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• Geomara Moreano

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Remaches Un remache es un pasador metálico que une dos o más chapas, placas, o piezas. Los remaches que se emplean en el avión son de dos tipos: 1. macizos (llamados también remaches sólidos) 2. y especiales. El remache macizo se suministra en forma de pasador o vástago de diámetro determinado. El vástago se llama caña. Está provisto de una cabeza en uno de los extremos de la caña, la llamada cabeza de origen o cabeza de fábrica. Como su fin básico es unir chapas, en el proceso de ensamblado de las mismas se debe construir la otra cabeza, la llamada cabeza de cierre o ciega. Esto se consigue por recalcado del extremo libre de la caña. Apoyándose este extremo en una sufridera o bien en el émbolo buzo de la propia máquina neumática de remachar. Los remaches macizos son los más usados en la aeronave de construcción metálica. De hecho, los remaches especiales se han fabricado para sustituir a los sólidos en posiciones donde su instalación no es conveniente o posible. Bien porque hay poco espacio para recalcar la cabeza de cierre, o por otro motivo. La unión remachada resiste bien los esfuerzos de cortadura, pero no así los de tracción.

ualidades de la Unión Remachada.

La unión posee las cualidades siguientes: • Su mantenimiento es de bajo coste (el tiempo útil de servicio es largo). • Seguridad, confiabilidad. • Resistencia a las cargas estructurales, mucho más a cortadura que a tracción. En general debe considerarse que la resistencia a tracción de la unión remachada es pobre, unas más que otras como veremos. • Ligereza de peso. • Resistencia a la fatiga debido a su elasticidad. • Alta productividad de montaje.

Admite el montaje automático, pero también en montaje manual es un método productivo: en fábrica es normal alcanzar una tasa de 15 remaches puestos por minuto.

Normalización. Los remaches usados en el avión comercial se ajustan por lo común al estándar americano, de forma similar a lo que sucede con los sujetadores roscados. El diámetro de un remache viene establecido en 1132 pulgadas (1/32″). La longitud se da en incrementos de 1/16″. Las diferencias básicas entre remaches se esta blecen de esta forma: o o

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Estilo de cabeza. Longitud del remache. En los de cabeza avellanada la longitud es la distancia entre la parte inferior de la caña y la parte superior de la cabeza.Para el resto de remaches se toma la distancia entre la parte inferior de la caña y la superficie de apoyo de la cabeza, Diámetro de caña. Material de construcción.

Aplicación

Según estilos de cabeza se establece la siguien te aplicación típica.

Remache de cabeza avellanada Se usa en la unión de chapas exteriores del avión, pues queda al ras y tiene baja o nula resistencia aerodinámica. En realidad esta aplicación es cierta en la delantera del fuselaje del avión; Más atrás, hacia la cola, téngase en cuenta que ha crecido una gruesa capa límite turbulenta (cuando no está totalmente desprendida) y la cabeza avellanada de los remaches no añade perturbación adicional al flujo de aire. Por esta razón es apropiado emplear un remache tipo gota de sebo, o universal, en esta zona de la aeronave, pues su montaje es más fácil y económico. También se usa cuando se unen varias chapas superpuestas, para que hagan buen asiento.

Remache de cabeza plana

Se usa en montajes internos de la aeronave. Normalmente es el que presenta mayor resistencia a los esfuerzos de tracción. La razón es la amplitud (diámetro) de cabeza. Hay más material en ella y más superficie de asiento de la cabeza en la chapa.

Remache de cabeza gota de sebo

Presenta también la particularidad de su gran diámetro de cabeza, con gran asiento en la chapa. Es apropiado para unir chapas delgadas. También, ya se ha dicho, se emplea en la zona posterior del avión pues su cabeza no sobresale mucho al exterior.

Remache de cabeza redonda

Se usa en montajes internos de la aeronave. Por la cantidad de material que acumula en la cabeza posee aceptable resistencia a esfuerzos de tracción. Dicho en términos relativos pues sabemos que las juntas remachadas están proyectadas para soportar, principalmente, esfuerzos de cortadura.

Remache de cabeza universal

Como su nombre indica, es sustituto de cualquier otro, excepto el de cabeza avellanada. Los remaches más usados para trabajos de reparación son el de cabeza universal, gota de sebo y avellanado de 100°.

