de espesor: ±0,004 pulgadas para tamaños de hasta 3/4 de pulgada
• Materiales: Acero al carbono, acero inoxidable, latón
• Diámetro exterior: ±0,010 pulgadas para tamaños de hasta 1 pulgada

Arandelas planas DIN 125A

DIN 125A es una norma alemana para arandelas planas. Se utiliza ampliamente en la ingeniería europea. Estas arandelas son piezas importantes en los conjuntos de pernos, tuercas y arandelas en diferentes industrias. Algunas especificaciones principales son:

• Tolerancia del diámetro interior: De +0,3 mm a +0,5 mm
• Tolerancia de espesor: ±0,1 mm para tamaños hasta M20
• Dureza: 140-200 HV
• Material: Acero inoxidable (A2 o A4)

DIN 6799 Arandelas de retención

DIN 6799 establece la norma para las arandelas de retención, un componente importante en la fijación de conjuntos. Estas arandelas forman parte de los muchos tipos de arandelas que se utilizan en diversas aplicaciones industriales. Algunas especificaciones importantes son:

• Grosor: 0,5 mm a 2,5 mm
• Acabado: Fosfatado o zincado
• Diámetro interior: De 3 mm a 72 mm
• Material: Acero para muelles

Consideraciones sobre las arandelas adecuadas

La selección de la lavadora adecuada requiere una cuidadosa determinación de diferentes factores. Esto garantiza una mayor longevidad, seguridad y rendimiento en diferentes operaciones.

Tipo de material

El material de la arandela influye en su durabilidad y rendimiento. Las arandelas de acero inoxidable proporcionan solidez y resistencia a la corrosión, lo que las hace apropiadas para condiciones marinas. Las arandelas de nailon son ligeras, proporcionan aislamiento eléctrico y son apropiadas para la electrónica. Las arandelas de latón son las preferidas para las operaciones de fontanería porque pueden resistir dezincificación. Seleccione cuidadosamente los materiales que cubrirán sus necesidades particulares.

Igualar la resistencia de la arandela y el perno

La elección de tipos de arandelas para pernos que se adapten adecuadamente a la resistencia del perno es importante para obtener un rendimiento excepcional de la unión. Por ejemplo, un perno de grado 8 con (150.000 psi de resistencia a la tracción) necesita una arandela endurecida con (100.000 psi+) para evitar deformaciones. Esta alineación garantiza la integridad de la unión y la distribución de la carga bajo grandes esfuerzos.

Preocupaciones medioambientales

Seleccione arandelas fabricadas mediante procesos de fabricación sostenibles para reducir el impacto de las emisiones de carbono en el medio ambiente. Las arandelas de acero inoxidable son duraderas, reciclables y reducen los residuos. Las arandelas galvanizadas suelen resistir la corrosión, pero pueden lixiviar materiales nocivos. Tenga en cuenta normas medioambientales como RoHS (Restricción de sustancias peligrosas) para reducir los riesgos medioambientales.

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Ferretería Yijin es un proveedor líder de arandelas personalizadas para todas las industrias. Nuestra amplia gama incluye arandelas de torsión, de defensa, lisas y particulares. También ofrecemos soluciones de ingeniería de precisión que cumplen las normas SAE, DIN y ASME, lo que garantiza la compatibilidad con las normativas mundiales.

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