Atornillado R

UNIONES ATORNILLADAS

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ATORNILLADOTuercas y Tornillos Las tuercas y tornillos son muy comunes, pero a menudo no se verifica: Su funcin Su diseo Su instalacin Su mantenimiento

En esta presentacin vamos a discutir cosas que usted debe saber acerca de tuercas y tornillos, para poder evitar tiempos de paro y ahorrar dinero.

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ATORNILLADOTuercas y Tornillos Cual es exactamente su funcin? La tuerca y el tornillo ensamblados actan como pinzas para mantener dos superficies juntas, por que queremos que esto suceda? Para evitar el movimiento relativo de superficies Para mantener las superficies y evitar quese separen Para prevenir el movimiento angular Para prevenir el desplazamiento

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ATORNILLADOTuercas y Tornillos Malo Para mantener las superficies y evitar que se separen

Para prevenir el movimiento angular

Para prevenir el desplazamiento

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ATORNILLADOTuercas y Tornillos Para prevenir esto es necesario hacer lo siguiente: Diseo Correcta fabricacin Correcto material Instalacin Ensamble correcto Correcta Pre- Carga aplicada

De las caractersticas anteriores, debemos enfocarnos principalmente en el montaje y la pre-carga, debemos de asegurarnos de esto cuando se haga mantenimiento

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ATORNILLADOTuercas y Tornillos Para que un tornillo funcione correctamente se debe de estirar

No solo debe de estirarse sino que este debe de elongarse dentro de los lmites

CURVA DE ELASTICIDAD

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ATORNILLADOTuercas y Tornillos

Los valores de elongacin del tornillo debern de estar en la parte recta de la curva, para su mejor funcionamiento La flecha seala el lmite de elasticidad, el cual no debe de ser excedido para no comprometer la integridad del tornillo Metso elije el ajuste de la tornillera a ser instalada de 65 a 70% del punto de ruptura En este rango el tornillo debe de suministrar la fuerza de sujecin, esta fue calculada por Ingenieros de diseo, esto es necesario para mantener las bridas juntas

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Pero si el tornillo esta sujeto a fuerzas de sujecin de dos bridas, este deber de tener las caractersticas adecuadas para mantenerlas unidas Esfuerzos a la tensin Esfuerzos al corte Esfuerzos a la torsin Esfuerzo a la flexin

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Lneas de esfuerzo de tensin y compresin en un tornillo pre cargado con pura tensin ( y lneas de compresin en la unin)

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Vista descriptiva del esfuerzo tensor a lo largo de cuatro lneas paralelas a lo largo del tornillo

La magnitud del esfuerzo tensor en un tornillo- una vista simplificada que a menudo se asume en los clculos de tornillera

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Tornillo con esfuerzo al corte

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ATORNILLADOTuercas y Tornillos Tornillo con esfuerzo a la torsin Cuando nosotros apretamos aplicamos la torsin debido a la friccin entre la tuerca y rosca del tornillo. No todo el torque precarga el tornillo. Algo de esto crea esfuerzo a la tensin

Torque aplicado

Torque torcin

Torque Pre carga Metso

ATORNILLADOTuercas y Tornillos Tornillo con esfuerzo a la torsin Si las superficies no estn perpendiculares o paralelas, el tornillo esta sujeto a esfuerzo a la torsin

Torsin del tornillo

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ATORNILLADOTuercas y Tornillos Control Aplicar torque a la tuerca La tuerca debe de girar El tornillo se elonga creando pre-carga Despus de la pre-carga adecuada, cuanto mas control de friccin y torque, mas preciso ser nuestro resultado

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ATORNILLADOTuercas y Tornillos Si nosotros no controlamos la Pre-Carga Falla esttica en el tornillo causado por excesiva pre carga Falla esttica de los miembros a unir Vibracin afloja la tuerca Fatiga daa el tornillo Precarga alta incrementa el stress Alta precarga reduce movimientos de carga del tornillo Separacin de las uniones Corrimiento de uniones

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ATORNILLADOTuercas y Tornillos Factores que afectan la Pre-Carga

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7.

