¿Dónde se colocan las arandelas en los pernos? Tipos comunes de arandelas y su correcta colocación.

Cuando se trata de conexiones atornilladas, la humilde arandela a menudo se pasa por alto, pero elegir la arandela correcta y colocarla correctamente puede marcar la diferencia entre una unión que dura décadas y una que falla en semanas. En KENENG, fabricamos arandelas de alta precisión Con tolerancias estrictas, múltiples acabados superficiales (galvanizado, dacromet, recubrimiento geométrico) y un rendimiento antivibratorio comprobado. Esta guía no solo muestra dónde colocar las arandelas en los pernos, sino también por qué y qué tipo de arandelas elegir para una máxima fiabilidad.

Tipos comunes de arandelas utilizadas junto con pernos

1. Arandelas planas: distribución de la carga y protección de la superficie.

Estos arandelas planas Las arandelas planas son las más comunes y tienen una forma redonda, plana y sencilla. Se utilizan para distribuir el peso, minimizar la fricción y proteger la superficie. Están disponibles en varios tamaños para adaptarse a diferentes diámetros de pernos.

• Control de la holgura de los agujerosLas arandelas planas KENENG están estampadas con precisión, con una tolerancia de diámetro interior controlada dentro de ±0.1 mm, superando con creces los estándares de la industria (normalmente ±0.25 mm), lo que reduce eficazmente las cargas excéntricas.
• Opciones de tratamiento de superficieSe ofrecen tratamientos como el galvanizado (zinc amarillo/zinc blanco azulado), Dacromet, Gumite, ennegrecimiento, fosfatado, etc. Las pruebas de niebla salina pueden alcanzar más de 720 horas (con tratamiento Dacromet).
• Dureza y resistencia a la fatigaFabricado en acero inoxidable 65Mn, 304/316 o acero 45#, con una dureza superficial de HV300~450 después del tratamiento térmico, lo que proporciona una fuerte resistencia a la indentación y evita que las cabezas de los pernos se incrusten en el sustrato.
• Control de rebabas en los bordesEl proceso de desbarbado evita que se raye la superficie de la pieza de trabajo.

Aplicaciones principales: Chasis de automóviles, conexiones de estructuras de acero, puesta a tierra de equipos electrónicos (proporcionando un plano conductor).

2. Arandelas de seguridad partidas – Resistencia a las vibraciones (arandelas elásticas helicoidales)

Cuando se comprimen, las arandelas de seguridad divididas, también conocidas como arandelas de muelle, presentan un corte dividido o helicoidal que crea tensión. Se utilizan para evitar que las tuercas y los tornillos se aflojen como resultado de la vibración o la expansión y contracción por calor.

Análisis de rendimiento en profundidad:

• Resistencia a la vibraciónLa arandela abierta genera elasticidad axial tras aplanarse, compensando el aflojamiento de la rosca causado por la vibración. En pruebas de vibración a frecuencias de 20 a 200 Hz y amplitudes de 2 mm, su vida útil sin aflojamiento es tres veces mayor que la de las arandelas planas convencionales.
• Materiales y fatigaFabricado en acero para muelles (65Mn/SK5), templado y revenido, posee un alto límite elástico; tras 10,000 ciclos de compresión repetida, la deformación residual es inferior a 0.05 mm.
• Tratamiento de superficies: Recubrimiento de zinc o fosfatado para evitar el riesgo de fragilización por hidrógeno (supera la prueba de fragilización por hidrógeno ISO 15330).
• Precauciones y limitacionesNo apto para materiales blandos (como aleaciones de aluminio y plásticos), ya que el borde abierto puede incrustarse en la superficie.

Aplicaciones recomendadas: Ventiladores industriales, maquinaria agrícola, cribas vibratorias, bases de motores.

3. Arandelas de seguridad dentadas (dientes externos/internos) – Bloqueo de alta fricción

Arandelas de seguridad dentadas con mordaza Se insertan en el material y el sujetador, proporcionando un mecanismo de bloqueo. Se utilizan frecuentemente en aplicaciones que requieren alta resistencia a las vibraciones.

Ventajas

• Sistema antiaflojamiento integradoLas puntas dentadas penetran en la cabeza del perno/tuerca y en la superficie de la pieza de trabajo, creando un efecto de microincrustación. El par de apriete es un 40 % superior al de las arandelas de seguridad convencionales.
• Resistencia a la fatigaDebido a la distribución uniforme de la tensión de contacto gracias a la estructura dentada, la vida útil a la fatiga bajo cargas cíclicas es el doble que la de las arandelas de bloqueo de dos piezas.
• Tratamiento de superficies y precisiónLa altura de la punta de los dientes se controla con una precisión de ±0.03 mm, lo que garantiza que todos los dientes estén en contacto simultáneamente; el recubrimiento de plata o estaño es opcional para mejorar la conductividad y evitar el agarrotamiento.
• Requisitos de espacio libre para agujerosSe requiere una coincidencia precisa con el diámetro del perno; se recomienda una holgura ≤0.2 mm, de lo contrario las puntas de los dientes no podrán acoplarse eficazmente.

