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HERRAMIENTA DE DISEÑO PRELIMINAR DE INGENIERÍA SYZ · ESTIMACIÓN BASADA EN REFERENCIAS

Calculadora de precarga y par de apriete de pernos

Estime la precarga de apriete objetivo y el par de apriete necesario para alcanzarla, utilizando la relación estándar par-tensión (factor de tuerca).

⚠
Solo como ayuda para el diseño preliminar. Esta calculadora utiliza un modelo de ingeniería simplificado para el dimensionamiento en fases tempranas y no sustituye la verificación completa del diseño mecánico, la revisión de los planos del fabricante ni las pruebas. Para la aprobación final del diseño de piezas críticas para la seguridad, envíe su cálculo al equipo de ingeniería de SYZ Rod Ends para su revisión.

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PRECARGA DE SUJECIONES · RELACIÓN PAR-TENSIÓN

Calculadora de precarga y par de apriete de pernos

Estima la precarga de apriete objetivo y el par de apriete necesario para alcanzarla, utilizando la relación estándar par-tensión (factor de tuerca).

UNF
Resistencia de prueba (SAE J429)
% de la carga de prueba
El 75 % es un objetivo habitual para uniones atornilladas reutilizables (no permanentes).
Condición de lubricación
Par de apriete
85.0 ft-lbf
At = 0.1600 in² · Preload F = 10,197 lbf
✔ Las relaciones par-tensión presentan una dispersión de ±25–30 % incluso con K fijo: considere este valor un punto de partida, no una precarga garantizada.
Modelo de ingeniería (método par-tensión / factor de tuerca)
Referencia estándar La fórmula del área resistente a tracción sigue la ASME B1.1 (verificada con valores publicados, p. ej. 0.1600 in² para 1/2″-20 UNF). La SAE J429 define las resistencias de prueba de los grados 2/5/8. La relación par-tensión (factor de tuerca K) es una aproximación de ingeniería ampliamente utilizada, no una ley física exacta: la fricción real varía significativamente según el estado de la superficie, el recubrimiento y la lubricación.
Método de cálculo At = π/4·(D−0.9743/n)² · F = At × Proof × % · T = K × F × D
Supuestos y limitaciones
  • El factor de tuerca K es una aproximación gruesa: la dispersión real de par a precarga se cita habitualmente en ±25–30 %, incluso con K bien controlado. Para uniones críticas para la seguridad o sensibles a la fatiga, considere verificar la precarga midiendo el alargamiento del perno o por ultrasonidos en lugar de solo el par.
  • Supone un apriete estático y único: no modela la relajación, la pérdida por asentamiento ni la fatiga de la unión a lo largo de ciclos repetidos.
  • Las resistencias de prueba de los grados son valores nominales publicados por la SAE J429: confírmelos siempre con el certificado de su sujeción específica.
DATOS DE REFERENCIA ESTÁTICA

Referencia: precarga y par por tamaño de rosca (Grado 5, 75 % de prueba, K=0.20)

Valores precalculados con la fórmula exacta usada arriba — útiles como consulta rápida sin volver a introducir los datos.

Tamaño de roscaAt (in²)Precarga F (lbf)Par
3/8″-24 UNF0.08785,597 lbf420.0 in-lbf (35.0 ft-lbf)
1/2″-20 UNF (valor predeterminado de la calculadora)0.160010,197 lbf1,019.7 in-lbf (85.0 ft-lbf)
5/8″-18 UNF0.256016,317 lbf2,039.7 in-lbf (170.0 ft-lbf)
3/4″-16 UNF0.373023,777 lbf3,566.5 in-lbf (297.2 ft-lbf)
EJEMPLO RESUELTO

Par de apriete para un perno de horquilla 1/2″-20 Grado 5

Un perno 1/2″-20 UNF Grado 5 aprieta un soporte de cabeza de bieleta. Objetivo: 75 % de la carga de prueba, montaje estándar ligeramente aceitado (K=0.20).

  1. Área resistente a tracción At = π/4×(0.5−0.9743/20)² ≈ 0.1600 in² (coincide exactamente con el valor publicado de la ASME B1.1).
  2. Precarga F = 0.1600 × 85,000 psi × 0.75 ≈ 10,197 lbf.
  3. Par de apriete T = 0.20 × 10,197 × 0.5 ≈ 1,020 in-lbf ≈ 85 ft-lbf — coincide con los valores habitualmente publicados en las tablas de pares para esta combinación exacta de tamaño/grado.
  4. Recuerde la dispersión real de ±25–30 % del par a la precarga: para una unión crítica para la seguridad, considere verificar la precarga midiendo el alargamiento del perno en lugar de usar solo la llave dinamométrica.

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