Los Fundamentos del Tor Torque que y el Atornillado •
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Introducción Torque (Uso y Medición en la Manufactura). Tipos de Juntas. Tipos de herramientas. Selección correcta de las herramientas. herramientas.
Objetivo: • •
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Conocer y entender los métodos de Apriete y Medición. Entender el efecto que producen producen los diferentes tipos de Juntas Juntas en los Procesos de Ensamble. Entender el Funcionamiento Funcionamiento de las Herramientas de de apriete continuo y discontinuo en los diferentes tipos de Juntas.
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Las Las Base Basess del del Torque Torque (Que es y como se Usa) El Diccionario “Webster” define el Torque como: Un movimiento de torsión creado en un objeto (tuerca (tuerca o tornillo), tornillo), por una fuerza, aplicada a una distancia, igual a la fuerza por la distancia del centro de rotación del objeto. Ya que la fuerza aplicada, se desarrolla debido a la resistencia del cuerpo al movimiento, el torque puede describirse también como la “resistencia a la rotación”.
Simplificando: El Torque es el resultado de la fuerza por la distancia aplicada a un punto de rotación Ejemplo: +
Torque = Fuerza Fuerz a x Distancia Distan cia
Centro de Rotación Rotación
F D
D= Simula Un Maneral con una longitud de 1 ft F= Simula 20 libras de fuerza (aplicadas por un Operador) El Torque Obtenido son: 20 FtLb 2/57
Las Las Base Basess del del Torque Torque El Torque es el método de control más común en los procesos de ensamble.
Otros métodos métodos para el control de la fuerza de Clampeo son: Torqu Torque/Tiemp e/Tiempoo Torque/Giro Elongación o medición de Cargas
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Estos métodos métodos pueden ser muy caros y tardados por lo que son poco comunes. 3/57
Las Las Base Basess del del Torque Torque Ejemplos reales: un Auto genera genera potencia (fuerza), que usa para El Motor de unAuto hacer girar la transmisión transmisión (es el eje eje que esta girando), esto da como como resultado un Torque.
Cuando se excede el torque a un tornillo, sobrepasando el Limite Limite Elástic Elásticoo y punto de fluencia fluencia del del mismo mismo,, esta expuesto a sufrir deformaciones y/o daños permanentes. Limite Elástico:
Máximo esfuerzo que al dejar dejar de actuar no produce deformaciones deformaciones permanentes. permanentes.
Lamborghini Murcielago 479 FtLb Torque @5400 RPM
Punto de Fluencia:
Es el esfuerzo superior superior al límite elástico elástico donde ocurren deformaciones permanentes.
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Las Bases del Torque Así como el Tornillo sufre deformaciones y/o daños permanentes, cuando se excede el Torque. Lo mismo pasa con al Auto, al excederse en la potencia (fuerza) y no detenerse a tiempo (en el rango “permitido”)
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Las Bases del Torque Ejemplos reales: Cual es la razón por la que la Manija de las Puertas se coloca en el extremo opuesto a las Bisagras? ¿En cual de los tres ejemplos se genera mayor torque, para abrir o cerrar una puerta aplicando la misma fuerza en la manija? Con la Manija al extremo opuesto de las bisagras
D F
Con la Manija del mismo lado de las bisagras
Con la Manija al centro de la puerta
D
D F
F
F= 5 Libras D= 36 Pulgadas
F= 5 Libras D= 18 Pulgadas
T = 180 InLb
T = 90 InLb
F= 5 Libras D= 4 Pulgadas
T = 20 InLb 6/57
Las Bases del Torque ¿Porque se invento el Tornillo roscado?
(Espiral en Plano inclinado).
Por que resultan ser mejor opción (que los clavos, pernos remaches, soldadura, pegado, etc.) para la sujeción de dos o más partes. Una más de las capacidades de los Tornillos roscados es que pueden ser removidos y reutilizados sin dañar partes, y en consecuencia es el proceso de atornillado mas económico.
El propósito principal es el de ser un miembro activo de la junta. Actuando como un Perno o como un Dispositivo de Clampeo. Cuando actúa como un Perno, solamente esta evitando que los miembros de la junta se muevan transversalmente. Cuando actúa como un Dispositivo de Clampeo, el tornillo mantiene a los miembros de la junta y previene la separación. La cabeza del tornillo actúa como un ancla de un lado de la junta, y la rosca o el orificio roscado actúan como un ancla del otro lado de la junta. 8/57
Las Bases del Torque Como funcionan los Tornillos Actuando como Perno :
Actuando como Dispositivo de Clampeo :
para evitar que los miembros de la junta se muevan transversalmente
Manteniendo los miembros de la junta, la cabeza del tornillo y la tuerca actuando como anclas
Conforme se aplica tensión (Torque) a la cabeza del tornillo o a la tuerca en el otro extremo, se ejerce una fuerza de compresión la cual identificaremos como Fuerza de Clampeo.
