Un tornillo solo mantiene unida una unión con seguridad si recibe la fuerza de pretensado correcta. Si es poca, la unión se afloja o se rompe por carga alterna. Si es demasiada, el tornillo se estira en exceso. El par de apriete es el camino para lograrlo, y depende de la lubricación más de lo que la mayoría piensa.
Lo que revela la clase de resistencia
En la cabeza de un tornillo de acero hay dos números separados por un punto, por ejemplo 8.8. Con ellos puedes leer directamente la resistencia:
- El primer número por 100 da la resistencia a la tracción Rm en N/mm². En 8.8 son 800 N/mm².
- El primer número por el segundo y por 10 da el límite elástico Re en N/mm². En 8.8 son 8 · 8 · 10 = 640 N/mm².
| Clase de resistencia | Resistencia a la tracción Rm | Límite elástico Re | tuerca adecuada |
|---|---|---|---|
| 8.8 | 800 N/mm² | 640 N/mm² | como mínimo clase 8 |
| 10.9 | 1000 N/mm² | 900 N/mm² | como mínimo clase 10 |
| 12.9 | 1200 N/mm² | 1080 N/mm² | como mínimo clase 12 |
La designación da valores nominales. Para 10.9 y 12.9, la norma fija el límite elástico mínimo algo más alto (940 y 1100 N/mm²). Los pares de apriete de abajo están calculados con estos valores.
Valores orientativos de pares de apriete
La tabla vale para tornillos hexagonales con rosca métrica normal, un coeficiente de rozamiento de µ = 0,12 (por ejemplo, fosfatado o pavonado y ligeramente aceitado) y un aprovechamiento del límite elástico del 90 % al apretar. Entre paréntesis figura la fuerza de pretensado resultante.
| Roscas | 8.8 | 10.9 | 12.9 |
|---|---|---|---|
| M6 | 10,1 N·m (10,2 kN) | 14,9 N·m (15,0 kN) | 17,4 N·m (17,5 kN) |
| M8 | 24,6 N·m (18,6 kN) | 36,1 N·m (27,4 kN) | 42,2 N·m (32,0 kN) |
| M10 | 48,5 N·m (29,6 kN) | 71,2 N·m (43,5 kN) | 83,3 N·m (50,9 kN) |
| M12 | 83,6 N·m (43,1 kN) | 123 N·m (63,3 kN) | 144 N·m (74,1 kN) |
| M16 | 206 N·m (81,0 kN) | 302 N·m (119 kN) | 354 N·m (139 kN) |
Son valores orientativos. Prevalecen las indicaciones del plano, de las instrucciones de montaje o del fabricante.
Por qué la lubricación influye tanto
Gran parte del par se consume en rozamiento. Si el tornillo está mejor lubricado, con el mismo par llega más fuerza de pretensado. Por eso el valor de la tabla y el estado del tornillo tienen que coincidir.
Ejemplo
Un M10 de clase 8.8 debe apretarse en cada caso al 90 % de su límite elástico. ¿Qué par hace falta?
| Estado del tornillo | Coeficiente de rozamiento µ | Par de apriete |
|---|---|---|
| ligeramente aceitado | 0,12 | 48,5 N·m |
| más seco | 0,14 | 53,9 N·m |
Quien aprieta un tornillo aceitado con el valor para estado seco aplica bastante más fuerza de pretensado de lo previsto y puede estirarlo en exceso. Al revés, un tornillo seco apretado con el valor para aceitado queda demasiado flojo.
¿Qué precisión se logra en el montaje?
Incluso con el valor correcto, la fuerza de pretensado varía según el método de apriete. Con llave dinamométrica, la fuerza de pretensado máxima es aproximadamente de 1,6 a 2,5 veces la mínima; con atornillador de impacto, de 2,5 a 4 veces. Por eso, en uniones importantes la llave dinamométrica es imprescindible.
Errores típicos
- Tuerca demasiado débil: a un 10.9 le corresponde una tuerca de clase 10. Con una tuerca de clase 8, la rosca de la tuerca se pasa antes de que el tornillo esté a plena carga.
- Coeficiente de rozamiento no tenido en cuenta: valor de tabla para seco, pero tornillo aceitado, y el tornillo se estira en exceso.
- Valores de tabla aplicados a otras cabezas: los tornillos con brida y avellanados o los agujeros de paso grandes cambian el rozamiento bajo la cabeza y, con ello, el par de apriete.
- Límite elástico mal leído: en 8.8 son 640 N/mm², no 64.
- Arandela elástica como seguro en 8.8 y superiores: en tornillos de alta resistencia no asegura nada; lo decisivo es la fuerza de pretensado.
Preguntas frecuentes
¿Puedo apretar un 10.9 simplemente con el valor para 8.8?
Es seguro, pero desaprovecha resistencia. La unión tendrá entonces solo la fuerza de pretensado de un 8.8. Si eso basta, lo decide el diseño.
¿Valen los valores también para tornillos de acero inoxidable?
No. Los tornillos de acero inoxidable como A2-70 tienen otras resistencias y tienden al gripado. Para ellos hay valores propios.