1. Mecanizado: Comprender los distintos tipos de ajuste
«Ajuste a presión» y “ajuste deslizante” son varios tipos de ajuste que se aplican habitualmente en la fijación de piezas, concretamente en el ensamblaje de elementos mecánicos en el mecanizado de precisión. El ajuste de dos piezas es la relación dimensional entre ellas, lo apretadas o flojas que están cuando se ensamblan.
Dependiendo de la fuerza de la restricción que se necesite, así como de las tolerancias implicadas y de los materiales del eje y el orificio, los ajustes a presión y los ajustes por deslizamiento tienen diferentes aplicaciones. En este artículo, analizaremos más a fondo qué son estos ajustes, cómo se consiguen y las principales diferencias entre ellos para asegurarnos de que comprende mejor los ajustes y cómo se utilizan en los procesos de fabricación y montaje.
2. ¿Qué es un ajuste a presión?
Un ajuste a presión es un tipo de ajuste por interferencia en el que una de las piezas (normalmente un eje o un pasador) tiene una ligera dimensión mayor que el orificio o la abertura en la que se va a insertar. Está lo suficientemente apretado como para que las piezas deban forzarse entre sí para crear un ajuste a presión, o «interferido», entre ellas.
Esto provoca la deformación de los materiales implicados, dando lugar a una fuerte unión mecánica. Un ajuste a presión es un tipo de ajuste. Se utiliza en aplicaciones en las que la unión debe ser permanente o presentar una buena resistencia a las interferencias. Incluye la instalación de rodamientos y todo lo relacionado con el montaje de un engranaje en un eje.
3. ¿Cómo se calcula la fuerza de ajuste a presión?
Calcular la fuerza de ajuste a presión La fuerza de ajuste a presión se define como la fuerza necesaria para introducir a presión un componente en un orificio y obtener un ajuste hermético. La fuerza suele calcularse a partir de la interferencia (diferencia en las dimensiones de las piezas) y las propiedades del material (elasticidad, dureza, etc.).
La fuerza de ajuste a presión puede calcularse mediante la siguiente fórmula:
Dónde:
- F es la fuerza de ajuste a presión.
- d es el diámetro de la parte más pequeña (el eje).
- D es el diámetro de la parte más grande (el agujero).
- h es la altura o longitud de la superficie de ajuste.
- E es el módulo de elasticidad del material.
- L es la longitud de la zona de interferencia.
En términos más sencillos, el cálculo de la fuerza de ajuste a presión depende de la diferencia de tamaño entre las dos piezas (la interferencia), la geometría de las piezas y las propiedades del material.
4. ¿Cómo se consigue un ajuste a presión?
Los pasos que se dan para crear un ajuste a presión incluyen:
- Seleccione Interferencia requerida: Es la diferencia en las dimensiones de la pieza. La interferencia debe elegirse en función de la resistencia requerida y la aplicación.
- Fuerza: La pieza grande se presiona contra la pequeña con una prensa o dispositivo similar. La fuerza dobla ligeramente los materiales, lo que permite un ajuste perfecto.
- Mantener las tolerancias: El fabricante ha tenido cuidado de mantener las tolerancias aplicables a este ajuste y resistencia, dirigiéndose hacia una interferencia adecuada para que la sujeción del ajuste se mantenga.
Un ajuste a presión satisfactorio requiere la cantidad justa de interferencia entre las fuerzas de tracción para garantizar la creación de una zona deformada que dé lugar a una unión segura y permanente.
5. ¿Qué es un ajuste por deslizamiento?
A diferencia del ajuste a presión, el ajuste por deslizamiento es un tipo de ajuste en el que los tamaños de las dos piezas están lo suficientemente cerca como para evitar interferencias. Es decir, el orificio es un poco más grande que el eje, de modo que el eje puede deslizarse libremente en el orificio.
Un ajuste por deslizamiento evita el uso de una fuerza significativa para ajustar las piezas entre sí, por lo que los ajustes por deslizamiento se utilizan a menudo cuando las piezas se montan y/o desmontan con frecuencia. Estos ajustes son apropiados para aplicaciones como rodamientos, en las que los componentes deben deslizarse o girar con poca fricción o encaje estrecho.
6. ¿Cómo se consigue el ajuste por deslizamiento?
El eje y el orificio están mecanizados tan cerca que se deslizarán juntos con poco más que el más mínimo movimiento. El ajuste por deslizamiento puede obtenerse de las siguientes maneras:
- Seleccione las tolerancias adecuadas: Las anchuras mecanizadas de ambas piezas conducen a un espacio minúsculo y controlado entre el eje y el orificio. El espacio debe ser suficiente para permitir un desplazamiento suave durante el funcionamiento sin deslizamientos.
- Montaje sencillo: En comparación con el encaje a presión, no es necesaria una gran fuerza para componer las piezas. Se pueden insertar a mano o con un poco de ayuda mecánica.
- Compruebe la holgura: El hueco debe ser lo suficientemente ancho para que los accesorios flexibles no se atasquen o desgasten demasiado, pero también lo suficientemente ancho para ser funcional.
Los ajustes por deslizamiento suelen requerir menos fuerza que los ajustes a presión, y no se necesitan herramientas especiales para encajar los componentes.