Fuerza de Clampeo La fuerza y tension que existe entre dos componentes de una junta.
Cuando la Energía Potencial es insuficiente , el resultado será tornillos y juntas sueltos “f lojos”. •
Cuando la Energía Potencial es excesiva, el resultado será rompimiento y/o daño en tornillos o juntas. •
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Las Bases del Torque Factores que afectan la relación Torque / Fuerza de Clampeo Usualmente los procesos de atornillado son sub-estimados. Considerándose como un tornillo al cual se le da “vueltas” (apretando) hasta que queda fijo. O en caso contrario solo se enfocan en dar “el torque especificado” sin tomar en cuenta los factores de Tornillo, Tipo de junta ,herramienta, mano de obra, etc. Que intervienen en los procesos de ensamble.
TORNILLO Superficie de contacto Área Perpendicularidad Asperosidad Corrosión Diámetro Grado Lubricante Consistenci a Grosor Tipo Acabado Consistenci a Grosor Tipo Eje Materia Extraña Grosor Uniformidad
Cuerdas Deformacione s Ajuste Forma Materia Extraña Proceso de Fabricación Uniformidad Angulo de Cuerda Arandela Deformaciones Dureza Grosor Uniformida d
JUNTA Parte Baja de la Junta Dureza Material Acabad o Condiciones de la superficie Uniformidad Orificio Deformaciones Concentricidad Terminado Tratamiento Parte Superior de la Junta Dureza Materia l Acabado Condiciones de superficie Zona de Golpeo Uniformidad
HERRAMIENTA Engarzado Herramienta en Tuerca Herramienta en Tornillo Instalación Tensión Torque Torque ángulo Métodos Herramienta deAire Herramienta AC Herramienta DC Herramienta Manual Velocidad Tiempo Degradación de la herramienta
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Las Bases del Torque Factores que afectan la relación Torque / Fuerza de Clampeo La Fuerza Aérea de E.U. identifico 75 variables independientes que afectan el Torque aplicado a la Pre-Carga residual. Considerando que son demasiadas las variables a controlar, se enfocaron en las mas comunes como son: Rigidez de la Junta Perpendicularidad Alineación y Ajuste Interacción Elástica Lubricación Velocidad de apriete Fricción Geometría del Barreno Condición de la Rosca CTE (Coeficiente de Termicidad) Número de Componentes Carga Lateral •
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El desconocimiento de estas variables ocasionan problemas de Calidad en los Procesos de Ensamble.
O cualquier combinación de las anteriores!!!
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Las Bases del Torque La Junta Cuando dos o más materiales que son unidos por un tornillo y/o un tornillo y una Tuerca se dice que es una junta roscada.
El Tornillo Roscado y la Junta se comportan como un resorte, cuando se aplica fuerza de torsión al tornillo, este se estira comprimiendo la junta. Esta es la Fuerza de Clampeo o de amarre suficiente para evitar el desplazamiento de las partes. El Tornillo y la Junta son dispositivos que almacenan la energía del torque aplicado. Esta energía potencial hace que la junta se mantenga “viva”. En la Junta roscada, el elemento menos rígido será el que almacene la mayor parte de la energía y se le llama “elemento vivo”. En Juntas metal-metal, el tornillo es el que almacena esta energía. manteniendo la fuerza de Clampeo. En ensambles muy blandos (con O-Rings, empaques,etc) lograr que la “Junta” almacene la energía y el estrés (compresión) adecuada, será mas complicado, mas no imposible. Se necesitara poner mayor atención en la selección de la Herramienta y determinación de la Junta . 12/57
Las Bases del Torque Clasificación de las Juntas De acuerdo a la Norma ISO 5393
(encargada de la Certificación de las Herramientas Rotatorias para ensamble de Tornillos roscados); la identificación de las Juntas, se realiza de acuerdo a la rigidez de las mismas, dependiendo de los diferentes materiales a ensamblar. Actualmente ISO 5393 identifica tres tipos de Juntas: Dura, Medía y Suave. Esta Clasificación se dependiendo de los grados de Rotación (desde el punto Snug), hasta el Torque final.