Herramientas de Precisin Precisin del Mantenedor Precisin de control Factores a corto plazo Cargas externas Factores a largo plazo 1. Corrosin 2. Vibracin 3. Alta temperatura Calidad de las piezas

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ATORNILLADOTuercas y Tornillos Como obtener la Pre-Carga que queremos? Controlando el Torque Controlando la elongacin

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ATORNILLADOTuercas y Tornillos Primer Torque Ecuacin simplificada de Torque Torque= F x K x D/12 Donde: Torque es en ft-lbs F es la fuerza de sujecin en lbs. K es un factor dimensional de la Tuerca D es el dimetro nominal del tornillo en in. K es: 0.2 de ligereza si es lubricado con aceite 0.13 por uso de pasta de molibdeno

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ATORNILLADOTuercas y Tornillos Torque El torque es calculado por Metso usando esta ecuacin La friccin influye en el torque, la friccin depende de: Dureza de las partes Acabado de las superficies Tipo de material Tipo, grado, condicin, aplicacin, contaminacin, temperatura de lubricante Velocidad de apriete de la tuerca Ajuste entre cuerdas Claro de barrenos

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ATORNILLADOTuercas y Tornillos Herramientas para el control de Torque

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Llaves de torque Multiplicadores de torque Llaves de engranes Llaves hidrulicas Pistolas impacto Pistolas de torque neumticas Es mas fcil No es muy exacto Barato Se usa en uniones no criticas Las uniones estn sobre dimensionadas para compensar +_30% de variacin de la pre carga con un buen control

Que obtienes con Control de torque de pre carga :

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ATORNILLADOTuercas y Tornillos AHORA, E L O N G A .

L = Cambio de longitud del tornillo en in Fp = Precarga en el tornillo lbs KB = Rigidez del tornillo ( Lbs/ in) Eliminamos la friccin entre cuerdas del tornillo y la tuerca, entre cabeza y miembros a unir Medir las precargas residuales despus de apretar, las lecturas iniciales se deben de registrar ProblemasLos dimetros de los tornillos varian Cuerdas y longitud del cuerpo varian Las variacines en el mdulo de elasticidad no son tomadas Los tornillos se flexionan debido a las superficies no paralelas Metso

ATORNILLADOTuercas y Tornillos A medida que el L D se incrementan el proceso de elongacin se hace mas preciso Para reducir errores toma algunas muestras Medicin de elongacin: No se utiliza para cualquier aplicacin Consume mas tiempo Caro Se utiliza solo en las uniones crticas Instrumentos utilizados Micrometro Micrmetro de profundidades Indicadores de cartula Ultrasonido Metso

ATORNILLADOTuercas y Tornillos Comparacin Las siguientes pginas muestras algunas uniones y una tabla que muestra las diferentes formas de aplicar pre carga y los valores que deben ser alcanzados

Se comparan todos estos valores como el % del limite de elasticidad

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ATORNILLADO

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ATORNILLADO

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ATORNILLADO

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ATORNILLADOCalculo Rpido

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ATORNILLADOTuercas y Tornillos No importa lo que hagamos, causas para aflojar , he aqu algunas Causas a corto plazoIncrustado de cuerdas y miembros a unir Deformacin de los primeros hilos hasta que apoya la carga Filetes y agujeros de tamao insuficiente Tensores hidraulicos cuando el tornillo es liberado Rosca pobre hace que se deforme Hilos demasiado cortos Componentes demasiado suaves Flexin causa alto stress que vence el lmite de elasticidad Cuerdas de tornillo y tuerca no perpendicular Barrenos sobredimensionados Mayores cargas externas de lo esperado

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Causas a corto plazo, Continuacin.Empaques Perdida de lubricante Efectos de temperatura Numero de miembros a unir Longitud del tornillo ( largo y delgado) Arandela Velocidad de apriete

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Aflojarlo al corto plazo es cerca del 5-43% de la inicial tensin de precarga, como podemos predecirla? Experimentalmente es lo mejor

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ATORNILLADOTuercas y Tornillos Aflojarlo despus de un tiempo Causas Afloja por vibracin Altas cargas y altas temperaturas Afloja por stress Empaques flojos

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Medicin de Grado de aflojamiento Quitar torque Medir la longitud con ultrasonido o micrmetro Ver el % de limite de elasticidad del tornillo ( cuando se usa)

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Minimizar el aflojamientoUse torque, no utilice mtodo de apriete sin medicin Apriete, afloje y reapriete Use componentes duros Control de dimensiones La parte de contacto de la tuerca es 1.25 del dimetro del tornillo Mantener las partes perpendiculares Evite superficies cnicas o angulares en las uniones Use tornillos largos y delgados (8:1) Dentro del procedimiento considere aflojar Reapriete despus de un tiempo Apriete varios tornillos al mismo tiempo

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Aflojamiento por vibracinDebido al paso de los hilos La tuerca se afloja La friccin se pierde antes de aflojar

A mayor pre carga, incrementa el tiempo antes de aflojarse Metso

ATORNILLADOTuercas y Tornillos Formas de evitar que se afloje por vibracinMantener las fuerzas de friccin en los hilos y superficies de unin superiores a las fuerzas de vibracin a) Alta pre carga b) Modificar el coeficiente de friccin c) Reduccin de vibracin Evitar deslizamiento entre tuerca y tornillo y entre superficies de unin a) Usar como perno pasador b) Poner soldadura entre miembros de unin c) Selladores anaerbicos d) Mecnicamente mantener el tornillo y tuerca por: Soldadura Cable o pernos Candados y rondanas de presin Use tuercas de seguridad Metso

