Upload
elda
View
243
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
8/16/2019 Tornillos y Roscas
1/46
TORNILLOS
GENERALIDADES
Es el mecanismo más usado como unión típica desmontable. Para poderser usado debe ir acompañado de otra pieza, la tuerca, a la cual se unepermitiendo su movimiento o fijación según se desee.
Se denomina tornillo a un elemento u operador mecánico cilíndrico conuna cabeza, generalmente metálico, aunque pueden ser de madera o plástico,utilizado en la fijación temporal de unas piezas con otras, que está dotado deuna caña roscada con rosca triangular, que mediante una fuerza de torsiónejercida en su cabeza con una llave adecuada o con un destornillador, sepuede introducir en un agujero roscado a su medida o atravesar las piezas yacoplarse a una tuerca.1
Se usan bulones y tornillos para fijar las tapas de cilindros, elementos demáquinas que deben desarmarse fácilmente y piezas de máquinas grandesque deben fabricarse por partes ( ¿Por qué?)
Cinemática mente puede considerarse como un mecanismo destinado atransformar un movimiento circular continuo en otro rectilíneo continuo (avanceo retroceso), es por eso que se lo usa como tornillo de avance en máquinasherramientas, tornillos de prensa y dispositivos similares.
GENERACION DE LA ROSCASupongamos un cilindro circular recto cuya
superficie lateral se ha desarrollado; tracemos una diagonal en el rectángulo dedesarrollo y arrollemos nuevamente sobre el cilindro primitivo, la diagonal, aladaptarse a su nueva forma da lugar a una nueva curva de doble curvatura a laque se le da el nombre de hélice la cual puede estar enganchada a derecha oizquierda, según el sentido del ángulo .
Con el movimiento de rotación de tres o cuatro puntos dispuestos sobredos cilindros concéntricos, estando unidos entre sí estos puntos medianterectas, se obtiene el tornillo, formando las aristas que generan los puntosunidos entre sí en la traslación, la rosca cuyo perfil será triangular, rectangular
o de un perfil cualquiera, generalizando el procedimiento. En la figura inferiorse observan una rosca (a) triangular y una (b) rectangular. Se observanademás los ejes xx’ de los tornillos sus diámetros interiores d1
8/16/2019 Tornillos y Roscas
2/46
correspondientes a sus núcleos y los diámetros exteriores d correspondientes alos filetes de las roscas.
8/16/2019 Tornillos y Roscas
3/46
Los tornillos son generalmente de rosca a derechas excepto en algunos casos
excepcionales, como los tensores de cables en que las dos varillas que forman eltensor han de ir roscadas en sentidos contrarios o cuando sirven para fijar un órganocuyo movimiento podría tender a aflojar la tuerca, en cuyo caso se hacen de sentidocontrario al sentido de giro del órgano (ruedas de autos).
A la porción de hélice comprendida entre dos intersecciones sucesivas con unamisma generatriz se la llama espira (corresponde a la diagonal dibujada). Se llamapaso a la parte de la generatriz comprendida entre dos espiras inmediatas (altura h delcilindro en el caso del ejemplo anterior).
h = paso , es el espacio recorrido axialmente por el tornillo o la tuerca en
cada revolución.
TIPOS DE ROSCA
Según el perfil generado las roscas se clasifican en dos grandes grupos:
a) Roscas para tornillos de fijación, es decir para unir o sujetar una o máspiezas.
b) Roscas para tornillos de transmisión de potencia/movimiento, como puedenser elevadores. Prensas, etc.
ROSCA PARA TORNILLOS DE FIJACION TIPOS DE ROSCAS Y
PARAMETROS PRINCIPALES, ACOTACION Y TABLAS DE MECANIZADO DE ROSCAS
.TIPOS DE ROSCAS Y PARÁMETROS PRINCIPALES.
SU ACOTACIÓN Y TABLAS DE MECANIZADO DE ROSCAS
Siguiendo con el curso de elementos amovibles, ahora veremos el tema de
roscas, y para conocer más sobre ello vemos la HISTORIA de cómocomenzó: Se dice que durante el renacimiento las roscas comienzan a
l l t d fij ió l j i d
8/16/2019 Tornillos y Roscas
4/46
sin ninguna clase de normalización hasta bien entrada la revoluciónindustrial.
En el siglo XIX los fabricantes de maquinaria, fabricaban sus propiasroscas, lo cual representaba un serio problema de compatibilidad.En 1841 el ingeniero inglés JOSEPH WHITWORTH ideó un sistema deroscas que superaba las dificultades de compatibilidad.
ESTABLECIMIENTOS DE LOS PARAMETROS DEL ROSCADO.
• En 1918 fue autorizada la comisión norteamericana de roscas de tornillos
por ley, que introdujo los estándares que se usan actualmente en losEE.UU.• Este nuevo sistema de roscas recibe el nombre de rosca norteamericana.• Unificada en sus vertientes: - UNC para paso normal- UNF para paso fino- UNEF para paso extrafino• ANSI y varios comités estadounidenses han unificado las roscas.
http://4.bp.blogspot.com/-aRxFR4VTZc4/UKLJWi1cR-I/AAAAAAAAAKE/gamREJRDxEo/s1600/fino.bmphttp://3.bp.blogspot.com/-VzgYEJB--jY/UKLIJVqJ7qI/AAAAAAAAAJ8/cx1BsKj6Ffw/s1600/joseph.bmphttp://4.bp.blogspot.com/-aRxFR4VTZc4/UKLJWi1cR-I/AAAAAAAAAKE/gamREJRDxEo/s1600/fino.bmphttp://3.bp.blogspot.com/-VzgYEJB--jY/UKLIJVqJ7qI/AAAAAAAAAJ8/cx1BsKj6Ffw/s1600/joseph.bmp
8/16/2019 Tornillos y Roscas
5/46
CARACTERISTICAS:
Las roscas difieren según su forma geométrica de filetes .Segúnesta característica pueden ser roscas triangulares, cuadradas,
trapezoidales, diente de sierra, etc.
La distancia entre dos filetes sucesivos se denomina paso y esta
normalizado según el sistema de roscas que se aplique. Estos sistemaspueden ser:• Rosca métrica • Rosca whitworth • Rosca sellers • Rosca gas • Rosca SAE • Rosca unf
http://1.bp.blogspot.com/-kGq_iT405aM/UKLMoJSP3sI/AAAAAAAAAKU/8-NHHHqMAEY/s1600/tipos+de+rosca.bmphttp://4.bp.blogspot.com/-J-rM8TKXh-M/UKLKMop7A6I/AAAAAAAAAKM/Ahk3_jpW-Zs/s1600/trapecial.bmphttp://1.bp.blogspot.com/-kGq_iT405aM/UKLMoJSP3sI/AAAAAAAAAKU/8-NHHHqMAEY/s1600/tipos+de+rosca.bmphttp://4.bp.blogspot.com/-J-rM8TKXh-M/UKLKMop7A6I/AAAAAAAAAKM/Ahk3_jpW-Zs/s1600/trapecial.bmp
8/16/2019 Tornillos y Roscas
6/46
DEFINICIONES:
Antes de entrar a los tipos de roscas conozcamos algunas definiciones:ROSCAS.- Es un filete continuo de sección uniforme y arrollada como unaelipse sobre la superficie exterior e interior de un cilindro.
ROSCA EXTERNA.- Es una rosca en la superficie externa de un cilindro.
ROSCA INTERNA.- Es una rosca tallada en el interior de una pieza, talcomo en una tuerca.
PASO.- Es la distancia entre las crestas de dos filetes sucesivos.