Junta DURA (Identificada como Junta Tipo “A”)
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Junta Tipo “C” > 720º
realiza,
Junta Tipo “A” < 45º
Junta MEDIO DURA (Identificada como Junta Tipo “B”)
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Junta MEDIA (Identificada como Junta Tipo “C”)
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Junta BLANDA (Identificada como Junta Tipo “D”) •
Junta Tipo “C” 180º - 360º
Junta Tipo “B” 45º - 180º
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Las Bases del Torque Clasificación de las Juntas. ¿ Cuales son los factores que determinan la clasificación de la Junta en A, B, C o D? ….Los Componentes de la Junta son los que
determinan su “Dureza” y por
consiguiente su Clasificación. Junta Dura “A” Intervienen : Metal-Metal, Arandelas Planas, Metal - Dell rin • • •
Junta Suave “D”
Junta Medio Dura “B” y Junta Media “C” Intervienen: Aluminio Tuberías con Tuerca de Cobre Arandelas Cónicas, Arandelas Cortadas, Sellos o Empaques delgados •
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Intervienen : Alfombrado, Tuercas de Fij. De Varillajes de Dirección con Graseras, Partes con O-Rings o Empaques de hule. Alineación de Partes
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Las Bases del Torque Palabras Clave en la determinación de la Junta Punto Snug: Es cuando todos los componentes de la Junta están en contacto “intimo” por primera vez, y se da inicio a la Pre-carga. En la mayoría de las evaluaciones, apretar con los dedos es suficiente.
Angulo de Rotación: Es la cantidad de movimiento (en grados de ángulo),del tornillo durante el Proceso de apriete.
Torque Meta/Objetivo: Es el Valor de Torque especificado para una aplicación especifica. (Target)
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Las Bases del Torque Como medir el Angulo de Rotación para determinar el Tipo de Junta 1. 2. 3. 4.
Apretar el Tornillo hasta el punto Snug. Marque el Socket o Tornillo como Punto de Referencia, para inicia la medición. Apretar el Tornillo hasta el Torque especificado. Observe el Tornillo durante el apriete, y cuente los grados de Rotación
Note que un tornillo de cabeza hexagonal tendrá los siguientes grados según se observa :
0 / 360 60 300
120
240
180
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Las Bases del Torque Tipos de Junta (dependiendo de la tensión recibida) Junta Cortante.
Junta Tensil.
Junta Excéntrica.
Junta Concéntrica.
El Tornillo como miembro activo.
La Junta como miembro activo . 17/57
Las Bases del Torque Junta Cortante
Este tipo de Juntas soporta cargas perpendiculares al eje del Tornillo.
En las Juntas CORTANTES , el tornillo funciona como un perno/pin para evitar que las partes se deslicen. La fuerza de clampeo es muy baja y los valores de torque pueden tener una tolerancia mas amplia. En este tipo de Juntas es muy importante la dureza del tornillo, ya que de ello dependerá que la junta no se “corr a”. 18/57
Las Bases del Torque Junta Tensil En este tipo de Juntas las cargas son paralelas al eje del Tornillo.
En las Juntas TENSILES el torque y la fuerza de clampeo son extremadamente criticas. Las fuerzas están en constante acción para disminuir la fuerza de clampeo mientras estiran el tornillo. Esta es de las juntas mas comunes y también las mas susceptibles a tener fallas prematuras. 19/57
Las Bases del Torque Junta Concéntrica En este tipo de Juntas se describe como un Tornillo alineado con el eje de la junta y la fuerza de tensión externa a la que esta sujeta.
Junta Excéntrica En este tipo de Junta, el eje central del tornillo esta desfasado del eje central de la junta donde se aplicara la carga
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Las Bases del Torque Fricción La Fricción es una variable, importante a considerar en una Junta. Ya que es la que mantiene a los componentes de la Junta en su posición, evitando se muevan uno contra otro y previene que las partes no se aflojen. Cualquier proceso de apriete tendrá una cantidad finita de energía en torque aplicado.
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Las Bases del Torque ¿Cual es la función principal del ensamble? •
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Crear suficiente pre-carga para mantener la junta? Impedir el movimiento?
El Principal Propósito es la de producir la cantidad necesaria “requerida” para mantener la unión de la Junta !!!!!!!
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Las Bases del Torque Factores que influyen en los procesos de apriete En algunas Juntas (ensambles) se tiene Lubricación en exceso, estos afectara en la Fricción, ya que se almacenara energía de mas ,y el tornillo estará expuesto a sufrir una elongación causando daños en su estructura.
Factores que ocasionan que disminuya la Fricción en el las diferentes tipos de junta: • • •
Parte a Ensamblar Lubricadas. CiertosAdhesivos Líquidos / Selladores de cuerdas. Aceite pulverizado en el ambiente.
