Uniones a presión (snap fit): tipos y ventajas

El ensamblaje de componentes mecánicos requiere el uso de uniones a presión (snap fit), que garantizan un ajuste firme entre las piezas. Las uniones a presión se utilizan ampliamente en numerosas aplicaciones y presentan distintos tipos.

Si desea conocer de forma práctica las uniones a presión y saber más sobre ellas, lea la guía a continuación.

¿Qué es el ajuste a presión?

El ajuste a presión es un ensamblaje mecánico en el que los componentes se unen entre sí. Los componentes unidos suelen ser las piezas acopladas y poseen flexibilidad; dichos componentes están fabricados en plástico.

El ajuste requerido se logra presionando un componente dentro de otro, de modo que encajan y quedan bloqueados entre sí.

Tipos de uniones a presión

Existen distintos tipos de uniones a presión; a continuación se describen algunos de ellos:

Uniones a presión en voladizo

Las uniones a presión en voladizo son un tipo muy común de ajuste a presión que consta de un elemento de enclavamiento y un brazo en voladizo.

Se ensambla pasando el brazo de un componente dentro de la cavidad de otro componente. El brazo se deforma y los componentes encajan entre sí.

Este tipo de unión es muy duradera. No obstante, debe evitarse la hiperextensión para que el brazo no pierda su capacidad de recuperar su forma original.

Ajuste a presión anular

Una unión a presión anular consta de un aro circular que se expande al introducirse en la ranura correspondiente. Esta expansión genera tensión en el aro anular y crea una fuerza de fricción que lo mantiene sobre la estructura de la ranura.

Este ajuste a presión es adecuado para aplicaciones de alta solicitación y distribuye la tensión de forma uniforme.

Ajuste a presión por torsión

El ajuste a presión por torsión es muy similar al ajuste en voladizo, ya que también cuenta con brazos en voladizo con clips de enclavamiento. Sin embargo, el brazo permanece en su posición real gracias a la fuerza de torsión.

Para ensamblar y desensamblar este ajuste a presión, la fuerza del resorte debe actuar contra el clip de enclavamiento y liberarlo.

Ajuste a presión en forma de U

El ajuste a presión en forma de U es un elemento de enclavamiento con forma de U que tiene un brazo en voladizo plegado sobre sí mismo. El brazo se flexiona al ensamblar o desensamblar los componentes, y hay un clip que los enclava.

Este diseño de ajuste a presión es muy útil, pero propenso a la hiperextensión debido a los distintos puntos de concentración de tensiones.

Ventajas de las uniones a presión

Las uniones a presión ofrecen múltiples ventajas; a continuación se describen algunas de ellas:

• Las uniones a presión son muy fáciles de ensamblar y desensamblar, y requieren menos tiempo sin necesidad de herramientas ni equipos especiales.
• Las uniones a presión crean por sí solas uniones mecánicas sin necesidad de arandelas, tornillos ni tuercas.
• Las uniones a presión son duraderas y no requieren sustitución repetida si se utilizan adecuadamente.
• Otros tipos de sujetadores mecánicos no ofrecen buen aspecto, mientras que las uniones a presión aportan una apariencia estética.

Limitaciones del uso de uniones a presión

Las uniones a presión presentan algunas limitaciones junto con sus ventajas, que se indican a continuación:

• Las uniones a presión están compuestas por zonas de concentración de tensiones y características de enclavamiento, lo que dificulta su fabricación.
• Debido a su complejidad, el coste de fabricación es elevado.
• Las uniones a presión constan de piezas flexibles que se rompen con facilidad.
• Las uniones a presión son uniones temporales y no son tan duraderas como las tuercas, los pernos y los tornillos.

Problemas habituales del diseño de ajustes a presión

Existen algunos problemas en el diseño de ajustes a presión que deben tenerse en cuenta al aplicarlo a una unión. A continuación se describen algunos de ellos:

• El problema de la concentración de tensiones es frecuente en el diseño de ajustes a presión, y la zona más pequeña soporta más tensión que la otra parte. Esta alta tensión puede afectar a la unión a presión y provocar su rotura.
• Las uniones a presión están sometidas a carga durante un periodo prolongado, lo que debilita el material y puede provocar fluencia.
• Una unión a presión se ensambla y desensambla de forma continua, lo que debilita la estructura y provoca fatiga en la unión.
• Los factores ambientales pueden afectar el rendimiento de las uniones a presión, como la exposición a productos químicos, la humedad y las altas temperaturas.

Consejos prácticos para diseñar uniones a presión duraderas

Los consejos para diseñar uniones a presión duraderas requieren algunos cálculos de diseño, que se explican en esta sección a continuación.

