La calidad y confiabilidad de las conexiones de remaches es crucial en diversos sectores industriales como la construcción, la automoción y la aeronáutica. Sin embargo, existen situaciones en las que estos elementos pueden presentar fallos, poniendo en riesgo la seguridad y la eficiencia de los proyectos. En este artículo, analizaremos las posibles causas y consecuencias de los fallos de conexiones de remaches, así como las medidas preventivas que se pueden tomar para evitarlos. Si eres un profesional del sector o simplemente estás interesado en aprender más sobre este tema, ¡continúa leyendo!
¿Alguna vez has visto fallar las uniones remachadas?
Así es. Ésa es una de las razones por las que falla. Los remaches están sujetos a corte, como se puede ver en la imagen de error de arriba. La siguiente imagen es un ejemplo de una unión de remache que falla debido al desgarro de la placa.
Entonces, hay diferentes formas en que una conexión remachada puede fallar. A continuación se detallan las cuatro formas diferentes en que puede fallar una unión remachada.
- Rotura del plato por un borde.
- Demolición de la placa sobre una hilera de remaches.
- Cortando los remaches
- Aplastamiento de la placa o remaches.
Analicemos las posibles causas de falla en conexiones remachadas.
1. Rasgue el panel por un borde.
Como se muestra en la imagen de arriba, pueden aparecer grietas en el borde más cercano del panel. Para evitar este tipo de rotura de las conexiones de los remaches, debemos mantener el borde METRO = 1,5DDónde D es el diámetro del agujero.
2. Retire la placa sobre una hilera de remaches.
La unión remachada puede fallar debido a la tensión de tracción en las placas. La falla ocurre en la placa a través de la fila de remaches como se muestra en el diagrama de arriba.
Definamos cómo podemos prevenir este error de unión remachada.
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Consideremos la longitud del paso de la placa. (Cada remache provoca la rotura a lo largo de esta longitud de paso en la placa).
Supongamos que PAGt es la resistencia a la tracción o resistencia al desgarro para soportar el desgarro del panel.
PAG = división de los remaches
D = diámetro del agujero del remache
t = espesor de la placa
σt = Tensión de tracción admisible para el material de la placa
El área de desgarro se puede determinar a partir de la representación esquemática anterior. At = (PAG–D)t
∴ La resistencia al desgarro o tracción necesaria para arrancar la placa por longitud de paso es:
PAGt = At.σt
PAGt = (PAG – D)t.σt
De esta expresión podemos decir que si la resistencia a la tracción (PAGt) es mayor que la carga aplicada (PAG) por longitud de división, entonces este tipo de error no ocurrirá.
3. Cortar los remaches
Como se muestra en la animación anterior, las placas conectadas por los remaches aplican un esfuerzo cortante al cuerpo/vástago del remache. Si el cuerpo del remache no puede soportar este esfuerzo cortante, se corta.
En la animación anterior, el remache está cortado, lo que se puede llamar corte simple cuando está en la junta traslapada. Si no están conectados entre sí, experimentan el doble de corte. Este fenómeno se ilustra a continuación utilizando la junta a tope.
Descubramos cómo podemos prevenir este tipo de fallo por cortante en uniones remachadas.
Supongamos que PAGS es la resistencia al corte o resistencia al corte para soportar el corte en el remache.
D = diámetro del agujero del remache
τ = Tensión de corte admisible segura para el material del remache
norte = Número de remaches por longitud de paso.
Del diagrama anterior para un corte simple en la junta traslapada, el área de corte está dada por
AS = (π/4)d2
Si hay un doble corte en la junta a tope, la superficie de corte cede
AS = 2 × (π/4)d2 (AS = 1,875 × (π/4)d2 ……según las normas de calderas de la India)
∴ Resistencia al corte o fuerza de tracción requerida para cortar el remache por longitud de paso,
PAGS = norte × UnS × τ
PAGS = norte × (π/4)d2 × τ ………. para cortes individuales en juntas solapadas
PAGS = norte × 2×(π/4)d2 × τ ……… Para doble corte en la junta a tope
PAGS = norte × 1,875×(π/4)d2 × τ ………Para doble corte en junta a tope según las Regulaciones de Calderas de la India
Si la resistencia al corte (PAGS) es mayor que la carga aplicada (PAG) por longitud de división, entonces ocurrirá este tipo de error.
4. Aplastar la placa o los remaches
La cuarta forma en que falla una unión de remache ocurre cuando el remache se aplasta en lugar de cortarse y el orificio circular en las placas asume una forma ovalada en lugar de que las placas se agrieten. Esto hace que la conexión del remache se afloje.
Este tipo de fallo de una conexión de remache se denomina fallo de rodamiento. La zona que resiste esta acción es la zona proyectada del agujero o remache en el plano diametral.