Cuando la Junta presenta Fricción en exceso puede reducir la fuerza de Clampeo dando como resultado juntas sueltas (aun cuando la herramienta haya funcionado correctamente y entregado el torque especificado).
Factores que ocasionan que aumente la Fricción en el las diferentes tipos de junta: •
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Tornillos dañados Adhesivos Patch-Lock Acabados en la junta, tornillo,tuerca,etc.
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Las Bases del Torque Factores que influyen en los procesos de apriete (por Fricción intencional y NO Intencional )
Adhesivos químicos
Líquido Anaeróbico (adhesivo que cura con la ausencia de aire) Cian acrilato
Parche de bloqueo adhesivo pre aplicado en seco 360 grados 90 grados
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Las Bases del Torque Factores que influyen en los procesos de apriete (por Fricción intencional y NO Intencional )
Dispositivos de Bloque Mecánico
Nylon en el área de la rosca Tuerca Deformada Tuerca ovalada Tuerca Ondulada Rosca deformada(interferencia de rosca)
Arandelas de bloqueo Cierre dividido Arandela de estrella Arandela ondulada
Debemos tener cuidado en No caer en el concepto erróneo de que la fricción afecta al ensamble. y a que cuando en un proceso se presenta baja fricción, se corre el riesgo de que ocurra el fenómeno llamado “Self Loosening” o “Auto-Afloje”, el cual se dice que es causado por Carga de Clampeo insuficiente, vibraciones, cambios de temperatura, etc.
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Las Bases del Torque Factores que influyen en los procesos de apriete Efecto Cruzado Conocido como efecto “banana” Este efecto se presenta cuando la fuerza de Clampeo de Un Tornillo afecta a la fuerza de Clampeo de Otro Tornillo en la misma junta.
Perpendicularidad La orientación “err ónea” del Tornillo o Herramienta en la Junta, puede generar una disminución en la entrega de energía hasta de un 40%. 26/57
Las Bases del Torque Factores que influyen en los procesos de apriete El Torque Prevalente es otro de los factores que pueden afectar el proceso de apriete, y a la herramienta seleccionada para el proceso. Es muy importante aprender a reconocerlo y tenerlo en cuenta, ya que se puede presentar en cualquier tipo de junta sea Dura, Semi-Dura, Media, Suave.
Torque Prevalente Es la condición que describe un alto grado de Fricción en la carrera libre de un Tornillo (Normalmente esta condición es intencional). También se le conoce como la cantidad de torque requerida durante el acercamiento del tornillo a la parte (junta).
Ejemplos de Torques prevalentes:
Tuercas Ny-lok Patch-lock Tornillos Tri-lobulares TornillosAuto-Roscantes •
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Las Bases del Torque Fallas de la Junta (Distribución de la energía del Torque)
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Las Bases del Torque Métodos de confirmación de la Fuerza de Clampeo . •
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Pruebas de Carga/ Rendimiento (estiramiento) Estudios de Tiempo para equilibrar Pruebas Térmicas. Pruebas deAceleración/Vibración Prueba de Fugas
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Las Bases del Torque Medición del Torque Mano de Obra
Maquinaria o Equipo Bueno
Operador Consistente Inconsistente
Ergonomia
Bueno Malo
Malo
Entrenamiento
Calibracion
Adecuado Inadecuado
Herramienta Capaz No Capaz
Capaz No Capaz
Material
Aparato de Medicion
Acabado del Consistente Tornillo Sin Consistencia Adecuado Inadecuado Accesorios
Bueno Calidad de Fastener Torque Residual Método de Malo Aire Torque Prevalente Torque Dinamico Medición Especificaciones de Comun Tipo de Junta Dura Torque Blanda No comun Presion de Consistente Bueno Longitud Aire Inconsistente Acceso Normal del Malo al fastener No Normal Fastener
Bueno Alineación de las partes Malo Bueno Tolerancia de las partes Pobre
Bueno Pobre
Tolerancias del Fastener
El proceso De apriete No es hábil
Corre Libremente
Método
Ambiente
Adecuada Inadecuada Adecuada Inadecuada
Volumen de Aire
Lubricacion
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Las Bases del Torque Reacción de Torque (Punto importante a considerar en herramientas de apriete continuo) La Tercera Ley de Física de Newton dice:
Basándonos en esto, si en un proceso de apriete utilizamos una herramienta de apriete continuo que entregue 20 Nm de torque en la dirección de apriete, también producirá 20 Nm de torque en la dirección opuesta (esta fuerza es la que denominamos la “patada”).