TIPOS DE ROSCAS
1.- ROSCA DE PASO GRUESO.- La amplitud de cada estría es amplio,este tipo de rosca no tiene gran precisión en cuanto a la unión que seinserta (el macho) y la pieza hueca donde se instala (la hembra)
http://3.bp.blogspot.com/-QsgvPQnN-No/UKLOlBNOQPI/AAAAAAAAAKk/tNX4T5gUcsw/s1600/rosca+definicion.bmphttp://2.bp.blogspot.com/-DPKUQIXAVpQ/UKLNk87i8JI/AAAAAAAAAKc/UuZxUvBQVpA/s1600/rosca.jpghttp://3.bp.blogspot.com/-QsgvPQnN-No/UKLOlBNOQPI/AAAAAAAAAKk/tNX4T5gUcsw/s1600/rosca+definicion.bmphttp://2.bp.blogspot.com/-DPKUQIXAVpQ/UKLNk87i8JI/AAAAAAAAAKc/UuZxUvBQVpA/s1600/rosca.jpg
8/16/2019 Tornillos y Roscas
7/46
y se utilizan sobre toda en mecánica, en la industria automotriz y vehicularen general.
3.-ROSCAS DE PASO EXTRAFINO.- Se utilizan cuando es requerida unamayor precisión, como en el caso de elementos que deben unirse a paredesdelgadas.
4.-ROSCAS DE OCHO HILOS.- Se denominan así porque su paso consisteen ocho estrías por pulgada, estas roscas son las indicadas para tuberíasde agua y otros fluidos.
5.- ROSCA V AGUDA.- Se aplica en donde es importante la sujeción porfricción, como en instrumentos de precisión, aunque su utilizaciónactualmente es rara.
6.-ROSCA REDONDEADA.- Se utiliza en tapones para botellas ybombillos donde no se requiere mucha fuerza
http://4.bp.blogspot.com/-Aok7qjStsZw/UKLQUwrVAPI/AAAAAAAAAK0/iS9zw9rDRoA/s1600/v+aguda.bmphttp://2.bp.blogspot.com/-XyJjYVArbGo/UKLPQXkVW_I/AAAAAAAAAKs/j4wCQPG3HE0/s1600/fino.bmphttp://4.bp.blogspot.com/-Aok7qjStsZw/UKLQUwrVAPI/AAAAAAAAAK0/iS9zw9rDRoA/s1600/v+aguda.bmphttp://2.bp.blogspot.com/-XyJjYVArbGo/UKLPQXkVW_I/AAAAAAAAAKs/j4wCQPG3HE0/s1600/fino.bmp
8/16/2019 Tornillos y Roscas
8/46
7.- ROSCA NAU.- Esta forma es la base del estándar de las roscas enestados unidos, Canadá y gran Bretaña.
8.-ROSCA CUADRADA.- Esta rosca puede transmitir todas las fuerzas endirección casi paralela al eje, a veces se modifica la forma de filetecuadrado dándole la conicidad o inclinación de 5´a los lados.
9.-ROSCAS ACME, ROSCA ACME DE FILETE TRUNCADO.- Fácil detallar, resistente y adecuado para la transmisión de fuerza.
http://2.bp.blogspot.com/-UblP9wI9uHA/UKLRvXvWptI/AAAAAAAAALE/2nMnrhwEv7I/s1600/nau.bmphttp://2.bp.blogspot.com/-x_Vtc1yYtnc/UKLRQfmjDuI/AAAAAAAAAK8/V-rfxKMwHxA/s1600/redondeadasssss.bmphttp://2.bp.blogspot.com/-UblP9wI9uHA/UKLRvXvWptI/AAAAAAAAALE/2nMnrhwEv7I/s1600/nau.bmphttp://2.bp.blogspot.com/-x_Vtc1yYtnc/UKLRQfmjDuI/AAAAAAAAAK8/V-rfxKMwHxA/s1600/redondeadasssss.bmp
8/16/2019 Tornillos y Roscas
9/46
10.-ROSCAS WHITWORTH.- Utilizada en gran Bretaña para uso generalsiendo su equivalente la rosca nacional americana.
11.-ROSCA TRAPEZOIDAL.- Se utiliza para dirigir la fuerza en una
dirección , se emplea en gatos y cerrojos de cañones.
12.-ROSCA SINFÍN.-Se utiliza sobre ejes para transmitir fuerza a losengranajes sinfín.
http://4.bp.blogspot.com/-QRvvJeJg60g/UKLTHNet3OI/AAAAAAAAALU/tQHAMai6A1E/s1600/whitworth.bmphttp://4.bp.blogspot.com/-re1xIVzf7nw/UKLSkU0bpBI/AAAAAAAAALM/Es_2jsYQPsY/s1600/acme.bmphttp://4.bp.blogspot.com/-QRvvJeJg60g/UKLTHNet3OI/AAAAAAAAALU/tQHAMai6A1E/s1600/whitworth.bmphttp://4.bp.blogspot.com/-re1xIVzf7nw/UKLSkU0bpBI/AAAAAAAAALM/Es_2jsYQPsY/s1600/acme.bmp
8/16/2019 Tornillos y Roscas
10/46
13.-ROSCA ESPARRAGO.-Es una varilla roscada en ambos extremos .Ensu empleo normal atraviesa un barreno liso de una de las piezas y seatornilla dentro de un agujero aterrajado, o roscado con macho de la otra.
ACOTACIÓN DE LOS TORNILLOS Y TUERCAS
En relación con la acotación, los tornillos los podemos clasificar en dosgrupos:Roscas exteriores o machos que son los denominados tornillos y roscasexteriores o roscas hembras, que son las tuercas.
http://1.bp.blogspot.com/-CTIvF62Drt0/UKLVTL1WdoI/AAAAAAAAALs/Y7ycxJefldM/s1600/tornillo+tuerca.pnghttp://4.bp.blogspot.com/-_1nW_wtPLvk/UKLUisjQqcI/AAAAAAAAALk/vbkfBLR8fzQ/s1600/esparrago.bmphttp://3.bp.blogspot.com/-7BgEfrec7WU/UKLUIeABDfI/AAAAAAAAALc/sO9SsFe_5sY/s1600/sinfin.bmphttp://1.bp.blogspot.com/-CTIvF62Drt0/UKLVTL1WdoI/AAAAAAAAALs/Y7ycxJefldM/s1600/tornillo+tuerca.pnghttp://4.bp.blogspot.com/-_1nW_wtPLvk/UKLUisjQqcI/AAAAAAAAALk/vbkfBLR8fzQ/s1600/esparrago.bmphttp://3.bp.blogspot.com/-7BgEfrec7WU/UKLUIeABDfI/AAAAAAAAALc/sO9SsFe_5sY/s1600/sinfin.bmphttp://1.bp.blogspot.com/-CTIvF62Drt0/UKLVTL1WdoI/AAAAAAAAALs/Y7ycxJefldM/s1600/tornillo+tuerca.pnghttp://4.bp.blogspot.com/-_1nW_wtPLvk/UKLUisjQqcI/AAAAAAAAALk/vbkfBLR8fzQ/s1600/esparrago.bmphttp://3.bp.blogspot.com/-7BgEfrec7WU/UKLUIeABDfI/AAAAAAAAALc/sO9SsFe_5sY/s1600/sinfin.bmp
8/16/2019 Tornillos y Roscas
11/46
a.- ROSCAS MACHOS.- Se acotan por su diámetro exterior (nominal),expresado en mm, ó pulgadas, a dicha cota se antepone la letra que indicael tipo de rosca.