Identificación El remache se identifica por distintas marcas estampadas en la cabeza. Así encontramos improntas en forma de tetilla, punzados, guiones, cruces y triángulos, aunque otros no tienen marca. Las marcas indican características de fabricación. Cada tipo de remache se identifica con un Número de Pieza o Part Number (PN). El tipo de cabeza del remache se identifica de acuerdo con el estándar AN (Army/Navy) o MS (Military Standard). Las Series se identifican así: AN426 o MS20426 – Remaches de cabeza avellanada (100°). AN430 o MS20430 – Remaches de cabeza redonda. AN441 o AN442- Remaches de cabeza plana. AN455 o AN456- Remaches de cabeza de gota de sebo. AN470 o MS20470- Remaches de cabeza universal.

En la identificación se añaden letras y números. Las letras designan el material de aleación y los números el diámetro y longitud del remache. Las letras son: A -Aleación de aluminio 1100 o 3003. AD – Aleación de aluminio 2117-T. D – Aleación de aluminio 2017-T. DD – Aleación de aluminio 2024-T. B -Aleación de aluminio 5056. C -Cobre. M – Monel.

Si no existe letra después del número estándar AN significa que es un remache de acero dulce. El primer número después de las letras indica el diámetro de la caña del remache en 1/32″ de pulgada. Como norma aceptada el diámetro adecuado de un remache es tres veces el espesor de la chapa más gruesa que se une. Los últimos números están separados de los anteriores por un guión y representan la longitud del remache, en 16avos de pulgada (1/16″). Ejemplo: AN470AD3-5. AN. Número Estándar de la Air Force-Navy. 470. Remache de cabeza universal. AD. Aleación de aluminio 2117-T. 3. Indica que el diámetro del remache es 3/32 de pulgada. 5. Indica que la longitud es 5116 de pulgada.

Materiales para remaches. Los remaches se fabrican en aluminio, titanio, acero y acero inoxidable. aqui • Los remaches de aluminio fabricados con las Series 1100, 3003 y 5052 solo se utilizan en partes no estructurales debido a sus bajas características mecánicas. • Los remaches de las series 2017 y 2024 sustituyen a los citados antes y se utilizan en zonas donde la carga estructural es mayor. Se suministran recocidos y han de mantenerse en frigoríficos. Los de la serie 2017 deben instalarse antes de una hora y los segundos entre 1O y 20 minutos después de su extracción del frigorífico. El remache 2017 tiene una «tetilla» en la cabeza, el 2024 dos guiones en relieve. Los remaches de la serie 2117 son de uso amplio en uniones de chapa de aleación de aluminio por su buena resistencia a la corrosión. No es necesario tratamiento térmico antes de usar los remaches. Se suministran con tratamiento de solubilización T4. Cuando se instalan (trabajo en frío) pasan a la condición T3.

La serie 2117 es muy apreciada en los talleres de reparación porque sustituye perfectamente a los elementos de las series 2017 y 2024, ambas con T4. La razón es que las series 2017 y 2024 necesitan tratamiento térmico anterior a su uso y almacenamiento en frigorífico. Los remaches 2117 T4 tienen un abollonado en la cabeza. • Los fabricados en la Serie 5056 se utilizan en con juntos de aleación de magnesio debido a su resistencia a la corrosión. Tienen una cruz en relieve en la cabeza. Se suministran con un tratamiento de endurecimiento por deformación y posterior temple de estabilización que permite su almacenamiento indefinido sin cambio en las propiedades mecánicas del remache. • Los de acero dulce solo se aplican sobre piezas de acero. • Los remaches de acero inoxidable se utilizan sobre piezas del mismo material en mamparos cortafuego del motor y conductos de gases de escape de los motores. • Los de Monel se utilizan para el remachado de partes realizadas en aceros al níquel. • Los remaches de cobre no son estructurales. Su empleo en aviación es limitado pero puede encontrase en conjuntos de guarnicionería, cuero y similares. • El remache de titanio es ampliamente usado en la aeronave moderna. Donde las aleaciones de aluminio no ofrecen la resistencia adecuada o la temperatura de servicio es alta. Comparado con su equivalente de acero pesa dos tercios menos con la misma resistencia mecánica. La aleación Ti-6Al-4V es típica de empleo. No obstante el titanio es caro y su mecanizado difícil. El ingeniero en estructuras de aviones pondera ventajas (reducción de peso) y económicas en su proyecto de aplicación.

