ELEMENTOS DE UNIÓN

Se deben distinguir dos tipos de uniones, las fijas o inamovibles, que para ser retiradas deben ser destruidas, no pudiéndose usarlas nuevamente, y las movibles, que pueden ser retiradas sin deterioro y usadas nuevamente.Uniones fijas o inamoviblesSe tienen dos tipos de uniones fijas: 1) roblones y remaches, y 2) soldaduras.

Roblones y remachesSe los utilizan generalmente para unir chapas, planchuelas, perfiles, etc. En el roblón pueden distinguirse las siguientes partes (Fig.3.1): el cuerpo o vástago de longitud l y diámetro d el cual se expande hasta un diámetro d1 luego del roblonado y que es el que se utiliza para el cálculo de la resistencia del roblón, la cabeza propia de diámetro D y altura K, generada con un radio R en los de cabeza esférica, presentando en la unión con el vástago un radio r para evitar la concentración de tensiones en las aristas agudas, y la cabeza estampada o de cierre.En los roblones denominados de cabeza perdida y gota de sebo la cabeza corresponde a un tronco de cono de ángulo .

La cabeza propia está hecha de antemano en uno de los extremos del vástago, y la estampada se la realiza luego de introducido éste último en el agujero correspondiente practicado previamente en las piezas a unir, constituyéndose así la unión. El material utilizado en la construcción de los roblones y remaches es generalmente hierro dulce, acero, cobre, aluminio, etc., según el tipo de material a unir y la resistencia deseada.

La forma y tamaño del roblón dependen de las características de la unión, recibiendo distintas denominaciones según el tipo de cabeza propia que posea. Así, en las construcciones metálicas (puentes, torres, edificios, etc.) se tienen (a) roblones cabeza redonda, (b) roblones cabeza perdida y (c) roblones cabeza gota de cebo (Fig.3.2) y en las construcciones mecánicas (calderas, máquinas, etc.), en las cuales el tamaño de los roblones por lo general no sobrepasan los 13 mm de diámetro d del vástago, se tienen (a) roblones cabeza redonda, (b) roblones cabeza perdida, (c) roblones cabeza troncocónica y (d) roblones cabeza chata (Fig.3.3).

Las dimensiones de los roblones están dadas en milímetros o pulgadas. El largo del vástago depende del espesor a remachar, estando normalizado el mismo de acuerdo al tipo de cabeza. Generalmente este largo es igual al espesor de las chapas más1,5d1.

Para la ejecución del roblonado se practican previamente los agujeros ya sea a punzón o taladro y luego, calentando previamente el roblón se lo introduce a presión remachándose con una remachadora o estampadora el extremo del vástago, estampando de esa forma la cabeza de cierre (Fig.3.4).

Según el destino del roblonado o remachado se lo puede clasificar en:1) Roblonado para calderas de vapor: debe resistir elevadas presiones y temperaturas y ofrecer al mismo tiempo hermeticidad.

2) Roblonados para recipientes herméticos y sometidos a grandes presiones: deben asegurar su cierre hermético y la resistencia mecánica del mismo.3) Roblonado para construcciones metálicas y mecánicas: deben resistir la acción de grandes cargas o momentos de fuerzas considerables.El Roblonado cuando se practica entre dos perfiles o chapas solapadas se denomina roblonado por recubrimiento o solape (Fig.3.5a) y cuando se utilizan chapas o planchuelas adicionales se denomina roblonado a cubrejuntas, pudiendo ser a simple (Fig.3.5b) o doble(Fig.3.5c) cubrejuntas.

Fuente: Apuntes de Elementos de Máquinas

REMACHES

DEFINICIÓN:

Se llama remache a una pieza de sección transversal circular de acero dúctil forjado en el sitio para unir entre sí varias piezas de acero. El remache se fabrica con una cabeza especial, que se denomina cabeza manufacturada, instalada mediante una pistola remachadora la cual forma otra cabeza, durante la instalación. El proceso completo se llama remachado.

El remachado es esencialmente un proceso de forja, que se ha desarrollado partiendo de un proceso de martillado a mano hasta llegar al método actual de colocación a máquina.

El proceso de remachado puede ser realizado en caliente, normalmente para obras pequeñas realizadas en taller, o para remaches grandes (más de 1״), o puede realizarse en frío, para remachados en campo (remaches de ½״ a ⅞״). Inicialmente la cabeza de los remaches se conseguía a golpe de martillo, actualmente todo está simplificado por el uso de la maquinaria especial.Para realizar el remachado primero se perfora la chapa la unir, se coloca el remache (frío o caliente) en la perforación y se conforma la otra cabeza.

