Problemas de bloqueo y soluciones de los tornillos de acero inoxidable

¿Qué significa bloqueo? El bloqueo, también conocido como mordida, se refiere a que el tornillo y la tuerca en el proceso de fijación se produce el fenómeno de retención de la mordida, generalmente se produce entre el tornillo de acero inoxidable y la tuerca de acero inoxidable, por lo que también se conoce como bloqueo de tornillo de acero inoxidable o mordida de tornillo de acero inoxidable.

Qué ocurre cuando se produce un bloqueo

1.Instalación con herramienta eléctrica (o neumática)

1.Instalación rápida con herramientas eléctricas (o neumáticas, lo mismo que a continuación).
Incluso en estado libre (es decir, sin presión), la instalación rápida de tornillos 304 con tuercas 304 (o tornillos 316 con tuercas 316) utilizando herramientas eléctricas está destinada a producir un bloqueo. En cuanto a la probabilidad de bloqueo, y la velocidad de la herramienta eléctrica, cuanto más rápida sea la velocidad, mayor será la probabilidad de bloqueo, cuanto más lenta sea la velocidad, menor será la probabilidad, en algunos casos extremos, como las herramientas eléctricas que atornillan y desatornillan repetida y rápidamente, y las herramientas eléctricas para instalar tuercas de bloqueo (incluyendo el bloqueo de nylon, el bloqueo de metal, el aplanamiento de las tuercas de bloqueo, etc.), puede ser hasta el 100% de bloqueo. (Este es un ejemplo de bloqueo de una herramienta eléctrica equipada con una tuerca de nylon de bloqueo de acero inoxidable en un tornillo de acero inoxidable)

Sin embargo, no existe ningún problema de bloqueo si la instalación se realiza manualmente, lo que también muestra la correlación entre la instalación de herramientas eléctricas y la aparición de bloqueos.

2. Torsión de alta resistencia, desequilibrio, inclinación y montaje excéntrico

Un ejemplo típico de torsión de alta resistencia y montaje desequilibrado es el montaje de bridas.

La brida, como pieza de soporte clave para el equipo, tiene una gran fuerza de instalación. Tanto si hay un manual de instrucciones como si no, he visto a demasiados trabajadores atornillar siempre hasta la saciedad; al mismo tiempo, la brida se instala a lo largo del borde de la brida, y hay un desequilibrio en el proceso de apriete de los tornillos, los dos puntos anteriores conducen a una probabilidad correspondientemente mayor de bloqueo
La brida es un caso representativo de bloqueo, hay peligros ocultos similares en el entorno de la instalación, como
Instalación inclinada.
La boca del tornillo y la tuerca no están correctamente alineadas (es decir, con centros diferentes.).

¿Cuál es el motivo?

Las razones fundamentales son dos.
1.pegajosidad
2.calor
El primer punto es que la "pegajosidad" es una propiedad única del acero inoxidable 304 (y 316), cómo entender el concepto de "pegajosidad", podemos imaginarnos una buena masa comparada con una piedra, es obvio que la masa es pegajosa.

Parámetros físicos: ductilidad, (la ductilidad es una propiedad mecánica de una sustancia que indica la capacidad de un material para deformarse plásticamente antes de ser sometido a una fuerza que produce una ruptura) A continuación se muestra una captura de pantalla de una tabla de la composición química del acero inoxidable 304.

Como comparación, se ha seleccionado el material más comúnmente utilizado para la producción de elementos de fijación de acero al carbono: 10B21. A continuación se muestra una captura de pantalla de la tabla de composición del 10B21.

Lo he marcado en rojo. Lo he recopilado en la siguiente tabla comparativa (ductilidad del acero inoxidable 304 frente al 10B21).

La tabla anterior muestra que el acero inoxidable 304 es mucho más dúctil que el acero al carbono 10B21. No necesitamos aprender sobre ello, pero según nuestro sentido común podemos apreciar: entre los metales que conocemos, el oro, la plata y el cobre (especialmente el cobre puro) tienen una alta ductilidad, mientras que del acero al tungsteno, la ductilidad del acero rápido es definitivamente baja.
¿Está cerca de concluir que cuanto más duro es el metal, menos dúctil es, y cuanto más blando es el metal, más dúctil es? Hay una correlación, pero no del todo, lo que por supuesto es un tema para otro día y no se discutirá aquí. En cualquier caso, el 304 es más dúctil.

