Se usan extensamente en la fabricación de casi todos los diseños de ingeniería. Los tornillos suministran un método relativamente rápido y fácil para mantener unidas dos partes y para ejercer una fuerza que se pueda utilizar para ajustar partes movibles.
viernes, 6 de diciembre de 2013
Rosca
Es la parte acanalada de un tornillo o tuerca. La rosca de un tornillo se considera como un cilindro base sobre el cual se arrolla uniformemente uno o varios prismas. Dichos prismas se denominan hilo o filetes.
Los elementos de una rosca son:
- Cresta o vértice: es la superficie que limita superiormente el filete.
- Paso: la distancia entre los vértices de dos filetes contiguos.
- Flanco: es la superficie lateral del filete.
- Vano: el espacio comprendido entre dos filetes.
- Base: es la superficie sobre la cual se apoyan los hilos o filetes.
Tipos de Roscas
Además de la gran división entre roscas cónicas y roscas cilíndricas, existe una clasificación más detallada de las mismas, según su forma, la amplitud de sus estrías (el paso) y otras características.
- Roscas de Paso Grueso: como su nombre lo indica, el paso, es decir, la amplitud de cada estría, es amplio. Por lo tanto, este tipo de rosca no tiene gran precisión en cuanto a la unión del elemento que se inserta (el macho) y la pieza hueca donde se instala (la hembra). Se utilizan para trabajos normales que requieran firmeza aunque no una unión tan estrecha.
- Roscas de Paso Fino: generan una mayor firmeza en la unión, y se utilizan sobre todo en mecánica, en la industria automotriz y vehicular en general.
- Roscas de Paso Extrafino: se utilizan cuando es requerida una mayor precisión, como en el caso de elementos que deben unirse a paredes delgadas.
- Roscas de Ocho Hilos: se denominan así porque su paso consiste en ocho estrías por pulgada; estas roscas son las indicadas para tuberías de agua y otros fluidos. Las características de su superficie permiten mayor resistencia a la presión y evitan las fugas de gases y líquidos.
Según la forma de cada hilo o estría, las roscas pueden ser: en V, redondeadas, cuadradas, Witworth (cuya forma es de trapecio) y trapezoidales.
Roscas Machos
- Las roscas normales se acotan por su diámetro exterior (nominal), expresado en milímetros o en pulgadas (según la norma elegida), ante poniendo la letra o letras que determinan el tipo de rosca.
- Las flechas de las líneas de cota se refieren siempre hasta la línea gruesa que corresponde con el mayor de los diámetros representados.
- En las longitudes roscadas se incluyen las dimensiones de los bombeados y achaflanados de entrada de rosca ; no se incluirá la longitud de la rosca no útil, que es la salida de la misma.
Roscas Hembras
- Las roscas interiores también se acotan por su diámetro nominal.
- Las flechas de la línea de cota se refieren siempre a la línea fina, que es la más exterior y se corresponde con el mayor de los diámetros representados.
- En agujeros ciegos roscados se acota el diámetro, la profundidad del agujero y la longitud de la rosca útil.
- Rosca métrica ISO: Se usa en tornilleria y para aplicaciones de uso común. Las roscas métricas ISO de paso normal se designan anteponiendo la letra M al diámetro nominal en milímetros.
- Rosca Withworth: Se usa en instalaciones hidráulicas, conducciones y fontanería. La rosca Withworth se designa anteponiendo la letra W al diámetro nominal en pulgadas.
- Rosca trapezoidal: Se emplea en roscas utilizadas como elementos transformadores de giro en desplazamiento o viceversa, como por ejemplo en husillos.
- Rosca redonda: Reduce en gran medida la acumulación de tensiones mecánicas, es muy resistente a esfuerzos importantes y también a los golpes. Sin embargo su utilización es escasa, ya que su fabricación es compleja.
- Rosca en dientes de sierra: Se utiliza cuando la componente radial del esfuerzo puede despreciarse y los esfuerzos axiales son relativamente importantes en el sentido del flanco mas vertical.
Acotación
Las roscas deben acotarse siempre con una cota diametral correspondiente al diámetro nominal de las mismas. El diámetro nominal en una rosca macho (tornillo) corresponde al diámetro exterior de la rosca, representado con línea gruesa, y que el diámetro nominal de una tuerca corresponde también al diámetro exterior de la misma y se representa con líneas finas. Como cifra de cota deberá colocarse siempre la designación normalizada de la rosca.
Símbolos de Roscados más Comunes
Tornillos
Son elementos roscados cuya función mecánica es la unión de dos o más piezas entre sí.
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Esta unión, normalmente fija y desmontable, puede tener lugar por:
- Apriete: Cuando el tornillo, por medio de su cabeza, ejerce la presión que garantiza la unión entre las piezas.