Remaches Ciegos Cuando en el montaje de una unión remachada no hay acceso a la parte final del remache, a los dos extremos, se usan diversos tipos de remaches que se denominan «ciegos». Se han proyectado para empleo en estas circunstancias de difícil posición, de tal manera que el operador puede instalarlos solo por el lado accesible. Técnicamente se llaman remaches de recalcado mecánico. En algunos casos gozan de las mismas ventajas que los remaches sólidos.

Son sustitutos en cuanto a resistencia mecánica se refiere. Hay que advertir que, normalmente, su uso está limitado a chapas delgadas. En general, los remaches de recalcado mecánico se clasifican en dos clases: 1. no estructurales 2. de bloqueo mecánico. Los primeros, a su vez, se clasifican en autoobturantes y remaches Pull-thru.

Remache autoobturador (cierre por fricción) El remache ciego autoobturador construye la cabeza de cierre mediante la creación de esfuerzos de fricción entre dos superficies. Cuando una superficie, más ancha, trata de deslizarse en otra más estrecha. El remache autoobturador consta de cabeza y caña hueca, en cuyo interior se encuentra el vástago de montaje, que sobresale a modo de espiga. De esta forma, cuando el montador tira del vástago, su parte más ancha expande la caña en la parte ciega de la unión, formando la cabeza de cierre del remache. En este proceso se rompe el vástago, al llegar a un valor determinado de tensión cuando se tira de él. La rotura se produce en el cuello que posee (es una sección fusible). El extremo inferior del vástago queda retenido en la caña dando al remache más resistencia a cortadura que si quedara en forma de remache hueco, tubular. Varias notas sobre este tipo de remache: • Se fabrica en aleaciones Al series 2117 y 5056. • El remache correcto se selecciona según el sitio donde hay que colocarlo. Material a remachar, espesor de la unión y resistencia mecánica deseada. Todas estas variables deben tenerse en cuenta. • No se utiliza en estructuras y conjuntos de responsabilidad primaria. • No son sustitutos de los remaches sólidos. • Se fabrican con cabeza universal y avellanada de 100°, aunque hay más estilos según fabricantes. • Hay que considerar las características de la unión remachada frente a la corrosión. Los remaches 5056 se usan en chapa o conjuntos de magnesio.

• La longitud del vástago del remache elegida depende del espesor de chapa a unir. Como regla general, antes del montaje, el extremo de la caña para cierre debe tener entre dos y tres centímetros.

Remaches «Pull-thru» Son remaches de bajo coste. Recientemente se observa una clara tendencia a ser sustituidos por los anteriores («selfplugging»). Se usan solo cuando no es necesario tener la resistencia a cortadura que tienen los «selfpluggings». Su construcción es similar a la anterior. Consta de cabeza, caña hueca y vástago que se extiende por la caña. Cuando se tira del vástago la caña se ensancha formado la cabeza de cierre a la vez que el vástago rellena el taladro. Proporciona buenas características de sujeción de las chapas y es barato. Su uso principal está en la sujeción de tuercas de anclaje.

Remaches autoobturadores (Biocaje mecánico) Son similares a los de cierre por fricción excepto por la forma de retención del vástago en la caña. El remache cuenta con un collar de enclavamiento mecánico, con resistencia al aflojamiento y desprendimiento en un entorno operacional de fuertes vibraciones. En tales situaciones el remache de cierre por fricción podría soltarse. Este tipo de remache posee todas las características de resistencia mecánica del remache de caña sólida. De tal manera que la práctica totalidad de las órdenes de trabajo contemplan esta posibilidad, de ser sustituto del remache sólido. A continuación damos detalles de dos tipos de amplio uso aeroespacial.

