TIPOS DE TORNILLOS Y CLASIFICACIÓN

Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño”Ingenieria Industrial (45)

Extensión MéridaDibujo de Máquinas

Febrero, 2017 Gabriel Gil

V26.371.912

Tornillo

Dispositivo mecánico de fijación, por lo general metálico, formado esencialmente por un plano inclinado enroscado alrededor de un cilindro o cono.

Partes de un Tornillo

Cabeza: La forma de la cabeza del tornillo condiciona la herramienta a emplear en el apriete. A continuación se enumeran los distintos tipos de tornillos más usuales en función de su geometría y el uso para los que habitualmente están destinados:

Fig 1. Tornillos de cabeza hexagonal: Permite aplicar grandes momentos de apriete.

▪ Rosca: En función de la forma geométrica que presentan las roscas, se pueden distinguir los siguientes tipos de roscas:

1. Aguadas o de filete triangular

2. Redondas

3. Trapezoidal

4. En dientes de sierra

5. De filete cuadrados

Fig 2. Rosca triangular ISO.

Tipos de Tornillos1. Tornillos OrdinariosLos tornillos ordinarios se designan por la sigla M, seguidos por el diámetro d de la caña, la longitud l del vástago, y por último van seguidos de un número que especifica la calidad del acero.

Por ejemplo: Tornillo ordinario M 16x90-5.6 (Se trata de un tornillo de 16 mm de diámetro de la caña, 90 mm de longitud de vástago y fabricado en acero de calidad 5.6). También puede nombrarse de la forma, T 16x90-5.6.Los tornillos ordinarios tienen rosca triangular ISO de paso grueso.

2. Tornillos CalibradosSe designan por la sigla TC, aunque también pueden aparecer representados como en el caso anterior por la sigla M (métrica), seguidos, al igual que los ordinarios por el diámetro d de la caña, la longitud l del vástago, y por último, seguidos de la numeración que especifica la calidad del acero empleado en la fabricación del tornillo.

En los tornillos calibrados ambos diámetros están muy ajustados, por lo que se utilizan con preferencia para la formación de nudos rígidos y en uniones de precisión, que transmitan mayores esfuerzos sin que se produzcan desplazamientos relativos entre las piezas.

3. Tornillos de Alta ResistenciaSe designan por la sigla TR, o alternativamente también por la sigla M (métrica), seguidos, al igual que los otros tipos de tornillos, por el diámetro d de la caña y la longitud l del vástago, seguidos del número que especifica la calidad del acero empleado en la fabricación del tornillo. Ejemplo de designación de un tornillo pretensado o de alta resistencia: M 20x55-10.9, o bien, TR 20x55-10.9.

Las uniones donde se han empleado tornillos pretensados trabajan transmitiendo los esfuerzos por descompresión entre las superficies y por rozamiento. Por tanto, en estas uniones implica la existencia de un estado de compresión entre las superficies unidas, que junto al coeficiente de rozamiento entre ellas, hace que se impida que exista cualquier desplazamiento relativo.

Fig1. Tornillo cabeza hexagonal grado 5 y grado 8 de alta resistencia. “Por TORMEX”

Fig.1

Fig.2

Fig2. Tornillo cabeza hexagonal grado 5 negro galvanizado y tropicalizado. “Por TORMEX”

Elementos RoscadosLos elementos de unión roscados son de gran importancia ya que nos permiten el fácil montaje y desmontaje de diferentes piezas, así logramos facilitar los mantenimientos de las maquinas industriales.

La rosca es una ranura helicoidal sobre un cilindro. El agujero esta terrajado y la barra esta roscada, el conjunto de rosca-cilindro se llama tornillo y el conjunto rosca-agujero se le llama tuerca. son utilizados para la unión de diferentes cuerpos, cada cuerpo o objeto que queramos unir mediante tornillos y tuercas son de diferentes formas, ya que por ello existen infinidades de tornillos y roscas.

Fig.1Fig.1. Tornillo pasante con tuerca

Diámetro nominal : Es le diámetro exterior o mayor de la rosca. Se utiliza comercialmente para la identificación de los elementos de tornillería. Paso : Es la distancia axial entre puntos correspondientes de dos filetes ( o hilos) adyacentes de una rosca. Hilos : Es la cantidad de filetes completos de la rosca contenido en una pulgada. Su inverso es igual al paso.

