La arandela de un tornillo SEMS tiene un agujero menor que el tornillo

Punto de partida

Nuestra página sobre tamaños de arandela recalca algo importante: un tamaño nominal no especifica una arandela. El mismo M4 existe en serie pequeña, normal y grande, y sus diámetros exteriores difieren en más del doble.

Aquella página enumera las tres series y sus normas ISO. Es correcta para arandelas compradas sueltas y montadas por el usuario. No cubre la arandela que llega ya montada en el tornillo, cuyas dimensiones fija otra norma.

«Cautiva» es una palabra definida, no una descripción

ISO 10644 cubre conjuntos tornillo-arandela de acero, con rosca gruesa M2 a M12, cabezas de asiento plano y clases de resistencia hasta 10.9 inclusive. Su objeto y campo de aplicación contiene esta definición:

Las arandelas planas son cautivas, es decir, se impide su desmontaje y pueden girar libremente.

Ambas partes importan. Impedir el desmontaje convierte el producto en un conjunto, no en dos piezas dentro de la misma bolsa. El giro libre hace que siga actuando como arandela: si estuviera fijada a la cabeza, giraría con el tornillo y la interfaz de fricción pasaría a la cara de la arandela en vez de quedar entre esta y la unión.

Por eso el agujero es menor

Una arandela no puede quedar cautiva si pasa por encima de la rosca. Por eso no pasa. ISO 10673 fija en todos los tamaños un intervalo inferior al diámetro nominal de rosca:

La arandela se monta antes de que exista la rosca. Se coloca sobre el vástago en bruto y después se lamina la rosca, que queda mayor que el agujero por el que pasó la arandela. Solo la geometría la retiene.

La consecuencia práctica funciona en ambos sentidos. No se puede añadir una de estas arandelas a un tornillo terminado, ni sustituir una arandela de conjunto perdida por otra suelta del mismo tamaño nominal y obtener la misma pieza: el agujero es incorrecto en un sentido y probablemente el diámetro exterior en el otro.

La serie se elige por el tipo de cabeza, no por preferencia

Esta es la mayor diferencia respecto a las arandelas sueltas. En ISO 10673 los tres tipos no son solo pequeño, mediano y grande; la norma indica el uso preferente de cada uno.

La cláusula no explica el motivo, pero la asignación concuerda con lo que cubre la cabeza: una cabeza con hexágono interior es un círculo pequeño; una arandela grande sobresaldría sin apoyo sobre su anillo exterior.

La dureza también la determina el tornillo

ISO 10644 vincula ambos componentes:

La arandela de un tornillo 10.9 no es una elección libre. Especificar el conjunto solo por el tornillo deja la arandela insuficientemente definida en las clases inferiores, donde se permiten ambas durezas, y totalmente determinada en las superiores.

Otra cláusula útil para resolver una disputa con un proveedor: en los ensayos de arbitraje, las propiedades mecánicas según ISO 898-1 se comprueban con la arandela retirada. El conjunto se juzga por el tornillo.

Lo que esta página no estableció

Aquí no se citan los diámetros exteriores de las series sueltas de ISO 7089, 7090, 7092 y 7093. La comparación es cualitativa y se basa en nuestra página anterior, no en una nueva lectura de esas normas. Para demostrar si una arandela suelta concreta equivale dimensionalmente a una arandela de conjunto concreta, deben compararse ambas tablas.

Esta página tampoco dice si un conjunto es la elección correcta. Es una decisión de manipulación y retención tanto como mecánica. ISO 10644 termina en M12; por encima, la pregunta no se plantea así.

Este artículo no pertenece a un solo paso de los seis: abarca varios o aparece después del montaje. Las decisiones se explican en el artículo inglés Specifying a screw.

Preguntas frecuentes

¿Puedo colocar una arandela normal en un tornillo SEMS?

No en sustitución de la cautiva. Su agujero es inferior al diámetro nominal de rosca, por lo que se montó antes de laminar la rosca y no puede cambiarse desde fuera. Una arandela suelta del mismo tamaño nominal tiene agujero de paso y normalmente otro diámetro exterior.

¿Qué determina que una arandela SEMS sea S, N o L?

ISO 10673 indica una preferencia según la cabeza: tipo S para tornillos de cabeza cilíndrica con hexágono interior y tornillos de cabeza cilíndrica; tipos N y L para tornillos de cabeza hexagonal. No lo presenta como elección libre de tamaño.

¿La dureza de la arandela sigue la clase del tornillo?

Sí. ISO 10644 permite 200 HV o 300 HV para tornillos hasta la clase de resistencia 8.8 inclusive y exige 300 HV para las clases 9.8 y 10.9.

Referencias

• ISO 10644:2009 — Screw and washer assemblies made of steel with plain washers; capítulo 1, alcance y definición de cautiva, capítulo 4, correspondencia de durezas y disposición de ensayo de arbitraje
• ISO 10673:2009 — Plain washers for screw and washer assemblies, small, normal and large series, product grade A; capítulo 3, clasificación por cabeza, capítulo 4, tablas 1 a 3
• Nuestra página sobre series de arandelas — las tres series sueltas junto a las que se sitúa esta página

ISO 10644:2009 e ISO 10673:2009 se leyeron en los PDF oficiales de vista previa gratuita; ambos incluyen el alcance completo, la cláusula de clasificación y las tablas dimensionales, y de allí proceden todas las cifras. ISO 10644:2009 es la segunda edición y anula la de 1998, que expresaba de otro modo la regla de dureza: decía 200 HV para tornillos inferiores a 8.8 y dejaba el propio 8.8 sin cubrir; la edición actual permite ambas durezas hasta 8.8 inclusive. Aquí solo se cita el texto de 2009. El catálogo ISO registra ISO 10673:2009 como revisada y confirmada en 2024; ese estado procede de la ficha, no del documento. Los porcentajes de déficit del agujero son cálculos sobre los límites publicados, no valores impresos en la norma. Todas las afirmaciones se sometieron a una comprobación independiente antes de publicarse; todas se confirmaron y la comprobación añadió las filas M2,5 y M3,5 omitidas en el primer borrador. Ninguna dimensión es un valor admisible de diseño.