Cómo medir el par de las bisagras | Configuración y método de ensayo

Determina qué par de bisagra necesitas medir

Un único valor denominado “par de bisagra” es insuficiente. Antes de seleccionar el instrumento, decide qué parte de la curva de movimiento se utilizará como resultado final.

No se debe denominar “par de retención” al valor máximo registrado, a menos que el método de ensayo mida realmente la resistencia en reposo. No se debe indicar un valor medio sin especificar el intervalo angular. No se debe comparar un pico de apertura de un proveedor con una media móvil de otro.

Si el proyecto aún tiene que determinar el par objetivo a partir de la masa del panel y la distancia al centro de gravedad, rellena el Cálculo de los requisitos de las bisagras de torsión antes de utilizar esta página para comprobar el resultado de la bisagra.

Medir el par de una bisagra con un dinamómetro y un brazo de palanca

Un dinamómetro puede medir el par de una bisagra cuando la fuerza se aplica a una distancia perpendicular conocida del eje de la bisagra. La relación general es la siguiente:

Por ejemplo, una fuerza medida de 20 N aplicada perpendicularmente a un brazo de palanca de 0,15 m equivale a 3 N·m. Se trata de una demostración de la fórmula, no de un valor recomendado para la bisagra.

Controlar la geometría del brazo de palanca

• Mide desde el eje real de la bisagra hasta la línea de acción de la fuerza, no hasta el borde del mango ni hasta un tornillo que te resulte más cómodo.
• Mantén la fuerza de medición perpendicular al brazo de palanca en el ángulo de medición, o utiliza la corrección del seno.
• Utiliza una palanca rígida que no se doble de forma apreciable bajo la fuerza medida.
• Evita que el gancho, la punta de empuje, la correa o el rodillo de contacto se deslicen durante la lectura.
• Anota si el indicador empuja o tira y cómo se corresponde la dirección de la fuerza con la apertura o el cierre.

Distinguir entre el cribado manual y la medición controlada

Un medidor portátil resulta útil para la resolución de problemas y la comparación preliminar, pero la velocidad del operador, la dirección de la fuerza y la captura del pico pueden variar. Un soporte motorizado, un eje lineal controlado o una trayectoria de tracción guiada mejoran la repetibilidad cuando el resultado se utiliza para la aprobación de muestras o los límites de producción.

Cuando el brazo de palanca cambia de ángulo con respecto a un calibre lineal fijo, la distancia perpendicular también varía. Se puede medir en un ángulo definido, reubicar el calibre para que siga siendo perpendicular o calcular la geometría variable. No utilices un brazo de palanca constante a lo largo de un arco cuando la línea de acción no sea constante.

Medir y registrar la curva de par-ángulo

Un único valor máximo puede ocultar el comportamiento que realmente perciben los usuarios. Registra el par en función del ángulo cuando el proyecto requiera distinguir entre la resistencia inicial, el movimiento constante, los picos puntuales, los cambios de dirección o la variación angular.

1. Coloca e identifica la muestra. Comprueba el modelo, la revisión, la orientación, la dirección, el accesorio de sujeción y el estado de ajuste.
2. Calienta el sistema y ponlo a cero. Sigue el procedimiento del instrumento y tara el dispositivo montado en el punto de inicio definido.
3. Prepara la bisagra. Sigue los ciclos y las instrucciones aprobados antes de realizar los barridos registrados; el recuento exacto depende de cada proyecto.
4. Aplica la condición de permanencia. Mantenga la probeta en el ángulo inicial durante el tiempo establecido para la medición de la rotura.
5. Girar a la velocidad definida. Registra el par y el ángulo de forma continua o en una serie de posiciones predefinidas.
6. Excluir las regiones no válidas. No se deben tener en cuenta la tensión del accesorio, el impacto contra un tope, el enganche del cable ni los movimientos fuera del rango autorizado.
7. Cambia de sentido en la situación indicada. Anota la apertura y el cierre por separado, en lugar de sumarlos.
8. Repite el barrido. Utiliza las repeticiones definidas en el proyecto y comprueba si el resultado se estabiliza o sigue variando.
9. Guarda la curva sin procesar. Conserva los datos sin filtrar, los resultados calculados, la identificación de la muestra y las condiciones de la prueba.

Define las ventanas de datos antes de revisar el resultado. Por ejemplo, el pico de arranque puede ser el primer pico válido tras el inicio del movimiento, mientras que el par de funcionamiento puede ser la media o la mediana en un rango de ángulo central determinado. La definición exacta depende de cada proyecto.

No incluyas el tope mecánico en el intervalo de par de funcionamiento normal. La fuerza de impacto en el tope mide la trayectoria de la carga en el tope y el accesorio, no el comportamiento de fricción de la bisagra.

Separar la caracterización técnica de las comprobaciones de par de producción

Una prueba de ingeniería debe revelar todo el comportamiento necesario para la aprobación del diseño. Una prueba de producción debe detectar rápidamente cualquier variación inaceptable sin necesidad de repetir todos los pasos de caracterización.

No se debe convertir una comprobación práctica de la fuerza de empuje en una definición técnica a menos que se haya establecido la relación con el par de la bisagra. Una prueba rápida solo resulta útil cuando detecta los mismos problemas funcionales que el método homologado.

En el caso de una bisagra ajustable, la medición del ajuste homologado no sustituye al procedimiento para modificar y fijar dicho ajuste. Utilice la guía independiente que se encuentra en Cómo ajustar una bisagra de par cuando el resultado de la medición requiera una corrección.

Escenario de ingeniería de materiales compuestos: tapa de acceso a los instrumentos

Ejemplo de ingeniería: Se trata de un caso de ingeniería hipotético creado para explicar la lógica de medición. No es un informe de proyecto de un cliente ni una declaración de resultados de pruebas de un producto.

