Arandela (hardware) - Washer (hardware)

Arandelas surtidas: plana, partida, estrella y aislante

Una arandela es una placa delgada (generalmente en forma de disco, pero a veces cuadrada) con un orificio (generalmente en el medio) que normalmente se usa para distribuir la carga de un sujetador roscado , como un perno o una tuerca . Otros usos son como espaciador, resorte ( arandela Belleville , arandela ondulada), almohadilla de desgaste, dispositivo indicador de precarga , dispositivo de bloqueo y para reducir la vibración ( arandela de goma ).

Las arandelas suelen ser de metal o plástico . Las uniones atornilladas de alta calidad requieren arandelas de acero endurecido para evitar la pérdida de la precarga debido a la brida después de aplicar el torque . Las arandelas también son importantes para prevenir la corrosión galvánica , particularmente al aislar los tornillos de acero de las superficies de aluminio. También se pueden utilizar en aplicaciones giratorias, como cojinetes. Se utiliza una arandela de empuje cuando no se necesita un cojinete de elemento rodante, ya sea desde una perspectiva de costo-rendimiento o debido a restricciones de espacio. Los recubrimientos se pueden utilizar para reducir el desgaste y la fricción, ya sea endureciendo la superficie o proporcionando un lubricante sólido (es decir, una superficie autolubricante).

Se desconoce el origen de la palabra; el primer uso registrado de la palabra fue en 1346, sin embargo, la primera vez que se registró su definición fue en 1611.

Las juntas de caucho o fibra que se utilizan en los grifos (o grifos o válvulas) como sello contra fugas de agua se denominan a veces coloquialmente arandelas ; pero, si bien pueden parecer similares, las arandelas y juntas generalmente están diseñadas para diferentes funciones y se fabrican de manera diferente.

Tipos de arandelas

La mayoría de las lavadoras se pueden clasificar en tres tipos generales;

• Arandelas planas , que distribuyen una carga y evitan que se dañe la superficie que se está fijando, o proporcionan algún tipo de aislamiento, como el eléctrico.
• Arandelas de resorte , que tienen flexibilidad axial y se utilizan para evitar que se fijen o aflojen debido a las vibraciones.
• Arandelas de bloqueo , que evitan que se abrochen o aflojen impidiendo el desenroscado de la rotación del dispositivo de fijación; las arandelas de bloqueo suelen ser también arandelas de resorte.

Arandelas planas

Nombre (s)	Imagen	Descripción
Arandela simple (o "arandela plana")		Un anillo o anillo plano , a menudo de metal, que se utiliza para distribuir la carga de una fijación atornillada. Además, se puede usar una arandela plana cuando el orificio tiene un diámetro mayor que la tuerca de fijación.
Arandela de guardabarros (EE. UU.), Arandela de penique, arandela de guardabarros o "arandela de reparación" (Reino Unido)		Una arandela plana con un diámetro exterior particularmente grande en proporción a su agujero central. Estos se utilizan comúnmente para distribuir la carga sobre láminas de metal delgadas y reciben su nombre por su uso en los guardabarros de los automóviles . También se pueden utilizar para hacer una conexión a un agujero agrandado por el óxido o el desgaste. En el Reino Unido, el nombre proviene originalmente del tamaño del antiguo centavo británico . En el Reino Unido, la mayoría de las industrias se refieren a todas las arandelas de diámetro exterior grandes como arandelas de un centavo, incluso cuando el diámetro exterior es hasta el doble del tamaño del viejo centavo. Una forma arcaica de esta lavadora se vendía como "reparador de ollas", generalmente en pequeñas cantidades a través de una ferretería minorista. Esto incluía dos arandelas, una tuerca y un perno, y una arandela de sellado de caucho, corcho o lámina de fibra. Podrían usarse para sellar pequeños orificios, manchas de óxido o quitar conexiones de tuberías en tanques de agua o recipientes de cocción grandes.
Tuerca y tornillo de arandela esférica		Parte de una tuerca autoalineable ; es una arandela con una superficie redondeada, que está diseñada para usarse junto con una tuerca de acoplamiento para permitir hasta varios grados de desalineación entre las piezas.
Placa de anclaje o bañador de pared		Una placa grande o arandela conectada a un tirante o perno. Las placas de anclaje se utilizan en las paredes exteriores de los edificios de mampostería, como refuerzo estructural. Al ser visibles, muchas placas de anclaje están hechas con un estilo decorativo.
Arandela de torsión		Se utiliza en carpintería en combinación con un perno de carro ; tiene un orificio cuadrado en el centro en el que encaja el cuadrado del perno de carro. Los dientes o las puntas de la arandela muerden la madera, lo que evita que el perno gire libremente cuando se aprieta una tuerca.