Símbolos

Algunos de los símbolos importantes para los cálculos de diseño son los siguientes:

• b= ancho en la raíz
• y= deflexión admisible
• c= centro de gravedad
• L= longitud del brazo
• E como valor absoluto = porcentaje/100
• h= espesor en la raíz
• K= factor geométrico
• P= fuerza de deflexión admisible
• Es- módulo secante
• Z=Ic donde l es el momento de inercia axial
• Z= módulo de sección

Unión a presión en voladizo

Los cálculos de diseño para la unión a presión en voladizo son los siguientes:

Donde b es el ancho en la raíz y h es el espesor en la raíz.

Fmating = Deflexión x (1+factor de fricción)

Unión a presión por torsión:

Ajuste a presión anular

Contrasalida admisible= (σallow​xAroot​​)/Carga aplicada

Cómo fabricar uniones a presión

El proceso de fabricación de las uniones a presión se describe a continuación.

• La primera etapa consiste en crear el diseño en detalle, que se basa en la funcionalidad. Antes de fabricar todo el volumen de una vez, también se puede fabricar un prototipo.
• La selección del material también es importante una vez que ha finalizado el diseño. Los sujetadores a presión pueden fabricarse con materiales versátiles, incluidos metales y plásticos.
• Los sujetadores a presión pueden fabricarse mediante diferentes procesos, como el estampado y el moldeo por inyección, según la compatibilidad del material.
• Cuando se ha obtenido la forma requerida del sujetador a presión, se aplica un recubrimiento resistente a la corrosión para prolongar su vida útil.
• Una vez fabricados los sujetadores a presión, se evalúan mediante inspección de calidad para comprobar si los componentes encajan exactamente entre sí.

Cómo instalar y mantener las uniones a presión

El proceso de instalación de los sujetadores a presión es el siguiente:

• Considere las dimensiones de la unión a presión para asegurarse de que sea adecuada para la aplicación requerida y compruebe sus características y tolerancia.
• Alinee correctamente ambos componentes que se van a acoplar para que encajen perfectamente entre sí y no se produzca ninguna desalineación.
• Cuando haya alineado los componentes, aplique algo de fuerza y fije los componentes.

Algunas consideraciones para el mantenimiento de los sujetadores a presión son las siguientes:

• Inspeccione periódicamente los sujetadores a presión para comprobar si hay alguna deformación o holgura debido a cargas elevadas.
• En caso de que acumulen contaminantes o suciedad, límpielos.
• Si hay algún daño en los sujetadores a presión, reemplácelos de inmediato para mantener la integridad estructural.
• No aplique una fuerza excesiva, ya que podría romper las uniones.

Aplicaciones de las uniones a presión

Los sujetadores a presión se utilizan ampliamente en muchas industrias, ya que cubren multitud de aplicaciones. Algunas de sus aplicaciones son las siguientes:

Industria automovilística: En la industria automovilística, los sujetadores a presión se utilizan para ensamblar faros, componentes del salpicadero y paneles de acabado.

Industria médica: En la industria médica, las jeringas, los dispositivos de diagnóstico y muchos otros equipos médicos pueden ensamblarse con sujetadores a presión, ya que facilitan una esterilización adecuada.

Industria del embalaje: La industria del embalaje utiliza uniones a presión para sellar carcasas y tapas de contenedores y garantizar la integridad del diseño.

Conclusión

Las uniones a presión son fundamentales para muchos componentes que requieren ensamblaje, y pueden ofrecer uniones eficaces y duraderas.

Si busca uniones a presión de alta calidad fabricadas con diversos materiales, DEK puede ser su opción preferida para futuros proyectos. Ofrecemos la fabricación de uniones a presión personalizadas que se ajustan a sus productos y aplicaciones.

Preguntas frecuentes

¿Cuáles son las partes principales de una unión a presión?

Las dos partes principales de las uniones a presión que se acoplan entre sí son el elemento de enganche y el receptor.

¿Cuáles son los procesos habituales utilizados para producir uniones a presión?

Los procesos habituales para producir uniones a presión son el moldeo por inyección, la impresión 3D y el mecanizado CNC.

¿Es el metal compatible con las uniones a presión?

Sí, en aplicaciones de alta exigencia, el metal es muy compatible con las uniones a presión.

¿Qué materiales funcionan mejor para las uniones a presión de tipo cantilever?

Existen distintos tipos de termoplásticos adecuados para las uniones a presión de tipo cantilever, como el polipropileno, el ABS y el nailon.

¿Cuáles son las tolerancias correctas para el diseño de uniones a presión?

El diseño de una unión a presión no tiene tolerancias específicas, pero puede oscilar entre 0,2 y 0,5 mm.