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La Coctelera

MATERIALES PARA ARANDELAS DIN 2093

¿Que tipo de materiales son adecuados para las arandelas muelle? Esto dependerá de las necesidades respecto al entorno de trabajo, en función de la corrosión, la temperatura

Los muelles de platillo estándar son de acero al Cromo Vanadio, con un Módulo de Elasticidad de 206.000 N/mm2 a 20ºC y un coeficiente de Poisson m = 0,3. Habitualmente el material estándar más utilizado es el 51CrV4. Por otro lado los aceros al Carbono (CK67) son únicamente usados para muelles de disco pertenecientes al Grupo 1 (t<1,25).

Materiales Especiales

Para aplicaciones especiales, existe una amplia variedad de materiales . Estos materiales tendrán marcadas diferencias en las propiedades mecánicas en comparación con los muelles de acero estándar. Estas diferencias en las propiedades deberán tenerse en cuenta a la hora de hacer los correspondientes cálculos. Seleccionando el material adecuado podemos conseguir muelles para realizar trabajos a temperatura negativas de hasta -260ºC y positivas hasta 700 ºC. Así mismo algunos de los materiales son interesantes por su alta resistencia a la corrosión o por sus propiedades no-magneticas.

Protecciones adicionales contra la Corrosión:

Existe la posibilidad de aplicar un acabado a los muelles de platillos estándares con distintos tipos de recubrimientos, con el objeto de darles una mayor protección ante agentes corrosivos sin la necesidad de recurrir a materiales especiales .

Aquí incluimos una relación de materiales para arandelas muelle:

Nombre Abreviado Numero Material DIN Modulo de Elasticidad kN/mm2 Rango de temperatura de operatividad ºC
20ºC 100ºC 200ºC 300ºC 400ºC 500ºC 600ºC 700ºC 800ºC
Ck67 1.1231 17222 206 - - - - - - - - -20 hasta 60
Ck75 1.1248 17222 206 - - - - - - - - -20 hasta 60
50CrV4 1.8159 17222 206 202 196 - - - - - - -50 hasta 100
51CrMoV4 1.7701 17221 206 202 196 - - - - - - -50 hasta 100
48CrMoV67 1.2323 17350 206 202 196 189 179 - - - - -60 hasta 300
X30WCrV53 1.2567 - 206 202 196 189 179 168 - - - -60 hasta 400
X35CrMo17 1.4122 - 209 205 199 192 181 172 - - - -60 hasta 400
X22CrMoV121 1.4923 17240 206 202 196 189 179 168 - - - -60 hasta 500
X7CrNiAl177 1.4568 17224 200 195 185 175 165 - - - - -200 hasta 350
X12CrNi177 1.4310 17224 190 185 - - - - - - - -200 hasta 100
X5CrNiMo17122 1.4401 17224 185 180 - - - - - - - -200 hasta 100
NiCr19NbMo 2.4668 65021 200 195 190 184 178 172 167 160 - -260 hasta 700
NiCr15Fe7TiAl 2.4669 - 214 207 198 190 179 170 158 - - -260 hasta 600
NiCr20Co18Ti 2.4969 17754
59745
206 201 195 189 181 175 167 160 151 -260 hasta 800
Duratherm 600 - - 220 214 207 200 193 185 - - - -260 hasta 500
CuBe1.7 2.1245 17666
17670
135 131 125 - - - - - - -260 hasta 200
CuBe2 2.1247 17666
17670
135 131 125 - - - - - - -260 hasta 200
TiAl6V4 3.7165 17851
17860
114 110 105 98 93 - - - -

-70 hasta 350

ARANDELAS DE PRESION EN VALVULAS

SOLUCION A LAS FUGAS EN LAS VALVULAS

 

CON ARANDELAS DE PRESION

 

 

 

Las fugas en las válvulas vienen motivadas habitualmente por el efecto que producen las vibraciones y los cambios de presión o temperatura a lo largo del tiempo.

Esto es posible de evitar mediante el uso de arandelas de presión, las cuales contrarrestan las vibraciones y compensan las dilataciones y contracciones del conjunto. Estas arandelas, debido a su naturaleza elástica, son capaces de devolver una fuerza suficiente y constante en el tiempo, manteniendo así inalterable la presión de apriete y evitando relajación en el conjunto.

 

Es posible montarlas de forma combinada en apilamientos. De esta forma podemos conseguir la combinación de fuerza y desplazamiento que necesitemos. Estas arandelas están disponibles en diferentes materiales, para soportar temperaturas de trabajo entre -240ºC y 600ºC, así como condiciones altamente corrosivas.

 

 

ARANDELAS SEGUN NORMA DIN 2093

LA NORMA DIN 2093

Tal como ya hemos hablado hay diversos tipos de arandelas. Las arandelas elásticas o arandelas muelle son aquellas que están fabricadas según la norma din 2093.

