Juntas de ajuste a presión: Tipos y ventajas
El montaje de componentes mecánicos requiere el uso de juntas de encaje a presión, que garantizan que las piezas queden bien ajustadas entre sí. Las juntas de encaje a presión se utilizan mucho en muchas aplicaciones, y también las hay de diferentes tipos.
Si desea tener juntas de encaje a presión prácticas y quiere saber más sobre ellas, lea la siguiente guía.
¿Qué es el ajuste a presión?
El encaje a presión es un ensamblaje mecánico en el que los componentes se unen entre sí. Los componentes unidos suelen ser las piezas de acoplamiento, y tienen flexibilidad; dichos componentes están hechos de plástico.
El ajuste necesario se consigue presionando un componente contra otro, y se encajan y bloquean entre sí.
Tipos de juntas de ajuste a presión
Existen distintos tipos de juntas de encaje a presión, algunos de los cuales se describen a continuación:
Juntas de ajuste a presión en voladizo
Los cierres rápidos en voladizo son un tipo muy común de cierre rápido que consiste en un dispositivo de enclavamiento y un brazo en voladizo.
Se ensambla pasando el brazo del componente por la cavidad de otro componente. El brazo se deforma y los componentes se encajan.
Este tipo de articulación es muy duradera. Sin embargo, hay que evitar la hiperextensión para que el brazo no pierda su capacidad de volver a su forma original.
Ajuste a presión anular
Una junta anular de ajuste a presión consiste en un aro que es circular, y se expande cuando se empuja en la ranura correspondiente. Esta extensión crea estrés en el aro anular y crea una fuerza de fricción que lo sujeta a la estructura de la ranura.
El racor a presión es adecuado para aplicaciones de alta tensión y distribuye la tensión uniformemente.
Ajuste a presión de torsión
El encaje a presión por torsión es muy idéntico al encaje a presión en voladizo, ya que también tiene brazos en voladizo con clips de enclavamiento. Sin embargo, el brazo permanece en su posición real debido a la fuerza de torsión.
Para montar y desmontar este encaje a presión, la fuerza del muelle debe actuar contra el clip de enclavamiento y aliviarlo.
Ajuste a presión en forma de U
El encaje a presión en forma de U es un elemento de enclavamiento en forma de U que tiene un brazo en voladizo plegado dentro de sí mismo. El brazo se dobla cuando los componentes se montan o desmontan, y hay un clip que enclava los componentes.
Este diseño de encaje a presión es muy útil, pero propenso a la hiperextensión debido a los diferentes puntos de concentración de tensiones.
Ventajas de las juntas Snap Fit
Las juntas de encaje a presión tienen múltiples ventajas, y algunas de ellas se comentan a continuación:
- Las juntas de encaje a presión son muy fáciles de montar y desmontar, por lo que se tarda menos tiempo sin necesidad de herramientas ni equipos especiales.
- Las uniones a presión crean uniones mecánicas por sí solas sin necesidad de arandelas, tornillos ni tuercas.
- Las juntas de encaje a presión son duraderas y no necesitan sustituciones repetidas si se utilizan adecuadamente.
- Otros tipos de fijaciones mecánicas no quedan bien, pero las uniones a presión ofrecen un aspecto estético.
Limitaciones del uso de juntas de ajuste a presión
Las juntas de encaje a presión tienen algunas limitaciones junto con las ventajas, que se indican a continuación:
- Las juntas de ajuste a presión presentan zonas de concentración de tensiones y características de enclavamiento que dificultan 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 comunes con el diseño Snap Fit
Hay algunos problemas con el diseño de encaje a presión que deben tenerse en cuenta a la hora de aplicarlo a una articulación. Algunos de ellos se comentan a continuación:
- El problema de la concentración de tensiones prevalece en el diseño snap-fit, y el área más pequeña tiene más tensión que la otra parte. Esta elevada tensión puede afectar a la junta snap-fit y provocar su rotura.
- Las juntas de encaje a presión están sometidas a carga durante un largo período de tiempo, lo que debilita el material y puede provocar deslizamientos.
- Una junta de encaje a presión se monta y desmonta constantemente, lo que provoca el debilitamiento de la estructura y la fatiga de la junta.
- Los factores ambientales pueden afectar al rendimiento de las juntas de ajuste a presión, como la exposición a productos químicos, la humedad y las altas temperaturas.
Consejos prácticos para diseñar juntas de ajuste a presión duraderas
Los consejos para diseñar juntas de encaje a presión duraderas requieren algunos cálculos de diseño, que se tratan a continuación.