b.- ROSCAS HEMBRAS.- La línea indicativa del fondo del filete se dibujaracon trazo continuo fino, y la indicativa del diámetro del taladro con líneagruesa, las roscas interiores también se acotaran por su diámetro nominal,los agujeros ciegos roscados se acota, el diámetro, la profundidad delagujero y la longitud de la rosca útil.
http://3.bp.blogspot.com/-YuYzlYp90pM/UKLV8ERGOAI/AAAAAAAAAME/7oHWye8pilk/s1600/rosca+macho.pnghttp://2.bp.blogspot.com/-KvKj0A0F9_E/UKLV1CKELiI/AAAAAAAAAL8/b-gDqJmNAck/s1600/tuerca+cota+2.pnghttp://1.bp.blogspot.com/-wR50KvQNn60/UKLViO3GYcI/AAAAAAAAAL0/tACLEUaNNlo/s1600/tuerca+cota.pnghttp://3.bp.blogspot.com/-YuYzlYp90pM/UKLV8ERGOAI/AAAAAAAAAME/7oHWye8pilk/s1600/rosca+macho.pnghttp://2.bp.blogspot.com/-KvKj0A0F9_E/UKLV1CKELiI/AAAAAAAAAL8/b-gDqJmNAck/s1600/tuerca+cota+2.pnghttp://1.bp.blogspot.com/-wR50KvQNn60/UKLViO3GYcI/AAAAAAAAAL0/tACLEUaNNlo/s1600/tuerca+cota.pnghttp://3.bp.blogspot.com/-YuYzlYp90pM/UKLV8ERGOAI/AAAAAAAAAME/7oHWye8pilk/s1600/rosca+macho.pnghttp://2.bp.blogspot.com/-KvKj0A0F9_E/UKLV1CKELiI/AAAAAAAAAL8/b-gDqJmNAck/s1600/tuerca+cota+2.pnghttp://1.bp.blogspot.com/-wR50KvQNn60/UKLViO3GYcI/AAAAAAAAAL0/tACLEUaNNlo/s1600/tuerca+cota.png
8/16/2019 Tornillos y Roscas
12/46
TABLA DE MECANIZADO DE ROSCAS
http://1.bp.blogspot.com/-aJeSVqPoH4Y/UKLWX6g5Y9I/AAAAAAAAAMM/dbRhiR--GoA/s1600/roscas_pasos_hilos_brocas.jpg
8/16/2019 Tornillos y Roscas
13/46
http://2.bp.blogspot.com/-4gItT_Hngko/UKLWhiapzUI/AAAAAAAAAMU/HtWYjaoaMk4/s1600/tablas.jpg
8/16/2019 Tornillos y Roscas
14/46
Publicado por miguel lopez ramirez en 15:29
Enviar por correo electrónicoEscribe un blogCompartir con TwitterCompartircon Facebook
No hay comentarios:Publicar un comentario en la entrada
Sistema métrico
Comparativa paso fino, paso grueso.
La tendencia general de los últimos 20 años, va en la dirección de la utilizacióngeneralizada del paso grueso. No se puede decir pues, que los pasos finos sean
técnicamente superiores.
No obstante, los pasos finos se utilizan en casos particulares, como por ejemplo:reglajes, tornillos de motores, etc. Estos casos son menos numerosos y los elementosde fijación de paso fino se vuelven poco a poco elementos especiales con susconsiguientes inconvenientes económicos, de disponibilidad, y de plazo.
El paso fino es el más comúnmente utilizado en la industria del automóvil.
Las ventajas más importantes del paso fino son:
- una resistencia a la tracción más fuerte, a causa de presentar una sección resistente
más grande.
- tendencia mínima a aflojarse por vibraciones debido al paso más pequeño.
- reglajes más precisos.
Sin embargo la mayor parte de los montajes no están cargados estáticamente sinodinámicamente; siendo la resistencia a la fatiga el criterio número uno para el cálculo ydiseño. En estos casos el paso grueso resiste mejor a la fatiga, ya que, la carga en elfondo del hilo de rosca disminuye a medida que el paso aumenta.
El argumento consistente en decir que el paso grueso resiste menos al aflojamiento
por vibraciones, ha ido perdiendo peso a causa del desarrollo de sistemas de frenadoy de blocaje, ya sean mecánicos o químicos, que ofrecen mejores soluciones a lapérdida de precarga, sobretodo después de esfuerzos dinámicos transversales.
Las ventajas del paso grueso son:
- menos sensible a los choques, y generalmente, el ensamblado más fácil y rápido.
- posibilidad de revestimientos de mas espesor debido al juego de tolerancias, ya que,los pasos de rosca son más amplios.
- riesgo menor del arrancado del roscado.
El cambio de un paso UNF a un paso métrico fino, no es recomendado para los
https://plus.google.com/105728991583498304229https://plus.google.com/105728991583498304229http://rodrigomiguel22.blogspot.com.ar/2012/11/tipos-de-roscas-y-parametros.htmlhttp://rodrigomiguel22.blogspot.com.ar/2012/11/tipos-de-roscas-y-parametros.htmlhttp://rodrigomiguel22.blogspot.com.ar/2012/11/tipos-de-roscas-y-parametros.htmlhttp://www.blogger.com/share-post.g?blogID=2614416796801489772&postID=1433445415651217171&target=emailhttp://www.blogger.com/share-post.g?blogID=2614416796801489772&postID=1433445415651217171&target=twitterhttp://www.blogger.com/share-post.g?blogID=2614416796801489772&postID=1433445415651217171&target=facebookhttp://www.blogger.com/share-post.g?blogID=2614416796801489772&postID=1433445415651217171&target=facebookhttp://www.blogger.com/share-post.g?blogID=2614416796801489772&postID=1433445415651217171&target=facebookhttp://www.blogger.com/share-post.g?blogID=2614416796801489772&postID=1433445415651217171&target=twitterhttp://www.blogger.com/share-post.g?blogID=2614416796801489772&postID=1433445415651217171&target=twitterhttp://www.blogger.com/share-post.g?blogID=2614416796801489772&postID=1433445415651217171&target=emailhttp://www.blogger.com/share-post.g?blogID=2614416796801489772&postID=1433445415651217171&target=emailhttp://rodrigomiguel22.blogspot.com.ar/2012/11/tipos-de-roscas-y-parametros.htmlhttps://plus.google.com/105728991583498304229
8/16/2019 Tornillos y Roscas
15/46
El triángulo fundamental es equilátero: Tanto en la rosca normal como en la fina. Lanorma que lo regula es la DIN 13. Sus características se definen a en la “Figurasigueinte75 A”. La Norma DIN 13-1, establece las características de las roscasmétricas gruesas cuyos tamaños van desde la M1 a M68. En la Tabla B, como ejemplose especifican los valores de algunas de ellas.
Diámetro nominal: D = d
Paso: P
D1 = d – 2·H1 = d – 1,082532·P
Diámetro medio: D2 = d2 = d – 0,649519 · P
Diámetro del núcleo: d3 = d – 1,226869 · PH = 0,866025 · P
Profundidad portante de rosca: H1 = 0,541266·PProfundidad de rosca: h3 = 0,613435·PRadio fondo de rosca: R = H/6 = 0,144338 · P
Sistema Whitworth
El sistema inglés Whitworth presenta un perfil del triángulo fundamental isósceles,siendo su lado menor igual al paso. El ángulo de rosca es de 55º y el fondo de losfiletes del tornillo y de la tuerca son redondeados. Sus características están recogidasen la norma DIN 2999. Los pasos van desde 1/8” a 18”.
http://dibujotecnico.ramondelaguila.com/normalizacion/Figuras_png/figura%2075B.pnghttp://dibujotecnico.ramondelaguila.com/normalizacion/Figuras_png/figura%2075A.pnghttp://dibujotecnico.ramondelaguila.com/normalizacion/Figuras_png/figura%2075B.pnghttp://dibujotecnico.ramondelaguila.com/normalizacion/Figuras_png/figura%2075A.png
8/16/2019 Tornillos y Roscas
16/46
8/16/2019 Tornillos y Roscas
17/46
rosca hembra será paralela y el macho cónico con una conicidad de 1:16. Esta roscapuede garantizarse para uniones a pruebas de fugas.