7. Ajuste a presión frente a ajuste por deslizamiento: Comparación detallada
| Característica | Ajuste a presión | Ajuste deslizante |
| Definición | Un ajuste de interferencia con tolerancias estrechas. | Un ajuste de holgura en el que las piezas pueden moverse libremente. |
| Proceso de montaje | Requiere fuerza para el montaje, normalmente mediante una prensa. | Las piezas se deslizan o encajan en su sitio sin forzarlas. |
| Vínculo mecánico | Proporciona una conexión fuerte y permanente. | Sin unión permanente; permite el movimiento. |
| Tolerancias | Tolerancias estrechas con holgura mínima. | Mayor holgura entre las piezas. |
| Casos prácticos | Rodamientos, engranajes y ejes en sistemas mecánicos. | Rodamientos, poleas y componentes giratorios. |
| Facilidad de desmontaje | Difícil de desmontar sin dañar las piezas. | Fácil de desmontar o ajustar. |
| Fricción | Mayor fricción debido al ajuste apretado. | Baja fricción, lo que permite una rotación o deslizamiento suaves. |
| Aplicación | Se utiliza cuando las piezas deben permanecer fijas en su sitio. | Se utiliza cuando las piezas deben moverse libremente o girar. |
10 preguntas críticas para soluciones de montaje óptimas
1. ¿Cuál es la diferencia fundamental entre press fit y slip fit?
- Ajuste a presión: Este método utiliza la interferencia (un eje ligeramente mayor que el orificio) para crear una unión estanca y permanente. Es habitual en aplicaciones sometidas a grandes esfuerzos (por ejemplo, rodamientos en cubos de automóviles).
- Ajuste deslizante: Este tipo se basa en la holgura (el eje es más pequeño que el orificio) para facilitar el montaje/desmontaje. Es ideal para piezas ajustables (por ejemplo, engranajes sobre ejes).
2. ¿Cuándo debo elegir el ajuste a presión en lugar del ajuste deslizante?
Opta por el ajuste a presión cuando:
- La durabilidad es fundamental (por ejemplo, los componentes del motor).
- Se requiere resistencia a las vibraciones (por ejemplo, montajes aeroespaciales).
- Se permite el movimiento cero (por ejemplo, accesorios hidráulicos).
3. ¿Cuáles son las principales desventajas del ajuste a presión?
- Tensión elevada: Puede deformar los materiales más blandos (por ejemplo, el aluminio).
- Dificultades de desmontaje: A menudo daña los componentes.
- Tolerancias más estrictas: Requiere mecanizado de precisión (±0,005 mm).
4. ¿Qué materiales son los mejores para los ensamblajes de ajuste deslizante?
- Metales: Acero inoxidable, latón (baja fricción).
- Polímeros: Delrin, PTFE (autolubricante).
- Recubrimientos: Anodizado o teflón para reducir el desgaste.
5. ¿Cómo puedo calcular la interferencia óptima para un ajuste a presión?
Utiliza la fórmula:
Interferencia=0,001×Diámetro del eje (mm)Interferencia=0,001×Diámetro del eje (mm)
Ejemplo: Un eje de 50 mm requiere una interferencia de 0,05 mm. Validar mediante AEF o pruebas empíricas.
6. ¿Qué industrias utilizan habitualmente el ajuste a presión frente al ajuste por deslizamiento?
- Ajuste a presión: Automoción (cojinetes de rueda), bombas industriales, robótica.
- Ajuste por deslizamiento: Electrónica de consumo (soportes de placas de circuito impreso), dispositivos médicos (articulaciones ajustables), sistemas de climatización.
7. ¿Cómo afectan los cambios de temperatura a los ensamblajes a presión y por deslizamiento?
- Ajuste a presión: La dilatación térmica puede aumentar la tensión (por ejemplo, eje de acero en carcasa de aluminio).
- Ajuste por deslizamiento: La holgura permite el movimiento térmico (crítico en entornos de alta temperatura como los motores).
8. ¿Se puede convertir el ajuste por deslizamiento en ajuste a presión después del montaje?
Sí, usando:
- Adhesivos: Loctite para uniones semipermanentes.
- Deformación: Deformación o engarce del eje. Nota: Esto puede comprometer la fiabilidad a largo plazo.
9. ¿Qué métodos de control de calidad garantizan un correcto ajuste a presión/deslizamiento?
- Calibres CMM/Go-No Go: Verificación de tolerancias.
- Pruebas de tracción: Asegurarse de que el ajuste a presión cumple la fuerza de retención requerida (por ejemplo, >500 N).
- Inspección del lubricante: Para los ajustes por deslizamiento, compruebe la aplicación adecuada (por ejemplo, grasa de silicona).
10. ¿Cómo evalúo la capacidad de un proveedor para realizar ensamblajes de ajuste a presión/deslizamiento?
Pregunta a los proveedores:
- Control de tolerancia: ¿Pueden mecanizar a ±0,005 mm?
- Experiencia en materiales: Experiencia con sus aleaciones/polímeros específicos.
- Protocolos de ensayo: ¿Proporcionan informes de análisis de elementos finitos o pruebas por lotes?
8. Conclusión
Comprender la diferencia entre ajuste a presión y ajuste por deslizamiento es fundamental para seleccionar el método adecuado para su proceso de fabricación o montaje. Los ajustes a presión proporcionan una conexión permanente y segura, por lo que son ideales para aplicaciones que requieren gran resistencia y estabilidad. Por otro lado, los ajustes por deslizamiento permiten que las piezas se muevan libremente unas dentro de otras, ofreciendo flexibilidad y facilidad de montaje o desmontaje.
Ambos tipos de ajuste tienen sus ventajas, y la elección dependerá de factores como la resistencia, el movimiento, la facilidad de montaje y las propiedades del material. Al seleccionar el tipo de ajuste adecuado, los fabricantes pueden garantizar que sus piezas funcionen de forma óptima en las aplicaciones previstas.
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