1. Rosca Unificada : Esta rosca es la usada en el sistema Técnico Americano de Unidades. En su forma estándar unificada, el ángulo entre las roscas es de 60º y las crestas de los hilos pueden ser aplanadas o redondeadas. Dentro de ellas existen las siguientes series : la de Paso Basto denominada UNC, la de paso fino Denominada UNF y la de paso extrafino denominada UNEF. 2. Rosca Métrica : Esta rosca es la del Sistema Internacional SI y posee una rosca simétrica de 60º, un entalle redondeado en la raíz de una rosca del tipo externo y un diámetro menor mas grande en las roscas externas e internas. Este perfil se recomienda cuando se requiere elevada resistencia a la fatiga, existiendo en las series de Paso Basto y Paso Fino.

Normas

Tabla 1. Normas (Algunos Organismos de Normalización y Estandarización de tornillos y roscas).

País Abreviatura de la Norma

Organización de Normalización

Internacional ISO Organización Internacional de Normalización.

España UNE Instituto de Racionalización y Normalización. Alemania DIN Comité de Normas Alemán

Alemania DIN Comité de Normas Alemán.

Rusia GOST Organismo Nacional de Normalización Soviético.

Francia NF Asociación Francesa de Normas.

Inglaterra BSI Instituto de normalización Ingles.

América USASI Instituto de Normalización para los Estados de América.

Dispositivos de Seguridad en los Tornillos

Los objetivos que cumplen los dispositivos de seguridad es inmovilizar los tornillos y tuercas, para así impedir que se aflojen bajo cualquier golpe, temperatura o en mayor de los casos las vibraciones. Existen diferentes sistemas que provocan la inmovilización de los tornillos y tuercas, expondremos los sistemas mas comunes que se utilizan para la inmovilización, pueden actuar de varias formas por deformación elástica de alguna de sus partes, deformación permanente de estas, interposición de un obstáculo.

1. Contratuerca: Es la utilización de una segunda tuerca, mayormente de menor altura que la primera, la cual permite que la primera tuerca no se afloje ya que se aplica una tensión mayor en el tornillo, Se procede de la siguiente forma: 1. Atornillar la tuerca y apretar la misma contra la pieza. 2. Atornillar la contratuerca. 3. Bloquear la contratuerca contra la tuerca, sujetando esta última con una llave. De esta forma quedan las dos tuercas bloqueadas sobre la rosca del tornillo.Fig1. Contratuerca Hexagonal Hierro

Galvanizado

Fig.1

2. Arandelas elásticas: Estas arandelas cumplen con la inmovilización de las uniones atornilladas, con su elasticidad que constituye su material. Hace una presión entre los flancos de las roscas del tornillo y la tuerca. Su eficiencia permite la inmovilización de la pieza ya que incrementa la incrustación del material de la arandela a la tuerca y en la pieza.

3. Arandela con Solapa: Es utilizada para la inmovilización de tornillos y tuercas que muestra una forma prismática al alterar permanente el material que la constituye. La arandela esta equipada de una o dos solapas, al comprimir la tuerca una de las solapas se dobla sobre la pieza. Así logra inmovilizar la arandela, mientras que la otra se ajusta a la otra cara de la pieza y logra evitar el giro de ella.

Fig.1. Arandelas elásticas onduladas de compresión

Fig.1Fig.2.Arandelas de Seguridad con dos solapas DIN 463

Fig.2

Los Materiales Las características del acero utilizado para la fabricación de los productos definidos en este Artículo, se especifican en la siguiente Tabla

Tabla 2. Materiales (Normas UNE 7017, UNE 7262 y UNE 7282)

ACERO DE LOS TORNILLOS

Tipo de tornillos

Tipo de acero de los

productos

a unir

Tipo de

acero

Re min. R

A %min. HB (1)kgf/mm2 N/mm2 kgf/mm2 N/mm2

Ordinarios

A 37 A 42 A40t 24 235 40/55 390/540 25 120/165

Calibrados

A 37 A 42 A40t 24 235 40/55 390/540 25 120/165A 52 A50t 30 295 50/70 490/360 20 145/205

ACERO DE LAS TUERCAS Y ARANDELASOrdinari

osy 

Calibrados

A 37 A 42A 52

A40t 24 235 40/50 390/540 25 120/165

Aplicación de Tornillos y Dispositivos

En algunos casos los tornillos y dispositivos de unión tienden a ser reemplazados por otros métodos de unión que proporcionan mayor facilidad de manufactura y ensamble. Sin embargo, estos son ampliamente usados en las maquinas, debido a sus ventajas: versatilidad, variedad, disponibilidad (gran comercialización), bajo costo, fácil montaje y desmontaje, están normalizados.

Los tornillos se utilizan en la fijación de motores, bombas hidráulicas, tramos de tuberías, tapasen tanques (manholes, handholes), bastidores de maquinas, estructuras, chumaceras, piñones,poleas, tapones de tubería de calderas, etc.

Fig.1

Fig.1 Chumacera

Fig.2

Fig.2 Motor eléctrico claramente anclado gracias a tornillos

Fin