Designacióndel Macho
Designaciónde la
Hembra
Diámetromayor D
(mm)
Diámetrodel
taladroD1 (mm)
Paso P (mm)
Hilos porpulgada
z
R 1/16” Rp 1/16” 7,723 6,561 0,907 28
R 1/8” Rp 1/8” 9,728 8,566 0,907 28
R 1/4” Rp 1/4″ 13,157 11,445 1,337 19
R 3/8” Rp 3/8” 16,662 14,950 1,337 19
R 1/2” Rp 1/2″ 20,995 18,631 1,814 14
R3/4” Rp 3/4″ 26,441 24,117 1,814 14
R 1” Rp 1” 33,249 30,291 2,309 11
R11/4” Rp 11/4” 41,910 38,952 2,309 11
R11/2” Rp 11/2” 47,803 44,845 2,309 11
R 2” Rp 2” 59,614 56,656 2,309 11
R 21/2” Rp 21/2” 75,184 72,226 2,309 11
R 3” Rp 3” 87,884 84,926 2,309 11
R 4” Rp 4” 113,030 110,072 2,309 11
R 5” Rp 5” 138,430 135,472 2,309 11
R6” Rp 6” 163,830 160,972 2,309 11
Tabla C
Una rosca hembra de la tabla anterior se denominaría como Rp3/4 ’’. Cuya lecturasería: rosca Whitworth hembra de 3/4 pulgada de diámetro exterior y 14 hilos por
pulgada.La “tabla D” representa la rosca Whitworth BSP, según UNE en ISO 228-1:2003
d l DIN 228/ R b í hil i
8/16/2019 Tornillos y Roscas
18/46
Designacióndel
Macho/Hembra
Diámetromayor D
(mm)
Diámetrodel
taladroD1 (mm)
Paso P (mm)
Hilos porpulgada
z
G 1/16” 7,723 6,561 0,907 28
G 1/8” 9,728 8,566 0,907 28
G1/4” 13,157 11,445 1,337 19
G 3/8” 16,662 14,950 1,337 19
G 1/2” 20,995 18,631 1,814 14
G3/4” 26,441 24,117 1,814 14
G 1” 33,249 30,291 2,309 11
G11/4” 41,910 38,952 2,309 11
G11/2” 47,803 44,845 2,309 11
G 2” 59,614 56,656 2,309 11
G 21/2” 75,184 72,226 2,309 11
G 3” 87,884 84,926 2,309 11
G 4” 113,030 110,072 2,309 11
G 5” 138,430 135,472 2,309 11
G6” 163,830 160,972 2,309 11
Tabla D
En las “tablas F y G” se realiza un resumen de las normas anteriormente expuestas.
1 Norma 4 Interna/externa- hilos
2 Titulo de la Norma 5 Abreviatura
8/16/2019 Tornillos y Roscas
19/46
Tabla F
1 ISO 7/1 DIN 2999 BS 21 DIN ISO 228
Part 1
2
Roscas para tubos en
donde las juntasestancas se realizanmediante la presión delos filetes.
Rosca Whitworth
para tubosroscados yaccesorios
Roscas para tubos en
donde las juntasestancas se realizanmediante la presión delos filetes.
Rosca para
tubos en dondela estanqueidadno la realizanlos filetes.
3 Sellado en la roscaSellado de larosca
Sellado de la roscaEl sellado no lorealiza la rosca
4
Rosca interior Roscaext.
cónica
Roscainterna
cilíndrica
Roscaext.
cónica
Rosca interior Roscaext.
cónica
Rosca cilíndricainterna y
externaCilínd. Cónica Cilínd. Cónica
5 Rp Rc R Rp R Rp Rc R G
Tabla G
La designación de las roscas en el sistema Unificado y Whitworth se indica a travésde la cantidad de hilos existentes dentro de una pulgada.
Para conocer las tolerancias entre macho y hembra, consultar las normas expuestas
con anterioridad.
1.3.3. Rosca de perfil trapecial
Basada en la norma DIN 103, y ISO 2903. Tienen gran resistencia. Se utiliza parafabricación de husillos, empleados principalmente para transmisión y transformaciónde movimiento en ambos sentidos.
El diente lo forma un triángulo isósceles de ángulo desigual de 30º y lado desigualigual al paso P . Figura 75C. El diámetro exterior y el paso se expresan en mm.
D1 = d-2H1 = d-P Paso (P)Juego (
)
http://dibujotecnico.ramondelaguila.com/normalizacion/Figuras_png/figura%2075C.png
8/16/2019 Tornillos y Roscas
20/46
H1 = 0,5P
h3 = H4 = H1 + ac = 0,5P +ac
z = 0,25P = 0,5H1
D4 = d + 2acd3 = d – 2h3
d2 = D2 = d – 0,5P
ac = Juego
R1 = 0,5ac
R2 = ac
R3 = ac
1,5 0,15
2 0,25
3 0,25
4 0,25
5 0,25
6 0,57 0,5
8 0,5
9 0,5
10 0,5
12 0,5
En la “tabla H” se especifican las características de las roscas desde 10 a 50 mm. de diámetro nominal. Los diámetros considerados son los máximos ya que no se hatenido en cuenta las tolerancias del macho y la hembra.
Designación Paso
P
Tornillo Tuerca
Diámetro
exteriord
Diámetro
medio d2
Diámetro
interiord3
Diámetro
exteriorD4
Diámetro
medio D2
Diámetro
interiorD1
Tr 10 x 2 2 10,00 8,929 7,500 10,500 8,929 8,00
Tr 12 x 3 3 12,00 10,415 8,500 12,500 10,415 9,00
Tr 14 x 3 3 14,00 12,415 10,500 14,500 12,415 11,00
Tr 16 x 4 4 16,00 13,905 11,074 16,500 13,905 12,00
Tr 18 x 4 4 18,00 15,905 13,500 18,500 15,905 14,00
Tr 20 x 4 4 20,00 17,905 15,500 20,500 17,905 16,00
Tr 22 x 5 5 22,00 19,394 16,500 22,500 19,394 17,00
Tr x 24x 5 5 24,00 21,394 18,500 24,500 21,394 19,00
Tr 26 x5 5 26,00 23,394 20,500 26,500 23,394 21,00
8/16/2019 Tornillos y Roscas
21/46
Tr 28 x 5 5 28,00 25,394 22,500 28,500 25,394 23,00
Tr 30 x 6 6 30,00 26,882 23,00 31,000 26,882 24,00
Tr 32 x 6 6 32,00 28,882 25,00 33,000 28,882 26,00
Tr 36 x 6 6 36,00 32,882 29,00 37,000 32,882 30,00
Tr 40 x 7 7 40,00 36,375 32,00 41,000 36,375 33,00
Tr 44 x 7 7 44,00 40,375 36,00 45,000 40,375 37,00
Tr 50 x 8 8 50,00 45,868 41,00 51,000 45,868 42,00
Tabla H
1.3.4. Rosca redonda
Normalizada según DIN 405,y la DIN 20400:1190-01, ambas se designan por Rd.Difieren algo en tamaño y forma. El estándar DIN 405 es el más viejo El triángulofundamental es isósceles y forma 30º en el vértice superior, siendo el lado menor igualal paso. Sus diámetros van desde 8 a 200. El fondo y las crestas están redondeados.El contacto se efectúa entre los flancos del tornillo y tuerca, a pesar de su granresistencia se emplea poco a causa de su difícil construcción. Se emplea en piezassometidas a fuertes desgastes, y gran suciedad. Una variante de esta rosca la
podemos encontrar en la rosca Edison.a) Rosca DIN 405 . El paso se expresa en pulgadas y el diámetro nominal en el
sistema métrico, este se extiende desde 8 a 200 mm. El paso va desde 10 a 4 hilos,por pulgada (2,54 a 6,35 mm). El fondo del tornillo y la cresta tienen el mismo radio. La
tuerca tiene dos radios distintos. Figura 75D.
