Clasificación y Fundamentos de los Elementos Mecánicos de Unión

Los sistemas mecánicos de unión están constituidos por piezas y mecanismos unidos entre sí mediante distintos elementos o sistemas de fijación. Los más importantes se clasifican en:

• Uniones Desmontables: Permiten separar las piezas con facilidad sin dañar los componentes.
• Uniones Fijas (o No Desmontables): Se realizan con piezas cuyo desmontaje no se prevé durante la vida útil de la máquina o estructura, o por exigencias de seguridad o diseño. Para la separación, es necesario romper el elemento de unión o deteriorar alguna pieza.

Tipos de Unión en Función del Material

Ejemplos de aplicación:

• Unión Desmontable: Pasadores (material metálico).
• Unión Fija: Remaches, roblones o piezas ajustadas.

Uniones Desmontables: Elementos Roscados y de Fijación

Elementos Roscados

Los tornillos y tuercas son fundamentales como medio de unión en todo tipo de máquinas y mecanismos. A continuación, se detallan sus tipos principales:

• Bulón: Se trata de un tornillo que enrosca en una tuerca. Las piezas a unir no van roscadas. Los diámetros son ligeramente mayores que el diámetro del tornillo.
• Tornillos de Unión: Semejantes a los bulones, pero en este caso no se emplea tuerca. Es la pieza más alejada de la cabeza del tornillo la que actúa como tuerca, gracias a la rosca que se le ha practicado. Se utiliza cuando hay que sujetar una pieza a otra de gran grosor.
• Prisioneros: Tornillos que se roscan en una pieza y se alojan en el hueco que lleva la otra. Se emplean para evitar que una de las piezas gire o se desplace con respecto a la otra.
• Espárragos: Varillas roscadas por ambos extremos, con la parte central sin roscar. Se utilizan en piezas metálicas grandes o costosas, a las que se unen otras más simples que se van a desmontar con regularidad.
• Pernos: Sirven para unir varias piezas. Existen varios tipos de pernos:
  1. De apoyo.
  2. De articulación.
  3. De anclaje.
• Tornillos de Rosca Cortante (Rosca-chapa): Utilizados para unir piezas metálicas de poco espesor. Tienen la cualidad de realizar la rosca a medida que son introducidos.
• Tornillos para Madera o Tirafondos: Utilizados para unir piezas de madera o sus derivados. A medida que se introduce el tornillo, se crea la rosca.

Otros Elementos de Unión

Estos elementos son muy importantes para la industria y cumplen funciones específicas de fijación o transmisión de movimiento:

Elementos de Fijación Mecánica

• Pasadores: Piezas de forma cilíndrica que sirven para sujetar elementos de máquinas que deben permanecer juntos.
• Chavetas: Piezas prismáticas de acero que se interponen entre dos piezas para unirlas y transmitir un esfuerzo entre ellas.
• Lengüetas: Piezas prismáticas de acero que permiten que la pieza a sujetar tenga un desplazamiento controlado.
• Guías: Su objetivo es permitir el desplazamiento de una pieza con respecto a la otra. Los perfiles de guías más utilizados son: rectangular, en T, en V, en cola de milano y prismática.

Elementos de Unión Textil y de Cierre Rápido

• Botón y Ojal: Elemento muy empleado en el mundo textil. El ojal es la abertura que se hace en una de las partes a unir. Los botones pueden ser metálicos, plásticos, etc.
• Velcro: Tiras de plástico que se adhieren al ponerse en contacto entre sí. Se separan tirando de una de ellas.
• Corchetes: Dos piezas de metal que, al ser presionadas una contra la otra, permiten la sujeción de dos prendas.

Uniones Fijas (Permanentes)

Los métodos más utilizados para uniones permanentes son los remaches, roblones, ajustes a presión, adhesivos y soldaduras.

Remaches y Roblones

• Remaches: Son varillas cilíndricas que sirven para unir varias chapas o piezas de pequeño espesor de manera permanente.
• Roblones: El proceso de roblonado se realiza en caliente, típicamente a unos 800ºC.

Ajuste a Presión

Aquel que se realiza cuando el diámetro del eje es mayor que el del agujero donde se va a colocar, generando una interferencia que asegura la unión.

Unión Mediante Adhesivos

Consiste en unir dos superficies interponiendo una capa de un material con alto poder de adherencia. Se clasifican en dos tipos:

• Naturales: Como el látex, que se obtiene a partir del árbol del caucho.
• Sintéticos: Derivados del petróleo.

Unión Fija Mediante Soldadura

La soldadura es un proceso clave para la unión permanente de materiales, principalmente metales.

Tipos de Soldadura por Temperatura

• Soldadura en Frío: Compuesta por un polvo metálico y una resina plástica. Su ventaja es que permite unir piezas de distintos materiales entre sí.
• Soldadura en Caliente: Unión permanente de dos o más metales, mediante calor en la zona de unión hasta que el material de aportación funda.

Clasificación de la Soldadura en Caliente

• Soldadura Homogénea: Se consigue una unión superior al fundirse las piezas base y luego enfriarse.
• Soldadura Heterogénea: Se utiliza para piezas que no van a estar sometidas a grandes esfuerzos. Se unen a temperaturas inferiores, interponiendo un material distinto que tenga menor temperatura de fusión.

Técnicas Específicas de Soldadura Heterogénea

• Soldadura Blanda: (Soldadura heterogénea). Se aplican temperaturas de hasta 400ºC. Como metal de aportación se utiliza una aleación de estaño y plomo. Se emplea comúnmente para soldar componentes electrónicos.
• Soldadura Fuerte: La temperatura alcanzada llega hasta los 1000ºC. El material necesario es metal de aportación en forma de varilla de latón. El proceso consiste en recubrir con bórax la superficie que se va a soldar, luego se calienta lentamente, y cuando se ha alcanzado la temperatura adecuada, se añade el metal de aportación.

Soldadura Autógena (Oxicorte)

El calor necesario se obtiene de la llama de un soplete por el que sale acetileno y oxígeno (oxiacetilénica). La temperatura puede alcanzar los 3000ºC. Los materiales y equipos necesarios incluyen:

• Soplete (encargado de regular y mezclar la cantidad de oxígeno y combustible).
• Botella de oxígeno con reductor de presión.
• Botella de acetileno o butano.