Una tuerca almenada se detiene donde el agujero lo permite

No hay un valor al que apretar

Una tuerca almenada tiene ranuras en su corona, y el perno en el que va tiene un agujero transversal. La tuerca solo puede quedar en una posición en la que una de esas ranuras coincida con ese agujero. Cualquier otra posición queda descartada, diga lo que diga la llave dinamométrica.

El hilo muestra ambas reglas en uso. La respuesta más votada era un procedimiento sin ningún par: girar el tambor, apretar hasta que empiece justo a rozar, retroceder ligeramente la tuerca hasta que el tambor gire libre y poner el pasador. La siguiente partía del punto contrario: el autor había tenido suerte de encontrar el agujero libre apretando a mano, porque ese es el sitio ideal para el pasador, y solo hay que retroceder más cuando el agujero no está ahí.

Ambas tienen razón para esa unión, y ninguna se puede trasladar. Un rodamiento de rodillos cónicos se ajusta por juego axial, así que la tuerca no está ahí para precargar nada y retroceder es seguro. Una unión que debe permanecer apretada es el caso contrario, y retroceder para encontrar un agujero gasta una precarga con la que contaba el diseño. Lo que el par debía conseguir en primer lugar se explica en par y fuerza de apriete (en inglés).

El pasador lleva el nombre del agujero, no el suyo

La ISO 1234 trata los pasadores de aletas, y una nota de su tabla de dimensiones dice algo que la mayoría nunca ha advertido: el tamaño nominal es el diámetro del agujero del pasador (traducción). El pasador en sí es más pequeño, y la tabla dice cuánto.

La misma nota recomienda para el propio agujero H13 por debajo del tamaño nominal 1,2 y H14 por encima, lo que es holgado con cualquier criterio. Si se juntan ambas cosas, la imagen es inequívoca: un pasador de aletas es una pieza deliberadamente floja en un agujero deliberadamente holgado.

No es un pasador de cortante y nunca se pensó como tal. Es un tope que impide que la tuerca pase de una posición. Un pasador pensado para soportar carga va en un agujero escariado con ajuste de apriete o preciso y tiene un valor de cortante publicado; véase solo uno de estos dos pasadores tiene una carga de cortante asignada.

El requisito de ductilidad es un doblado

La tabla de requisitos de la ISO 1234 tiene una fila de ductilidad, y merece citarse porque el número que contiene pasa fácilmente desapercibido. Cada pata del pasador de aletas debe poder doblarse sobre sí misma una vez, sin indicios visibles de rotura en el punto de doblado.

Una vez. Esa es toda la vida verificada del doblado. Enderezar un pasador para sacarlo y volver a doblarlo es un segundo ciclo en el mismo sitio de una pieza cuyo material solo se cualificó para uno, y nada en la norma cubre lo que queda. La misma pregunta, hecha sobre la fijación en lugar del pasador, es se puede reutilizar un tornillo.

La fila de acabado es inusualmente concreta por la misma razón. Los pasadores deben estar libres de rebabas, el ojo debe ser lo más circular posible y la sección de las dos patas rectas juntas debe ser circular. Todo ello se refiere a una pieza que tiene que pasar por un agujero holgado y después doblarse, en ese orden, sin agrietarse.

Un uso que la norma nombra, y para el que pide un tamaño mayor

Las normas rara vez nombran una aplicación. La ISO 1234 nombra dos. Una segunda nota de la tabla de dimensiones dice que para aplicaciones ferroviarias, y en los casos en que los pasadores de aletas en bulones de horquilla estén sometidos a fuerzas transversales alternas, se recomienda usar el tamaño de pasador inmediatamente superior al que indica la tabla.

Léalo como una admisión sobre el caso por defecto. La selección normal de la tabla supone que el pasador es un tope que no trabaja. Si la dirección de la carga se invierte con suficiente frecuencia, la norma prefiere que haya más material, que es lo más parecido en el documento a reconocer que un pasador de aletas puede fatigarse.

Por qué nuestra propia tabla lo dejó fuera

Clasificamos los métodos de bloqueo según el fallo que abordan, en por qué se aflojan los tornillos, y hasta ahora esa tabla no tenía ninguna fila para el bloqueo positivo. Estaban el par predominante, el fijador de roscas, las arandelas de bloqueo por cuña, las arandelas partidas y el reapriete. El pasador de aletas, no.

Por eso también la anécdota del hilo sobre una pista que se soldó a la mangueta no es un argumento contra el pasador. Es un argumento sobre la posición de tuerca que quedó fijada. Lo que de verdad le ocurre a una tuerca que no gira pero aun así pierde carga se explica en pegaron la tuerca y aun así se aflojó.

Qué decidir antes de que salga el plano

• Indique un par y un sentido. No solo un valor. Diga si hay que avanzar o retroceder hasta la siguiente alineación, y qué magnitud ajusta realmente la unión: fuerza de apriete o juego axial.
• Especifique el agujero, porque el pasador lleva su nombre. El tamaño nominal de la ISO 1234 es el diámetro del agujero, en H13 o H14, y el pasador será más pequeño.
• Exija pasador nuevo en cada montaje. El requisito de ductilidad es un doblado, así que reutilizarlo queda fuera de lo verificado.
• Compruebe si hay carga transversal alterna. La norma nombra ese caso y el servicio ferroviario, y pide subir un tamaño.
• Pregúntese si la unión debería ser tan sensible. La segunda mejor respuesta del hilo lo planteó sin decirlo: si la diferencia entre dos posiciones contiguas del pasador le importa, el problema está antes del pasador.

