Los pernos de riel son los sujetadores roscados que mantienen unido el sistema de rieles. Su función principal es sujetar las eclisas al alma del riel en las uniones atornilladas, transmitiendo flexión y corte a través de la unión, pero se utiliza la misma familia de sujetadores para clips, abrazaderas, placas base, desvíos y anclajes de riel. Este artículo explica qué son los pernos de riel, los tipos principales, cómo se construyen y cómo seleccionar el perno adecuado para una aplicación de unión o fijación.
1. ¿Qué hacen los pernos de riel?
En una unión de riel atornillada, las eclisas (barras de unión) se asientan a ambos lados del alma del riel y se sujetan mediante pernos que pasan a través de la eclisa y los orificios del alma del riel. La precarga del perno genera fricción entre la eclisa y el riel, que es lo que realmente lleva la carga; el perno también posiciona la eclisa contra el riel. Lejos de las juntas, pernos similares sujetan clips, abrazaderas, placas de unión, rieles de desvío y dispositivos anti-deslizamiento. Debido a que un perno de unión aflojado cambia la rigidez de la unión y acelera el talud del extremo del riel-, la especificación del perno y el control del torque son críticos para el mantenimiento-.
2. Principales tipos de pernos de riel
Perno de cuello ovalado con cabeza de botón: el perno de eclisa estándar internacional. El cuello ovalado se asienta en el orificio ovalado de la eclisa y evita que el perno gire mientras se aprieta la tuerca.
Perno con cuello de diamante: el cuello cuadrado o de diamante se bloquea en la ranura de la eclisa y se utiliza cuando se requiere una mayor rigidez de sujeción.
Perno de pescado: término general para pernos de unión suministrados con tuercas y arandelas de resorte, adaptadas al patrón de orificios de la eclisa.
Perno de clip y perno de abrazadera: asegure los clips de riel y los conjuntos de abrazadera a la traviesa o placa base; La rosca y la longitud siguen el diseño de la abrazadera.
Perno T-: se coloca en el canal de una placa base o abrazadera de riel; apretado con una tuerca cuadrada o hexagonal.
Perno de anclaje y perno insertado: fijar placas base, componentes de desvío y rieles empotrados; Los tipos insertados con subprocesos especiales se utilizan en la pista estándar rusa-.
Tipos de normas nacionales: NF F 50-008 cubre los pernos de oruga franceses y los pernos basados en GOST siguen la práctica rusa; cada uno tiene una geometría definida de cabeza, cuello y rosca.
3. Estructura de un conjunto de pernos de riel
Un conjunto de pernos de oruga tiene cuatro elementos. El vástago del perno lleva la rosca exterior en un extremo y la cabeza en el otro; La forma de la cabeza, botón o cuadrado, define cómo se sujeta el perno durante el apriete. La tuerca, normalmente hexagonal, se acopla a la rosca y aplica la fuerza de sujeción. Las arandelas se colocan debajo de la tuerca (y a menudo debajo de la cabeza) para distribuir la carga sobre la eclisa y protegerla contra irritaciones. Los elementos anti-aflojamiento, como arandelas de resorte, arandelas de seguridad o tuercas de seguridad, evitan que la tuerca retroceda bajo la vibración del tren; Para tornillos de unión, las arandelas elásticas son la opción estándar porque también compensan los pequeños asentamientos de la unión.
4. Materiales, calidades y revestimientos
El acero para pernos se selecciona por clase de propiedad según ISO 898-1: las clases 8.8 y 10.9 son típicas para pernos de oruga, mientras que 10.9 se prefiere para fijaciones de transporte pesado-y de alta-velocidad donde la precarga es alta. Los pernos de acero inoxidable según ISO 3506 se utilizan en entornos costeros y corrosivos. El revestimiento más común es el zinc:-galvanización en caliente según EN ISO 1461 para una protección gruesa, galvanoplastia según ISO 4042 para tolerancias más estrechas o revestimiento de escamas de zinc según ISO 10683 donde se debe excluir la fragilidad por hidrógeno. Las roscas a menudo se dejan sin recubrir o ligeramente lubricadas para que el coeficiente de fricción y, por lo tanto, la precarga alcanzable sea predecible.
5. Selección y práctica de torque
Tres parámetros definen el perno: diámetro, longitud y clase de propiedad. El diámetro sigue el patrón de la eclisa o de los orificios del sujetador, normalmente 22-27 mm para uniones de rieles de 50-60 kg/m. La longitud debe cubrir la eclisa, el alma del riel y la tuerca con al menos dos roscas completas. La clase de propiedad establece el par de apriete, que normalmente está definido en la documentación del sistema de fijación; en el sitio, se utilizan llaves dinamométricas y los pernos flojos se vuelven a apretar en el ciclo de mantenimiento. Nunca mezcle clases de propiedades en una junta y nunca reutilice un perno que haya sido demasiado apretado o que muestre daños en la rosca, ya que el control de precarga es lo que mantiene la junta firme bajo el tráfico.
Preguntas frecuentes
P1: ¿Por qué los pernos de unión de rieles tienen un cuello ovalado?
El cuello ovalado se asienta en el orificio ovalado de la eclisa y evita que el perno gire mientras se aprieta la tuerca. Esto permite la instalación por parte de una-persona y garantiza que la cabeza del perno esté correctamente orientada en la ranura de la eclisa.
P2: ¿Cuál es la diferencia entre un perno de riel y un perno de pescado?
En el uso cotidiano los términos se superponen. Eclisa es el término específico para el perno que sujeta las eclisas en una junta de riel; El perno de riel es la familia más amplia que también incluye pernos de clip, pernos de abrazadera, pernos en T-y pernos de anclaje.
P3: ¿Qué grado de perno debo especificar para juntas de transporte-pesadas?
La clase de propiedad 10,9 según ISO 898-1 es la opción estándar para pernos de unión de alta velocidad y de transporte pesado-porque el mayor límite elástico permite una mayor precarga, lo que mantiene apretada la conexión de fricción de la eclisa bajo grandes cargas de ruedas.
P4: ¿Por qué los pernos de las orugas se aflojan con el tráfico?
Las cargas cíclicas de las ruedas provocan pequeños asentamientos en la junta, la vibración actúa sobre la rosca y los cambios de temperatura alteran la longitud del riel. Las arandelas elásticas y los elementos de bloqueo compensan los asentamientos, y las comprobaciones periódicas del par en el ciclo de mantenimiento detectan el resto.
P5: ¿Puedo utilizar pernos estructurales comunes para uniones de rieles?
Sólo si la geometría coincide. Los pernos de unión necesitan un cuello ovalado o de diamante que se bloquee en la eclisa, además de una longitud de agarre definida y un tratamiento contra la corrosión adecuado para el servicio en vías al aire libre. Un perno hexagonal estándar sin cuello girará y no podrá desarrollar la precarga diseñada.
P6: ¿Cómo puedo saber el par de apriete de un perno de cadena?
El par de apriete se define en la documentación del sistema de fijación para la calidad del perno, el diámetro y el recubrimiento. En ausencia de documentación, utilice las tablas de torsión para la clase de propiedad y las roscas lubricadas, y verifique con una llave dinamométrica durante la instalación.