Reacción del Torque aplicado 20 Nm (en forma de “patada”)
NOTA: a) Si el torque (con una Herramienta de apriete continuo) es mayor a 40 Nm Se recomienda el uso de Ergo-Arm. b) El uso de Ergo-Arm; tambien lo determinara la cantidad de tornillos a apretar en cierta cantidad de tiempo. Torque aplicado de 20 Nm
Ejemplos: 20 tornillos / turno de 8 hrs multiplicados Por 20 InLb de torque meta. Tendremos Torque acumulado = 400 InLb
450 tornillos / turno de 8 hrs multiplicados Por 20 InLb de torque meta Tendremos Torque Acumulado = 9000 InLb
El Ergo-Arm no es realmente requerido
Se recomienda el Ergo-Arm para evitar daños al operador
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Las Bases del Torque Reacción de Torque (Punto importante a considerar en herramientas de apriete continuo) Entre mas cerca este la mano del Operador, del Centro de Rotación de la Herramienta, MAYOR será la Reacción de Torque.
Eje de Rotación Contacto con la mano
¿Cuál modelo de Herramienta da menor reacción de Torque? 32/57
Las Bases del Torque Medición del Torque (Métodos de Medición) Básicamente se consideran tres Métodos de Medición del Torque que son: “Antes”; “Durante” y “Después” del proceso de ensamble. “Antes” :
Se realiza en laboratorios y/o áreas de Pre-Calibración de las herramientas. Se realiza en un ambiente donde las variables están controladas. Con la finalidad de Medir la capacidad Cmk de las herramientas (independientemente del proceso de ensamble).
Cmk: Es la capacidad Potencial de las Herramientas (debe ser igual o mayor a 1.33)
“Durante” :
Se refiere a la medición de Torque (con apoyo de equipo transductorizado y Controladores); al momento que se esta realizando el apriete del tornillo en el proceso de ensamble. Ayudando a evaluar la capacidad real del proceso (Cp/ Cpk).
Cp: Es la Capacidad Potencial del Proceso. (Objetivo 1.33) Cpk: Es la Habilidad Real del Proceso (objetivo de 1.66 )
“Después” :
Se refiere a las auditorias de Torque “Post-Proceso”: Validando la calidad del Producto y la integridad de la Junta. A este método se le conoce como auditoria Residual. 33/57
Las Bases del Torque Medición del Torque (Métodos de Medición)
Difusión NO aceptable de muestras con Cpk < 1.33
Difusión aceptable de muestras con Cpk > 1.33
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Las Bases del Torque Medición del Torque ¿Cómo se mide el Torque? TORQUE DINÁMICO:
Se considera al Torque que se produce durante el proceso del ensamble. al momento “ justo” de apretar el tornillo. Para su medición se requiere de Herramientas y/o equipo Transductorizado.
TORQUE RESIDUAL: Es el torque que se audita posterior al proceso de ensamble. Cuando el Tornillo ha sido apretado de acuerdo a especificación. Las auditorias de Torque residual se pueden realizar de las siguientes maneras: b) Por “Rompimiento” de la fuerza de clampeo en el sentido de “apriete”. Se toma la lectura (del “ pico” mas alto ) al momento de “vencer” la resistencia. b) Por “Rompimiento” de la fuerza de clampeo en sentido de “afloje” Se toma la lectura (del “ pico” mas alto) al momento de “vencer” la resistencia. También conocido como Torque de “RUPTURA” c) Por “Rompimiento” de la fuerza de clampeo en sentido de apriete. Se toma la lectura del pico inicial, el pico secundario o el valle.
TORQUE ESTÁTICO: Este tipo de Torque se considera como “Pasa” “ NO PASA”. Ya que su lectura se realiza con un torquimetro de “click ”; calibrado al limite inferior del tornillo apretado. Si el torquimetro da un “click ” sin “rotar” el tornillo se considera OK 35/57
Las Bases del Torque Torque Dinámico vs Torque Residual. El Torque Dinámico : Es el que se produce durante el proceso de apriete. Torque Residual: Es el que se mide al producir una cantidad de movimiento creciente en el tornillo, después de haber sido apretado.
¿Cuál es el Torque correcto?
El Torque Dinámico o El torque Residual. Ambos los son !!!!!!! Sólo tenemos que identificar y asegurarnos cúal es el Torque que nuestros clientes requieren medir en sus procesos de ensamble. 36/57
Las Bases del Torque Teorías sobre la medición de Torque . El asesor tiene la responsabilidad de enseñar al cliente las diferencia s (Fortalezas y debilidades) del Torque Dinámico vs Torque residual. Tomando en cuanta las expectativas que este tiene, para con su proceso de ensamble.
Torque Dinámico Fortalezas
- Reduce la influencia del Operador.
aplicado. -Mide ángulo.
