Calculadora de precarga de tornillos y par de apriete

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

PRECARGA DE SUJETADORES · RELACIÓN PAR-TENSIÓN

Calculadora de precarga de tornillos y par de apriete

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

Tamaño de rosca
UNF

Grado del tornillo
Carga de prueba (SAE J429)

Precarga objetivo
% de la carga de prueba

El 75 % es un objetivo habitual en uniones atornilladas reutilizables (no permanentes).

Factor de par (de tuerca) K
Condición de lubricación

Par de instalación

85.0 ft-lbf

At = 0.1600 in² · Precarga F = 10,197 lbf

✔ Las relaciones par-tensión tienen una dispersión de ±25–30 % incluso con un K fijo: tómelo como punto de partida, no como una precarga garantizada.

Modelo de ingeniería (método par-tensión / factor de tuerca)

Referencia estándar La fórmula del área resistente a tracción sigue ASME B1.1 (verificada con valores publicados, p. ej. 0.1600 in² para 1/2″-20 UNF). SAE J429 define las cargas de prueba de los grados 2/5/8. La relación par-tensión (factor de tuerca K) es una aproximación de ingeniería muy extendida, no una ley física exacta: la fricción real varía mucho 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 aproximada: la dispersión real entre par y precarga suele citarse en ±25–30 %, incluso con un K bien controlado. En uniones críticas para la seguridad o sensibles a la fatiga, considere verificar la precarga por alargamiento del tornillo o por medición ultrasónica en lugar de solo por par.
Supone un apriete estático único: no modela la relajación, la pérdida por asentamiento ni la fatiga de la unión en ciclos repetidos.
Las cargas de prueba de cada grado son valores nominales publicados de SAE J429: confírmelas siempre con la certificación de su fijación concreta.

DATOS DE REFERENCIA ESTÁTICOS

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

Valores precalculados con la fórmula exacta usada arriba: útiles como consulta rápida sin reintroducir datos.

Tamaño de rosca	At (in²)	Precarga F (lbf)	Par
3/8″-24 UNF	0.0878	5,597 lbf	420.0 in-lbf (35.0 ft-lbf)
1/2″-20 UNF (valor por defecto de la calculadora)	0.1600	10,197 lbf	1,019.7 in-lbf (85.0 ft-lbf)
5/8″-18 UNF	0.2560	16,317 lbf	2,039.7 in-lbf (170.0 ft-lbf)
3/4″-16 UNF	0.3730	23,777 lbf	3,566.5 in-lbf (297.2 ft-lbf)

EJEMPLO RESUELTO

Fijar el par de un tornillo de horquilla de grado 5 de 1/2″-20

Un tornillo de 1/2″-20 UNF de grado 5 sujeta un soporte de rod end. Objetivo: 75 % de la carga de prueba, montaje estándar ligeramente aceitado (K=0.20).

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

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