Teoría del estiramiento de pernos y sujeción del volante
El perno del volante hace más que "mantener el volante". Sujeta la brida del volante-cigüeñal ante el impacto del lanzamiento, los aumentos repentinos de torsión del acelerador-abierto- y la desaceleración a altas-rpm. Estiramiento del perno, agarre.
Cuando las tuercas del volante ARP se aprietan según las especificaciones, el vástago se estira elásticamente. El volante se mantiene contra la brida mediante el estiramiento controlado del perno. El perno esun resorte de precisión. Los mangos más cortos y gruesos se deforman menos por unidad de torsión, lo que aumenta la fuerza de sujeción y la resistencia a la relajación cíclica de la carga. Los pernos de volante de alto rendimiento tienen un vástago con una sección de diámetro reducido (vástago rebajado) que desvía el alargamiento del vástago lejos de la raíz de la rosca, el área de mayor tensión y el origen de las grietas por fatiga.
Los pernos de grado estándar se aprietan cerca del límite elástico con un margen elástico estrecho. La carga cíclica los relaja, disminuye la fuerza de sujeción, provoca micro-desplazamientos del volante en la brida y fricción en la superficie de contacto. El roce acelera, la articulación se afloja y el perno o el cigüeñal falla.
Diseño de vástago de diámetro rebajado versus diseño de-diámetro completo
Las geometrías de los vástagos de los pernos del volante están dictadas por el perfil de carga de la aplicación y las limitaciones de empaquetamiento:
- El corte socavado del vástago: diámetro del vástago menor que el diámetro menor de la rosca para una longitud determinada. Esto aumenta el estiramiento del perno por torque, haciendo que el sistema de sujeción sea más elástico y resistente a la fatiga. Los cortes socavados permiten que la carga de tracción esté en la sección reducida en lugar de en la raíz de la rosca, que es el punto más probable de falla en los pernos normales. La resistencia a la tracción, la profundidad de enganche de la rosca y el estiramiento se equilibran con la longitud y el diámetro del corte socavado.
- El vástago tiene un diámetro completo. Vástago igual o ligeramente mayor que el diámetro mayor de la rosca. Los pernos más rígidos se estiran menos por torsión y requieren valores de torsión más altos para asegurarlos. Se utilizan vástagos de diámetro completo donde el perno actúa como una clavija de transporte-entre el volante ybridao donde el embalaje radial evita la socavación.
CLAVE-CNC fabrica perfiles de vástago-diseñados por el cliente. Las transiciones socavadas se mezclan y pulen para eliminar los aumentos de tensión que podrían crear grietas por fatiga bajo cargas cíclicas.El torneado CNCProporciona una tolerancia de 0,1 mm para el diámetro del vástago y la profundidad de corte.
Grados de materiales y rendimiento de tracción
La calidad del material establece el límite superior en cuanto a fuerza de sujeción, vida útil a la fatiga y estabilidad de la temperatura. Las aleaciones de los pernos del volante se seleccionan según la resistencia máxima a la tracción (UTS) y el rango de temperatura de funcionamiento. La siguiente tabla hace referencia a los grados estándar de la industria-usados en sujetadores de volante de alto-rendimiento:
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Grado del material |
UTS (psi) |
Características clave |
Aplicación típica |
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8740 cromolio |
180,000 |
Acero básico de alta-resistencia; aceite-apagado y revenido. Rendimiento constante en temperaturas de funcionamiento típicas. |
Rendimiento callejero, carreras moderadas. |
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300M (Modificado 4340) |
280,000+ |
Silicio-vanadio-modificado 4340. La mayor resistencia a la tracción en aleaciones comunes para pernos de volante. Excelente resistencia a la fatiga. |
Top Fuel, tracción del tractor, servicio extremo |
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Acero inoxidable 17-4PH |
190,000+ |
Precipitación-endurecimiento del acero inoxidable. Resistente a la corrosión-para entornos marinos y costeros. Alta resistencia con protección contra la oxidación. |
Marino, costero, corrosión-crítico |
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Titanio grado 5 |
150,000+ |
Ti-6Al-4V. 40% más ligero que el acero. Anti irritante contra volantes de aluminio. UTS más bajos que los equivalentes de acero. |
Peso-crítico, anti-excoriación |
CLAVE-CNC mecaniza pernos de volante ARP de cromo 4130/4140, 300M, acero inoxidable 17-4PH y titanio de grado 5 hasta grados de materiales especificados por el cliente. El tratamiento térmico y la certificación de tracción se pueden organizar según los requisitos del proyecto. La trazabilidad del material rastrea cada lote desde el material en bruto hasta el componente terminado.
Protocolo de instalación y torsión
No todos los pernos del volante de alto-rendimiento se aprietan del mismo modo. El método de torsión-más-ángulo garantiza que todos los pernos se alargarán a su longitud y que la fuerza de sujeción se distribuirá uniformemente sobre el círculo de pernos:
1. Limpie las roscas de los pernos, los orificios de la brida del cigüeñal y las superficies de contacto del volante de aceite, suciedad y residuos de bloqueo de roscas. Fricción intermitente y fuerza de sujeción debido a la contaminación.
2. Lubrique las roscas del perno y la parte inferior de la cabeza del perno con un lubricante de montaje a base de molibdeno. El coeficiente de fricción con lubricante es sustancialmente mayor que el par en seco y estira demasiado el perno.
3. Paso inicial de asentamiento: Apriete todos los pernos en estrella o en cruz a 25–35 ft-lbs para asentar el volante al ras contra la brida del cigüeñal.
4. Pasos de torsión incrementales: apriete 2 o 3 veces al torque especificado, mantenga el patrón cruzado para distribuir la fuerza de sujeción de manera uniforme.
5. Giro en ángulo: agregue 30 a 60 grados para que el perno se estire más allá del valor obtenido solo con torsión.
6. Vuelva a apretar el torque de los automóviles que circulan por la calle después de un ciclo de calentamiento. Racing, si el diseño del cerrojo lo permite.
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