La utilización de los remaches esta difundida en la construcción de calderas, edificios, puentes, barcos y otros. Su conveniencia de utilización radica en la seguridad de la unión, y la adhesión o rozamiento generado en la conformación de los remaches.

TIPOS DE REMACHES

Se puede clasificar los remaches por dos categorías:

a. Por el tipo de carga que resisten.

b. Por la forma del remache.

Por el tipo de carga se tienen remaches a carga axial, y remaches a carga excéntrica, siendo que por la forma se encuentra remaches de cabeza semiesférica, cabeza avellanada, remaches huecos y remaches de cabeza de hongo. Siendo que en el diseño mecánico se encuentran más los de cabeza semiesférica se prestara especial atención en ellos.

Los remaches de cabeza de hongo se utilizan para unir chapas muy delgadas, mientras que los remaches huecos además de unir chapas delgadas pueden ser utilizados para cuero, cartón u otros. En las figuras siguientes se muestran las formas típicas de los remaches.

NORMAS PARA EL DISEÑO DE UNIONES CON REMACHES

Las normas para el diseño de remaches están desarrolladas tanto por la AISC, la ASME, la ASTM, dentro de las normas americanas, debiendo revisar la norma para realizar un diseño que amerite bastantes detalles. De acuerdo a esta, se recomienda los siguientes materiales para los remaches:

ACERO ESTRUCTURAL ASTM A141

ACERO DE ALTA RESISTENCIA ASTM A195 o A502

En la norma DIN, se puede revisar los códigos DIN 660, DIN 124 y DIN 123.

TIPOS DE FALLOS EN UNIONES REMACHADAS:

En la siguiente grafica se muestra de forma general los tipos de fallos de las uniones remachadas, reconociendo:

En el remache, fallo por cortadura (simple, doble, triple).

En la placa, fallo por aplastamiento, fallo por ruptura a tensión y fallo por corte en los bordes.

DE WIKIPEDIA La enciclopedia libre

Un roblón o remache es un elemento de fijación que se emplea para unir de forma

permanente dos o más piezas. Consiste en un tubo cilíndrico (el vástago) que en su fin dispone

de una cabeza. Las cabezas tienen un diámetro mayor que el resto del remache, para que así

al introducir éste en un agujero pueda ser encajado. El uso que se le da es para unir dos piezas

distintas, sean o no del mismo material.

Aunque se trata de uno de los métodos de unión más antiguos que hay, hoy en día su

importancia como técnica de montaje es mayor que nunca. Esto es debido, en parte, por el

desarrollo de técnicas de automatización que consiguen abaratar el proceso de unión. Los

campos en los que más se usa el remachado como método de fijación son: automotriz,

electrodomésticos, muebles, hardware, industria militar, metales laminados, entre otros

muchos.

Existe un pequeño matiz diferenciativo entre un roblón y un remache. Los roblones están

constituidos por una sola pieza o componente, mientras que los remaches pueden estar

constituidos por más de una pieza o componente. Es común denominar a los roblones también

remaches, aunque la correcta definición de roblón es para los elementos de unión constituidos

por un único elemento.

Las ventajas de las uniones remachadas/roblonadas son:

Se trata de un método de unión barato y automatizable.

Es válido para unión de materiales diferentes y para dos o más piezas.

Existe una gran variedad de modelos y materiales de remaches, lo que permite

acabados más estéticos que con las uniones atornilladas.

Permite las uniones ciegas, es decir, la unión cuando sólo es accesible la cara

externa de una de las piezas.

Como principales inconvenientes destacar:

No es adecuado para piezas de gran espesor.

La resistencia alcanzable con un remache es inferior a la que se puede conseguir

con un tornillo.

La unión no es desmontable, lo que dificulta el mantenimiento.

La unión no es estanca.

Clasificación

Roblones

Roblón Sólido

Roblón Semitubular

Roblón Tubular

Roblón Bifurcado

Roblón para uniones estancas

Remaches

Remaches de compresión

Remaches ciegos

Remache ciego con mandril de estiramiento

Con pasador guiado

Roscados

Expandidos químicamente

REMACHES POP O CIEGOS

Un remache POP (POP es una marca registrada por el inventor del remache, Tucker

Fasteners Ltd (Birmingham), actualmente Emhart Teknologies) oremache ciego consta

del cuerpo del remache (perno, pieza hueca) y una pieza alargada

llamada vástago o espiga (maciza, en el interior del perno). Es un artefacto diseñado para unir

o sujetar firmemente piezas (principalmente en forma de lámina) entre sí. Previo a la adopción

del remache ciego, para la instalación de un remache se requerían típicamente dos personas

para ensamblarlo, una que sostenía un martillo de remaches en un lado y una segunda

persona con una barra de choque en el otro extremo. Inventores como Carl Cherry y Lou

Huck experimentaron con otras técnicas para expandir remaches sólidos. A diferencia de los

remaches sólidos, el remache POP puede insertarse por un solo extremo sujetándolo por el

vástago y colocando la cabeza en la perforación existente entre las dos superficies a unir

(comúnmente placas o láminas).