Hilos por pulgada z
Paso P = 25,4/z
http://dibujotecnico.ramondelaguila.com/normalizacion/Figuras_png/figura%2075D.png
8/16/2019 Tornillos y Roscas
22/46
Juego Ac = 0,05P
Altura del triángulofundamental
H = 1,866 P
Profundidad de la rosca H3 = H1 = 0,55 P
H4 =0,683 P
Radio de la Base del tornillo R = 0,2385 P
Radio de la cresta de latuerca
R1 = 0,2559 P
Radio del fondo de la tuerca R2 = 0,221 P
Profundidad del FrancoCargado
H2 = 0,084 P
A modo de ejemplo de representación la “tabla I”, nos indican algunos datos de larosca referida con anterioridad.
Diámetrode la
rosca d
Hilospor1”
Paso P Profundidad
de rosca.H3
Radios
Tornillo Tuerca
R R1 R2
8 a 12 10 2,540 1,270 0,605 0,650 0,561
14 a 38 8 3,175 1,588 0,757 0,813 0,702
40 a 100 6 4,233 2,117 1,010 1,084 0.936
105a 200 4 6,350 3,175 1,515 1,628 1,404
Denominación
Tornillo Diámetromedio d2
Tuerca
Diámetrorosca d
Diámetronúcleo d1
Diámetrorosca D
Diámetrode fondo
D1
Rd 8 x 1/10″ 8 5,460 6,730 8,254 5,714
8/16/2019 Tornillos y Roscas
23/46
8/16/2019 Tornillos y Roscas
24/46
Profundidad de la rosca H3 = H1 = 0,55 P
Radio de la Base del tornillo R1 = 0,222104 P
Radios de la cresta deltornillo
R = 0,15359 P
Radio del fondo de la tuerca R1 = 0,22104 P
Profundidad del francocargado
t = 0,227234 P
Diámetro de fondo del tornillo d1 = d – 2h3
Diámetro de fondo de la
tuerca
D1 = D – 2H1
La “tabla J” muestra a modo de ejemplo las características de los diez primerosdiámetros nominales.
Designación
Paso P
mm
Tornillo Tuerca
Diámetronominal
d ( mm)
Diámetro de fondo
d1 ( mm)
Diámetromayor
D ( mm)
Diámetromenor
D1 ( mm)
Rd 10 3 10 6,700 10,300 7,00
Rd 12 3 12 8,700 12,300 9,00
Rd 14 3 14 10,700 14,300 11,00
Rd 16 4 16 11,600 16,400 12,00
Rd 18 4 18 13,600 18,400 14,00
Rd 20 4 20 15,600 20,400 16,00
Rd 22 4 22 17,600 22,400 18,00
Rd 25 4 25 20,600 25,400 21,00
Rd 28 4 28 23,600 28,400 24,00
Rd 32 4 32 27,600 32,400 28,00
Tabla J
1.3.5. Rosca en diente de sierra.
También llamada asimétrica o contrafuerte. El triángulo fundamental es rectángulo formado el
vértice superior 30º. Se emplea cuando existen esfuerzos axiales elevados en el sentido del flancomás vertical. Se designa mediante la letra S seguida del diámetro nominal en mm. y el paso. Se
8/16/2019 Tornillos y Roscas
25/46
8/16/2019 Tornillos y Roscas
26/46
S26 x 5 5 26 17,322 22,590 26 18,5
S28 x 5 5 28 19,322 24,590 28 20,5
S30 x 6 6 30 19,586 25,909 30 21,0
S32 x 6 6 32 21,586 27,909 32 23,0
Tabla K
La “figura 75 G”, representa la misma rosca anterior basada en la Norma DIN 513 de abril de
1985. Como puede apreciarse desaparece el redondeo del tornillo. Para la representación no se ha
tenido en cuenta las tolerancias, que deberán consultarse en dicha norma.
Como puede apreciarse en la figura, el triángulo fundamental es escaleno formando sus vértices
los ángulos de 33º, 87 y 60º, correspondiente a una altura H = 1,5878 P.
D = d
D2 = d2
D1 = d1
H = 1,5878 P
H1 = 0,75 P
ω = 0,26384 P
A modo de ejemplo, en la “tabla L” se representan roscas de diámetros comprendidos entre 12 y
22 mm. No se ha tenido en cuenta las tolerancias entre tornillo y tuerca. Según DIN 513: 1985.
Denominación Paso P Diámetro
D
O medio
D1
O de fondo D2
S12 x 3 3 12 9,75 7,00
S14 x 3 3 14 11,75 9,50
S16 x 4 4 16 13,00 10,00
S18 x 4 4 18 15,00 12,00
S20 x 4 4 20 17,00 14,00
S22 x 5 5 22 18,22 14,50
Tabla L
1.4. Designación abreviada de de roscas. Resumen
) R d h d l t d
8/16/2019 Tornillos y Roscas
27/46
Tipo de rosca Signo Sistema de medidas Normativa Ejemplo
Métrica M Diámetro exterior en mm DIN ISO 13-1 M 20
Métrica fina M Diámetro exterior en mm y paso
en mm
DIN ISO 13-2 a
11
M10 x 1,00
Whitworth R -Rp Diámetro exterior en pulgadas DIN 2999 R ¾”
Whitworth BSP G Diámetro exterior en pulgadas ISO 228-1,DIN
228
G 1/16”
Trapecial Tr Diámetro exterior en mm y paso
en mm.
DIN 103 ISO 2903 Tr22 x 5
Redonda Ra Diámetro exterior en mm y paso
en pulgadas
DIN 405, DIN
20400
Rd18 x 1/8”
Diente de
sierra
S Diámetro exterior en mm y paso
en mm.
DIN 513, 514 y
515
S 20 x 4
b) Roscas a izquierdas o de varias entradas
a1) Roscas a izquierdas. Su representación será igual que la anteriores, consignando después de
de las cifras la abreviatura “izq”. Por ejemplo M20 izq o Tr 22 x 5 izq.
b1) Roscas de varias entradas. Se representarán como las del apartado a), agregando las
siglas equivalentes al numero de entras y “ ent “, por ejemplo: Rp 11/4” ( 2 ent), Tr 44 x 7 izq.
( 3 ent).
c1) Roscas estancas. Se añadirá la abreviatura “estanca”, consignada después de la cifra. Por
ejemplo M20 estanca, G 4” estanca.
Todos los datos ofrecidos están basados en las Normas DIN 13- DIN 2999- ISO 7/1 – DIN ISO
228/1 – DIN 103 – ISO 2903 – DIN 405 – DIN 20400 – DIN 513. Dichos datos suministrados se
encamina a proporcionar ayuda a los universitarios, teniendo presente que puede haber algunos
errores en los mismos. Para obtener una información detallada y completa, deberán de
consultarse las Normas relacionadas. El autor declina cualquier responsabilidad por el uso de los
datos suministrados.
