MAQUINAS SIMPLESEL TORNILLO

EL TORNILLOUn tornillo es un elemento mecnico comnmente empleado para la unin desmontable de distintas piezas, aunque tambin se utiliza como elemento de transmisin. Bsicamente es un cilindro con rosca helicoidal y cabeza, frecuentemente acompaado de la correspondiente tuerca.

INDICEOrgenes histricosRoscasNomenclaturaEntradas o filetesSentido de la roscaRoscas normalizadas, tipos y designacinUsosDibujos de roscasCabezasEnlaces externos

Orgenes histricos

Los primeros antecedentes de la utilizacin de roscas se remontan al tornillo de Arqumedes, desarrollado por el sabio griego alrededor del 300 adC, que ya se empleaba en aquella poca profusamente en el valle del Nilo para la elevacin de agua. Durante el Renacimiento las roscas comienzan a emplearse como elementos de fijacin en relojes, mquinas de guerra y en otras construcciones mecnicas diversas. Leonardo da Vinci desarrolla por entonces mtodos para el tallado de roscas, sin embargo, stas seguirn fabricndose a mano y sin ninguna clase de normalizacin hasta bien entrada la Revolucin industrial. En 1841, el ingeniero ingls Joseph Whitworth defini la rosca que lleva su nombre. William Sellers hizo otro tanto en los Estados Unidos el ao 1864. Esta situacin se prolong hasta que la organizacin ISO define, a mediados de siglo XX, el sistema de rosca mtrica adoptado actualmente en prcticamente todos los pases. En los EE.UU. se sigue empleando la norma de la Sociedad de Ingenieros de Automocin (Society of Automotive Engineers, SAE). Actualmente, estas roscas se definen como Unified National, en sus tres variantes:

TRES VARIANTES

En todas ellas se mantienen los dimetros exteriores y vara el nmero de hilos de rosca por pulgada.

SIGLASNOMBRE INGLESNOMBRE ESPAOLUNC Unified National Coarse Americano normalUNFUnified National Fine Americano finoUNEFUnified National Extra Fine Americano extrafino

Roscas

Nomenclatura Las roscas pueden ser exteriores o machos (tornillos) o bien interiores o hembras (tuercas). Las magnitudes deben ser coherentes para que ambos elementos puedan enroscarse.

NoRosca exterior o machoRosca interior o hembra

1Fondo o baseCresta o vrtice 2Cresta o vrtice Fondo o base3Flanco Flanco 4Dimetro del nucleoDimetro del taladro5Dimetro exteriorDimetro interior6Profundidad de la rosca7Paso

Entradas o filetes La generacin de un tornillo puede suponerse arrollando un filete alrededor de un cilindro. En la primera figura mostrada antes, el filete o hilo es trapezoidal, mientras que en la segunda es triangular. En cualquier caso, si la hlice que describe el filete tiene un paso suficientemente grande (a), dejar espacio para arrollar sobre el cilindro otro filete, con lo que se obtiene una rosca de doble entrada (b), o triple si los filetes aadidos son dos. Para determinar el nmero de entradas de un tornillo, basta apoyar un rotulador en el flanco y girarlo hasta marcar una vuelta completa, de forma que el filete correspondiente quede coloreado; si en medio queda otro sin colorear, ser de dos entradas, si quedan dos, de tres entradas y as sucesivamente.

El incremento del nmero de entradas no modifica el paso del tornillo pero con ello se consigue que la superficie de contacto entre el tornillo y la tuerca se incremente de modo que se podr aplicar una mayor fuerza (par) de apriete y se obtendr una unin ms estanca. Ntese que no es estrictamente necesario que exista un espacio entre dos filetes consecutivos igual o mayor que la base de los mismos para que se pueda intercalar una segunda entrada; en este caso el resultado ser simplemente una disminucin de la profundidad de la rosca.

Sentido de la rosca En funcin del movimiento relativo entre el tornillo y la tuerca, existen tornillos (y roscas) a derechas que son aquellos que al girarlos en el sentido contrario al de las agujas del reloj salen de la tuerca y desenroscan (a), y a izquierdas, que son aquellos en los que al girar el tornillo en el sentido contrario al de las agujas del reloj, entra en la tuerca enroscndose (c). Las roscas empleadas son comnmente a derechas.

Roscas normalizadas, tipos y designacin Rosca triangular. Mtrica: M (dimetro exterior de la rosca en milmetros). Mtrica fina: M xp (paso p en mm). Witworth: " (dimetro exterior de la rosca en pulgadas). Witworth fina: W xp (paso p en pulgadas). Witworth de tubo: R " (dimetro nominal del tubo en pulgadas).

Rosca trapezoidal: Tr xp (dimetro exterior de la rosca &Oslash y paso p en mm).

Rosca redonda: Rd xp (dimetro exterior de la rosca &Oslash y paso p en pulgadas).

Usos Las roscas triangulares se emplean en tornillos de fijacin; el truncamiento del filete facilita las operaciones de desmontaje pero disminuye la estanqueidad de la unin. Las roscas finas (con paso menor que el normal) se emplean cuando la longitud de la unin atornillada es pequea, por ejemplo en uniones en paredes delgadas de tubos; tambin pueden emplearse cuando se quiere evitar el aflojamiento de la unin, ya que el mayor nmero de filetes de contacto entre el tornillo y la tuerca incrementa el rozamiento. Para el enroscado de tubos se emplean las llamadas roscas de gas derivadas del sistema Witworth, caracterizadas por una elevada estanqueidad (el filete no est truncado) y una relacin profundidad/dimetro pequea para no debilitar la pared del tubo.

Para tornillos de transmisin se usan roscas trapezoidales simtricas o en forma de diente de sierra (asimtricos) en aquellos casos en los que la fuerza aplicada tenga un slo sentido. Estas ltimas tiene una aplicacin muy remarcable en tornillos destinados a fijaciones sobre plsticos. Las roscas redondas, a pesar de sus buenas cualidades mecnicas se emplea poco debido a su dificultad de fabricacin, y por ende, elevado precio. Se usa en aplicaciones en los que la unin haya de soportar impactos.

Dibujos de roscas Las crestas vistas se representan con trazo continuo grueso y los fondos con trazo fino. En vistas ocultas, ambas se trazan con trazo fino discontinuo. En las secciones, el rayado se prolonga hasta la cresta. En vista frontal, la lnea de fondo abarcar aproximadamente 3/4 de circunferencia para evitar errores de interpretacin. En los dibujos conjuntos, las lneas de la rosca macho (tornillo) prevalecen sobre las de la rosca hembra (tuerca).

CABEZAS El diseo de las cabezas de los tornillos lejos de manifestar el capricho de los fabricantes, responde, en general a dos necesidades. Por un lado, conseguir la superficie adecuada de apoyo para la herramienta de apriete de forma tal que se pueda alcanzar la fuerza necesaria, sin que la cabeza se rompa o deforme. Por otro, necesidades de seguridad implican (incluso en reglamentos oficiales de obligado cumplimiento) que ciertos dispositivos requieran herramientas especiales para la apertura, lo que exige que el tornillo (si ste es el medio elegido para asegurar el cierre) no pueda desenroscarse con un destornillador convencional, con lo que se dificulta que personal no autorizado acceda al interior.

ENLACES EXTERNOS TornilloImgenes de tornillos