El cuerpo del remache es manufacturado por alguno de los tres métodos siguientes:

1. Alambre - método más común-

2. Tubo - común en medidas grandes, no es más fuerte que el de tipo alambre.

3. Hoja - menos popular, es la opción más débil.

Los remaches ciegos son ampliamente usados, cuando la unión puede efectuarse sólo por un

lado. La cabeza se coloca en un agujero taladradopreviamente en las partes a unir y se tira del

vástago de modo que pase a través del cuerpo del remache (cabeza), para que éste se

expanda. En tanto la cabeza se expanda debido a la esfera que tiene en el extremo ciego el

vástago, la sujeción se hace más firme; esto se puede efectuar en varios pasos. En

determinado momento el vástago alcanza el punto de rotura rompiéndose y quedando alojada

una parte de la misma en el cuerpo del remache.

Este proceso requiere de una herramienta denominada remachadora, la cual consiste en un

sistema mecánico que posee unas mordazas de acero tratado que, debido a un movimiento

combinado de sujetar y tirar y posteriormente avanzar sobre el cuerpo del vástago libremente

en retroceso, van expandiendo el remache al interior del barreno. Al romperse el vástago del

remache éste queda alojado en la boquilla de la remachadora sujetado por las mordazas, y al

simple movimiento de retroceso de las manijas de la remachadores el vástago queda liberado.

El procedimiento es rápido y simple, la fuerza para fijarlo está determinada por el diseño del

cuerpo y cabeza del remache, el calibre y longitud de las partes a unir o sujetar. En algunos

casos se usan en madera cuando no se requiere de una extraordinaria fuerza para unir, -y en

todo caso se usapegamento lográndose un mejor efecto estético-, también se usan en

el plástico. Su uso es extendido en el área metal-mecánica como la industria

automotriz e industria aeronáutica.

Remache ciego con mandril de estiramiento(subgenero de los remaches pop)

El remache ciego con mandril de estiramiento es un tipo de unión mecánica permanente

clasificado dentro de los remaches ciegos. Permite unir materiales de diferente dureza o

densidad y, al igual que el resto del mismo tipo, tiene la ventaja de poder ser instalado en

agujeros de unión que sólo son accesibles desde una cara. Es el más utilizado de los remaches

ciegos, y está formado por el cuerpo del remache y un mandril interior con una cabeza en el

extremo ciego.

El proceso de unión consiste en introducir el remache en el agujero de las piezas a unir, y

estirar el mandril mientras su cabeza aplasta el cuerpo del remache para formar una cabeza

ciega, arrancando finalmente el mandril y permitiendo que la cabeza quede dentro del interior

del cuerpo del remache.

Materiales

Se requiere el uso de varios materiales en un mismo remache ya que el mandril está diseñado

para ser más fuerte que el cuerpo, el cual debe ser más dúctil para permitir la expansión de la

cabeza sin agrietarse. El material del mandril debe ser lo más compatible posible con el del

cuerpo para minimizar los efectos potenciales que puedan producir corrosión.

Como materia prima se utilizan aleaciones de aluminio, aleaciones cobre-níquel y acero

inoxidable. Para la fabricación del mandril también se utiliza aceros al carbono para

combinarlos con aceros de bajo contenido en carbono utilizado en la fabricación del cuerpo del

remache.

En aplicaciones aeroespaciales, donde se necesita mayor resistencia a altas temperaturas, se

utiliza como material el acero inoxidable A286. Según el tipo de cabeza después del

remachado se puede distinguir:

Cabeza alomada:Es sobresaliente y se apoya en la superficie de una de las

piezas que une. Es el tipo de cabeza más versátil, y es capaz de retener todo tipo

de materiales excepto los extremadamente suaves y los quebradizos.

Cabeza avellanada: La cabeza del remache queda enrasada con la superficie de

la pieza fijada. Permite unir piezas de mayor espesor.

Según el tipo de mandril se clasifican:

Mandril pasante: El mandril pasa totalmente a través del cuerpo del remache y lo

deforma.

