Los cuatro trabajos de una lavadora en el atornillado de rieles
Cada conjunto de pernos de guía, ya sea en una unión de eclisa, una placa base o una fijación de traviesa, utiliza una arandela por cuatro razones distintas. En primer lugar, distribuye la fuerza de sujeción sobre un área más grande para que la cabeza del perno o la tuerca no golpeen el riel, la eclisa o el asiento del durmiente. En segundo lugar, une los orificios alargados o de gran tamaño utilizados para la tolerancia de ensamblaje, evitando que el vástago del perno se apoye en el borde irregular del orificio. En tercer lugar, separa el material del perno del riel o del metal fundido para frenar la corrosión galvánica en la interfaz de contacto. Cuarto, en su forma de resorte, almacena energía elástica que mantiene la precarga cuando la vibración relaja el conjunto. Omitir la arandela generalmente ahorra unos pocos gramos y cuesta miles de millas en juntas sueltas y piezas fundidas agrietadas.
Arandelas planas: distribución de carga y protección de superficies
Las arandelas simples (planas) son el elemento-distribuidor de la carga. Debajo de un perno de eclisa, la arandela distribuye la carga de la cara de la tuerca sobre la superficie de la eclisa y protege el revestimiento de zinc por inmersión en caliente-de la eclisa para que la tuerca no lo raspe durante el apriete. Las arandelas planas se especifican por diámetro interior, diámetro exterior y espesor, con la serie común en GB/T 97.1 para tamaños precisos y GB/T 95 para tamaños de espacio más grandes; DIN 125 e ISO 7089 son los equivalentes europeos. Para uso en vías, la dureza de la arandela debe estar por debajo de la dureza del perno para que la arandela, no la rosca del perno, ceda primero, y el revestimiento debe coincidir con el revestimiento del perno para evitar crear un nuevo par galvánico.
Arandelas de resorte y de seguridad: anti-aflojamiento
Las arandelas de resorte (tipo estándar GB/T 93, tipo pesado GB/T 7244) y las arandelas de seguridad con resorte DIN 127 funcionan mediante recuperación elástica: cuando se aprieta la tuerca, la arandela se aplana y su resorte-lomo mantiene la tensión en la rosca cuando el conjunto se relaja. Son el compañero estándar de los pernos de eclisa y de placa base en líneas con vibración continua. Dos limitaciones son importantes en la práctica en pista: una arandela de resorte solo ayuda mientras aún puede saltar, por lo que no debe aplanarse permanentemente apretándola demasiado, y en precargas muy altas su contribución es pequeña en comparación con el estiramiento elástico del perno mismo. Para sujetadores críticos-para la seguridad, los sujetadores de ingeniería con apriete controlado (como los pernos HV según la práctica EN 14399) dependen del estiramiento del perno en lugar de las arandelas, y luego la arandela se especifica plana y endurecida para distribuir la carga únicamente.
Protección contra la corrosión galvánica
Los pernos de las vías suelen ser de acero al carbono-cincado, mientras que los rieles y las eclisas son de acero al carbono sin revestimiento y las placas base pueden ser de hierro fundido. Cuando la cabeza de un perno se asienta directamente sobre el pie de un riel, la humedad atrapada en la interfaz inicia una corrosión galvánica que devora la superficie del riel y fragiliza la cabeza del perno. La arandela actúa como una barrera reemplazable: absorbe los daños causados por la corrosión, se puede galvanizar-para proteger la interfaz de contacto y es económico reemplazarla en nuevos-ciclos de torsión. En áreas costeras o químicamente contaminadas, se deben especificar arandelas con el mismo revestimiento de alto-rendimiento que el perno, como un revestimiento de escamas de zinc, y arandelas de acero inoxidable con pernos de acero inoxidable para mantener constante la serie galvánica.
Seleccionar la lavadora adecuada
Haga coincidir el diámetro interior de la arandela con el tamaño del perno, nunca con el orificio del componente: un perno de eclisa M22 necesita una arandela M22 incluso si el orificio de la eclisa es de 24-26 mm. Elija arandelas elásticas sólo cuando el riesgo de aflojamiento por vibración sea confirmado, y elija arandelas planas donde dominen la distribución de la carga y la protección de la superficie. Confirme la dureza para que la arandela no se incruste en el pie del riel y confirme la clase de recubrimiento para que coincida con el perno y el entorno. Al especificar, indicar la serie estándar y el material, por ejemplo arandela elástica GB/T 93 para M22 con zincado, para que el proveedor pueda cotizar un producto idéntico en lugar de uno aproximado.
Preguntas frecuentes
P1: ¿Por qué los pernos de oruga necesitan arandelas?Para distribuir la fuerza de sujeción, proteja las superficies del riel y la eclisa, separe metales diferentes contra la corrosión galvánica y en arandelas de resorte para resistir el aflojamiento por vibración.
P2: ¿Cuál es la diferencia entre arandelas planas y de resorte?Las arandelas planas distribuyen la carga y protegen las superficies; Las arandelas elásticas almacenan una recuperación elástica que mantiene la precarga bajo vibración y, a menudo, las dos se combinan en un solo perno.
P3: ¿Qué norma cubre las arandelas elásticas?GB/T 93 y GB/T 7244 en China, DIN 127 en el sistema alemán e ISO 7090/7089 para arandelas planas; todos especifican dimensiones por tamaño de perno.
P4: ¿Puede una arandela elástica evitar que un perno se afloje permanentemente?No. Retrasa el aflojamiento mientras retiene el resorte-regreso; La resistencia permanente al aflojamiento proviene de la correcta precarga, fricción de la rosca y elementos de bloqueo, con la arandela elástica como medida de apoyo.
P5: ¿Las arandelas deben ser del mismo material que el perno?Sí, por motivos de corrosión; una arandela galvánicamente diferente crea un nuevo par de corrosión, así que haga coincidir el revestimiento y la familia de materiales de la arandela con el perno.