1.5.. Representación convencional y acotación de roscas.
Las roscas se representarán según lo indicado en la Norma UNE 1-108-83, independientemente
del tipo de rosca.
1.5.1. Roscas machos
Las roscas se acotan por su diámetro exterior (nominal), expresado en mm. o pulgadas, a dicha
cota se antepone la letra que indica el tipo de rosca. (Figura 76),
Para las roscas vistas las crestas de los filetes se dibujarán con línea llena gruesa. El fondo se
delimitará mediante una línea fina continua. Es recomendable que las distancia entre el trazo fino
y grueso sea igual a la altura de los filetes, o en su caso no debe ser inferior a dos veces el grosor
del trazo grueso o bien 0,7 mm. La cota se colocara siempre sobre la línea gruesa, de acuerdo con
lo especificado en el punto 1.10.4. Figura 76 y 76A.
8/16/2019 Tornillos y Roscas
28/46
Para roscas ocultas, las crestas de los filetes y el fondo de los mismos se limitarán por líneas de
trazos. Figura 76A.
En las vistas según el eje de la figura, el fondo del filete será representado mediante una
circunferencia incompleta, aproximadamente igual a las tres cuartas partes de la misma, con línea
fina continua. Figura 76 y 76 A.
En las longitudes roscadas se incluyen los achaflanados y los bombeados de entrada de la
rosca. La salida de la rosca no se considera como tal. ( Figura 76).
1.5.2. Roscas hembras
a) Para las roscas ocultas representación de roscas hembras la línea indicativa del fondo del
filete se dibujara con trazo continuo fino, y la indicativa del diámetro del taladro con línea gruesa.
Si comparamos la representación del tornillo y la hembra, deducimos que los diámetros que puede
tocarse con el dedo en ambos casos son los representados con la línea gruesa. ( Figura 77).
b) Las roscas interiores también se acotarán por su diámetro nominal. Las flechas de las líneas
de cotas se refieren siempre a la línea fina, que es la más exterior y se corresponde con el mayorde los diámetros representados ( Figura 77 y 78).
http://dibujotecnico.ramondelaguila.com/normalizacion/Figuras_png/figura%2076A.pnghttp://dibujotecnico.ramondelaguila.com/normalizacion/Figuras_png/figura%2077.pnghttp://dibujotecnico.ramondelaguila.com/normalizacion/Figuras_png/figura%2076A.pnghttp://dibujotecnico.ramondelaguila.com/normalizacion/Figuras_png/figura%2076.pnghttp://dibujotecnico.ramondelaguila.com/normalizacion/Figuras_png/figura%2077.pnghttp://dibujotecnico.ramondelaguila.com/normalizacion/Figuras_png/figura%2076A.pnghttp://dibujotecnico.ramondelaguila.com/normalizacion/Figuras_png/figura%2076.pnghttp://dibujotecnico.ramondelaguila.com/normalizacion/Figuras_png/figura%2077.pnghttp://dibujotecnico.ramondelaguila.com/normalizacion/Figuras_png/figura%2076A.pnghttp://dibujotecnico.ramondelaguila.com/normalizacion/Figuras_png/figura%2076.png
8/16/2019 Tornillos y Roscas
29/46
c) Los agujeros ciegos roscados se acota, el diámetro, la profundidad del agujero y la longitud
de la rosca útil.(Figura 78 y 78A).
d) Para uniones de piezas roscadas representadas en sección se aplicarán las normas
anteriores; sin embargo, los roscados exteriores ocultan siempre los roscados interiores, es decir,
tendrá siempre preferencia el tornillo sobre la tuerca. (Figura 79).
El límite de la rosca útil, se indica por una línea gruesa continua, o interrumpida media corta,
según sea vista u oculta; esta línea se traza hasta el diámetro exterior del roscado. (Figura 78).
Rosca Whitworth Su perfil básico es un triángulo isósceles de ángulo en el vérticeα = 55º (ver Fig.). Las dos más comunes son: roscas regulares o sin juego en los
vértices y roscas finas con juego en los vértices, siendo en estas últimas el pasomenor que en las regulares. Se identifican en las roscas sus parámetros constructivos,los que generalmente están en función del paso h siendo las principales las
http://dibujotecnico.ramondelaguila.com/normalizacion/Figuras_png/figura%2078.pnghttp://dibujotecnico.ramondelaguila.com/normalizacion/Figuras_png/figura%2079.pnghttp://dibujotecnico.ramondelaguila.com/normalizacion/Figuras_png/figura%2078A.pnghttp://dibujotecnico.ramondelaguila.com/normalizacion/Figuras_png/figura%2078.pnghttp://dibujotecnico.ramondelaguila.com/normalizacion/Figuras_png/figura%2079.pnghttp://dibujotecnico.ramondelaguila.com/normalizacion/Figuras_png/figura%2078A.pnghttp://dibujotecnico.ramondelaguila.com/normalizacion/Figuras_png/figura%2078.pnghttp://dibujotecnico.ramondelaguila.com/normalizacion/Figuras_png/figura%2079.pnghttp://dibujotecnico.ramondelaguila.com/normalizacion/Figuras_png/figura%2078A.png
8/16/2019 Tornillos y Roscas
30/46
8/16/2019 Tornillos y Roscas
31/46
– (2.46)2.3.4.2 Rosca Internacional
Figura 2.35
El perfil básico es un triángulo equilátero de ángulo en el vértice α = 60º (Fig. 2.35). También en éstas se distinguen las de roscas corrientes de las de
roscas finas. Sus parámetros característicos, al igual que en la rosca Whitworth,
están en función del paso:
-h: el cual está en milímetros, siendo los principales los siguientes:
- h: paso de la rosca en milímetros.
- t : altura del triángulo generador.
- t 1: profundidad del filete. Se redondea el vértice del triángulo
generador en la base a
Los efectos de eliminar la concentración de tensiones en los cantos
vivos.
- z: número de filetes. En este caso el número está dado por la longitud
de la rosca.
- r : radio de redondeo del fondo de la rosca en el vértice del triángulogenerador.
- d: diámetro exterior del tornillo.
- d1: diámetro interior del tornillo o del núcleo.
- d2: diámetro medio de la rosca.
- α: ángulo del vértice del triángulo generador.
En función del paso h las medidas son:
(2.47)
8/16/2019 Tornillos y Roscas
32/46
– (2.49) (2.50) (2.51) Existen otros tipos de roscas además de las citadas, como las roscas
trapeciales, en diente de sierra, redondas, cuadradas y para construccionesespeciales (Sellers, A.C.M.E., Löwenherz, Buttres, etc.), estando la mayoría
normalizadas según normas DIN, SAE, UNIM, IRAM, etc., según los países. Existen
tablas con las distintas medidas de las roscas, con sus características
principales y diferencias con las de otros tipos. Las roscas pueden además ser
de filetes dobles, triples o de mayor número. En estos casos el avance es
múltiplo del paso entre filetes consecutivos; por ejemplo en las roscas de filetes
doble el avance es el doble del paso de las de un solo filete. Las roscas de
sujeción son siempre de un solo filete, en tanto que las de movimiento pueden
se de uno o varios filetes. El roscado, por lo general, es a la derecha.
2.3.4.4 ROSCA PARA TORNILLOS DE TRANSMICION DE MOVIMIENTO
a (Cuadrada) b (Sierra) c (Trapecial) d (Redondo)
Figura 2.36
Son las que se utilizan para la transmisión del movimiento. Pueden por lo
general ser de filetes cuadrados, dientes sierra, trapecial y redondos (Fig. 2.36).