Arandelas de resorte y de bloqueo

Nombre (s)	Imagen	Descripción
Arandela Belleville , también llamada arandela de resorte ahuecada o arandela cónica		Una arandela con una ligera forma cónica, que proporciona una fuerza axial cuando se deforma. La superficie puede ser dentada, lo que mejorará la capacidad de bloqueo.
Muelle de disco curvo		Similar a Belleville, excepto que la arandela está curvada en una sola dirección, por lo tanto, solo hay cuatro puntos de contacto. A diferencia de las lavadoras Belleville, solo ejercen una ligera presión.
Lavadoras de olas		Una arandela con una "onda" en la dirección axial, que proporciona presión de resorte cuando se comprime. Las arandelas onduladas, de tamaño comparable, no producen tanta fuerza como las arandelas Belleville. En Alemania, a veces se utilizan como arandelas de seguridad, sin embargo, son menos efectivas que otras opciones.
Arandela partida o arandela de seguridad por resorte		Un anillo se partió en un punto y se dobló en forma helicoidal. Esto hace que la arandela ejerza una fuerza de resorte entre la cabeza del sujetador y el sustrato, lo que mantiene la arandela dura contra el sustrato y la rosca del perno contra la tuerca o la rosca del sustrato, creando más fricción y resistencia a la rotación. Los estándares aplicables son ASME B18.21.1, DIN 127 B y el estándar militar de los Estados Unidos NASM 35338 (anteriormente MS 35338 y AN-935). Las arandelas de resorte son una hélice a la izquierda y permiten que la rosca se apriete solo en la dirección de la mano derecha, es decir, en el sentido de las agujas del reloj. Cuando se aplica un movimiento de giro a la izquierda, el borde elevado muerde la parte inferior del perno o tuerca y la parte a la que está atornillado, resistiendo así el giro. Por lo tanto, las arandelas de resorte son ineficaces en roscas izquierdas y superficies endurecidas. Además, no deben usarse junto con una arandela plana debajo de la arandela de resorte, ya que esto aísla a la arandela de resorte para que no muerda el componente que se resistirá a girar. Últimamente se ha debatido el uso y la eficacia de las arandelas de seguridad con resorte, y algunas publicaciones desaconsejan su uso con el argumento de que, cuando está apretada, la arandela queda plana contra el sustrato y no ofrece más resistencia a la rotación que una arandela normal en el mismo par. Los investigadores de la NASA han ido tan lejos como para decir "En resumen, una arandela de este tipo es inútil para bloquear". Sin embargo, una arandela de resorte seguirá sujetando el perno contra el sustrato y mantendrá la fricción cuando se afloje un poco, mientras que una arandela simple no lo hará. El beneficio de las arandelas de seguridad con resorte radica en la forma trapezoidal de la arandela. Cuando se comprime a cargas cercanas a la resistencia de prueba del perno, se torcerá y aplanará. Esto reduce la tasa de elasticidad de la junta atornillada, lo que le permite mantener más fuerza bajo los mismos niveles de vibración. Esto evita que se afloje.
Arandela de seguridad dentada, arandela dentada o arandela de estrella		Una arandela con estrías que se extienden radialmente hacia adentro o hacia afuera para morder la superficie del cojinete . Este tipo de arandela es especialmente eficaz como arandela de seguridad cuando se usa con un sustrato blando, como aluminio o plástico, y puede resistir la rotación más que una arandela plana en superficies duras, ya que la tensión entre la arandela y la superficie se aplica sobre área más pequeña (los dientes). Hay cuatro tipos: interno, externo, combinado y avellanado. El estilo interno tiene estrías a lo largo del borde interno de la arandela, lo que las hace más agradables estéticamente. El estilo externo tiene las estrías alrededor del borde exterior, lo que proporciona un mejor poder de sujeción, debido a la mayor circunferencia. El estilo de combinación tiene estrías en ambos bordes, para un máximo poder de sujeción. El estilo avellanado está diseñado para usarse con tornillos de cabeza plana. Las arandelas dentadas también se utilizan para la conexión a tierra donde una orejeta u objeto de metal debe estar conectado eléctricamente a una superficie. Los dientes de la arandela cortan óxidos superficiales, pinturas u otros acabados y proporcionan una trayectoria conductora hermética a los gases. En estas aplicaciones, la arandela no se coloca debajo de la cabeza del tornillo (o debajo de la tuerca), se coloca entre las superficies a unir. En tales aplicaciones, la arandela de dientes no proporciona ninguna característica de bloqueo antirrotación.
Lavadora de pestaña		Una arandela de bloqueo que funciona con una pestaña lateral que se puede doblar en su lugar contra una tuerca. Metálica o no metálica, la muesca de la arandela de lengüeta evita la rotación con respecto al eje o al sujetador. Las variaciones incluyen simple, múltiple, formado y plano.
Arandela de seguridad de cuña		Una arandela de dos piezas con dientes radiales en un lado y acción de acuñamiento de las mitades donde se unen. Aunque generalmente son más caras por pieza, estas arandelas proporcionan la mayor cantidad de prevención de aflojamiento vibratorio.

