Quiz tengan que unirse o sujetarse dos o ms componentes de modo que se puedan separar en algunas ocasiones durante la vida til o ciclo de vida del producto. Diversos productos (incluyendo los lpices mecnicos, relojes de pulsera, computadoras, aparatos elctricos, motores y bicicletas) tienen componentes que se sujetan mecnicamente. Tal vez se prefiera la sujecin mecnica sobre otros mtodos por las siguientes razones:

Facilidad de manufactura. Facilidad de ensamble y transporte. Facilidad de desensamble, mantenimiento, reemplazo de partes o reparacin. Facilidad para crear diseos que requieren uniones mviles, como bisagras, mecanismos de deslizamiento y componentes, y accesorios ajustables. Costo general inferior por manufactura del producto.

El mtodo ms comn de sujecin mecnica es el uso de tornillos, tuercas, pernos, pasadores y otras variedades de sujetadores; estas operaciones tambin se conocen como ensamble mecnico. Por lo general, la sujecin mecnica requiere que los componentes tengan orificios a travs de los cuales se inserten los sujetadores. Estas uniones se pueden someter a esfuerzos cortantes y de tensin, y deben disearse para resistir estas fuerzas.

Los mtodos de sujecin mecnica se dividen en dos clases principales:1. Permiten Desensamble. Sujetadores roscados (Pernos, Tornillos y Tuercas).2. Unin Permanente o semipermanente (Remaches).Sujetadores Roscados.Los pernos, tornillos y tuercas se encuentran entre los sujetadores roscados de uso ms comn. Los pernos y tornillos se pueden asegurar con tuercas, o pueden ser de autorroscado, en el que el tornillo corta o forma la rosca en la parte a sujetar. El mtodo de autorroscado es muy efectivo y econmico en productos de plstico en los que la sujecin no exige un orificio machueleado o una tuerca.Si la unin se va a someter a vibracin (como en una aeronave, motores y maquinaria), existen diversas tuercas y contratuercas especialmente diseadas. Aumentan la resistencia a la friccin en la direccin de torsin inhibiendo as cualquier aflojamiento de los sujetadores debido a la vibracin.Por lo general, este tipo de sujetadores se niquelan o recubren para aumentar su resistencia a la corrosin. Los tipos de recubrimientos ms utilizados son los de Nquel, Cromo, Zinc, y xido Negro. Aunque es posible utilizar otros materiales como Aceros Inoxidables, Aleaciones de Aluminio-Nquel y Plsticos (Estos ltimos, solo para aplicaciones de baja tensin).

Tornillos. Sujetadores con roscas externas. Por lo general se ensambla en un orificio roscado ciego. Pernos. Sujetador con rosca externa que se inserta a travs de orificios en las partes y se asegura con una tuerca en el lado opuesto. Tuercas. Sujetador con rosca interna que coincide con la de perno del mismo dimetro, paso y forma de rosca.

Tiene varias funciones.1. Distribuir las tensiones que se concentraran en la cabeza del perno o tornillo/tuerca.2. Proporciona apoyo para orificios de separacin grandes en partes ensambladas3. Aumenta la presin.4. Protege las superficies de las partes.5. Sella la unin.6. Resiste el aflojamiento inadvertido.

RemachesEs una punta con cabeza sin rosca que se usa para unir dos o ms partes.El mtodo ms comn de uniones mecnicas permanentes o semipermanentes es por remachado (fig. 32.14). Se pueden utilizar cientos de miles de remaches en la construccin y el ensamble de un avin comercial grande. Pueden ser slidos o tubulares. Una vez colocado, no puede removerse, a menos que una de las cabezas se rompa (Permanente - Semipermanente).La instalacin de un remache slido implica dos pasos: la colocacin del remache en el orificio (por lo general, troquelado o taladrado) y la deformacin del extremo de su vstago por recalcado (cabeceado). Los remaches huecos se instalan abocardando su extremo ms pequeo. Se pueden colocar explosivos en el interior de la cavidad del remache y detonarlos para expandir el extremo de ste. El remachado se puede realizar a temperatura ambiente o elevada. Tambin es posible efectuar esta operacin por medios manuales o mecanizados, incluyendo el uso de robots programables. En la figura 32.15 se ilustran algunos lineamientos de diseo para el remachado.