Debilidades
-Dificultad de Accesibilidad -NO muestra todas las variables de la junta. -Costos altos.
Residual - Acceso fácil al Tornillo. -Mide el torque al tornillo después de ser apretado -Puede ser afectado por influencia de operador.
-El operador requiere aplicar fuerza .
“Aflojando”
Estático
- Reduce la influencia del Operador. -Mide el torque al en sentido de “aflojar”
- Rápido Simple y Económico.
-Método Tardado. (requiere aflojar y re-apretar el tornillo)
-Operador no toma en cuenta el torque máximo. (Método poco confiable)
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Las Bases del Torque Variaciones en las mediciones (Torque Dinámico vs Torque Residual).
Puntos Importantes: El Torque Dinámico en juntas duras siempre sera mas bajo que el Residual La energía de torque requerida para producir movimiento adicional al tornillo previamente apretado será mayor que la energía de torque original utilizada para apretar ese tornillo.
Al menos que se use un equipo muy preciso para las auditorias residuales, la influencia del operador producirá variabilidad alta en los valores residuales de los correspondientes valores dinámicos
El Torque Dinámico en juntas suaves siempre sera mas alto que el Residual La relajación de la junta suave ocasionara que la energía de torque se pierda con el tiempo.
En los procesos que incluyan juntas suaves, las revisiones de torque post-producción son criticas.
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Las Bases del Torque Variaciones en las mediciones (Torque Dinámico vs Torque Residual). Cuando se tiene una Junta con diferentes niveles de rigidez (Dura o Blanda), y se realizan auditorias, se observara un cambio promedio de aproximadamente el 20% JUNTA DURA
JUNTA SUAVE
Ejemplo: METAL
METAL
METAL
METAL
METODODE AUDITORIA
METAL
METAL
SELLO
SELLO
METAL
METAL
Si aplicas un Torque Dinámico De 100 Nm. En una Junta “Dura” el Torque Residual incrementara Aproximadamente a 120 Nm. Caso contrario en una Junta “Suave”. Si aplicas 100 Nm de Torque Dinámico, la auditoria Residual mostrará aproximadamente 80 Nm.
METODODE AUDITORIA
El problema esta en… la Herramienta?.... En el Proceso deAuditoria?.... En la Junta? 39/57
Las Bases del Torque Teoría sobre medición de Torque En la actualidad, los procesos de ensamble se complementan de tres partes fundamentales que son: •
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La Medición del Torque La Verificación de las herramientas de Torque Controlado El Proceso de Torque
Qué tipo de medición realiza el cliente en su proceso??? “Antes”; “Durante”
o “Después”…
Esto tiene un gran impacto sobre la selección de herramientas y la percepción del cliente sobre si la herramienta esta haciendo bien su trabajo. 40/57
Las Bases del Torque Teoría sobre medición de Torque ¿Porque queremos medir Torque? Capacidad de Herramienta Capacidad del Proceso
Capacidad de Producto
La herramienta trabaja como debería? Es apropiado el proceso de apriete para la junta? Se esta trasmitiendo la cantidad correcta de Torque a la junta? Se hicieron todos los procesos correctamente? Cumple el producto final con los requerimientos de calidad? 41/57
Las Bases del Torque Que herramientas se deben usar para medir Torque? Capacidad de Herramienta
Capacidad de Proceso
Capacidad de Producto
• Medidores de Torque de mesa • Transductores estacionarios / Junta fija • Simuladores de junta con transductores rotatorios
• Analizadores/Colectores de Datos • Transductores Rotatorios • Manerales Transductorizados • Manerales de Caratula • Manerales de Click • Analizadores de Torque con opción “seguir adelante” • Manerales Transductorizados 42/57
Las Bases del Torque Conociendo las Herramientas para su selección. Herramientas de Poder
Herramientas Continuas •
Herramientas tipo pistola
Herramientas angulares impulsadas por engranes •
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Herramientas Discontinuas Llaves de Impacto
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Atornilladores de embrague positivo
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Herramientas de Pulso
Atornilladores tipo pistola
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Atornilladores en Línea
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Herramientas impulsadas por pistón
Llaves impulsadas por engranes con punta abierta •
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Las Bases del Torque Conociendo las Herramientas para su selección.
Herramientas Continuas El anvil o mecanismo de movimiento esta conectado al motor con un juego de engranes o eje
Bit Hex
Clutch
Motor de Aire
Transmisión/ Engranes planetarios
Ventajas • No es sensitiva al tipo de junta • Excelente repetitividad de torque • Mantenimiento usualmente mas fácil
Desventajas Generalmente mas lentas que las herramientas discontinuas Reacción de torque La relación Potencia-Peso es mas baja que en las herramientas discontinuas
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Las Bases del Torque Conociendo las Herramientas para su selección. Herramientas Continuas – el torque se aplica al tornillo/junta en forma constante, ininterrumpida hasta que el proceso de apriete esta completo.