Mandril retenido: Después del estirado, el mandril se parte por el punto de rotura

y queda retenido una parte pequeña de él dentro del cuerpo del remache.

Mandril de cabeza perdida: El mandril se rompe próximo a su cabeza y provoca

su caída.

Mandril con punto de rotura a paño: Es aquel que rompe justo por debajo del

cuerpo del remache.

Mandril con punto de rotura enrasado y seguro de retención de cabeza: Rompe por el mismo punto que el tipo anterior, pero además proporciona un bloqueo entre el cuerpo del remache y la cabeza del mandril, obteniendo así una mayor resistencia a cizalladura.

Aplicaciones

A continuación se nombran algunas de las aplicaciones de este tipo de remaches

Automoción: Debido al uso actual de aluminio en la fabricación de carrocerías de

vehículos, se han comenzado a utilizar remaches ciegos junto con adhesivos en

vez de soldadura. Con este procedimiento se obtiene una serie de ventajas:

reducción de vibraciones entre piezas, posibilidad de unir piezas muy pequeñas y

de diferentes materiales y piezas sensibles al calor, reducción de tiempos de

desmontaje…etc.

Contenedores: Mediante remaches ciegos se sujetan las bisagras de las puertas

de los contenedores de transporte.

Industria metálica: Para la unión de chapas de pequeño espesor en la fabricación

de carcasas de máquinas.

Electrodomésticos

Climatización y calefacción

Ascensores de vehículos

Tejados y revestimientos

Características generale

Las principales características de este tipo de remaches son las siguientes:

Sólo es necesario el acceso por una cara.

Cubre un amplio rango de espesores, de 0,8 mm a 185 mm.

Están fabricados en diversos materiales, por lo que se adaptan a distintos

requerimientos.

Unión no desmontable, por lo que se tiene que destruir si quiere ser desmontada.

Posibilidad de unir materiales diferentes.

No deforman las superficies una vez remachadas, por lo que no afecta a

superficies pintadas, esmaltadas...

Buen comportamiento frente a variaciones de temperatura.

No se aflojan por acción de vibraciones.

Montaje rápido y económico, así como uso sencillo de herramientas para su

instalación.

No produce ningún residuo perjudicial, como humos, chispas...

Consideraciones de diseño

A continuación se muestran algunas consideraciones de diseño que se deben de tener en

cuenta al utilizar este tipo de remaches.

Espacio libre de la parte trasera: Es la distancia que sobresale la cabeza del

mandril cuando el remache es introducido por un lado de la estructura. Esta

distancia varía según la medida del remache y el diámetro, y se debe tener en

cuenta para su colocación.

Orificio de llenado: La expansión del remache en su instalación debe permitir

llenar el agujero de las piezas a unir, ya que puede quedar suelto e impedir una

incorrecta unión.

Distancia al borde: Se debe tener precaución con la colocación del remache muy

próximo al borde de las piezas a unir. Como regla general se puede ubicar el

centro del orificio respecto del borde a una distancia igual al doble del diámetro del

remache.

Cabeza avellanada: Cuando se empleen remaches con cabeza avellanada, se ha

de procurar que la longitud del avellanado sea inferior al espesor de una de las

piezas a unir, ya que puede producir una reducción de las propiedades de

resistencia de la unión.

Roblón sólido

Un roblón sólido es un elemento mecánico de unión no desmontable de dos piezas planas. Está formado por un eje y una cabeza. Para fijar las dos piezas planas se debe efectuar un orificio en ambas caras. Posteriormente se hace pasar el roblón sólido a través del agujero y se deforma plásticamente el extremo del eje, de forma que ya no se puede desmontar

Variantes Geométricas

Entre las variantes geométricas más comunes podemos encontrar:

Roblón sólido de cabeza redonda (DIN-124, DIN-660, JIS-B1213, ISO-1054)

Roblón sólido de cabeza avellanada (DIN-302, DIN-661, JIS-B1213)

Roblón sólido de cabeza avellanada redondeada (DIN 662). También conocido

como roblón de cabeza de sebo.

Roblón sólido de cabeza redonda aplanada (DIN 674)

Roblón sólido de cabeza avellanada aplanada (DIN 675)

En la siguiente figura se pueden observar las variantes geométricas

citadas:

Dos roblones.

Las referencias a normativa anteriores son para unidades métricas. Para

unidades imperiales consúltese la norma ANSI.B18.1.1 (pequeños

diámetros) y ANSI.B18.1.2 (grandes diámetros).