Averigüemos cómo evitar que los remaches se aplasten en las conexiones remachadas.
Supongamos que PAGC es la resistencia a la presión o fuerza para soportar el aplastamiento en el remache.
D = diámetro del agujero del remache
t = espesor de la placa
σC = Tensión de compresión admisible y segura para el material del remache o de la placa
norte = Número de remaches por longitud de paso bajo aplastamiento
El área de ruptura se muestra en el diagrama de arriba.
AC = Alemán
El área total de rotura es = END
∴ La resistencia a la compresión o la fuerza de tracción requerida para aplastar el remache por longitud de paso viene dada por
PAGC = END.σC
Si la resistencia a la presión (PAGC) es mayor que la carga aplicada (PAG) por longitud de división, entonces ocurrirá este tipo de error.
¿Cómo se determina que una conexión remachada es segura?
Hemos discutido varios errores de conexión de remaches. También determinamos las ecuaciones de fuerza de resistencia. PAGtPAGS y PC para cada uno de los errores anteriores.
Ahora debemos asegurarnos de que las tres fuerzas de resistencia sean siempre mayores que las cargas aplicadas. De esta forma podremos asegurarnos de que la conexión remachada sea segura.
Esta fuerza máxima que puede transmitir sin provocar que falle la conexión del remache se denomina fuerza de la conexión del remache.
Pero, ¿qué tan efectivas son estas conexiones de remaches en comparación con otros métodos de conexión?
Por lo tanto, necesitamos calcular la eficiencia de la conexión del remache.
¿Pero cómo?
Eficiencia de la conexión de remaches.
La eficiencia de una unión remachada se define como la relación entre la resistencia de la unión remachada y la resistencia de la placa sólida o no remachada.
Ya hemos comentado que la fuerza de la conexión del remache = Mínima PAGt, PAGS, Y PAGC
Resistencia de la placa sólida o no remachada por longitud de paso, PAG = PAG × t ×σt
PAG = división de los remaches,
t = espesor de la placa y
σt = Esfuerzo de tracción admisible del material de la placa.
∴ La eficiencia de la conexión del remache, η = (Al menos de PAGt, PAGS Y PAGC) / (PAG × t ×σt)
Diploma
Hemos analizado cuatro posibles formas en que fallan las uniones remachadas y cómo podemos prevenir tales fallas. Y descubrió lo segura que es una conexión remachada. Se discutió la eficiencia de la conexión remachada. Háganos saber lo que piensa en la sección de comentarios a continuación.
¿Alguna vez has visto una falla en las juntas remachadas?
¡Así es! Esa es una de las formas en que fallan. Existe corte por cizallamiento en los remaches como se muestra en la imagen de falla anterior. La siguiente imagen es un ejemplo de la falla de una junta remachada debido al desgarro de la placa.
- Desgarro de la placa en un borde
- Desgarro de la placa a través de una fila de remaches
- Cizallamiento de los remaches
- Aplastamiento de la placa o remaches
Vamos a discutir esas posibles formas de falla en juntas remachadas:
1. Desgarro de la placa en un borde
Imagen: Desgarro de la placa en un borde
Como se muestra en el diagrama anterior, el desgarro puede ocurrir en el borde más cercano de la placa. Para evitar este desgarro en las juntas remachadas, debemos mantener el margen m = 1.5d, donde d es el diámetro del agujero.
2. Desgarro de la placa a través de una fila de remaches
IMAGEN: Desgarro de la placa a través de una fila de remaches
La junta remachada puede fallar debido al esfuerzo de tracción en las placas. La falla ocurre en la placa a lo largo de una fila de remaches como se muestra en el diagrama anterior.
Veamos cómo podemos prevenir esta falla en las juntas remachadas.
Consideremos una longitud de paso de la placa. (Cada remache causa la falla a lo largo de esta longitud de paso en la placa).
Supongamos que Pt es la resistencia al desgarre o resistencia al desgarre para resistir el desgarro en la placa.
p = Paso de los remaches
d = Diámetro del agujero del remache
t = Espesor de la placa
σt = Tensión de tracción permisible para el material de la placa
Según el diagrama anterior, el área de desgarro se puede obtener como At = (p–d)t
Por lo tanto, la resistencia al desgarro o tracción requerida para desprender la placa por longitud de paso es:
Pt = At.σt
Pt = (p – d)t.σt
A partir de esta expresión, podemos decir que cuando la resistencia al desgarro (Pt) es mayor que la carga aplicada (P) por longitud de paso, entonces este tipo de falla no ocurrirá.