Shut-off / Stall
Torque Carga Total del Tornillo
Tiempo
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Las Bases del Torque Conociendo las Herramientas para su selección.
Herramientas Discontinuas El motor no esta directamente conectado al anvil o mecanismo de salida; el torque se entrega al tornillo o junta en una serie de eventos de torque Sujetador del Martillo Martillo
Herramienta de Impacto
Anvil
Contenedor del Martillo 46/57
Las Bases del Torque Conociendo las Herramientas para su selección.
Herramientas Discontinuas Herramientas Discontinuas – el torque se aplica a un tornillo/junta en una serie de eventos de torque separados hasta que el torque final es alcanzado
Shut-off / Stall
Torque Carga Total al Tornillo
Tiempo
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Las Bases del Torque Conociendo las Herramientas para su selección. Herramientas Manuales Herramientas Indicadoras
Herramientas Limitantes
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Llaves de caratula
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Llave de paro
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Llaves de click
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Atornilladores de mano
Atornilladores manuales de embrague Atornilladores y Llaves de
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Cam preestablecido
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Conociendo las Herramientas para su selección. Herramientas Continuas vs Discontinuas. Tipo de Herramienta Herramientas de Apriete Continuo (De Engranaje)
Herramientas de Apriete Discontinuo (Pulso)
Ventajas
Beneficios
-Velocidad de 300 a 2,000 Rpms -Apriete Continuo. -Peso Ligero. -Gran Repetitividad (en Torque). -Ergonómicas. -Variabilidad en Modelos (Tipo Rectas, Angulares, Pistola)
-Tiempos de Ciclo aceptables. -NO susceptibles a los cambios de Junta -Potencia Constante. -Menor Ruido (DC Eléctrica). -Vibración “Mínima”
-Velocidad de 300 a 11,000 Rpms -Apriete Discontinuo -Sin Impacto de metal con metal. -Peso Ligero. -Gran Repetitividad (en Torque). -Ergonómicas. -Variabilidad en Modelos (Tipo Rectas,Angulares,Pistola)
-Tiempos de Ciclo reducidos. -Reacción “mínima” o “ Nula” (NO NECESITA BRAZO DE REACCION) -Operación a una mano. -Vibración “Mínima” Comparada con las de Impacto. -Mayor carga de sujeción (en juntas firmes) -Menor fatiga del operador (CTD ´S reducidos) -Bajos costos de Mantenimiento.
Desventajas -Reacción al Torque -Requieren las dos manos para su manipulación.
-Fácil Accesibilidad a áreas pequeñas -Sensibilidad al tipo de Junta. -Dificultad de accesibilidad. - Sin manttos. adecuados, pierde precisión en el Torque
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Conociendo las Herramientas para su selección. Herramientas de Pulso vs Impacto. Beneficios
Herramientas De Pulso
Herramientas De Impacto
Control de Torque
Vibración
Ruido
Mantenimientos
Costo deAdquisición
SHUT-OFF Una vez que llega al Torque ajustado, se corta la alimentación de aire. NON SHUT-OFF Una vez que llega al Torque ajustado,seguirá Pulsando, pero no se Incrementara el torque.
Minima,ya que cuenta con una Unidad de Pulso (que sustituyeron A los “martillos” De las htas. de Impacto), para Entregar el Torque.
Mínimo, ya que No lleva “mar tillos” Metálicos que Golpean entre si Al entregar el Torque.
Refacciones de Bajo costo. En la Unidad de Pulso. Comparado con el Cam (de las Htas. De Impacto)
Relativamente mas alto que una hta. De impacto. Pero si se considera que los costos de mantto.y daños al Operador son “menores” y la calidad en el proceso De ensamble es mejor. Se Considera mejor opción que Una herramienta de impacto
No tiene punto de control ya que, si el operador no deja de accionar el gatillo, la Herramienta continuara Incrementando el torque.
Excesiva!!!! Ya que el golpeteo de los “mar tillos” con el Anvil (metal con Metal), se refleja En vibraciones en la mano y Brazo del operador.
Decibeles altísimos por el Golpeteo de los “mar tillos” con El anvil (metal con metal)
Refacciones de alto costo. De los mas caros!!! Muchos fabricantes venden la hta. A Bajo costo, para Hacer negocio con Las refacciones.
