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Cómo maximizar la retención de los pasadores de resorte

por Evan M. Dowell, Gerente de Ventas de Campo

Los pasadores de resorte se utilizan en numerosos conjuntos por diversas razones : como pasadores de bisagra y ejes, para alinear componentes o simplemente para fijar varias piezas entre sí. Los pasadore de resorte se fabrican mediante el laminado y conformado de una banda metálica en forma cilíndrica, lo que permite la compresión radial y su recuperación. Cuando se aplican correctamente, los pasadores en resorte proporcionan uniones fiables y robustas con una excelente capacidad de retención.

Existen dos tipos de pasadores de resorte : pasadores en espiral (izquierda) y pasadores ranurados (derecha).

Figura 1
Existen dos tipos de pasadores de resorte : pasadores en espiral (izquierda) y pasadores ranurados (derecha).

Durante la instalación, los pasadores en resorte se comprimen y se adaptan al orificio de menor diámetro del soporte. El trabajo necesario para comprimir el pasador se almacena en forma de energía potencial. A continuación, el pasador comprimido ejerce una fuerza radial hacia el exterior contra la pared del orificio. La retención se garantiza mediante la compresión y la fricción resultante entre el pasador y la pared del orificio. Por esta razón, el contacto de superficie entre el pasador y el orificio es fundamental.

La retención puede optimizarse aumentando la presión radial y/o la superficie de contacto. Un pasador de mayor tamaño y peso presentará una menor flexibilidad y, como resultado, la carga del resorte instalada o la presión radial será mayor. Los pasadores en espiral constituyen una excepción a esta regla, ya que están disponibles en varias resistencias (ligera, estándar y pesada), lo que permite ofrecer una mayor gama de resistencia y flexibilidad dentro de un mismo diámetro.

Existe una relación lineal entre la fricción/retención y la longitud de acoplamiento de un pasador de resorte dentro de un orificio. Por lo tanto, al aumentar la longitud del pasador y la superficie de contacto resultante entre el pasador y el orificio receptor, se obtiene una mayor retención. Además, dado que no hay retención en el extremo del pasador debido al chaflán, es importante tener en cuenta la longitud del chaflán al calcular la longitud de acoplamiento.

En ningún caso el chaflán del pasador debe situarse en el plano de corte entre los orificios acoplados, ya que esto puede provocar la conversión de una fuerza tangencial en una fuerza axial, lo que puede contribuir al “desplazamiento” o movimiento del pasador fuera del plano de corte hasta que la fuerza se neutralice (Figura 2). Para evitar esta situación, se recomienda que el extremo del pasador sobresalga del plano de corte una longitud equivalente a, como mínimo, un diámetro del pasador. Esta condición también puede generarse por la presencia de orificios cónicos, que de forma similar pueden transformar la fuerza tangencial en un movimiento hacia el exterior. Por ello, se recomienda utilizar orificios sin conicidad y, en caso de que esta sea necesaria, que se mantenga por debajo de 1° de ángulo incluido.

El chaflán del pasador no debe estar en el plano de corte. En este caso, el pasador se desplazará en la dirección indicada hasta que el chaflán deje de estar en el plano de corte.

Figura 2
El chaflán del pasador no debe estar en el plano de corte. En este caso, el pasador se desplazará en la dirección indicada hasta que el chaflán deje de estar en el plano de corte.

Figura 3
El ejemplo de la izquierda muestra cómo el extremo sobresaliente del pasador mantiene un diámetro mayor que el del orificio cuando menos del 60% de su longitud está retenida en el orificio de alojamiento. A la derecha, el extremo sobresaliente del pasador presenta un diámetro aproximadamente igual al del orificio.

Los pasadores de resorte recuperan parcialmente su diámetro original en las zonas donde no están soportados por el material base. En aplicaciones de alineación, se recomienda insertar el pasador de resorte en un 60% de su longitud total dentro del orificio inicial, con el fin de fijar permanentemente su posición y controlar el diámetro del extremo sobresaliente (Figura 3). En aplicaciones de bisagras con ajuste libre, se prefiere retener el pasador en los elementos exteriores, siempre que el espesor de cada uno de estos puntos sea mayor o igual a 1,5 veces el diámetro del pasador. Si no se cumple esta condición, puede ser más adecuado fijar el pasador en el componente central. Las bisagras con ajuste por fricción requieren que todos los componentes de la bisagra estén mecanizados con orificios coincidentes y que cada componente, independientemente del número de segmentos de la bisagra, maximice el contacto con el pasador.

Aunque este documento proporciona directrices generales de diseño, se recomienda consultar con Ingenieros de Aplicaciones especializados en fijación y ensamblaje para garantizar que se adopte el diseño óptimo en cada aplicación.

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