Aplicaciones

El campo de aplicación de los roblones sólidos es muy variado. A continuación se exponen los

ámbitos de aplicación más representativos.

Construcción: Se han empleado roblones sólidos para la construcción de

estructuras metálicas, como pueden ser puentes, pórticos y naves.

Maquinaria: Antiguamente se utilizaban roblones sólidos en lugar

de pernos o soldadura para determinadas uniones de máquinas

Industria aeroespacial: Empleado en el fuselaje y otros elementos estructurales

internos de los aviones.

Decoración: Se emplean roblones de forma decorativa cuando se pretende dar un

aire antiguo a un elemento. Su uso decorativo más frecuente es en las rejas de

forja.

Características

De un modo general, se pueden definir unas características preliminares de los roblones

sólidos, que son las siguientes:

Posibilidad de unir materiales diferentes

No es adecuado para grandes espesores

Resistencia inferior a la que se puede conseguir con un perno, debido a la

inexistencia de pretensado

Unión no desmontable. Para ser desmontada requiere ser destruida.

Unión no estanca, aunque se pueden adoptar soluciones válidas introduciendo un

casquillo polimérico para proporcionar estanqueidad.

A partir de aquí se tratan distintos aspectos importantes acerca de los

roblones sólidos.

Unión de las piezas

El proceso de unión de dos piezas mediante roblones sólidos es un proceso complejo. Se requiere tener acceso por ambas caras de la pieza. Se puede realizar de forma automatizada o de forma manual. A continuación se expone el método de montaje manual de uniones de roblones sólidos.

1. Montaje preliminar. se montan las dos piezas a unir y se hace pasar el roblón sólido

a través del hueco. Se debe tener en cuenta que el agujero debe ser ligeramente

mayor que el roblón (no debe haber ajuste).

2. Se unen las dos piezas a unir, sin utilizar el roblón.

3. Se corta el roblón a medida (eliminación del sobrante). Se deben tener en cuenta las

recomendaciones del fabricante para el montaje adecuado. En caso de no disponer se

podría realizar un cálculo teniendo en cuenta que el volumen del roblón antes y

después de la deformación es el mismo.

4. Se deforma longitudinalmente el roblón, produciendo deformación plástica y

consiguiendo que rellene todo el hueco del agujero libre.

5. Se da una preforma a la cabeza, para evitar pliegues o defectos en siguientes fases.

6. Se deforma la cabeza del roblón mediante dos moldes.

7. Se retira el utillaje y se le da el acabado si es necesario (pulido, pintado, etc.)

En base a todo lo expuesto anteriormente, se puede ver que no es un proceso sencillo. Se

requiere de utillaje para realizar de forma correcta la unión. Se requieren fuerzas elevadas para

la deformación del roblón, lo cual dificulta todavía más el proceso, por la necesidad de una

prensa hidráulica o de un operario martilleando.

Ambiente de trabajo

Los roblones sólidos están adaptados a una multitud de condiciones de trabajo. De hecho son

en ocasiones utilizados para trabajar en condiciones muy adversas.

Temperatura: la temperatura de trabajo de un roblón sólido está directamente

relacionada con el material del roblón y de la matriz. Se debe prestar especial

atención a no sobrepasar la temperatura de fluencia del roblón, para evitar fallos

prematuros. Para el caso de materiales que trabajen mal a bajas temperaturas, se

deben tener en cuenta cuales son las condiciones de transición de estructura a

bajas temperaturas (como sucede en el acero, en polímeros, etc.)

Presión: los roblones sólidos trabajan bien a presión. No obstante, cuando lo que

se quiere lograr es estanqueidad de recipientes a alta presión no son la mejor

solución, ya que los roblones sólidos en general no son estancos. En estos casos,

se debería optar por otros tipos de uniones estancas, como soldadura.

Corrosión: se debe prestar especial atención a la corrosión por par galvánico

cuando se tiene una unión roblón-matriz heterogénea, es decir, de diferentes

materiales. Se deberá intentar que las uniones sean homogéneas y, en caso de no

ser posible, realizar uniones entre materiales compatibles o incluir separadores.

Otro factor a tener en cuenta es la posibilidad de penetración de humedad en

pequeños huecos internos que queden al conformar la unión, que pueden corroer

internamente la unión.

Imágenes de remaches

http://www.emhart.eu/eu-es/productos-prestaciones/productos-segun-la-categoria/sistemas-de-remachado-pop/remaches-pop/tipos.php

no copio las imágenes sino seia mas lento el documento al pasartelo. Cuando unas todos los trabajos envialo a cada uno para estudiar.