ATORNILLADOTuercas y Tornillos Hemos hablado acerca de los tornillos que se aflojan Una unin no trabaja bien cuando los tornillos se aflojan Es realmente malo cuando los tornillos se quiebran Esto es usualmente por causa de fatiga

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ATORNILLADOTuercas y Tornillos Falla por fatiga Secuencia Marca de herramientas Mal manejo Inadecuado calentamiento para tratamiento Corrosin Entonces Crecimiento de fracturas Propagacin Ruptura

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ATORNILLADOTuercas y Tornillos Tiempo de fatiga

Que determina el tiempo de fatiga Seleccin de Material Fabricacin Nivel medio de stress Magnitud del stress

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ATORNILLADOTuercas y Tornillos A minimizar los problemas de fatiga

Minimizar los niveles de stress Reducir las variaciones de Carga

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ATORNILLADOTuercas y Tornillos A minimizar los niveles de stress Redondear las roscas despus de tratamiento trmico Filetes Tomar la perpendicularidad de componentes Evitar sobre esfuerzos Distribuir stress en las roscas Minimizar la flexin Prevenir la corrosin Buena condicin de superficies

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ATORNILLADOTuercas y Tornillos Procedimiento de Apriete Introduccin El atornillado es un importante paso en el armado de los molinos, las instrucciones siguientes deben de ser ledas, comprendidas y llevarlas a cabo Las uniones atornilladas en un molino son especialmente importantes, por que en este puede causar fallas graves, por una mala instalacin o mantenimiento. Mantener las uniones apretadas con la pre carga adecuada debe asegurar la operacin del molino. El permitir que las uniones se aflojen provoca una grave erosin y degradacin de las uniones, que puede convertirse en un programa permanente. Lo apretado de las uniones y tornillos al azar deben de ser checados peridicamente .

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ATORNILLADOTuercas y Tornillos Procedimiento de Apriete Primero Seleccione el mtodo de pre carga Torque Elongacin Micrmetro Ultrasonido Elongacin por temperatura

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ATORNILLADOTuercas y Tornillos Precarga reportada para una variedad de tornillos, herramientas o procedimientos Control de torque con llave manual Herramienta de aire Llave de torque con click Multiplicador Ratch Herramienta controlada por computadora Rockwell internationals LRM Strain gauged load washers Medidor de elongacin Swaged lockbolts Pistola de impacto Tensionador hidraulico con bernier Tacto del mantenedor Tornillo elongado ( Micrmetro) Control con ultrasonido Metso

ATORNILLADOTuercas y Tornillos Torque Usar Una llave de torque calibrada Fcil de usar y entender, la buena aplicacin es la base del xito Un llave de torque hidrulico Una llave de torque trae una tabla de torque y su presin de operacin Puede aplicar precarga usando el mtodo de elongacin midiendo esta y la presin que corresponde

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ATORNILLADOTuercas y Tornillos Elongacin Usar Un micrmetro Ultrasonido La precarga puede ser dada con una llave de torque, pero la elongacin debe de ser medida Ser consistente en la medicin de la elongacin, no cambie de una tcnica a otra, si ud. Mide con un micrmetro antes de elongar, use el micrmetro cuando se halla elongado, lo mismo es con el ultrasonido

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ATORNILLADOTuercas y Tornillos Etapas

La aplicacin de la pre carga es en dos etapas La primer etapa debe de alcanzar la mitad de la precarga La segunda etapa debe de alcanzar el valor deseado de pre carga

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ATORNILLADOTuercas y Tornillos Tornillos registrados

Seleccione los tornillos y precarga antes y despus que el molino ha corrido por algn tiempo, el tornillo se convierte en el canario de la mina, si un problema ocurre con un tornillo que tienes registrado entonces es probable que un tornillo vecino tambin tiene problema si el tornillo seleccionado est en buenas condiciones, probablemente tambin los tornillos vecinos

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ATORNILLADOTuercas y Tornillos Ejemplo de Tornillos registrados

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ATORNILLADOTuercas y Tornillos Controles Revise los tornillos primero cada 6 meses y luego cada 12

Anote los resultados para futura referencias

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ATORNILLADOEn Resumen Seleccione el mtodo Limpie y prepare tuercas tornillos, arandelas y superficies Lubrique Instale Marque los tornillos seleccionados Verifique la precarga despus de 6 y cada 12 meses Registre la informacin

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