3. Cizallamiento de los remaches
Imagen: Cizallamiento de los remaches
Como se muestra en la animacion anterior, las placas que están unidas por los remaches ejercen estrés de cizallamiento en el cuerpo/vástago del remache. Si este estrés de cizallamiento no puede ser resistido por el cuerpo del remache, entonces se cortarán.
En la animación anterior, el remache que se está cortando puede considerarse como corte simple cuando están en juntas superpuestas. Si están en una unión a tope, experimentarán corte doble. Este fenómeno se muestra a continuación con la junta a tope.
Imagen: Cizallamiento de los remaches
Veamos cómo podemos prevenir este tipo de falla por cizallamiento en las juntas remachadas.
Supongamos que Ps es la resistencia al cizallamiento o resistencia al cizallamiento para resistir el cizallamiento en el remache.
d = Diámetro del agujero del remache
τ = Tensión de cizallamiento permisible para el material del remache
n = Número de remaches por longitud de paso
Según el diagrama anterior para un corte simple en una junta superpuesta, el área de corte se da por:
As = (π/4)d^2
Si hay corte doble en una unión a tope, entonces el área de corte se da por:
As = 2 × (π/4)d^2 (As = 1.875 × (π/4)d^2 … segun las Reglamentaciones de Calderas de India)
Por lo tanto, la resistencia al cizallamiento o tracción requerida para cortar el remache por longitud de paso es:
Ps = n × As × τ … para corte simple en junta superpuestaPs = n × 2×(π/4)d^2 × τ … para corte doble en junta a topePs = n × 1.875×(π/4)d^2 × τ … para corte doble en junta a tope según las Reglamentaciones de Calderas de India
Cuando la resistencia al cizallamiento (Ps) es mayor que la carga aplicada (P) por longitud de paso, entonces este tipo de falla ocurrirá.
4. Aplastamiento de la Placa o Remaches
Imagen: Aplastamiento de la Placa o Remaches
La cuarta posibilidad de falla en una junta remachada ocurre cuando el remache se aplasta en lugar de cortarse y el agujero circular en las placas se convierte en una forma ovalada en lugar de desgarrarse. Debido a esto, la junta remachada se vuelve floja.
Este tipo de falla en una junta remachada de esta manera se conoce como falla por aplastamiento. El área que resiste esta acción es el área proyectada del agujero o del remache en el plano diametral.
Veamos cómo podemos prevenir este aplastamiento del remache en las juntas remachadas.
Supongamos que Pc es la resistencia al aplastamiento o resistencia al aplastamiento para resistir el aplastamiento en el remache.
d = Diámetro del agujero del remache
t = Espesor de la placa
σc = Tensión de aplastamiento permisible para el material del remache o de la placa
n = Número de remaches por longitud de paso bajo aplastamiento
A partir del diagrama anterior, el área de aplastamiento es:
Ac = d.t
El área total de aplastamiento será = n.d.t
Por lo tanto, la resistencia al aplastamiento o tracción requerida para aplastar el remache por longitud de paso es:
Pc = n.d.t.σc
Cuando la resistencia al aplastamiento (Pc) es mayor que la carga aplicada (P) por longitud de paso, entonces este tipo de falla ocurrirá.
¿Cómo determinar si una junta remachada es segura?
Hemos discutido diferentes fallas en las juntas remachadas. También hemos determinado las ecuaciones de fuerza de resistencia Pt, Ps y Pc para cada una de las fallas anteriores, respectivamente.
Ahora debemos asegurarnos de que estas tres resistencias siempre sean mayores que las cargas aplicadas. De esta manera, podemos asegurarnos de que la junta remachada sea segura.
La fuerza máxima que puede transmitir sin causar la falla de la junta remachada se llama Resistencia de la Junta Remachada.
Pero, ¿qué tan efectivas son estas juntas remachadas en comparación con otros métodos de unión?
Por eso necesitamos calcular la eficiencia de la junta remachada.
Pero, ¿cómo?
Eficiencia de la Junta Remachada
La eficiencia de una junta remachada se define como la relación entre la resistencia de la junta remachada y la resistencia de la placa sólida o sin remachar.
Ya hemos discutido que resistencia de la junta remachada = Menor de Pt, Ps y Pc
Resistencia de la placa sólida o sin remachar por longitud de paso, P = p × t × σt
p = Paso de los remaches
t = Espesor de la placa
σt = Tensión de tracción permisible para el material de la placa
Por lo tanto, la eficiencia de la junta remachada, η = (Menor de Pt, Ps, y Pc) / (p × t × σt)
En conclusión, hemos discutido la falla de las juntas remachadas en 4 posibles formas y determinado cómo podemos prevenir tales fallas. También hemos determinado cómo una junta remachada es segura. Discutimos la eficiencia de la junta remachada. Déjanos saber qué piensas al respecto en la sección de comentarios.