El precio de adquisición de estas htas. Es mas bajo que Una de Pulso. pero considerando los costos de Mantenimiento, daños al Operador y disminución en La calidad. NOS DAMOS CUENTAQUEALA LARGASALE MÁS CARA!!!!! 50/57
Como se Comporta la herramienta en una Junta tipo “A” o “B”
Modelo
Pulso Discontinuas
De Impacto Discontinuas
Clutch Paro Automático Continuas
Clutch acojinado Continuas
Ahogo Continuas
UL,ULT,UX
UW-220P
US-LT
US-3.5B
US-LD40P-08
Precisión
Excelente+/- 5%
Costos De Mantenimiento
Mínimos y Económicos
“Limitada”
Excelente +/- 10-15%
Aceptable +/- 20-25%
Razonable si se Utiliza regulador
Altos
Mínimos y Económicos
Mínimos y Económicos
Mínimos y Económicos Excesivo Durante el apriete
Ruido y/o Vibración
Mínimos
Excesivo
Mínimos
Excesivo Durante el apriete
Reacción
Mínima o Nula
Mínima o Nula
Mínima (a bajo Torque)
Mínima
Alta
Velocidad
11,000 rpm´s
8,000 rpm´s
1,000 rpm´s
2,000 rpm´s
1,000 rpm´s
P.E.R.Q.
Rapidas,Precisas, Ergonómicas,
Control de Torque limitado
Precisas, Reacción Minina
Control torque pobre Muy ruidosa.
Ruidosa, reacción Alta, bajo control 51/57
Tenemos Herramientas para cada Tipo de Junta…… Línea
Aplicaciones Típicas
-Ens. De piezas Metálicas UL,ULT,UX Delring,Tornilleria. (PULSO) En la Industria automotriz, Camiones,Motores,etc. -Desensamble de Tornillería UW-220P en general. (c/Oxido) (IMPACTO) En la Industria Automotriz ACRADYNE -Ens. Donde se requiere Control y monitoreo de (DC) de la Industria en Gral.
ParoAutomático
Tipos de Junta
Dependiendo del modelo Con paro ULT. Sin Paro UL
Recomendablespara Juntas Tipo “A”; “B” (Dura y Semi-Dura)
No aplica para esta línea (No son de paro)
Recomendables para Juntas Tipo “A” y Desensambles. Recomendables para cualquier tipo de Junta. ( “A”;”B”;”C”;”D”)
SI La Herramienta “Par a” de acuerdo a la Programación .
-Ens. De tablillas,tornilleria algunas aplicacionesde madera. En la industrial Gral.
SI
-Ens. De tablillas en la industria electrónica
SI
UAN(CLUTCH)
-Ens. En General con accesibilidad limitada en la Industria en gral.
SI
Recomendables para cualquier tipo de Junta. (“A”;”B”;”C”;”D”)
UBP, (BATERIAS)
-Op. No hay aire o corriente ahorro en instalaciones protege el acabado del producto final.
SI
Recomendables para Juntas Tipo “A”;”B” Duras y Semi-duras
US-LD40P-08 (DE AHOGO)
-Op. Donde no se tiene Pijas “machuelo”
SI
US-LT LITE-TOUCH AE(ELECTRICA)
UL,ULT
UW-220P CONTROLADOR
AEN4C12008A
Recomendables para Juntas Duras a Suaves (“A”;”B”;”C”;”D”)
US-LT20B-18
Recomendables para Juntas “A” y “B” Duras y Semi-duras
Recomendables para Juntas “B”;”C”,”D”
UX,UXT
AE-6300
UAN-611R-40C
SPC-2
UBP-65
UDBP-T70P
US-LD40P-08 52/57
Puntos importantes que recordar… Importancia del apriete!!!!!! Me voy a dar en la M....ontaña!!!
Efecto Cruzado
Torque Prevalente
Tipo de Junta
Perpendicularidad
NO Olvidemos!!!
Consistencia En partes
Consistencia En tornillo Fza. Clampeo
Fricción
Y Muchas variables mas……
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Las Bases del Torque Incidente Real …… Colapso de los paneles de techo de hormigón en las carreteras. Esta falla en la junta no solo causó la perdida de millones de dólares, una persona murió en el accidente. 54/57
Las Bases del Torque Los “barrenos” taladrados incorrectamente reducen el área de contacto entre el Tornillo y la Junta.
“Barrenos” de Diámetro mayor a la cabeza
del Tornillo, darán como resultado una carga de Clampeo “Débil” .
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Las Bases del Torque La moraleja de esta Historia Las Bases del Torque es…
Aun la mejor herramienta jamás podrá controlar la junta…
La junta siempre controla a la herramienta!!! 56/57