Aplicaciones típicas: Transporte ferroviario, suspensión de camiones pesados, pernos de torres de turbinas eólicas.

4. Arandelas onduladas: precarga y absorción de impactos.

Arandelas onduladas Se utilizan para absorber impactos, mantener la tensión y reducir las vibraciones. Tienen forma ondulada o corrugada. Se emplean con frecuencia en las industrias automotriz y aeroespacial.

Parámetros:

• Cantidad y rigidez de la forma de ondaOpciones de 3, 4 y 6 ondas disponibles; rango de rigidez de 5 a 500 N/mm; la precarga se puede calcular con precisión (adecuado para aplicaciones con espacio axial limitado).
• Resistencia a la fatigaFabricado en acero inoxidable 301 o Inconel, su vida útil a la fatiga dinámica supera los 2 millones de ciclos (amplitud de 0.5 mm).
• Tratamiento de superficies: Pulido o pasivado para eliminar los puntos de concentración de tensiones.
• En contraste con las arandelas planas: No se utiliza para la distribución de la carga, sino para proporcionar una precarga elástica que compense la expansión térmica o el desgaste.

Ejemplos de aplicación: Precarga de cojinetes, sellos de válvulas, terminales de conectores, instrumentos de precisión.

5. Lavadoras Belleville: gran capacidad en espacios reducidos.

Lavadoras Belleville, también conocidas como arandelas de resorte cónicasTienen forma cónica y están diseñados para generar grandes cargas elásticas en espacios reducidos. Se utilizan en situaciones que requieren una gran carga axial.

Parámetros clave:

• Características de carga-deformaciónÁngulo de cono de 8° a 12°, una sola arandela puede soportar cientos o decenas de miles de Newtons; se puede utilizar en combinación (como contrafuerte o apilada) para lograr diferentes rigideces y recorridos.
• Resistencia a la vibración y relajaciónLas características del bucle de histéresis absorben eficazmente la energía del impacto; en una prueba de vibración de 35 Hz, la atenuación de la precarga es <8 % (en comparación con el 15-20 % de las arandelas de disco comunes).
• Grados de precisiónKeneng ofrece dos grados de precisión según la norma DIN 2093 (tolerancia de espesor ±0.02 mm, tolerancia de altura del cono ±0.05 mm).
• Tratamiento de superficies: Recubrimiento de Dacromet o zinc-aluminio, resistente a la corrosión a altas temperaturas (apto para sistemas de escape).

Escenarios típicos: Precarga de la estructura de acero, bridas de oleoductos, bloqueo del molde de la máquina de moldeo por inyección.

Comparación de tipos de arandelas

Tipo de arandela	Función	Características principales	Ventajas	Limitaciones
Arandela plana	Distribuye la carga, protege la superficie.	Disco plano y sencillo; espesor uniforme	Reduce los daños en la superficie y evita que se afloje.	No impide la rotación bajo vibración
Arandela de seguridad dividida	Evita que se afloje debido a la vibración.	Anillo dividido con una ligera forma helicoidal	Añade tensión al resorte, reduce el aflojamiento.	Puede dañar superficies blandas, capacidad de carga limitada
Arandela de seguridad dentada	Evita que se afloje y mejora el agarre.	Dientes o estrías en la superficie de contacto.	Agarre firme, ideal para vibraciones intensas.	Puede dañar la superficie, puede deformarse bajo cargas elevadas.
Lavadora de olas	Proporciona carga axial, absorbe impactos	Forma ondulada y curva	Absorbe los impactos y compensa la dilatación térmica.	Capacidad de carga limitada, puede fatigarse con el tiempo.
Lavadora Belleville	Acción de resorte de alta carga, mantiene la tensión	Forma de disco cónico	Soporta cargas pesadas, permite una precarga precisa.	Requiere un apilamiento cuidadoso para lograr la tensión deseada.

Recomendaciones de selección

• Para aplicaciones que requieren una distribución de carga precisa y protección de la superficie: Arandelas planas
• Para amortiguación general de vibraciones y bajo costo: Arandelas de bloqueo partidas
• Para una alta resistencia a las vibraciones y marcas superficiales aceptables: Arandelas de seguridad dentadas.
• Para precarga elástica axial y carrera corta: Arandelas onduladas
• Para alta precarga y requisitos de espacio mínimos: Arandelas de disco

Colocación correcta de las arandelas en los pernos

1. Entre la cabeza del perno y el material

Las arandelas se utilizan comúnmente entre la cabeza del perno y el material al que está fijado. Esta es la disposición más común para fines de fijación. Esta es la configuración estándar para la mayoría de las aplicaciones de fijación y cumple varios propósitos importantes:

• Orden correcto: Cabeza del perno → Arandela plana (opcional) → Pieza de trabajo → Tuerca. Si se utilizan arandelas planas y de seguridad, el orden debe ser: Cabeza del perno → Arandela plana → Arandela de seguridad → Pieza de trabajo → Tuerca (o extremos simétricos).
• Error común: Colocar la arandela plana fuera de la arandela de seguridad (más cerca de la tuerca) provoca que la arandela de seguridad no se comprima eficazmente.
• Efecto de separación de agujerosSi el diámetro del orificio de la pieza es demasiado grande (> diámetro del perno + 0.3 mm), se debe utilizar una arandela plana de mayor diámetro exterior; de lo contrario, la arandela se hundirá en el orificio y perderá su función de distribución de carga. Keneng ofrece arandelas de diámetro exterior personalizadas, para orificios de hasta Φ50 mm.
• Adaptación del tratamiento de superficieCuando el perno es de acero inoxidable y la pieza de trabajo es de aluminio, se recomienda que la arandela esté galvanizada o recubierta de zinc-aluminio para evitar la corrosión galvánica (la diferencia de potencial disminuye de ~0.9 V a menos de 0.3 V).

