Un perno de expansión está compuesto por un perno, una tuerca y un conjunto de manguito de plomo que se expande al apretarlo. Estos pernos se anclan en materiales que no permiten una formación confiable de roscas, como hormigón, ladrillo y similares. Si bien son similares en concepto a los anclajes de clavos con mangas de nailon expansibles, los pernos de expansión se utilizan en aplicaciones de servicio pesado, como asegurar bancos y asientos de estadios. Hay varias configuraciones diferentes.
En la configuración perno-manguito de plomo-tuerca cónica, una tuerca cónica descansa en un manguito de plomo. Todo este componente se inserta en un orificio pretaladrado. Luego se inserta el perno y, cuando se sujeta, la tuerca cónica se tira hacia la cabeza del perno, lo que hace que el manguito de plomo se expanda.
Otra configuración es el perno-manguito de plomo-cono de metal-tuerca. En este tipo, un cono de metal y un manguito descansan sobre el conjunto del perno. Cuando se aprieta el perno, la presión empuja el cono de metal hacia el interior del manguito de plomo, y esta expansión asegura el perno en su lugar. La configuración de perno cónico-manguito de plomo-cono metálico-tuerca, aunque similar al ensamblaje anterior, se basa en una cabeza de perno ahusado, no una tuerca, para hacer que el manguito de plomo se expanda.
El manguito de plomo es el factor común que une los diferentes tipos de configuraciones de pernos de expansión. El plomo es maleable, por lo que llena fácilmente el espacio perforado en el que se coloca. Además, debido al manguito de plomo, los pernos de expansión permiten un riesgo mínimo de agrietamiento o rotura del material de anclaje porque los pernos de expansión no dependen de puntos únicos de unión. Los manguitos de plomo también reducen el riesgo de desprendimiento o desprendimiento.
Dependiendo del diámetro del perno y de los materiales en los que se prueban, los pernos de expansión de menos de 5 pulgadas (12.7 mm) se pueden clasificar en tonelaje. Las especificaciones se pueden encontrar en el empaque de los pernos de expansión y se deben elegir las tolerancias correctas según el uso y el riesgo de corrosión. Si existe una alta probabilidad de exposición continua al agua, se puede agregar cadmio, un metal de transición del grupo 12 con propiedades anticorrosivas similares al zinc, para ayudar a la resistencia del perno de expansión a la humedad.
En los Estados Unidos, el American National Standards Institute (ANSI) exige, entre otras cosas, los tamaños estándar y métricos y los tipos de impulsión (ranurados, hexagonales, de doble hexágono, etc.) de las piezas mecanizadas. Se pueden encontrar varios tamaños y tipos de unidades de pernos de expansión para satisfacer cualquier necesidad. Los pernos de expansión y sus componentes sin plomo están hechos de acero y chapados de acuerdo con las normas y especificaciones de la Sociedad Estadounidense de Pruebas y Materiales (ASTM).