Símbolos
Algunos de los símbolos importantes para los cálculos de diseño son los siguientes:
- b= anchura en la raíz
- y= flecha 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 deformación admisible
- Es- módulo secante
- Z=Ic donde l es el momento axial de inercia
- Z= módulo de sección
Cantilever Snap Fit
Los cálculos de diseño para el ajuste a presión en voladizo son los siguientes:
Rebaje admisible
Recorte = b h/2
Donde b es la anchura en la raíz y h es el grosor en la raíz.
Deformación y tensión máximas
Esfuerzo máximo = σmax = M c/l
M = P.I
Σmax = (P.I.2h)/l
Deformación máxima = ϵmax=σmax/E
E= Módulo elástico del material
σmax = tensión máxima
Fuerza de flexión y fuerza de acoplamiento
Desviación = (3.E.I.y)/l3
Fmating = Desviación x (1+factor de fricción)
Ajuste a presión de torsión:
Desviación
θ= Txl/GxJ
Fuerza de desviación
T= θxGxJ/l
Ajuste a presión anular
Rebaje admisible
Rebaje admisible= (σallowxAroot)/Carga aplicada
Fuerza de apareamiento
Fmating = T/R
Cómo fabricar juntas de ajuste a presión
En proceso de fabricación para juntas de ajuste a presión.
- 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 finalizado el diseño. Los cierres rápidos pueden fabricarse con materiales versátiles, como metales y plásticos.
- Los cierres a presión pueden fabricarse mediante distintos procesos, como el estampado o el moldeo por inyección, en función de la compatibilidad de los materiales.
- Una vez conseguida la forma deseada del cierre a presión, se le aplica un chapado anticorrosión para aumentar su vida útil.
- Una vez fabricados los cierres a presión, se someten a una inspección de calidad para comprobar si los componentes encajan exactamente entre sí o no.
Cómo instalar y mantener las juntas Snap-fit
El proceso de instalación de los cierres rápidos es el siguiente:
- Tenga en cuenta las dimensiones de la junta de encaje a presión para asegurarse de que es adecuada para la aplicación requerida y compruebe sus características y tolerancia.
- Alinee correctamente los dos componentes que se van a acoplar para que encajen perfectamente y no se produzcan desajustes.
- Cuando haya alineado los componentes, aplique algo de fuerza y fíjelos.
Algunas consideraciones para el mantenimiento de los cierres a presión son las siguientes:
- Inspeccione periódicamente los cierres a presión para comprobar si se han deformado o abierto debido a cargas pesadas.
- En caso de que cojan algún contaminante o suciedad, límpialos.
- Si hay algún daño en los cierres a presión, sustitúyalos inmediatamente para que se mantenga la integridad estructural.
- No aplique una fuerza excesiva, ya que podría romper las juntas.
Aplicaciones de las juntas de ajuste a presión
Las fijaciones a presión se utilizan ampliamente en muchas industrias, ya que cubren una gran cantidad de aplicaciones. Algunas de sus aplicaciones son las siguientes:
Industria del automóvil: En la industria del automóvil, los cierres a presión se utilizan para ensamblar faros, componentes del salpicadero y paneles embellecedores.
Industria médica: En la industria médica, las jeringuillas, los dispositivos de diagnóstico y muchos otros equipos médicos pueden ensamblarse utilizando cierres rápidos ya que ayudan a una correcta esterilización.
Industria del embalaje: La industria del envasado utiliza juntas de cierre a presión para sellar las cajas y tapas de los envases y garantizar la integridad del diseño.
Conclusión
Las uniones a presión son cruciales para muchos componentes que necesitan ensamblaje, y pueden ofrecer uniones eficaces y duraderas.
Si busca uniones a presión de alta calidad fabricadas con distintos materiales, DEK puede ser su elección para futuros proyectos. Ofrecemos la fabricación de juntas de encaje a presión personalizadas en función de sus productos y aplicaciones.
Preguntas frecuentes
¿Cuáles son las partes principales de una junta snap-fit?
Las dos partes principales de las juntas snap-fit que se acoplan entre sí son el snapper y el receptor.
¿Cuáles son los procesos habituales para fabricar juntas de encaje a presión?
Los procesos habituales para fabricar juntas snap-fit son el moldeo por inyección, la impresión 3D y el mecanizado CNC.
¿Es compatible el metal con las juntas de encaje a presión?
Sí, en aplicaciones de alta tensión, el metal es muy compatible con las uniones a presión.
¿Qué materiales son los mejores para las juntas de ajuste a presión en voladizo?
Existen diferentes tipos de termoplásticos adecuados para las juntas de encaje a presión en voladizo, como el polipropileno, el ABS y el nailon.
¿Cuáles son las tolerancias correctas para el diseño a presión?
Un diseño de encaje a presión no tiene tolerancias específicas, pero puede oscilar entre 0,2 y 0,5 mm.