La norma DIN 2093 fija los estándares mínimos de calidad para los diferentes procesos de fabricación relativos a los muelles de disco, por ejemplo:

Tolerancias en sus dimensiones y en sus prestaciones. (Fuerza, desplazamiento, etc).- Tolerancias entre los componentes que participan del montaje de un conjunto de muelles de discos. Materiales. Protecciones Anticorrosivas, etc.-

La norma DIN 2093, clasifica los muelles de disco según dos criterios:

Por el espesor (t) del muelle de disco:

Grupo 1: t < 1.25 mm
Grupo 2: 1.25 mm < t < 6 mm
Grupo 3 : 6 mm < t < 14 mm

Por la fuerza relativa del muelle:

Se clasifican para cada medida Standard en tres series, A, B y C, según la relación entre su diámetro externo (De) y el espesor (t).-

Serie A : De/t 18; muelles de fuerza alta; gráfica Fuerza/Deflexión casi lineal.
Serie B : De/t 28; muelles de fuerza media; gráfica Fuerza/Deflexión algo curva.
Serie C : De/t 40; muelles de fuerza baja; gráfica Fuerza/Deflexión curva.

Cabe mencionar que debido al aumento en la utilización de los muelles de discos, hoy en día existen muelles que no pertenecen a ninguna serie pero tienen el mismo carácter de estándar que los de las series mencionadas.

TENSIONES EN ARANDELAS MUELLE

TENSIONES PERMISIBLES EN ARANDELAS MUELLE

Al flexionar un muelle de disco, las capas superiores del disco quedan sometidas a tensiones de compresión, mientras que las capas inferiores quedan sometidas a tensiones de tracción.

Estas tensiones de tracción son las que tras un número excesivamente alto de flexiones pueden producir rotura.

Cuando el número de flexiones es inferior a 5000 puede considerarse una aplicación como estática.

El número de ciclos que puede esperarse de un muelle de disco antes del fallo está determinado por la magnitud del cambio de tensiones que se dé en un punto determinado de la superficie inferior al pasar de la flexión menor a la flexión mayor.

Dependiendo de las dimensiones del muelle de disco, dicho salto de tensiones será mayor en el punto II ó en el punto III, y por tanto el punto critico será el II o bien el III.

Aproximadamente puede decirse que para un disco grueso el punto crítico será el II y para un disco delgado el punto crítico será el III.

Los efectos inconvenientes de las tensiones de tracción pueden ser efectivamente contrarrestados en cierta medida mediante la precarga del muelle en su utilización.

La mínima precarga debiera ser de aproximadamente 15% a 20% de la flexión total, dependiendo del nivel general de tensiones en el muelle de disco.

 

Mas información en:

http://www.surisa.es/tensionesmuelles.html


EL MUELLE DE DISCO

Los muelles de disco son arandelas a las que se ha dado forma cónica, de modo que cuando se cargan axialmente cambian de forma. Con mucha aproximación puede suponerse que la sección rectangular del disco gira alrededor de su eje central C, almacenando energía elástica comprimiendo las capas superiores y extendiendo las inferiores.

Esta consideración es la base en la que se fundamentan las ecuaciones que describen este hecho y fueron desarrolladas en los años 30 por dos ingenieros de General Motors, Almen y Lászlo. Estas ecuaciones son a su vez el fundamento matemático de la norma DIN 2092 que recoge los aspectos de cálculo de los muelles de disco.

Podemos también ver información sobre la norma que rige la fabricación de los muelles DIN 2093 en:

http://www.surisa.es/normadin2093.html

En comparación con otro tipo de muelles, los muelles de disco sufren deflexiones pequeñas bajo cargas grandes, y si interesan deflexiónes mayores, pueden conseguirse fácilmente dada su facilidad para montarse en serie.

PREVENCIÓN DE FUGAS EN LAS JUNTAS DE SELLADO

CON ARANDELAS DE PRESION PARA BRIDAS

 

 

En la canalización de líquidos y gases, es un problema habitual las fugas que se producen en las uniones con el paso del tiempo. Esto es debido a las vibraciones, la relajación de los pernos y a lo que se conoce como “colapso térmico” . Los diferentes coeficientes de dilatación y contracción de los materiales empleados en la unión (cañería, tuerca, perno...), provocan desajustes temporales en la unión causando fugas. En el intento de solventar estos problemas, se incurre a menudo en altos costes de mantenimiento, e incluso en ocasiones se llega a roturas mecánicas de los pernos o las juntas, debido al exceso de presión soportada en un contacto sin elasticidad.

 

La forma de evitarlo, es el uso de arandelas de presión para bridas en los pernos. Estos elementos elásticos, absorben y compensan la relajación y las dilataciones del conjunto, debidas a presión o temperatura. Para ello, mantienen precargada la unión a una tensión constante, evitando de esta forma las fugas.

Dependiendo del entorno de trabajo, estas arandelas pueden fabricarse en diferentes materiales inoxidables. Aquí podemos ver algunos de ellos: http://www.arandelas-belleville.com/inoxidables.php

Estas arandelas, pueden trabajar en entornos sumamente corrosivos y a temperaturas desde -240ºC hasta 600ºC.

Introducción a las Arandelas

Hola,

Tan solo unas breves palabras para introducir este blog, así como describir los contenidos que publicaremos.

Este es un blog técnico en el que trataremos de aportar conocimiento e información sobre las arandelas muelle y las arandelas de presión.

Es común en el mundo de la industria, conocer la existencia de este producto, pero confundir los tipos de arandela existente y las aplicaciones más adecuadas según el tipo.

Al referirnos a arandelas, en nuestro caso nos centraremos exclusivamente en aquellas arandelas que realizan una función de muelle dinámico o bien una función de presión sobre un elemento como puede ser un perno, con el objeto de mantener una tensión en el tiempo y absorber las dilataciones térmicas y las vibraciones.

No hablaremos aquí al respecto de las arandelas planas, cuya única función es la de separación.

Un saludo