Las arandelas de seguridad, contratuercas , tuercas de bloqueo , y de bloqueo del cordón de fluido caminos son para prevenir la vibración se afloje una unión atornillada .

Juntas

El término arandela se aplica a menudo a varios tipos de juntas, como las que se utilizan para sellar la válvula de control en los grifos .

Tipos especializados

Nombre (s)	Imagen	Descripción
Tuerca Keps o contratuerca K		Una tuerca con una arandela de giro libre integral; El montaje es más fácil porque la lavadora es cautiva.
Arandela autoalineable		Una arandela de dos partes: una parte tiene una superficie esférica convexa, que se acopla con una superficie cóncava en la otra parte, para permitir el apriete a una superficie que no es perpendicular al eje del tornillo o la tuerca de fijación, de manera similar a una arandela esférica y una tuerca autoalineable
Lavadora de sombrero de copa		Un tipo de arandela de hombro que se usa en plomería para grifería.
Arandela de hombro aislante		Se utiliza para aislar eléctricamente un tornillo de montaje de la superficie que fija. A menudo hechos de nailon, también están hechos de teflón, PEEK u otros plásticos para soportar temperaturas más altas.
Arandela con llave		Una arandela con una llave para evitar la rotación, y se usa para bloquear dos tuercas en su lugar, sin permitir que el torque aplicado a la tuerca superior haga que la tuerca inferior también gire (como en un juego de dirección roscado en una bicicleta ).
Arandela limitadora de par		Un tipo de arandela que se utiliza en una variedad de aplicaciones sensibles al par, diseñado para limitar el par a un nivel predeterminado y no más allá.
Arandela Dowty		Tiene un anillo de goma central para proporcionar un sello fuerte contra líquidos o gases a alta presión.

El estándar de arandelas métricas DIN 125 se refiere a los subtipos A y B. ISO 7089 los llama Forma A e ISO 7090 los llama Forma B. Todos tienen el mismo tamaño general, pero la Forma B está achaflanada en un lado.

Materiales

Las arandelas se pueden fabricar a partir de una variedad de materiales que incluyen, entre otros:

• Acero - acero al carbono , acero de resorte , A2 (304) de acero inoxidable , y A4 (316 / 316L) de acero inoxidable
• Metales no ferrosos : cobre , latón , aluminio , titanio , hierro , bronce y zinc.
• Aleación : bronce de silicio , Inconel , Monel y Hastelloy
• Plástico : termoplásticos y polímeros termoendurecibles como polietileno , PTFE (teflón)
• Nylon - Nylon 6 , Nylon 66 , Nylatron y Tecamid MDS
• Especialidad: fibras , cerámica , caucho , fieltro , cuero , bimetales y mica
• Fenólico : el material tiene un buen aislamiento eléctrico, es liviano, resistente, tiene baja absorción de humedad, es resistente al calor y es resistente a los productos químicos y la corrosión. Las arandelas fenólicas sustituyen a las arandelas metálicas planas en los casos en que se requiere aislamiento eléctrico. Las arandelas fenólicas están estampadas en grandes láminas del material fenólico. El término "arandela fenólica" se utiliza a veces para arandelas estampadas de materiales laminados como papel, lienzo y Mylar .