- Presión: Cuando el tornillo, por medio del extremo de su vástago, presiona contra una pieza y produce su inmovilización.
- Guía: Cuando el tornillo, por medio del extremo de su vástago, asegura una posición determinada entre las piezas, permitiendo, no obstante, cierto grado de libertad.
Constitución
Las partes constitutivas de un tornillo son las siguientes: cabeza, vástago y extremo.
- Cabeza: Es la parte del tornillo que se utiliza para su manipulación, bien manual o con ayuda de una herramienta (destornillador, llave plana, llave de pipa, llave allen, llave inglesa, etc.). Puede adoptar diferentes formas (prismática, cilíndrica, tronco- cónica, etc.), cada una de ellas para unas aplicaciones determinadas, escogiendo la más adecuada a nuestras necesidades; no obstante, el tornillo con cabeza de forma hexagonal es de uso general.
Las cabezas de tornillos que presentan una forma prismática, para una mayor facilidad de manejo y conservación, se eliminan los vértices de las caras externas por medio de un mecanizado, denominado biselado, que consiste en un torneado cónico a 120º. Este biselado origina unas aristas hiperbólicas en las caras de la cabeza del tornillo; aunque, al realizar su representación, se pueden aproximar en forma de arcos de circunferencia.
- Vástago o caña. Es de forma cilíndrica, estando roscado por el exterior en toda su longitud o en parte, para poder atornillar en la correspondiente rosca hembra (tuerca). Existe una gran variedad de roscas normalizadas, cada una de ellas para unas aplicaciones determinadas, aunque la rosca métrica es de uso general, siendo, por tanto, la más utilizada.
- Extremo o punta. Es el extremo libre del vástago. Este extremo, ofrecería un borde cortante al inicio del filete de la rosca; además, sería muy susceptible de dañarse al recibir un golpe o al iniciar su penetración en la rosca de la tuerca, penetración que resultaría difícil de realizar. Para evitar todos estos inconvenientes, el citado extremo libre se mecaniza con el torno, formando un chaflán cónico de 90º o abombado. Además de estas dos formas básicas, el extremo o punta puede adoptar diferentes configuraciones, según la misión que deba cumplir.
Designación
Básicamente, la designación de un tornillo incluye los siguientes datos: tipo de tornillo según la forma de su cabeza, designación de la rosca, longitud y norma que lo define. A estos datos, se pueden añadir otros, referentes a la resistencia del material, precisión, etc.
La longitud que interviene en la designación es la siguiente:
- En general, la longitud indicada se corresponde con la longitud total del vástago.
- Para tornillos con extremo con tetón, la longitud indicada incluye la longitud del tetón.
- Para tornillos de cabeza avellanada, la longitud indicada es la longitud total del tornillo.
Tuercas
Son piezas de forma exterior diversa, en cuya parte central llevan un taladro roscado, dentro del cual se introduce un tornillo con igual tipo, diámetro y paso de rosca. De esta forma, pueden constituir, junto con el correspondiente tornillo, una unión desmontable de dos o más piezas entre sí.
Las tuercas pueden adoptar diferentes formas (prismática, cilíndrica, etc.), cada una de ellas para unas aplicaciones determinadas, escogiendo la más adecuada a nuestras necesidades; no obstante, la tuerca hexagonal es de uso general. Al igual que en los tornillos, en las tuercas que presentan una forma prismática, para una mayor facilidad de manejo y conservación, se eliminan los vértices de las caras externas por medio de un mecanizado, denominado biselado, que consiste en un torneado cónico a 120º. Este biselado origina unas aristas hiperbólicas en las caras de la tuerca; aunque, al realizar su representación, se pueden aproximar en forma de arcos de circunferencia.
Designación
Básicamente, la designación de una tuerca incluye los siguientes datos: tipo de tuerca según su forma, designación de la rosca y norma que la define. A estos datos se pueden añadir otros, referentes a la resistencia del material, precisión, etc.
Ejercicio
En el proceso de roscado de un barreno, un mecánico aplica a la palanca del maneral las fuerzas horizontales mostradas en la figura. demuestre que estas fuerzas son equivalentes a una sola fuerza resultante y determine , si es posible , la localización del punto de aplicación de esta fuerza sobre la palanca.
FA = x = 2.65 cos 25 = -2.40 l
Z = 2.65 sen 25 = -1.12 k
FB = x = 2.9 cos 25 = 2.63 l
Z = 2.9 sen 25 = 1.23 k
MA = (-2.40 l – 1.12 k) 3.2 k
MA = 7.86 j
MB = (2.63 l + 1.23 k) –2.8 k
MB = 7.36 j
Σ Fl = 2,63 – 2.40 = 0.23 l
Σ Fj = -1.12 + 1.23 = 0.11 k
0.231 l + 0.11 k
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