Ensamble mediante frio-contracción [ Volver a Gases para Metalmecánica ]

Frío-contracción para montaje de piezas
El ensamblaje por adherencia es una técnica de montaje usada desde hace varios años en la industria mecánica.

El principio del ensamblaje por adherencia es bien conocido: uno de los elementos a montar corresponde a una parte macho, generalmente cilíndrica, que es introducida en una pieza ahuecada con la misma forma, pero de dimensiones levemente menores, la cual forma parte de la otra pieza.

Esta diferencia de dimensiones, determina en las partes montadas las distorsiones elásticas que generan una presión de contacto permanente; ésta genera una adherencia que se opone al desplazamiento, de tal manera que el esfuerzo de movimiento axial o el deslizamiento circular no alcanza un valor límite.

Las técnicas de ensamblaje por adherencia son:

1) Ensamblaje por presión

De una implementación muy simple, presenta la inconveniencia de provocar un cambio en las superficies de contacto, por rayadura de la superficie menos dura. Este deterioro puede lesionar el apriete previsto y disminuir la preciada calidad de la adherencia.

No puede ser aplicado a algunas formas de piezas o a partes delicadas.

2) Ensamblaje por dilatación

Es posible a través de la introducción de la parte macho en la abertura de la pieza externa, dilatada previamente por calentamiento.

No puede ser llevada a cabo cuando el requisito de temperatura amenaza con alterar la estructura metálica, la superficie o la forma de la pieza.

3) Ensamblaje y desensamblaje por frío-contracción

Este proceso, usado desde hace varios años para las más variadas aplicaciones, consiste, al contrario que el anterior método, en el enfriamiento de la pieza macho, cuya momentánea contracción permite su introducción, con cierto grado de holgura, en la pieza hembra. Cuando ambas piezas vuelven a temperatura ambiente, se obtiene el ensamblado adecuado. Es obvio que el cálculo del "apriete" debe tomar en cuenta las restricciones que sufrirán las piezas sin sobrepasar tasas de fatiga aceptables.

La contracción es lograda por la simple inmersión en nitrógeno líquido, cuya muy baja temperatura (- 196 °C) permite un enfriamiento remarcable.

La operación inversa o desensamblaje es posible en varios casos. Permite desmontar las piezas de un ensamblaje sin alterar o destruir una de ellas. Esta técnica es usada cada vez con mayor frecuencia para operaciones de mantenimiento.

Las técnicas de contracción por Nitrógeno Líquido
Los equipos requeridos para la implementación de la frio-contracción con Nitrógeno Líquido no son muy complejos. El contenido de los contenedores del líquido es vaciado progresivamente en el recipiente destinado para la operación. Una ebullición importante del nitrógeno líquido ocurre al inicio del enfriamiento del metal, y continua así mientras el éste no alcance la temperatura del baño (- 196 °C). Cuando la ebullición se detiene y la superficie del baño no presenta burbujeo, la pieza ha sido enfriada completamente y se encuentra lista para el ensamblaje.

En el caso que se realice solo una operación de montaje, el recipiente puede estar constituido por dos contenedores concéntricos, aislados entre sí por lana de vidrio por ejemplo.

Cuando se requiere realizar varios montajes en serie, el enfriamiento puede ser hecho en contenedores con aislamiento especial.

Es importante que el recipiente en contacto directo con el Nitrógeno Líquido sea compatible con las bajas temperaturas (-196º C) a las cuales se verá expuesto durante la operación.

El ensamblado por frío-contracción con nitrógeno líquido es:

una operación simple y práctica
independiente de la importancia del equipo a montar
permite abordar una amplia gama de montajes
es aplicable tanto en montajes unitarios como montajes en
una operación segura
evita el deterioro de las superficies, eliminando los daños
evita el esfuerzo en las piezas, permitiendo realizar montajes delicados
evita el calentamiento de las piezas, evitando los riesgos de
una operación económica
mantiene la calidad del mecanizado
no requiere de grandes inversiones y está particularmente adaptada a operaciones unitarias