Las roscas trapeciales tienen mayor resistencia que la rectangular sin
acusar un aumento de rozamiento apreciable. La rosca diente de cierre tiene
empleo en aquellos casos en que la fuerza que transmiten tiene un solosentido. Su cálculo se efectúa de manera similar a las de fijación, adquiriendo
importancia especial el paso y el número de filetes para el avance del tornillo.
En la figura (Fig.2.36) se pueden observar las roscas mencionadas, siendo sus
dimensiones principales las que a continuación se detallan:
a) Rosca cuadrada
h: paso
1) t = 0,55h (2.52)
2) t1 = t + 0,254 mm (2.53)
8/16/2019 Tornillos y Roscas
33/46
4) e1 = e + 0,08 a 0,02mm (según el número de filetes por pulgada) (2.55)
5) a = 0,05h (2.56)
b) Rosca diente de sierra
h: paso
1) t = 1,73205h (2.57)
2) t2 = 0,75h (2.58)
3) t1 = t2 + b (2.59)
4) e = 0,26384h (2.60)
5) b = 0,11777h (2.61)
6) r = 0,12427h (2.62)
c) Rosca trapecial
h: paso
1) t = 1,866h (2.63)
2) t1 = 0,5h + a (2.64)
3) t2 = 0,5h + a – b (2.65)
4) e = 0,36603h (2.66)
5) a y b = varían según el paso
d) Rosca redonda
h: paso
1) t = 1,86603h (2.67)
2) t1 = 0,5 (2.68)
3) a = 0,05h (2.69)
4) r = 0,25597h (2.70)
8/16/2019 Tornillos y Roscas
34/46
8/16/2019 Tornillos y Roscas
35/46
caso el fallo que se puede provocar es una rotura prematura del tornillo por nopoder soportar las tensiones y esfuerzos a los que está sometido.
El segundo defecto en importancia que puede tener un tornillo es un defectode fabricación donde la calidad del material constituyente no sea la previstaen el diseño, o un defecto dimensional en lo que respecta principalmente a lastolerancias que debe tener su roscado. En este caso se puede producir unarotura del tornillo o un deterioro de la rosca.
El tercer defecto puede ser un montaje deficiente por no aplicar el par deapriete adecuado, de acuerdo con su calidad y dimensiones. En este caso sies un exceso de apriete se puede producir la rotura del tornillo o el deteriorode la rosca, y si es un defecto de apriete el ensamblaje queda flojo y si es un
objeto en movimiento aparecen vibraciones indeseadas que ocasionan unaavería en el mecanismo ensamblado.
Dibujo de roscas y tornillos[editar · editar fuente]
Tornillo fijado en agujero ciego.
Tornillo fijado con tuerca.
En los agujeros roscados 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 línea de fondo abarcará
aproximadamente 3/4 de circunferencia para evitar errores de interpretación. En los dibujos
conjuntos, las líneas de la rosca macho (tornillo) prevalecen sobre las de la rosca hembra
(tuerca).
http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Tornillo&veaction=edit§ion=7http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Tornillo&veaction=edit§ion=7http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Tornillo&veaction=edit§ion=7http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Tornillo&action=edit§ion=7http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Tornillo&action=edit§ion=7http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Tornillo&action=edit§ion=7http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Bolted_joint.svghttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bolted_joint.svghttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Bolted_joint_2.svghttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bolted_joint_2.svghttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Bolted_joint.svghttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bolted_joint.svghttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Bolted_joint_2.svghttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bolted_joint_2.svghttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Bolted_joint.svghttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bolted_joint.svghttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Bolted_joint_2.svghttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bolted_joint_2.svghttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Bolted_joint.svghttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bolted_joint.svghttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Bolted_joint_2.svghttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bolted_joint_2.svghttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Tornillo&action=edit§ion=7http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Tornillo&veaction=edit§ion=7
8/16/2019 Tornillos y Roscas
36/46
8/16/2019 Tornillos y Roscas
37/46
Figura 2.39a
8/16/2019 Tornillos y Roscas
38/46
La cabeza de los tornillos pueden tener diferentes formas: (a)
hexagonal, (b) cuadrada, (c) redonda, (d) cilíndrica, (e) cilíndricacon
hexágono interior, (f) cónica, (g) gota de sebo, (h) alomada, (i) moleteada.
a b c d e f
Figura 2.39b
Del mismo modo, también las tuercas pueden ser de diferentes formas,
algunas de las cuales se muestran en la figura (Fig. 2.39b): (a) tuerca
hexagonal, (b) tuerca cuadrada, (c) tuerca redonda con dos chaflanes para
llave, (d) tuerca redonda con agujeros cruzados para llave de gancho, (e)
tuerca redonda con ranuras fresadas para llave, (f) tuerca de caperuza para
cierre estanco de botellas.
a b c d e f g
Figura 2.40
También el extremo de los tornillos de unión presentan distintas formas,
algunas de las cuales se indican en la figura (Fig.2.40) con la designación de
cada una de ellas: (a) chaflanado, (b) bombeado, (c) de espiga, (d) de
espiga para pasador, (e) de espiga esférica, (f) de espiga troncocónica y (g)
de espiga cilíndrica plana.
a b
Figura 2.41
Generalmente los tornillo, salvo los prisioneros de cabeza fresada, se
utilizan con arandelas, (Fig. 2.41) las que pueden ser planas (Fig. 2.41 a) para
uniformar la presión sobre la pieza que se ajusta el tornillo, y con arandelas de
presión (Fig. 2.41 b) para evitar que la tuerca se afloje por causa de los
movimientos o vibraciones que puedan tener las piezas ajustadas.
2.3.8 CALCULO DE LA RESISTENCIA DE UN TORNILLO
2.3.8.1 Resistencia a la tracción y compresión.
8/16/2019 Tornillos y Roscas
39/46
Figura 2.42 Figura 2.43
El cálculo de la resistencia de un tornillo permite su dimensionado a los
efectos de que ofrezca la resistencia necesaria a los esfuerzos al cual estará
sometido. Una forma sencilla y rápida de realizarlo consiste en considerar, el
giro del tornillo con una carga que soporta la rosca, equivalente a elevaruna carga igual por el plano inclinado de la hélice (Fig. 2.43). Se parte de la
hipótesis de que el esfuerzo máximo que experimenta el tornillo tanto en su
núcleo como en sus filetes se deben a esfuerzos de tracción.
Suponiendo el caso de un tornillo que sujeta dos piezas con una tuerca,
la cual es apretada por una llave a la cual se le aplica una fuerza con unbrazo de palanca a (Fig. 2.42), el momento ejercido considerando la
existencia del rozamiento es:
(2.71) Este momento hace que se ejerza una fuerza de cierre de tracción
sobre el tornillo.
Si se denomina M0 al momento ejercido por una fuerza P0 sin considerar
el rozamiento, sobre el mismo brazo de palanca a, resulta:
(2.72) y el rendimiento esta dado por:
(2.73)
De la (3.86) se obtiene:
(2.74) La fuerza de cierre, será:
(2.75)Donde es r m el radio medio del tornillo, h es el paso y μ el coeficiente de
roce entre los filetes de la rosca del tornillo y de la tuerca.
