Cómo diseñar ensamblajes que utilicen pasadores en espiral para posicionamiento y alineación

Para lograr una alineación óptima al utilizar pasadores en espiral, deben cumplirse dos elementos de diseño principales :

1. Los diámetros de los orificios en el componente base y en el componente acoplado deben estar dimensionados correctamente para lograr la interferencia y la precisión de alineación deseadas.
2. La longitud de inserción del pasador en espiral en el componente que proporciona la sujeción principal no debe ser inferior al 60 % de la longitud total del pasador. La longitud restante que sobresale se alineará con el componente acoplado. Se recomienda aumentar la longitud inicial de inserción en aplicaciones con orificios pasantes ; sin embargo, el pasador en espiral debe seguir sobresaliendo para permitir la alineación del componente acoplado. (Figura 1)

Los Pasadores en Espiral son resortes funcionales que se adaptan a los orificios en los que se instalan. La fuerza de montaje necesaria para lograr la máxima precisión en la alineación no debe exceder una “ligera” presión para asentar los componentes correspondientes. Según la función del Pasador en Espiral, la cantidad de pasadores de alineación y el material del alojamiento, esta fuerza puede ser tan leve como un golpe con la palma de la mano o con un mazo. No se debe confundir un ajuste por interferencia con el de un Pasador Macizo tradicional, que normalmente requiere ser asentado mediante prensas neumáticas o hidráulicas. Esta es una de las principales ventajas del Pasador en Espiral.

Para garantizar un ajuste por presión ligero, lo ideal es que el tamaño del orificio en los componentes principal y acoplado esté ajustado con precisión dentro del rango de tolerancia recomendado. Esto puede no ser práctico si los orificios no se perforan conjuntamente como un conjunto.

En situaciones en las que los orificios no pueden alinearse con precisión o cuando el coste del bruñido o del escariado resulta prohibitivo, una ventaja significativa del Pasador en Espiral es su capacidad para compensar tolerancias de orificio más amplias. El rango de tolerancia recomendado puede distribuirse entre los componentes, como se muestra en la Figura 2.

(Nota : Utilizar una menor parte de la tolerancia de fabricación permitida mejorará aún más el ajuste y la alineación del conjunto.)

Asignar la tolerancia mayor a la posición de retención del 60 % garantiza la interferencia entre el extremo libre del pasador y el orificio opuesto, el cual se mecaniza en la parte inferior de la tolerancia. Donde existe interferencia no hay holgura, lo que asegura la proyección correcta de la posición del orificio principal.

Si se desea un ajuste con juego alrededor del pasador para facilitar el montaje, será necesario compensar la recuperación elástica en el extremo libre del pasador. Para determinar el diámetro máximo del extremo libre del pasador, instale el pasador hasta un 60 % de su longitud en el diámetro máximo del orificio del componente principal de retención y mida el diámetro expuesto. Se deberá añadir un factor de holgura de 0,025 mm (0,001”) a 0,05 mm (0,002”) al extremo libre del pasador, según el nivel de precisión de alineación deseado. (Figura 3)

Cuando se utiliza como pasador de alineación de ajuste libre, la fuerza de ensamblaje no es un factor a considerar ; sin embargo, es importante tener en cuenta la posibilidad de emplear el Pasador en Espiral como una solución de ajuste por interferencia. Tal como se ha indicado anteriormente, los Pasadores en Espiral ofrecen la ventaja de un ajuste sin holgura, sin la complejidad adicional de una alta fuerza de inserción.

Este diagrama muestra la profundidad de instalación adecuada. Cuando se instala un Pasador en Espiral a menos del 60 % de su longitud total, pueden presentarse dos situaciones :

• (y) o el diámetro del extremo libre no se controlará adecuadamente, lo que provocará un “ajuste” inconsistente cuando las piezas se ensamblen posteriormente en el proceso de producción.
• El pasador puede no mantener su posición en el componente en el que se pretende que quede retenido durante un futuro desmontaje. Esto reviste especial importancia cuando se utilizan varios pasadores de alineación entre los componentes.