Remache Cherry-lock Los remaches Cherry-lock (marca registrada) se presentan en tres modalidades, estándar, de bulbo y la versión wiredraw. El estilo de cabeza es universal o avellanada. El remache Cherry-lock estándar es un «self-plug ging» de fricción típico, sin enclavamiento mecánico. Su construcción y operación es igual que la citada anteriormente. Es sustituto del remache sólido, pero en este caso, puesto que la fricción es la única fuerza que mantiene el vástago en posición, se debe usar un Cherry-lock de mayor diámetro que el sólido. Normalmente se suele poner uno de 1/32″ mayor. La cabeza del remache, una vez roto el vástago, se debe limar y recomponer para quitar el trozo que haya podido quedar en ella. Más interesante es el Cherry lock de bulbo, que tiene enclavamiento mecánico mediante un collarín de blocaje. Su gran cabeza de cierre le confiere alta resistencia mecánica y sustituye al remache sólido en reparaciones de taller. Se emplea en muchos sitios del avión, por ejemplo en la chapa de borde de ataque de ala y estabilizadores, y en general en unión de revestimientos de chapa delgada. También es aplicable en unión de chapas de mayor espesor. Se fabrica en aleaciones 2017, 5056, Monel y acero inoxidable. Como desventaja se puede citar que estos tipos de remaches necesitan útiles especiales de montaje, aunque esta situación es normal en los talleres aeronáuticos. El remache Cherry-lock Wiredraw es similar al anterior. Se caracteriza por la amplia variedad que ofrece en tamaños, material, y niveles de resistencia mecánica. Se usa particularmente en aplicaciones o componentes que precisan cierre hermético de juntas. En general, el fabricante lo suele recomendar cuando es inapropiado o poco práctico poner remaches de bulbo. El diámetro de los remaches Cherry-lock se mide en 32avos de pulgada. Es decir, que un diámetro de remache de 3/32 irá precedido de -3.

La longitud de apriete (espesor máximo de chapa remachada) se mide en 16avos de pulgada. Un remache con 0,04 grip (-04) tiene un grip máximo de 0,250″ y mínimo de 0,188″.

Tuercas Remachadas. La tuerca remachada es una tuerca ciega con rosca hembra que fue inventada en 1936 por la firma norteamericana Goodrich Rubber Company. El objetivo de diseño fue unir las botas de deshielo del ala al borde de ataque. Además se emplean en la instalación de diversos accesorios sometidos a cargas estructurales ligeras. Por ejemplo en maleteros de cabina, elementos de cocina, lavabos, etc. La tuerca remachada, se coloca normalmente con pistola neumática desde el lado accesible. Una vez formada la cabeza ciega se tiene, al otro lado de la chapa, una rosca apropiada para introducir tomillo de sujeción. El cuerpo de la tuerca se forma en el lado ciego. La tuerca se encuentra disponible en las formas avellanada y plana. La preparación es simple; según el tipo se prepara un agujero apropiado para la tuerca plana o bien cónico para la avellanada. Los materiales empleados son aluminio, acero, Monel y latón.

Remaches Hi-Shear

Hay posiciOnes de montaje en la aeronave donde es necesario tener dispositivos de fijación que posean la resistencia mecánica de la unión empernada, pero no es preciso su desmontaje para las operaciones normales de mantenimiento. En estos casos se suele usar un remache-pasador, conocido con el nombre «Hi Shear». Nombre que hace mención a su gran resistencia a esfuerzos cortantes (cortadura).

El remache, conocido también como «Pin rivet», es un pasador de acero con cabeza plana por un lado y en el otro extremo tiene un cuello donde puede deslizar y colocarse un collar de aleación de aluminio. Una vez montado en el agujero se desliza el collar y se estampa en el cuello con herramienta especial. Nótese que es un remache especial, pero no ciego. Quizás, la mejor definición que se puede hacer de este remache es esta: se trata de un perno, pero sin rosca. En su empleo hay que tener en cuenta que, siempre, la longitud de apriete (grip) debe ser mayor que el diámetro de la caña del remache.

Hi-Lok y Taper-Lok Pertenecen a la amplia categoría de sujetadores roscados de alta resistencia mecánica. Básicamente se trata de un sujetador que consta de dos partes. El vástago roscado y una tuerca en el otro extremo. Combinan las mejores peculiaridades de remache y perno. El extremo roscado del Hi-Lok, tiene un hueco de forma hexagonal. De tal modo que la punta de una llave Allen fija esa impronta para prevenir la rotación del pasador mientras se instala la tuerca de sujeción. El pasador es de acero aleado y el collar, o tuerca de retención, de aleación de aluminio de alta resistencia mecánica. Los Hi-Loks limitan la magnitud del par de apriete que se puede dar al sujetador. Por esta razón el diámetro de la caña permanece constante (no experimenta alargamiento). El Hi-Lok se ofrece en dos estilos básicos. Para montajes sometidos a cortadura se ofrece un pasador ligero, con cabeza avellanada. Para montajes sometidos principalmente a cargas de tracción se ofrece tanto el estilo avellanado como el de cabeza saliente. El sujetador Taper-Lok es el de mayor resistencia mecánica que ofrece el mercado actual.