El agujero del perno tiene su propia norma, y da el diámetro y una distancia mínima al extremo, pero no la posición, que según dice debe calcularse para cada aplicación.

Este artículo no pertenece a un solo paso de los seis: abarca varios o aparece después del montaje. Las decisiones se explican en el artículo inglés Specifying a screw.

Preguntas frecuentes

¿Qué par se aplica a una tuerca almenada?

La pregunta no tiene respuesta por sí sola, porque la tuerca solo puede quedar donde una ranura coincide con el agujero transversal del perno. Una especificación útil es un par más una instrucción para cuando el agujero no está ahí: avanzar hasta la siguiente alineación o retroceder hasta ella. Cuál es correcta depende de lo que ajuste la unión. A un rodamiento de rodillos cónicos se le da juego axial, así que retroceder es seguro; una unión que debe permanecer apretada pierde precarga cada vez que se retrocede para buscar un agujero.

¿El tamaño de un pasador de aletas es el diámetro del pasador?

No. Una nota de la tabla de dimensiones de la ISO 1234 establece que el tamaño nominal es el diámetro del agujero del pasador. El pasador es más pequeño: uno de tamaño nominal 3,2 tiene un diámetro máximo de 2,9 mm, y uno de tamaño nominal 2 mide 1,8 mm. La misma nota recomienda para el agujero H13 por debajo del tamaño nominal 1,2 y H14 por encima. Así que tanto el pasador como su agujero son holgados a propósito.

¿Puede un pasador de aletas soportar cortante?

No está diseñado para ello. Es más pequeño que su propio agujero y la tolerancia recomendada del agujero es H13 o H14, así que no puede actuar como pasador de cortante ajustado, y la ISO 1234 no publica ningún valor de cortante para él. Su función es impedir que la tuerca pase de una posición. Un pasador pensado para soportar carga va en un agujero escariado y su norma da un valor de cortante; es otra pieza y otro documento.

¿Puedo reutilizar un pasador de aletas?

La norma verificó un doblado. El requisito de ductilidad de la ISO 1234 es que cada pata soporte doblarse sobre sí misma una vez, sin rotura visible en el doblez. Enderezar el pasador y volver a doblarlo es un segundo ciclo en el mismo sitio, y nada en la norma dice lo que le queda al material después. Use uno nuevo.

¿Por qué falta el pasador de aletas en la mayoría de las listas de métodos de bloqueo?

Porque no encaja en el eje habitual de esas listas, que es lo bien que una medida resiste el giro. El bloqueo positivo no resiste el giro, lo prohíbe más allá de un paso discreto, así que es absoluto frente al aflojamiento por giro e inútil frente al otro fallo, la pérdida lenta de fuerza de apriete por asentamiento de las superficies de contacto y relajación. Además tiene una consecuencia que no tienen los dispositivos basados en rozamiento: la precarga con la que se acaba es la que permitió el agujero, no la que se ajustó.

Referencias

• ISO 1234:1997 — pasadores de aletas; tabla 1 dimensiones, con la nota que define el tamaño nominal como diámetro del agujero y la nota sobre ferrocarril y carga transversal alterna, tabla 3 material, ductilidad, acabado superficial y ejecución
• ISO 7035 — tuercas hexagonales almenadas, el equivalente ISO de la DIN 935 (citada sin enlace: no pudimos verificar su número de catálogo)
• ISO 4042 — recubrimientos electrolíticos, a los que remite la ISO 1234 para pasadores recubiertos
• ISO 3269 — elementos de fijación, inspección de aceptación, la vía de aceptación a la que remite la ISO 1234

La ISO 1234:1997 se leyó en la vista previa pública, que para un documento de esa extensión contiene completos la tabla de dimensiones, sus dos notas y la tabla de requisitos; cada cifra citada aquí procede de esas páginas. Las normas de tuercas almenadas solo se confirmaron a nivel de catálogo. No pudimos verificar en una norma el número de ranuras de una tuerca almenada, así que en esta página no aparece ningún número de ranuras ni ningún paso angular, solo el hecho de que las posiciones son discretas. Las tablas de dimensiones de la DIN 935 llevan una columna que indica el pasador correspondiente, lo cual es una observación a nivel de catálogo y no una cláusula que hayamos leído. Las reglas de avanzar o retroceder son práctica de mantenimiento de vehículos y equipos; las normas de fijaciones no las contienen, y ambos sentidos se usan de verdad porque corresponden a uniones que ajustan magnitudes distintas. Nada de esto es un juicio sobre el remolque del hilo original, cuya especificación de rodamientos no tenemos. Los números de catálogo de la ISO 7035, la ISO 4042 y la ISO 3269 no se contrastaron con una segunda fuente.