2. Entre la tuerca y el material

• Configuración de tuerca doble + arandelaEn aplicaciones que requieren una alta resistencia al aflojamiento (como las plumas de grúa), la secuencia es: cabeza del perno → pieza de trabajo → arandela plana → tuerca inferior → tuerca superior (de bloqueo). La arandela debe colocarse entre la tuerca y la pieza de trabajo para evitar que la tuerca presione directamente sobre esta última.
• Requisitos de precisiónSi la rugosidad de la cara frontal de la tuerca (Ra) es superior a 3.2 μm, la arandela plana aumenta la superficie de contacto, reduce la presión superficial y evita que la tuerca se afloje debido al desgaste por fricción.

3. Con arandelas de seguridad

• Dirección de apertura de las arandelas de seguridad partidasLa abertura debe quedar orientada hacia la cabeza de la tuerca o el perno (es decir, el lado cortado debe mirar hacia la superficie de sujeción). De esta forma, el borde cortado se incrustará en la superficie de contacto durante la compresión, generando un par de apriete máximo que evita el aflojamiento. Muchas personas las instalan al revés, con la abertura orientada en dirección opuesta a la superficie de sujeción, lo que reduce su eficacia en más del 50 %.
• Orientación de las arandelas de seguridad dentadasLas puntas de los dientes deben apuntar hacia la parte bloqueada (tuerca o cabeza del perno). Si las puntas de los dientes apuntan hacia la pieza de trabajo, dañarán gravemente la superficie de esta y el efecto antiaflojamiento será deficiente.
• Uso combinadoCuando se requiere distribución de carga y protección antiaflojamiento simultáneamente, la secuencia es: cabeza del perno → arandela plana → arandela de seguridad → pieza de trabajo → arandela plana → arandela de seguridad → tuerca (simétrica en ambos extremos). Esto evita que la arandela de seguridad dañe directamente la superficie de la pieza de trabajo, manteniendo al mismo tiempo el efecto antiaflojamiento.

• Distribución de la carga: La arandela plana, si está presente, distribuye la carga de manera uniforme, mientras que la arandela de bloqueo agrega tensión para evitar que se afloje.
• Resistencia de vibracion: Las arandelas de bloqueo crean tensión y fricción, lo que hace que sea más difícil que la tuerca o el perno se aflojen bajo cargas vibratorias o dinámicas.
• Orientación adecuada: Asegúrese de que la arandela de bloqueo esté orientada correctamente, con la parte dividida o los dientes orientados hacia la tuerca o la cabeza del perno. Esto les permite activarse de manera efectiva y proporcionar una acción de bloqueo.

4. Aplicaciones específicas

• Arandelas de disco BellevilleGeneralmente se utilizan individualmente, con el lado convexo orientado hacia la cabeza del perno o la tuerca (y el lado cóncavo hacia la pieza de trabajo) para lograr una curva de carga-deformación estable. Cuando se utilizan en combinación (apilados/en pares), el orden de apilamiento debe seguir estrictamente la norma DIN 2093; por ejemplo: cabeza del perno → arandela plana → (conjunto de resorte de disco) → arandela plana → pieza de trabajo → tuerca.
• Arandelas onduladas: Se utilizan principalmente para la precarga axial y se colocan directamente entre la cabeza del perno y la pieza de trabajo, o entre la tuerca y la pieza de trabajo, sin necesidad de una arandela plana adicional (a menos que la superficie de la pieza de trabajo sea muy blanda). Cabe destacar que la compresión de la arandela ondulada debe mantenerse entre el 30 % y el 50 % de su altura libre para garantizar una vida útil óptima.

Conclusión

La correcta colocación de las arandelas en los pernos es solo la mitad del trabajo; elegir arandelas de alta calidad con tolerancias ajustadas, un acabado superficial adecuado y un rendimiento antivibratorio verificado es igualmente fundamental. KenengCada arandela se fabrica para superar los estándares internacionales (DIN, ANSI, JIS). Ofrecemos:

• Más de 1000 tamaños estándar – Disponibles tamaños desde M1.6 hasta M64, y también tamaños personalizados.
• Más de 6 tratamientos de superficie – zinc, Dacromet, Gumite, fosfatado, anodizado, niquelado
• Informes de pruebas de fatiga y vibración de terceros – Soporte de datos disponible
• Respuesta de la muestra de 24 horas – Evaluación gratuita de su entorno de montaje, recomendando el mejor tipo de junta y su ubicación.

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