La base de esta resistencia es la fuerte presión que ejerce sobre las paredes cónicas del agujero donde se instala, a modo del tapón de corcho en una botella. El sujetador Hi-Tigue, tiene un vástago roscado, conformado, de modo que cuando se introduce y aprieta en el agujero se originan esfuerzos radiales de compresión que mejoran el apriete y las características de fatiga de la unión. Se han diseñado específicamente para montaje en taladros de tolerancia estrecha. El ajuste de precarga que hace el vástago roscado en la junta evita pequeñas holguras y desplazamientos cíclicos que podrían separar las chapas. El sujetador Hi-Lite es similar al Hi-Lok y se considera la evolución del Hi-Tigue, pero más ligero porque elimina parte del material que hay en la transición entre la parte de rosca y la espiga sin roscar, también se gana peso en el propio collar que es más estrecho. Hi-Tigue es más ligero que Hi-Lok, entre un 4 y 8% por sujetador instalado. Comparativamente no parece un ahorro de peso importante pero esta ganancia peso se debe multiplicar por las decenas de miles de sujetadores puestos (cuando no cientos de miles) y se apreciará una reducción de bastantes kilogramos de peso en vacío de fabricación del avión. Por ello Hi-Lite es el que presenta mayor ratio de resistencia mecánica a peso. Está hecho de titanio, y es más caro. Conviene señalar que, dado el proceso de instalación que hemos visto, los sujetadores especiales mostrados aquí como ejemplos se benefician de las propiedades mecánicas que se derivan del trabajo en frío del material.

Tratamientos Térmicos de los remaches de aluminio. Ya se ha hecho referencia sucinta al tema en el apartado de materiales. Lo que sigue es el resumen final sobre el tema.

Recibidos de fábrica con tratamiento térmico • Los remaches de la serie 1100 se usan tal como vienen de fábrica. • Los de la serie 5056 se usan tal como vienen de fábrica, son para aleaciones de magnesio. • Los de la serie 2117 reciben un tratamiento térmico, que es realizado por el fabricante, y son anodizados después del tratamiento. No precisan tratamiento térmico antes de su uso.

Retienen sus características mecánicas indefinidamente después del tratamiento térmico y pueden instalarse en cualquier momento. Se puede decir que son los remaches más usados en la construcción del avión. • Los remaches de las series 2017 y 2024 (remaches de alta resistencia mecánica) vienen con tratamiento térmico dado por el fabricante. Por sus características de maduración, los remaches 2017 son difíciles de instalar transcurrida una hora del tratamiento. Los de la serie 2024, aún antes, endurecen en 1O minutos después del tratamiento. No obstante, pueden recalentarse cuando sea preciso pero el anodizado hay que darlo antes del primer tratamiento. Esto se hace con el fin de prevenir la corrosión intergranular del material. Si estos remaches se almacenan en frigorífico a temperatura inferior a O °C, inmediatamente después del tratamiento, permanecerán bastante blandos para ser utilizables durante varios días.

Recibidos de fábrica sin tratamiento térmico Estos remaches se calientan en contenedores tubulares en un baño de sal, o en pequeñas cestas de alambre en horno. • El tratamiento térmico de los remaches de la serie 2017 consiste en mantener los remaches a temperatura entre 500 y 51O ºC durante aproximadamente 30 minutos, e inmediatamente apagar en agua fría. Estos remaches alcanzan la máxima resistencia en aproximadamente 9 días después de su instalación. • Los remaches de 2024 se calientan a temperatura de 485 a 500ºC e inmediato apagado en agua fría. Este tratamiento concede a los remaches 2024 superior resistencia mecánica a cortadura que los de la serie 2017. La resistencia mecánica máxima la obtienen en 1 día después de su instalación. Si no se cumplen los plazos de instalación de estos remaches deben tratarse de nuevo térmicamente y seguir las pautas de instalación.

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