En términos generales, el auto-aflojamiento es cuando los pernos pierden el par de apriete o la precarga debido a los continuos desplazamientos relativos entre las superficies de contacto que pueden llevar a una rotación gradual del perno o la tuerca.

El aflojamiento por entorno es causado por asentamiento, deformación o flujo plástico del concreto, así como corrosión.

Los pernos total o parcialmente fracturados generalmente son por fatiga o impactos. También problemas de diseño y de mal montaje son causa de pernos sin roscar o mal apretados.

 

Dos fenómenos son la razón de que una unión roscada “se afloje por si misma “:

  • El torque interno.
  • La ocurrencia de desplazamientos bajo el efecto de una carga transversal.
 
El par de desapriete interno se produce porque la fuerza de fijación en una unión roscada, quiere que la tuerca deslice a lo largo del paso de la rosca. Sin fricción en la superficie de apoyo de la tuerca e la rosca, no es posible mantener la fuerza de apriete en la unión roscada.
 
Cuanto mayor sea precarga y el ángulo de la rosca, mayor será el par de desapriete interno.
 
Utilizamos la siguiente fórmula:
 
 
Mli es el torque interno de desapriete, Fv es le precarga y P es el paso de roscas.
 
En general, sin embargo, la fricción entre las superficies de contacto es suficientemente elevada para que el torque interno de desapriete, sólo sea importante si las fuerzas transversales actúan en la unión.
 
La fricción que es generado por la fuerza de apriete desaparece solamente si hay movimiento relativo entre las superficies de la cabeza del tornillo o tuerca y los miembros estructurales. Este es el caso, si los tornillos son insuficientemente elásticos para absorber el movimiento relativo entre las piezas fijadas.
Si ocurre desplazamiento, con cualquier cambio en la dirección de la carga, la fricción también será nula. En ese momento, el par de desapriete interno hará que la tuerca o el tornillo, giren en relación uno al otro.
 
En resumen
 
Con el fin de impedir que una unión roscada se afloje, se pueden tomar las siguientes medidas:
• Aplique una precarga alta, como resultado, habrá menos probabilidades de desplazamiento transversal.
• Asegúrese de que haya una conexión flexible, proporcionando una relación longitud/diámetro elevada: lk/D ≥ 5. El movimiento relativo permisible se vuelve mayor como resultado.
• Prevenir que los miembros estructurales se desplacen utilizando tornillos de apoyo, pasadores y conectores.
• Aumente la fricción entre las superficies de contacto aplicando revestimientos o aumente la rugosidad de las superficies.
 
 
 

¿Cuándo ocurre?

El auto-aflojamiento se produce por cualquier tipo de carga dinámica, como vibraciones o cambios de temperatura. Una carga de sujeción insuficiente, o piezas mal ajustadas permiten movimientos relativos que aumentan el riesgo de auto aflojamiento.

Estas cargas alternas provocan situaciones de pérdida de fricción instantánea en las que el tornillo se afloja respecto a la tuerca. Las sumas de estos micromovimientos resultan en el aflojamiento final de la unión roscada.

Mientras que la relajación solo puede ser reducida mediante cambios en el diseño de las piezas o en el uso de elementos elásticos, el auto-aflojamiento solo puede ser prevenido mediante el uso de fijadores de roscas apropiados.

 

Luego de aplicar el torque de apriete, la tensión tiende a soltar la tuerca del tornillo. El roce en las roscas y bajo la cabeza del tornillo y la tuerca se oponen a esta fuerza, manteniendo la tensión en el tornillo.

Después de realizar el procedimiento de apriete, la carga de compresión se mantiene debido a la pre-carga en el tornillo. Esto ocurre porque el tornillo fue alargado como un resorte y la tensión actúa a modo de estirar la tuerca contra la cabeza de tornillo, lo que comprime sus componentes.

 

Si el sistema de bloqueo se somete a cargas cíclicas o vibración, el efecto de bloqueo causado por el roce se volverá menos efectivo, lo que permitirá que la tuerca gire en relación con la rosca, perdiendo su tensión.

Las vibraciones pueden ir en sentido longitudinal o transversal, o incluso, una combinación de ambos. Las vibraciones transversales producto de las cargas horizontales cíclicas son mucho más dañinas y pueden aflojar un tornillo promedio rápidamente. Las fuerzas longitudinales debido a las cargas de pulsación axiales harán que el aflojamiento sea menor.

 

Piezas que evitan el aflojamiento

  • tornillos y tuercas de estrella
  • tornillos de empalme con nervadura
  • adhesivos

 

Además de evitar el auto aflojamiento, también evitan que el montaje se suelte.