Muelles de platillo
Arandelas muelles de platillo
 

PREGUNTAS FRECUENTES EN EL USO DE ARANDELAS DE MUELLES
(del tipo DIN 2093 – Bellevilles y de bridas).


 ¿Cual es la diferencia entre una arandela muelle de brida y una arandela muelle de platillo DIN 2093 ó Belleville (USA)?
 ¿Debe utilizarse uno ó dos muelles de brida por cada tornillo?
 ¿Como se cuando una arandela elástica está comprimida al 100%?

 ¿Por que otras arandelas muelles que tienen las mismas dimensiones que nuestras arandelas de brida tienen valores de fuerza máxima diferente?
 ¿Que tipos de protecciones anti-corrosivas están disponibles para este tipo de arandelas elásticas de brida?
 ¿Por que el acero inoxidable es magnético?
 ¿Ofrecen Muelles de disco de brida en material no magnético?
 ¿Cuantas veces puede ser usada una arandela de brida?

 ¿Que significa ¨Preset ¨?
 ¿Se debe cargar un muelle de platillo hasta estar comprimido al máximo?
 ¿Que carga debería usarse?
 ¿Que acero Inoxidable debo utilizar?
 ¿Que significa Mechanically Zinc Plate?

 

 

 ¿Cual es la diferencia entre una arandela muelle de brida y una arandela muelle de platillo DIN 2093 ó Belleville (USA)?
Las arandelas de brida son un tipo de muelles de platillo DIN 2093. La principal diferencia radica en la relación De/Di. Para las arandelas de brida esta relación se encuentra alrededor de 1,75. Este hecho permite a las arandelas de brida ser usada en lugares donde los pernos de unión se encuentran muy cerca entre ellos.

Por otro lado y como regla general, la fuerza en posición 100% comprimida de una arandela del tipo de brida es mayor si la comparamos con otra de DIN 2093 de igual diámetro exterior y espesor. Esto es así para cubrir la demanda de fuerza requerida en la mayoría de aplicaciones donde son utilizadas.

 

 

 ¿Debe utilizarse uno ó dos muelles de brida por cada tornillo?
La respuesta a esta pregunta depende de la aplicación. En la mayoría de los casos es suficiente con la utilización de un solo muelle. En otras aplicaciones con mucha dilatación se pueden poner dos muelles, uno de cada lado.

Consulte nuestro departamento técnico para el cálculo de la cantidad de muelles.

 

 

 ¿Como se cuando una arandela elástica está comprimida al 100%?
Muchos usuarios se quejan de que es difícil determinar cuando se ha llegado al 100% de la carga que resiste el muelle temiendo por una sobrecarga que causaría el efecto contrario al deseado. (rigidizar la unión).

Algunos técnicos dicen ¨sentir¨ cuando el muelle ha legado a su tope. Esto puede ser cierto para métricos de hasta media pulgada pero se dificulta para medidas mayores además de ser un ¨método¨ arriesgado.-

La forma mas adecuada para controlar la carga sobre la unión es controlando el torque que se aplica al tornillo en el momento del montaje. Por esta razón uno de los datos que aparecen en el listado de estas arandelas es el torque de apriete. Dado este torque a la unión y teniendo un coeficiente de fricción estándar para el acero de 0,2 resulta que habremos logrado que el muelle nos entregue su carga máxima sin excederla. Esta operación se debe realizar con una llave que posea torquímetro.

La ecuación a utilizar es:

                  T = K.Fi.d

Donde:

T: Momento torsor ó de apriete (N.mts)

K: Coeficiente de rozamiento. (Como se mencionó anteriormente este valor es de aprox. 0,2)

Fi (N) = Fuerza que se genera en el perno y que por lo tanto se transmite al muelle.

D (mts) = Diámetro del perno utilizado (M10 = 0,01 mts – M12 = 0,012 mts – M20  = 0,02 mts, etc)

 

 

 ¿Por que otras arandelas muelles que tienen las mismas dimensiones que nuestras arandelas de brida tienen valores de fuerza máxima diferente?
Esto es debido a que la mayoría de los fabricante de arandelas muelles DIN 2093 utilizan las fórmulas de Almen and Lazlo para el cálculo de fuerza de los muelles en función del desplazamiento. Esta ecuación funciona muy bien mientras se mantenga en lo cierto que los bordes de las arandelas son rectos y que las cargas se aplican en los bordes de los diámetros externo e internos de los muelles. Ahora bien, en realidad en las arandelas de brida y a medida que nos acercamos a la posición de flat (arandela plana) las fuerza se aplican un poco hacia adentro de los puntos que consideran Almen and Lazlo y esto hace incrementar el valor de fuerza. Por lo tanto las fuerzas indicadas en nuestro listado tienen en cuenta este fenómeno.