Ofrece altas velocidades de produccin, simplicidad, confiabilidad y bajo costo.A pesar de estas aparentes ventajas, su aplicacin ha declinado en tiempos recientes, cediendo terreno a los sujetadores roscados, la soldadura y el pegado.La aplicacin principal de los remaches es en la industria aeronutica y aeroespacial para unir el fuselaje y partes estructurales.Tenemos 5 tipos de remaches bsicos: Solido, Tubular, Semitubular, Bifurcado y de Compresin. Son usados para uniones sobrepuestas, aunque si el orificio es demasiado pequeo, ser difcil introducir el remache. Si el orificio es muy grande, el remache no abarcara el volumen y podra doblarse durante el proceso.

Otros mtodos de sujecinEn las aplicaciones de unin y ensamble se utilizan diversos tipos de sujetadores. A continuacin se describen los tipos ms comunes.

Pespunteo y engrapado de metales. El proceso de pespunteo y engrapado de metales (fig. 32.16) es muy similar al engrapado ordinario de papeles. Esta operacin es rpida y particularmente apropiada para unir materiales delgados metlicos y no metlicos, incluyendo madera. Un ejemplo comn es el engrapado de cajas de cartn. En el cierre, el material del sujetador debe ser suficientemente delgado y dctil para soportar la gran deformacin localizada durante el agudo doblado.

Engargolado. El engargolado se basa en el principio simple de doblar juntas dos piezas delgadas de material. Es un proceso muy similar a la unin de dos hojas de papel (cuando no se tiene disponible un clip) doblndolas en la esquina (fig. 32.17). Ejemplos comunes de engargolado se ven en la parte superior de las latas para bebidas (ver ltima ilustracin en la fig. 16.31), en contenedores para productos alimenticios y domsticos, y en los ductos de calefaccin y aire acondicionado. En el engargolado, los materiales deben tener la capacidad de someterse a doblado y plegado a radios muy pequeos; de otra manera se agrietaran. El desempeo y la confiabilidad de las costuras pueden mejorarse (as como hacerlas impermeables) con la adicin de adhesivos, recubrimientos y sellos polimricos, o por soldadura blanda.

Plegado. El proceso de plegado es un mtodo de unin sin usar sujetadores. Puede realizarse con resaltes o depresiones (fig. 32.18), que es posible producir mediante emboquillado o estampado. El plegado se puede realizar en partes tubulares o planas, siempre que los materiales sean lo suficientemente delgados y dctiles para soportar las grandes deformaciones localizadas. Las corcholatas y otras tapas se sujetan a las botellas mediante plegado, al igual que algunos conectores al cableado elctrico.

Sujetadores de agarre o ajuste instantneo. En la figura 32.19 se muestran diversos tipos de sujetadores de resorte o ajuste instantneo, los cuales se utilizan ampliamente en carroceras automotrices y aparatos elctricos domsticos. Son econmicos y permiten el ensamble fcil y rpido de los componentes.

Ajustes por contraccin y por prensado. Los componentes tambin se pueden ensamblar mediante ajustes por contraccin y por prensado. Los ajustes por contraccin se basan en la contraccin trmica de dos componentes. Las aplicaciones comunes son el ensamble de componentes para matrices y el montaje de engranes y levas en las flechas. En los ajustes por prensado, se fuerza un componente sobre otro; este proceso produce una unin de alta resistencia.

Aleaciones con memoria de forma. En la seccin 6.13 se describen las caractersticas de estos materiales, en los que se hizo notar su uso como sujetadores, debido a su capacidad para recuperar su forma con el calentamiento. Diversas aplicaciones avanzadas incluyen su uso como acoplamiento en el ensamble de tubos de aleacin de titanio para aeronaves.