Como se ha dicho, un perno es un pasador hecho de acero aleado o acero resistente a la corrosión, también de aleación de titanio, menos frecuente de alumi­nio, que tiene cabeza en un extremo, una parte sin ros­car y otra final roscada, en el otro extremo donde se aloja la tuerca de unión.

La longitud de la parte del perno no roscada se llama técnicamente longitud de apriete  o longitud de acoplamiento.

La longitud de apriete debe ser igual al espesor de material que se une,  dicho de otra forma, la parte roscada no debe prolon­garse hasta el material de la unión, de tal forma que si se adentra en ella (más de una rosca) la cabeza perno o el asiento de la tuerca deben suplementarse con arandelas.

La mayor parte de los pernos que se usan en las estructuras del avión son del tamaño y resistencia mecánica correspondiente al estándar aeronáutico.

En ciertos casos los fabricantes de las aeronaves solicitan pernos de dimensiones específicas, o de mayor resis­tencia mecánica.

Tales pernos especiales se identifican con la letra «S» o el código «Spec», grabada en la cabe­za.

En su caso deben reemplazarse con otros de la misma especificación y tratamiento térmico.

Para simplificar dividiremos los pernos en dos categorías: estándar y no estándar, y hablaremos solo de los sujetadores más usados.

 

Pernos Estándar

 

Son pernos estructurales de uso múltiple para aplica­ciones generales donde hay esfuerzos de tracción (ten­sión) o de cortadura.

Normalmente están cadmiados, cincados, o llevan otra protección contra la corrosión, según el material de construcción.

Los pernos con cabeza taladrada tienen orificios para insertar a su través algún elemen­to de seguridad contra el aflojamiento.

En general, la precaución deriva del entorno vibratorio que rodea la aeronave.

El elemento de seguridad puede ser alambre de frenado, un pasador, u otro elemento de seguridad.

La cabeza de estos pernos resulta por tanto más ancha.

El número de taladros en la cabeza es variable;

Hay cabezas con un solo taladro y otras tienen seis agujeros taladrados, y en algunos casos, incluso, los dos tipos (un taladro y seis taladros) son intercam­biables.

Hay pernos amagnéticos y resistentes a la corrosión.

Son similares a los estándar, pero se fabrican en acero inoxidable, algunas veces resistentes a alta tempera­tura de servicio.

Los pernos tipo Allen  tienen un rebaje en la cabeza (se llama impronta) para permitir su apriete por útil introdu­cido en él.

Están construidos en acero de alta resistencia mecánica y se emplean en posiciones donde hay car­gas altas a tracción.

Hay estilos diferentes, que se diferencian por la alea­ción al uso, el tratamiento térmico que tienen, y los estilos de cabeza.

Los pernos Clevis tie­nen cabeza redonda y se usan como pasadores en la horquilla de los cables de mandos de vuelo.

La impronta para apriete es de ranura simple o cruci­forme.

Aparte de esta aplicación típica en el sis­tema de control de vuelo, está indicado cuando la unión debe soportar gran­ des esfuerzos de cortadu­ra (no a tracción).

Nor­malmente se suministran cadmiados.

Hay pernos Clevis de cabeza plana que se usan en estructuras secundarias.

Los pernos de ojete, se emplean para soportar cargas de tracción externas, por ejemplo como soporte de un tensor, o la argolla de un cable estructural.

El final del extremo roscado aloja el frenado de seguridad contra aflojamiento.

Pernos de tolerancia estrecha. Se fabrican con más precisión que los generales.

Se aplican en uniones que precisan gran ajuste.

Pueden ser AN, MS o NAS y tienen marcado un triángulo en la cabeza del perno (estampado o bien en relieve).

 

Identificación de los pernos

 

Además de los específicos de los grandes fabri­cantes de aviones, gran parte de los pernos usados en los aviones son de la especificación Army-Navy (AN), desde la AN3 a AN20.

Los pernos NAS tienen por lo común mayor resistencia a la tracción que losAN; están en el campo de 160.000 psi (1.103 MPa).