 

 

 ¿Que tipos de protecciones anti-corrosivas están disponibles para este tipo de arandelas elásticas de brida?
 Aparte del zinc plating, ofrecemos otros métodos de protecciones como nickel plating, cromado amarillo, phosfating (negro), recubrimiento de aceite, etc

 

 

 ¿Por que el acero inoxidable es magnético?
Todos los acero inoxidables son magnéticos con excepción del grupo de los austenísticos (serie 300). Incluso los del grupo austenísticos pueden volverse magnético si son trabajados en frío. Nuestras muelles son fabricados usando material trabajado en frío por lo tanto sensiblemente magnéticos.

 

 

 ¿Ofrecen Muelles de disco de brida en material no magnético?
Las respuesta es si; utilizando materiales estándares como el Inconel 718 y el Fosforo Bronce 510.

 

 

 ¿Cuantas veces puede ser usada una arandela de brida?
Indefinidamente, mientras durante su uso no se exceda sus límites ó no aparezcan daños por el buen ó mal uso. Pueden dañarse por excesivos ciclos a fatiga, por exposición durante mucho tiempo a temperaturas altas ó por exposición en ambientes altamente corrosivos, etc.-

 

 

 ¿Que significa ¨Preset ¨?
El presetting es parte del proceso de fabricación de los mulles de Platillos de alta calidad. Este proceso lleva momentáneamente a la posición de flat (máxima compresión posible) al muelle de platillo.- La pieza es primero fabricada a una altura un poco mayor a la altura definitiva. Durante el presseting los muelles ceden a su altura de diseño. El objetivo de este procedimiento es mejorar la vida a fatiga así como las performances generales del muelles, tales como relajación ó precisión en los valores de fuerzas vs desplazamiento.

A algunos muelles de platillos no se los somete al presetting debido a que es un procedimiento poco práctico y costoso para muelles pequeños y delgados.

Las arandelas muelles de brida raramente son preseteadas ya que normalmente no trabajan a fatiga y que deben cumplir con tolerancias de fabricación muy estrechas.

 

 

 ¿Se debe cargar un muelle de platillo hasta estar comprimido al máximo?
La respuesta a esta pregunta depende de la aplicación. Hay muchas situaciones donde este hecho es apropiado y muchas otras donde no lo es. Nuestros muelles de platillos están diseñados para que no se dañen incluso si se los comprime hasta el 100% de sus posibilidades. Esto no significa que deban cargarse hasta el 100% en todos los casos. Hay aplicaciones donde el muelle debe utilizarse a una carga considerablemente inferior respecto a su máxima carga. Por ejemplo, cuando la alta temperatura puede dañar el muelle, es necesario usar un muelle fuerte para mantener las tensiones en niveles bajos para disminuir la posibilidad de rotura del muelle.

 

 

 ¿Que carga debería usarse?
Esta es una pregunta muy frecuente. Tenemos que considerar la aplicación para determinar la carga adecuada. La determinación de esta carga para arandelas muelles de brida puede aproximarse teniendo en cuenta:

1) Decidir que carga ó torque debe utilizarse para un correcto sellado de la unión. Si es una unión entre bridas, entonces el fabricante de la junta debe decir cual es el valor. En el caso de una conexión eléctrica el diseñador de dicha conexión debe proporcionar el valor.

2) Decidir que material debemos utilizar en la producción de la arandela muelle. Generalmente sugerimos un material similar al de los pernos a utilizar en la unión.

3) Si se determinase que el muelle puede ser utilizado al 100% de la carga entonces simplemente se debe seleccionar un muelle de la lista cuya carga máxima sea similar a la carga de diseño de la junta. Puede ser necesaria la utilización de arandelas muelles en paralelo para alcanzar el valor de carga buscado. Teóricamente, la carga de diseño debe estar entre el 90 % y el 100 % de la carga máxima del muelle.

4) Comprobar que el muelle ó los muelles seleccionados quepan en el espacio disponible de la aplicación.

 

 

 ¿Que acero Inoxidable debo utilizar?
El Inoxidable AISI 301 es el menos costoso y el que ofrece mejor resistencia a la corrosión. El 17-7 PH tiene mejores propiedades mecánicas y resiste alta temperaturas (hasta 300 ºC). Además, desde que los muelles en acero inoxidables AISI 301 se fabrican por estampación utilizando material en condición: work hardened, el rango de tamaño de esta línea de producto es mucho mas limitada no siendo así para el 17-7 PH.-

 

 ¿Que significa Mechanically Zinc Plate?
Este es un método que utilizamos para aplicar zinc a nuestros muelles de cara a protegerlos contra la corrosión. El proceso consiste en rotar los muelles en una mezcla de partículas de zinc y piedras de cristal. La función de las piedras es que el zinc quede perfectamente adherido a los muelles. Esto proporciona una protección corrosiva para todas nuestras partes de acero y elimina el riesgo de fractura por presencia de hidrógeno que es muy común cuando este procedimiento se realiza utilizando algún método de deposición utilizando la electricidad. (electroplated).-