Si no existiera rozamiento, la fuerza de cierre P en función de P0,
haciendo en la (2.75) resulta:
8/16/2019 Tornillos y Roscas
40/46
(2.76)y reemplazando P1 por su valor dado por la (2.74) se obtiene:
(2.77)
Figura 2.44
Conocida la fuerza P se puede dimensionar el tornillo. Sean df , dn y dm los
diámetros del filete, del núcleo y medio del filete respectivamente, (Fig.3.50)
del tornillo. Si la resistencia o esfuerzo unitario a la tracción, se tiene que lafuerza que puede resistir el núcleo del tornillo está dada por la expresión:
(2.78)
de donde es
√ (2.79)
Para obtener el diámetro del filete df , teniendo en cuenta que es
aproximadamente:
(2.80)
y aplicando en la (2.77) el artificio de multiplicar y dividir por df2 se
obtiene:
(2.81)
De donde resulta:
√ (2.82)
Si además el tornillo está sometido a torsión, el valor de la resistencia
unitaria σt ’
para este caso se toma:
8/16/2019 Tornillos y Roscas
41/46
(2.83) Por lo que el valor de P resulta:
0.375 (3.98)Si además debe el tornillo resistir esfuerzos dinámicos, como por ejemplo
vibraciones, será la resistencia unitaria aún menor, adoptándose el valor: (2.84) De donde resulta:
(2.85) Por lo tanto, para el tornillo sometido a esfuerzo de tracción, torsión y
esfuerzos dinámicos es:
√ (2.86)
Tiene mucha importancia el sistema constructivo de la rosca, por
ejemplo, para roscas hechas al torno, si se aplica para valores conocidos de σt
según estado de carga II según Bach, por ejemplo para acero dulce y cargas
variables y el valor de la tensión σt = 600 a 800 kg/cm2 , o para hierro forjado y
cargas variables y σt = 600 kg/cm2 es, según la (3.95):
(2.87)Para roscas hechas con tarraja se toma, para df > 40 mm, σt = 540
kg/cm2, es:
(2.88) Y para df < 40 mm, σt = 480 kg/cm2:
(2.89)
2.3.9.2Cálculo de la altura de la tuerca
8/16/2019 Tornillos y Roscas
42/46
8/16/2019 Tornillos y Roscas
43/46
Figura 2.45 Figura 2.46
Se supone que el mayor esfuerzo que soportan los filetes de la tuerca es el
de flexión. Según la teoría de la Resistencia de Materiales, considerando al filete
de la tuerca como una ménsula, la fuerza que actúa a una distancia provocará un momento flector , el cual será soportado por la sección resistente. Si se analiza la figura (2.45) para rosca internacional, la cual se muestran lasmedidas de los filetes de la tuerca, se tiene que según la hipótesis de carga, la
fuerza P está aplicada a una distancia l del diámetro del filete del tornillo igual a:
(2.90) El Módulo Resistente del filete de la rosca, es, según la figura (Fig 2.46)
( ) (2.91)
Siendo, en la (2.91):
z: número de pasos del filete que comprenden la altura de la tuerca.
: base del rectángulo de la sección que resiste el esfuerzo P.7/8 h: altura del rectángulo de la sección que resiste el esfuerzo P.
Por lo tanto, el Momento Flector será:
(2.92) Reemplazando en la (2.92) los valores de l y de W dados por las (2.90) y
(2.91) respectivamente se obtiene:
( ) (2.93)
Pero de la figura (Fig. 2.45) es:
⁄ (2.94)Reemplazando en la (2.93) el valor de t dado por la (2.94) se obtiene:
( )
(2.95)Operando la (2.95), haciendo altura de la tuerca, se obtiene: (2.96)
8/16/2019 Tornillos y Roscas
44/46
La (2.96) permite dimensionar la altura de la tuerca. Como al mismo tiempo
el tornillo soporta esfuerzos de tracción dado por la expresión (2.78),
reemplazando el valor de P dada por ésta última en la (2.96) se obtiene:
(2..97)
Para un estado de carga variable (Bach II) y para σt=σf = 350 kg/cm2
(hierro dulce) la (2.80) se transforma en:
(2.98)Pero de la (3.94) resulta:
(2.99) De donde se obtiene:
(2.100) 2.3.8.2 Cálculo de la altura de la cabeza del tornillo
Figura 2.47
Se considera que por la tracción del tornillo se produce un esfuerzo de
corte en la superficie cilíndrica de diámetro dn y altura h1 (Fig. 2.47). La cabeza se
separaría del vástago según las generatrices ab y cd, siendo la superficie de corte
igual a:
(2.101)Despejando en la (2.101) h1, obtenemos:
(2.102)Para el caso anterior ya visto para roscas torneadas, reemplazando en la
(2.102) el valor de P dado por la (2.87) y operando se obtiene:
(2.103)
8/16/2019 Tornillos y Roscas
45/46
Operando en la (2.103) obtenemos:
(2.104) Si es τc = 135 kg/cm2, se obtiene para la altura de la cabeza del tornillo:
(2.105)
2.3.9 DISPOSITIVOS DE SEGURIDAD PARA TUERCAS
Son imprescindibles en los casos en las que se producen vibraciones, las
cuales provocan un aflojamiento automático de la unión o de la tuerca o tornillo.
Un medio fácil, es aumentar el rozamiento entre tuerca y tornillo, que
puede lograrse reduciendo el paso o con una contratuerca, es decir una
segunda tuerca: apretada sobre la primera, lo cual produce una tensión en el
tornillo
(2.106) La inmovilización de los tornillos también se consigue mediante una
arandela elástica denominada Grover, la cual pellizca el material y además
actúa como un resorte produciendo la inmovilización.
Mejor resultado se consigue con los dispositivos llamados de forma:
1) Por medio de un tornillo que fija la tuerca a la estructura.
2) Con un pasador que atraviesa el tornillo pasando rasante a la tuerca.
3) Tuerca corona con pasador, solo permite el ajuste de un sexto por vez para
que coincidan el pasador con algunas de las ranuras.
4) Con pasador que atraviesa tuerca y tornillo pero requiere que este armada la
unión y perfectamente ajustada antes de hacer la perforación y el montaje
del pasador.
5) Mediante arandela con lengüetas que se doblan apropiadamente una vez
ajustada.
6) Mediante chavetas cónicas permite hacer un ajuste perfecto, solo tiene uninconveniente, debilitar el tornillo por la ranura rectangular en la cual se aloja.(2.105)
2.3.9 DISPOSITIVOS DE SEGURIDAD PARA TUERCAS
8/16/2019 Tornillos y Roscas
46/46
Son imprescindibles en los casos en las que se producen vibraciones, las cuales provocan un
aflojamiento automático de la unión o de la tuerca o tornillo.
Un medio fácil, es aumentar el rozamiento entre tuerca y tornillo, que puede lograrse reduciendo
el paso o con una contratuerca, es decir una segunda tuerca: apretada sobre la primera, lo cual
produce una tensión en el tornillo
(2.106)
La inmovilización de los tornillos también se consigue mediante una arandela elástica denominada
Grover, la cual pellizca el material y además actúa como un resorte produciendo la inmovilización.
Mejor resultado se consigue con los dispositivos llamados de forma:
1) Por medio de un tornillo que fija la tuerca a la estructura.
2) Con un pasador que atraviesa el tornillo pasando rasante a la tuerca.
3) Tuerca corona con pasador, solo permite el ajuste de un sexto por vez para que coincidan
el pasador con algunas de las ranuras.
4) Con pasador que atraviesa tuerca y tornillo pero requiere que este armada la unión y
perfectamente ajustada antes de hacer la perforación y el montaje del pasador.
5) Mediante arandela con lengüetas que se doblan apropiadamente una vez ajustada.
6) Mediante chavetas cónicas permite hacer un ajuste perfecto, solo tiene un inconveniente,
debilitar el tornillo por la ranura rectangular en la cual se aloja.
pañado de una tuerca