Un fabricante de equipos originales (OEM) recibe dos muestras de bisagras de par con la misma capacidad nominal. Ambas sujetan una pequeña tapa de acceso a un instrumento, pero una se maneja con suavidad y la otra se atasca antes de moverse. En la primera prueba se utiliza un dinamómetro portátil en el borde de la tapa y solo se registra la fuerza máxima. Los resultados varían porque el operario cambia el ángulo y la velocidad de tracción, y el centro de gravedad de la tapa añade un momento variable.

La ingeniería analiza cada aspecto por separado. En primer lugar, se mide la bisagra por sí sola con un sensor de par coaxial. El método define la dirección de apertura y cierre, el ángulo inicial, la pausa, la velocidad, el preacondicionamiento y un intervalo central de par de funcionamiento. La curva muestra que ambas muestras tienen un par de funcionamiento similar, pero una de ellas presenta un pico de arranque más elevado.

A continuación, se somete a ensayo la tapa completa con un dinamómetro guiado con un brazo de palanca perpendicular fijo. Este segundo ensayo tiene en cuenta la gravedad, los cables, la rigidez del soporte y el punto de contacto del usuario. La bisagra más suave proporciona la sensación de manejo deseada sin reducir el rendimiento de sujeción requerido.

El plano aprobado no se basa en un único valor nominal. En él se definen por separado los límites de ruptura y de funcionamiento, la dirección, el intervalo angular, la temperatura y la referencia del dispositivo de ensayo. En la producción se utiliza una comprobación correlacionada más breve, mientras que el método completo de par-ángulo sigue siendo la referencia técnica.

Lista de comprobación para la medición del par de las bisagras

MEDICIÓN DEL PAR DE LAS BISAGRAS — LISTA DE COMPROBACIÓN TÉCNICA
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OBJETIVO DE LA MEDICIÓN
[ ] Se ha identificado el valor de salida requerido: retención / desprendimiento / funcionamiento / apertura / cierre
[ ] Se ha indicado claramente si el resultado corresponde solo a la bisagra o al conjunto completo
[ ] Se ha aprobado la definición de pico, media, mediana, banda o deriva
[ ] El cálculo del par requerido se ha mantenido separado del valor de salida medido

MUESTRA
[ ] Se han registrado el modelo, la revisión, el lote, el acabado y el estado de ajuste de la bisagra
[ ] Se ha especificado si se trata de una bisagra individual, un par emparejado o un conjunto completo
[ ] Se han registrado los elementos de fijación, los soportes, el panel, los cables, las juntas y la carga externa
[ ] Se han controlado la lubricación, la limpieza y el preacondicionamiento

INSTRUMENTO Y DISPOSITIVO DE SUJECIÓN
[ ] El rango del sensor de par o del medidor de fuerza es adecuado
[ ] Se han verificado la calibración y el estado de cero
[ ] El eje de la bisagra y el eje del sensor están alineados
[ ] El lado fijo es rígido y el lado móvil no puede deslizarse
[ ] Se han comprobado la fricción, el juego y el contacto del dispositivo de sujeción
[ ] Se han definido el brazo de palanca y el ángulo de fuerza cuando se utilizan
[ ] Se controlan las zonas de sobrerecorrido y de tope mecánico

CONDICIONES DE ENSAYO
[ ] Se ha definido la referencia de apertura/cierre o sentido horario/antihorario
[ ] Se han indicado el ángulo inicial, el ángulo final y las ventanas de medición
[ ] Se ha indicado la velocidad
[ ] Se ha indicado el tiempo de permanencia
[ ] Se ha indicado el preacondicionamiento
[ ] Se han indicado la temperatura y las condiciones de estabilización
[ ] Se han especificado la orientación y la dirección de la gravedad
[ ] Se han especificado los ajustes de muestreo y filtrado

DATOS Y ACEPTACIÓN
[ ] Se ha conservado la curva bruta de par-ángulo
[ ] Se ha especificado la definición de par de arranque
[ ] Se ha especificado la ventana de par de funcionamiento
[ ] Se ha especificado el método de mantenimiento estático o de deriva cuando es necesario
[ ] Se han especificado la unidad, el ángulo cero y la convención de dirección
[ ] Se han informado por separado la apertura y el cierre
[ ] Se han separado la repetibilidad y la variación entre piezas
[ ] Se han documentado los picos no válidos y las regiones excluidas
[ ] Se han comprobado las unidades y las conversiones
[ ] Los límites de aceptación incluyen la capacidad práctica de medición
[ ] La selección en producción está correlacionada con la caracterización técnica

Resumen: Medición de la curva en condiciones definidas

La respuesta fiable a Cómo medir el par de apriete de una bisagra consiste en definir la salida requerida, elegir un dispositivo de sujeción que no añada una carga no controlada y controlar las condiciones que modifican el comportamiento de la fricción. Registra la identidad de la bisagra, el estado del ensamblaje, la dirección, el ángulo, la velocidad, el tiempo de permanencia, el preacondicionamiento, la temperatura, la orientación, el instrumento, el dispositivo de sujeción y la regla de procesamiento de datos.

Utilice un sensor de par directo para realizar una caracterización detallada del par en función del ángulo, o un dinamómetro con un brazo de palanca perpendicular controlado para llevar a cabo las comprobaciones pertinentes. Mantenga separado el par de la bisagra del par de funcionamiento del conjunto completo, e indique los valores de par de arranque, de funcionamiento, de apertura, de cierre, de retención y de variación únicamente de acuerdo con las definiciones establecidas por escrito.