De hecho, si usted es profesor de procesamiento de materiales de acero inoxidable, debe tener esta experiencia: precisamente por sus características viscosas y dúctiles, los materiales 304/316 se mecanizan con virutas arrugadas o en forma de resorte, mientras que otros materiales, como el latón o el acero al carbono, presentan virutas desmenuzadas o filamentosas durante el proceso de torneado. Aquí estamos fabricando una tuerca de acero inoxidable (el chorro de aceite se ha retirado para la foto):

Su desprendimiento de virutas no es fácil, y el proceso requiere incluso personal dedicado a limpiar el desprendimiento de virutas.
Después de hablar de la ductilidad, echemos un vistazo a la conductividad térmica del acero inoxidable. A continuación se presenta una tabla comparativa de la conductividad térmica del acero inoxidable, el acero al carbono y el cobre:

La tabla anterior muestra que el acero inoxidable no favorece la conductividad térmica, que el cobre es bueno y que el acero al carbono ocupa el segundo lugar.
Si entiende la adherencia y la conductividad térmica del acero inoxidable, habrá adivinado básicamente la razón por la que se producen los bloqueos, que es:
La pegajosidad del propio acero inoxidable determina que los tornillos y las tuercas se muerdan fácilmente, y el calor generado por la fricción favorece este fenómeno. Al instante, todo el proceso es así:

Cuando un tornillo de acero inoxidable se encaja en su sitio

La presión y el calor generados entre los dientes destruyen y borran la capa de óxido de cromo que hay entre ellos

Se produce un bloqueo y cizallamiento directo en uno de los puntos de contacto del estriado

Se produce entonces la adhesión

La adhesión se produce de forma continua (normalmente en una vuelta completa del diámetro del diente), formando una cara

Los elementos de fijación de acero inoxidable quedan completamente bloqueados

Ya no se puede quitar ni bloquear.

La solución
La solución a la mordida de los tornillos de acero inoxidable no es sólo una necesidad unilateral del fabricante de fijaciones, sino que sin duda requiere la referencia y la mejora del usuario.
Como proveedor.
1. La solución común en la actualidad es la conductividad térmica y el tratamiento de lubricación. La superficie de la rosca se recubre con aceite conductor del calor y lubricante y se seca para acelerar la disipación del calor y reducir el calor generado por la fricción, y se puede aplicar cuando el tornillo se utiliza con la tuerca.
2 Algunas empresas aplican una capa de cera a la superficie, el principio es el mismo.

Como usuario.
1. es necesario reconsiderar la viabilidad de las herramientas eléctricas para encontrar un equilibrio entre la garantía de una instalación eficaz y la reducción de las posibilidades de bloqueo. bajar la velocidad de la herramienta eléctrica es quizás la forma más intuitiva de hacerlo.
2. Esto se aplica generalmente a los tornillos y tuercas para instalaciones de alta resistencia, como las conexiones con bridas mencionadas anteriormente, pero por supuesto esta solución tendrá aceite en la superficie de la rosca.
3. Por supuesto, también es necesario evitar la instalación brusca, como se ha mencionado anteriormente, nunca es aceptable "atornillar hasta la muerte", con una llave dinamométrica para evitar el uso excesivo.

Cobre, aluminio, tornillos de titanio de bloqueo
De hecho, los tornillos de cobre también son fáciles de bloquear, sólo en comparación con los tornillos de acero inoxidable no es tan prominente, mejor es la calidad de los tornillos de cobre más fácil es para bloquear, a menudo porque las tuercas de cobre de buena calidad que otros de alto contenido de cobre, y algunos tornillos de cobre de mala calidad con alto contenido de plomo y menos contenido de cobre. La alta ductilidad del cobre hace que se bloquee fenómeno, pero el cobre tiene una gran ventaja, su conductividad térmica es muy buena, puede ser la disipación de calor oportuna, por lo que un gran grado de presentación y evitar el bloqueo
Los tornillos de aluminio y titanio también tienen este problema
Pero los tornillos de acero al carbono no se bloquean. La razón por la que los tornillos de acero al carbono se rompen enseguida pero no se bloquean es que el acero al carbono es mucho menos dúctil que el acero inoxidable.
Entonces, ¿la ductilidad es una ventaja o una desventaja? Como propiedad mecánica, es sin duda una ventaja. En resumen, mientras no se supere su umbral, el acero inoxidable puede soportar mayores índices de estiramiento, lo que sin duda es mejor en entornos vibratorios, y una mayor vida a la fatiga. Es sólo como bloqueo que esta propiedad tiene la culpa.