Todos los mecánicos las han usado, pero la mayoría no sabe cuántos tipos diferentes de lavadoras existen, de qué materiales están hechas y cómo usarlas correctamente. A lo largo de los años, hemos recibido numerosas preguntas sobre las lavadoras, por lo que hace tiempo que deberíamos publicar un artículo técnico que comparta información sobre estos dispositivos de hardware.

Recientemente cubrimos el arte de fabricar sujetadores de alto rendimiento con Automotive Racing Products, Inc. (ARP), cubriendo a fondo las tuercas y tornillos del tema. Ahora es el momento de rendir homenaje al componente de fijación que a menudo se da por sentado: la humilde arandela.

En los siguientes párrafos, cubriremos qué son las lavadoras, los diferentes tipos de lavadoras, qué hacen, cómo se fabrican, dónde y cuándo usarlas – y sí, incluso discutiremos si las lavadoras son direccionales o no.

En términos generales, una arandela es simplemente una placa en forma de disco con un agujero en el centro. Si bien el diseño puede parecer primitivo, las lavadoras en realidad suponen una tarea complicada. Se utilizan comúnmente para distribuir la carga de un sujetador roscado, como un perno o un tornillo de cabeza.

También se pueden usar como espaciadores o, en algunos casos, como almohadilla de desgaste, dispositivo de bloqueo o incluso para reducir la vibración, como una arandela de goma. El diseño básico de la lavadora presenta un diámetro exterior que es dos veces mayor que el diámetro interior de la lavadora.

Las arandelas, que suelen estar hechas de metal, también pueden estar hechas de plástico o caucho, según la aplicación. En maquinaria, las uniones atornilladas de alta calidad requieren arandelas de acero endurecido para evitar mellas en las superficies de la unión. Esto se llama Brinelling. Estas pequeñas hendiduras pueden eventualmente provocar una pérdida de precarga en el sujetador, vibraciones o vibración excesiva. A medida que la condición continúa, estos movimientos pueden acelerarse y generar otro tipo de desgaste que a menudo se define como desconchamiento o irritación.

Las arandelas también ayudan a prevenir la corrosión galvánica, una condición que existe cuando ciertos metales entran en contacto entre sí. Un metal actúa como ánodo y el otro como cátodo. Para ralentizar o impedir este proceso desde el principio se utiliza una arandela entre el perno o tuerca y el metal a unir.

Además de distribuir uniformemente la presión sobre la pieza que se está asegurando y reducir las posibilidades de dañar la pieza, las arandelas también proporcionan una superficie lisa para la tuerca o el perno. Esto hace que sea menos probable que la junta fijada se afloje en comparación con una superficie de fijación irregular.

Hay arandelas especiales diseñadas para proporcionar un sello, un punto de conexión a tierra eléctrica, alinear el sujetador, mantener cautivo el sujetador, aislar o proporcionar presión axial a la junta. Discutiremos brevemente estas lavadoras especiales en el texto siguiente.

También hemos visto un par de formas de utilizar incorrectamente arandelas como parte de una junta fijada. Ha habido muchos casos en los que los mecánicos de árboles de sombra han utilizado pernos o tuercas de diámetro demasiado pequeño para la pieza que unen. En estos casos, la arandela tiene un diámetro interior que se ajusta al perno, pero no permite que la cabeza del perno o la tuerca se deslice a través del orificio del componente que se está uniendo. Esto es buscar problemas y nunca debe intentarse en ningún lugar de un auto de carreras.

Lo más habitual es que los mecánicos utilicen un perno demasiado largo, pero que carece de rosca suficiente, lo que no permite apretar la junta. También se debe evitar apilar un puñado de arandelas en el vástago como espaciador hasta que se pueda apretar la tuerca. Elija la longitud correcta del perno. El uso inadecuado de las lavadoras puede provocar daños o lesiones.

En términos generales, hoy en día se fabrican varios tipos de lavadoras en el mundo. Algunos están hechos específicamente para usarse en juntas de madera, mientras que otros son para plomería. Cuando se trata de necesidades automotrices, el especialista en I+D de ARP, Jay Coombes, nos dice que sólo se utilizan cinco tipos en el mantenimiento de automóviles. Están la arandela plana (o arandela plana), la arandela de guardabarros, la arandela dividida (o arandela de seguridad), la arandela de estrella y la arandela de inserción.

Curiosamente, no encontrará una arandela dividida en la enorme oferta de sujetadores de ARP. "Son principalmente útiles con sujetadores de diámetro pequeño en condiciones de carga baja", explicó Coombes. ARP tiende a centrarse en sujetadores de carreras de alto rendimiento que funcionan en condiciones de carga más altas. Existen variantes de este tipo de arandelas que sirven para propósitos específicos, como la arandela plana con dientes en la parte inferior.

Una arandela plana es el intermediario preferido entre la cabeza de un perno (o tuerca) y el objeto que se va a fijar. Su propósito principal es distribuir la carga de un sujetador apretado para evitar daños a la superficie de unión. "Esto es especialmente importante en el caso de los componentes de aluminio", afirma Coombes.

El Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI) ha proporcionado un conjunto de estándares para uso general y las arandelas planas exigen dos tipos. El tipo A se define como una arandela con amplias tolerancias donde la precisión no es crítica. El tipo B es una arandela plana con tolerancias más estrictas donde los diámetros exteriores se clasifican como estrechos, regulares o anchos para sus respectivos tamaños de pernos (diámetro interior).

Como mencionamos antes, las lavadoras son más complicadas que una simple explicación de una organización. De hecho, hay varios. La Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE) clasifica las arandelas planas según el espesor del material, con diámetros interiores y exteriores más pequeños en comparación con la forma en que la organización de Estándares de los Estados Unidos (USS) ha definido las arandelas planas.

Los estándares USS son los estándares de las arandelas en pulgadas. Esta organización caracteriza el diámetro interior y exterior de una arandela para adaptarse a roscas de perno más gruesas o más grandes. Las lavadoras USS se utilizan a menudo en aplicaciones automotrices. Con tres organizaciones que especifican tres estándares diferentes para arandelas simples, claramente las arandelas son más complicadas de lo que su simple apariencia haría creer.

Según Coombes de ARP, “el tamaño y la calidad de la lavadora en sí merecen una consideración minuciosa. Debe tener suficiente espesor y tamaño para distribuir adecuadamente la carga”. Coombes añade: “También es muy importante que la arandela esté paralela y perfectamente plana para aquellas aplicaciones cruciales con cargas de torsión más altas. Cualquier otra cosa puede provocar una precarga desigual”.

Se trata de arandelas que tienen un diámetro exterior extra grande en proporción a su orificio central. También está diseñado para distribuir la fuerza de sujeción, pero debido a su mayor tamaño, la carga se distribuye sobre un área mayor. Durante muchos años, estas arandelas se utilizaron para fijar guardabarros a los vehículos, de ahí el nombre. Las arandelas de defensa pueden tener un diámetro exterior mayor, pero generalmente están hechas de material de calibre delgado.

Las arandelas divididas tienen flexibilidad axial y se utilizan para evitar que se aflojen debido a la vibración. Foto de www.amazon.com.

Las arandelas divididas, también llamadas arandelas de resorte o de seguridad, tienen flexibilidad axial. Se utilizan para evitar que se aflojen debido a la vibración. El concepto detrás de las arandelas divididas es simple: actúa como un resorte para ejercer presión sobre el objeto que se está uniendo y la cabeza del perno o tuerca.

ARP no fabrica estas arandelas porque la mayoría de los sujetadores que desempeñan funciones clave en el motor, la transmisión, el chasis y la suspensión se aprietan con una especificación de torsión específica, aplicando la fuerza de sujeción adecuada. Hay pocas o ninguna posibilidad de que el sujetador se afloje sin usar una herramienta.

La mayoría de los ingenieros están de acuerdo en que una arandela elástica, cuando se aprieta con especificaciones más altas, se estirará hasta cierto punto. Cuando esto sucede, la arandela partida perderá su tensión e incluso puede alterar la precarga precisa de la junta fijada.

Las arandelas en estrella tienen dientes que se extienden radialmente hacia adentro o hacia afuera para morder la superficie del sustrato y evitar que se afloje el sujetador. Foto de www.amazon.com.

Las arandelas en estrella tienen casi el mismo propósito que una arandela dividida. Están destinados a evitar que se afloje un sujetador. Estas son arandelas con dientes que se extienden radialmente (hacia adentro o hacia afuera) para morder la superficie del componente. Por diseño, se supone que “se clavan” en la cabeza del perno/tuerca y en el sustrato para evitar que el sujetador se afloje. Las arandelas de estrella se utilizan normalmente con pernos y tornillos más pequeños asociados con componentes eléctricos.

La prevención de la rotación y, por tanto, la precisión de la precarga, ha llevado a ARP a fabricar arandelas especiales dentadas en la parte inferior. La idea es que agarren el elemento que se está adjuntando y proporcionen una plataforma estable.

Otra arandela especial fabricada por ARP es la arandela tipo inserto. Están diseñados para proteger la parte superior de los orificios para evitar que se rocen o colapsen. Los usos comunes incluyen culatas de cilindros, componentes del chasis y otras áreas de alto desgaste que requieren una lavadora.

Es importante tener en cuenta que la lubricación juega un papel clave en una precarga precisa. Además de poner lubricante en las roscas de un sujetador, se recomienda poner una pequeña cantidad en la parte inferior de la cabeza del perno (o tuerca) o en la parte superior de la arandela. Nunca lubriques la parte inferior de la lavadora (a menos que las instrucciones de instalación indiquen lo contrario) ya que no querrás que gire.

Prestar atención al uso adecuado de la lavadora y la lubricación es algo que merece la consideración de todos los equipos de carreras.

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