Por otra parte, los pernos NAS (National Aerospace Standard) y de la serie MS (Military Specification),

dan la longitud de apriete que tiene el perno en incrementos de 16avos de pulgada (1/16).

Identificación ejemplo de perno: MS: 20004-H 8.

La longitud de apriete es de 8/16, o sea de media pulgada.

Los dígitos 20004 indican la clase del perno y el diámetro en l6avos de pulgada.

Identificación ejemplo perno NAS:

NAS 14 4-25

El número 14 es la clase de perno; 4 es el diámetro (4/16); 25 es la longitud de apriete (25/16).

 

Perno no Estandar

 

 

Los pernos que no tienen ninguna asignación a norma civil o militar se lla­man pernos no estándar.

Se trata de pernos que se montan en aeronave específica, o bien que requieren una herramienta de montaje especial que proporciona la empresa fabricante del avión.

Los tipos comunes son los de fijación externa, torq-set, y hi-torque.

a. Los de apriete externo se distinguen de los generales por su cuadro de caracterís ticas: mayor resistencia mecánica y a la fatiga, más ductilidad.

Externamente se aprecia también su cabeza de 12 puntos para facilitar el montaje.

b. Los pernos autoblocantes, no representados en la figura, son pernos convencio­nales pero tienen una posta de nilón u otra fibra forzada en un orificio al final de la rosca.

Cuando se monta el perno la posta elástica ejerce presión en el taladro para mantener la fijación.

c. Cuando la instalación de un perno necesita un alto par de apriete (precarga) es útil la impronta o muesca que tiene la cabeza del perno denominado torq-set.

Es una ranura continua en la cabeza, radial, en forma de alas excéntricas, que permite aplicar la precarga rápidamente y con seguridad pues las muescas no tienen estrechamiento.

d. La cabeza de los pernos hi-torque tienen un rece­so o muesca que precisa de una llave especial para aplicar el alto par de apriete que necesita la unión.

 

Pernos de Seguridad

Hay gran variedad de pernos de seguridad. Nos centramos en dos muy usados.

 

Lock-bolt

Ellock-bolt,  es un fijador MS, perma­nente, de gran resistencia mecánica a tracción y a cor­tadura, al punto que se compara con los pernos estruc­turales AN y NAS.

La retención del perno se consigue estampando el collar que posee en la rosca del perno.

La cabeza puede estar avellanada, para instalación al ras en la superficie de montaje, o puede tener la cabe­za prominente.

No necesita frenado de seguridad.

Los lock-bolts se fabrican en tres tipos, los de perno largo para estiramiento (llamados pull type), los cortos, que empujan el collarín (stump type), y los ciegos.

El material empleado es diverso. Para el perno se emplean aceros aleados e inoxidables, tam­bién aleación de aluminio (por ejemplo 7075) y de tita­ nio 6Al-4V.

Para los collarines, además de los citados, se emplea Monel. Monel es una aleación de níquel y cobre, principalmente níquel que llega hasta el 67 %; tiene también manganeso, silicio y hierro, entre otros.
¿Cuáles son las características resaltables de los lock-bolts?
Son ligeros, de tal modo que casi la mitad de los per­ nos en estructuras primaria y secundaria de la aerona­ve son lock-bolts.

Tienen buen comportamiento de retención frente a vibraciones, hermeticidad (empleo en depósitos de combustible), instalación rápida, nivel de ruido reducido en la nave de montaje, y por tanto en beneficio de la seguridad e higiene en el trabajo.

Se instalan con herramientas especiales, según tipo;

Por ejemplo, el tipo de estiramiento se instala con pistola neumática.

 

Jo-bolts

Al igual que los anteriores son sujetadores estructurales de alta resistencia mecánica.

Se usan cuando solo existe acceso por un lado de la unión.

Entran, pues, en la categoría de los sujetadores ciegos.

Constan de tuerca (acero o aleación de alumi­nio), perno de acero, y casquillo de acero inoxidable.

La fijación se produce cuando se expande el casquillo al girar el perno con la tuerca fija.