Resistencia a la corrosión

Se utilizan varias técnicas para mejorar las propiedades de resistencia a la corrosión de ciertos materiales de lavado:

• Recubrimientos metálicos: los recubrimientos típicos que se utilizan para producir arandelas resistentes a la corrosión son el zinc, el cadmio y el níquel. El recubrimiento de zinc actúa como una capa superficial de sacrificio que es víctima de materiales corrosivos antes de que el material de la lavadora pueda dañarse. El cadmio produce una superficie protectora de alta calidad pero es tóxico, tanto biológica como medioambientalmente. Los recubrimientos de níquel agregan protección contra la corrosión solo cuando el acabado es denso y no poroso.
• Galvanoplastia : este método implica recubrir la lavadora mediante deposición electrolítica con metales como cromo o plata .
• Fosfatado: se logra una superficie resistente pero abrasiva mediante la incorporación de una capa de fosfato de zinc y aceite protector contra la corrosión.
• Browning o azulado - La exposición de la arandela (normalmente de acero) a un compuesto químico o alcalino solución de sal provoca un oxidante reacción química, que resulta en la creación de una superficie resistente a la corrosión, de colores. La integridad del revestimiento se puede mejorar tratando el producto terminado con un aceite que desplaza el agua.
• Recubrimiento químico: esta técnica utiliza una aleación de níquel-fósforo que se precipita sobre la superficie de la lavadora, creando una superficie extremadamente resistente a la corrosión y a la abrasión.

Tipo y forma

Se colocan una arandela plana y una arandela de resorte en un perno entre la tuerca (en el extremo roscado) y la cabeza del perno.

El Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI) proporciona estándares para arandelas planas de uso general. El tipo A es una serie de arandelas de acero con amplias tolerancias, donde la precisión no es crítica. El tipo B es una serie de arandelas planas con tolerancias más estrictas donde los diámetros exteriores se clasifican como "estrechos", "regulares" o "anchos" para tamaños de pernos específicos.

"Tipo" no debe confundirse con "forma" (pero a menudo lo es). El estándar británico para arandelas metálicas de la serie métrica (BS4320), escrito en 1968, acuñó el término "forma". Las formas van de A a G y dictan el diámetro exterior y el grosor de las arandelas planas.

• Forma A: diámetro normal, espesor normal
• Forma B: diámetro normal, espesor ligero
• Forma C: gran diámetro, espesor normal
• Forma D: gran diámetro, ligero espesor
• Forma E: diámetro normal, espesor normal
• Forma F: gran diámetro, espesor normal
• Forma G: mayor diámetro, mayor espesor.
  La 'forma' de arandela cuando se comparan diferentes tipos de material de arandela es utilizada con bastante libertad por los distribuidores. En relación con BS4320 específicamente, las formas de arandela 'A' a 'D' inclusive se designan arandelas de 'metal brillante' y se suministran con acabado automático en varios metales, incluidos: aleaciones de acero, latón, cobre, etc. Considerando que, las formas de arandela BS4320 'E 'a' G 'inclusive se designan arandelas de acero dulce' negras '(sin recubrimiento), que normalmente se especifican con una condición de suministro de recubrimiento protector suplementario.

Tamaños de arandelas planas métricas estándar

Las arandelas de tamaños métricos estándar equivalentes a BS4320 Forma A se enumeran en la siguiente tabla. Las medidas en la tabla se refieren a las dimensiones de las arandelas como se describe en el dibujo. Las especificaciones para arandelas planas métricas estándar se conocieron como DIN 125 (retiradas) y se reemplazaron por ISO 7089. Las normas DIN (Deutsches Institut für Normung - Instituto Alemán de Normalización) se emiten para una variedad de componentes, incluidos sujetadores industriales como arandelas planas métricas DIN 125. Las normas DIN siguen siendo comunes en Alemania, Europa y en todo el mundo, aunque se está produciendo la transición a las normas ISO. Las normas DIN continúan utilizándose para piezas que no tienen equivalentes ISO o para las que no hay necesidad de estandarización.

Ver también

• Protector de bits
• Clavija
• Estándar de hilo unificado

Notas

Referencias

• Manual de diseño de sujetadores (PDF) . NASA .

Otras lecturas

• Parmley, Robert. (2000). "Sección 11: Arandelas". Libro de consulta ilustrado de componentes mecánicos. Nueva York: McGraw Hill. ISBN  0070486174 Dibujos, diseños y discusión de varios usos de las arandelas.

enlaces externos

• ( http://www.fastenerdata.co.uk/flat-washers Dimensiones de las lavadoras globales
• Dimensiones de las arandelas planas ASME (Tipo A y Tipo B)
• Dimensiones típicas de las arandelas planas de EE. UU. USS, SAE, Fender y arandelas NAS ID y DE (mm)
• Arandelas planas tipo B del estándar nacional estadounidense (ANSI)
• Arandelas planas SAE Arandelas planas tipo A
• Dimensiones de las arandelas planas combinadas USS y SAE
• Tabla de espesores de arandelas planas Espesores de calibre de acero, no métrico
• Arandelas de seguridad divididas: Verdad contra Myth Hill Country Engineering
• Uso de máquinas lavadoras Diseño de máquinas: uso de lavadoras