Par de reacción del aprietatuercas acodado

Question

Tengo una pregunta sobre el comportamiento de un aprietatuercas accionado por aire/eléctrico en ángulo recto. Más concretamente, el par de reacción al que está sometido el operario durante el funcionamiento. Cuando el procedimiento de apriete está a punto de finalizar, la herramienta actúa sobre nosotros con un par brusco en sentido contrario a las agujas del reloj (suponiendo que el tornillo/tuerca se apriete en el sentido de las agujas del reloj, ¡por supuesto!).

Supongo que se puede argumentar que la articulación responde a la herramienta con un par opuesto correspondiente. Esto tendría sentido si la herramienta se considerara una palanca rígida, como lo son las herramientas de apriete "convencionales" no accionadas. Sin embargo, no estoy seguro de si esto se aplica a la herramienta accionada, que transfiere el par mediante la línea de transmisión. El par de apriete actúa sobre el eje de salida de la herramienta, que está conectado rígidamente a la línea de transmisión, formada por engranajes cónicos, juegos de engranajes planetarios y un motor eléctrico. ¿Cómo puede esto dar lugar a un par de torsión en sentido antihorario en el operador?

¿Podría alguien explicarlo con más detalle?

Answer 1

Al igual que podemos ignorar las fuerzas puramente internas al analizar el movimiento de traslación de un cuerpo, podemos ignorar los pares internos al analizar el movimiento de rotación.

Los engranajes y otros mecanismos dentro de la herramienta hacen que algunas piezas puedan experimentar diferentes pares de torsión en su interior. Pero suponiendo que la herramienta no se arranque de la mano, podemos considerar la falta de aceleración rotacional como:

$$I\alpha = \Sigma \tau$$ $$0 = \tau_{\text{operator}} + \tau_{\text{nut}}$$ $$\tau_{\text{operator}} = -\tau_{\text{nut}}$$

La mecánica interna no importa, incluso si hay un embrague y alguna parte patina (suponemos que la masa giratoria dentro de la herramienta es pequeña y no significativa). Cualquier cosa de la herramienta que modifique el par lo hace en ambos lados.

Así que para sostenido par, todo lo anterior se mantiene. Pero en los comentarios se mencionan los dispositivos de impacto. Éstos aplican ráfagas cortas de par elevado. Como duran muy poco tiempo, la suposición anterior de que no hay aceleración angular ya no es válida. En su lugar, las masas del interior del dispositivo (y probablemente el propio cuerpo de la herramienta) giran... (sólo un poco).

El impulso del momento angular es absorbido por el operador durante el tiempo que transcurre entre los impactos. Una forma de verlo es como una "palanca" que permite que el par inferior sostenido, proporcionado por el operador, se convierta en breves periodos de par superior en el eje de salida.

Es similar a un punzón de centrado. Proporciona una cierta fuerza a lo largo de una distancia, pero entonces la herramienta suelta una sujeción y el punzón de centrado proporciona una fuerza muy elevada durante un instante.

Answer 2

La diferencia entre las llaves manuales y las eléctricas es una ilusión. Para girar la tuerca con respecto a la rosca, la herramienta debe tener algo contra lo que empujar que esté inmóvil con respecto a la rosca. En ambos casos, el empuje y la tracción se producen en la misma dirección.

La ilusión surge porque, con la llave motorizada, no tienes que mover la mano a través de un arco como con la llave manual. Esta falta de movimiento hace que la acción resulte diferente a los sentidos.