7. Elementos Roscados (1)

PROFESOR: MARIO GONZALEZ CARVALLO Pgina 1

ELEMENTOS ROSCADOS

Profesor: Mario Gonzlez Carvallo Lic./Master en Diseo, Gestin y Desarrollo de Nuevos Productos Universidad Politcnica de Valencia - Espaa

2013


ELEMENTOS ROSCADOS

1. Introduccin Las diferentes piezas que componen una mquina, pueden unirse de dos maneras: por uniones desmontables y por uniones permanentes o fijas. La diferencia entre estos dos tipos de uniones es que, las desmontables se pueden montar y desmontar cuantas veces se desee, sin que se modifique el tipo de unin; mientras que las uniones permanentes, es imposible desmontarlas sin destruir algunos de los elementos de unin. Las uniones desmontables se pueden realizar por medio de elementos roscados y no roscados. En este punto veremos la representacin y designacin de diferentes elementos de unin normalizados.

2. Tornillos

Que son y para que sirven. Son elementos roscados cuya funcin mecnica es la unin de dos o ms piezas entre si. En esta unin normalmente son desmontables. 1.- Apriete. Cuando el tornillo por medio de su cabeza, ejerce la presin que garantiza la unin entre las piezas. 2.- Presin. Cuando el tornillo, por medio del extremo de su vstago, presiona contra la pieza y produce su inmovilizacin.


2.1 Gua. Cuando el tornillo, por medio del extremo de su vstago, asegura una posicin determinada entre las piezas, permitiendo cierto grado de libertad.

3. Cabeza.

Es la parte del tornillo que se utiliza para su manipulacin ,bien manual o con la ayuda de una herramienta. Puede adoptar diferentes formas ( prismticas, cilndricas, tronco-cnico, etc.) cada una de ellas para unas aplicaciones determinadas, escogiendo la mas adecuada a nuestra necesidad.


4. Designacin. Bsicamente, la designacin de un tornillo incluye los siguientes datos: tipo de tornillo segn la forma de su cabeza, designacin de la rosca, longitud y norma que lo define. A estos datos, se pueden aadir otros, referentes a la resistencia del material, precisin, etc. Ejemplo: Tornillo de cabeza hexagonal M10 x 20 DIN 933 La longitud que interviene en la designacin es la siguiente:

1. En general, la longitud indicada corresponde a la longitud total de vstago (figura 1).

2. Para tornillos con agujero para pasador, la longitud indicada incluye la longitud total de acuerdo a la figura 2.

3. Para tornillos de cabeza avellanada, la longitud indicada es la longitud total del tornillo (figura 3).

Figura 1 Figura 2 Figura 3


4.1 Tuercas

Qu son y para qu sirven. Son piezas de forma exterior diversa, en cuya parte central llevan un agujero roscado, dentro del cual se introduce un tornillo con igual tipo, dimetro y paso de rosca. De esta forma, pueden constituir, junto con el correspondiente tornillos, una unin desmontable de dos o ms piezas entre si. Las tuercas pueden adoptar diferentes formas (prismtica, cilndrica, etc.), cada una de ellas para unas aplicaciones determinadas, escogiendo la ms adecuada a nuestras necesidades; no obstante, la tuerca hexagonal es de uso general. 4.2 Designacin Bsicamente la designacin de una tuerca incluye los siguientes datos: tipo de tuerca y su norma. Ejemplo: tuerca hexagonal M10 DIN 934.

4.2 Arandelas Qu son y para qu sirven. Son piezas, generalmente de forma cilndrica o prismtica, dotadas con un agujero central. Se utilizan como apoyo de la tuerca o de la cabeza del tornillo; a su vez, cuando el material de la pieza es mas blando que el de la tuerca, de manera de proteger la pieza contra los deterioros causados por los sucesivos aprietes

Por ejemplo: Arandela plana 10,5 DIN 125


5. Esprragos Qu son y para qu sirven. Son tornillo sin cabeza que van roscados en sus dos extremos con diferente longitud roscada, entre los cuales, hay una porcin de vstago sin roscar. El extremo roscado corto permanece atornillado en la pieza que se considera fija, mientras que en el otro extremo se atornilla la tuerca que proporciona la unin. Se emplea principalmente para asegurar piezas acopladas, que no deban desplazarse longitudinalmente ni girar, no habiendo espacio suficiente para disponer la cabeza de un tornillo. La longitud del extremo atornillado es inversamente proporcional a la resistencia del material de la pieza. As pues, se aplicarn los esprragos con extremo atornillado corto en materiales de gran resistencia, con extremo atornillado medio en materiales de resistencia media, y con extremo atornillado largo cuando la resistencia del material sea baja. Ejemplo: esprrago M12 x 50 DIN 938,4.6


6. Dispositivos de seguridad INTRODUCCIN. Los dispositivos de seguridad tienen por objeto inmovilizar los tornillos y tuercas en el punto conveniente para impedir su aflojamiento bajo la accin de vibraciones, golpes, cambios de temperatura, etc. Consecuencia del juego existente entre la rosca del tornillo y la rosca de la tuerca, en caso de producirse vibraciones, golpes o dilataciones, llega un momento en que deja de haber contacto entre ambas roscas, producindose el aflojamiento. Existen diferentes sistemas para provocar la inmovilizacin de tornillos y tuercas; aqu expondremos los ms comnmente utilizados. Estos dispositivos pueden actuar de varias formas: por deformacin elstica de alguna de sus partes, por deformacin permanente de stas, o bien por interposicin de un obstculo. 6.1 Contratuerca Consiste en la utilizacin de una segunda tuerca, de menor altura que sta, cuya funcin no es la de aprisionar las piezas, sino tan solo la de no permitir que se afloje aquella, al provocar una tensin en el propio tornillo, que bloquea el conjunto. 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 ltima con una llave. De esta forma quedan las dos tuercas bloqueadas sobre la rosca del tornillo.


Normalmente la contratuerca suele ser una tuerca hexagonal rebajada DIN 936, o bien, una tuerca se seguridad DIN 7967 6.2 Arandelas Elsticas Este tipo de arandelas provocan la inmovilizacin de las uniones atornilladas gracias a la elasticidad que presenta el material que las constituye, que origina una presin entre los flancos de las roscas del tornillo y de la tuerca; a su vez, la eficacia de esta inmovilizacin viene incrementada por la incrustacin del material de la arandela en la tuerca y en la pieza. Existen diferentes tipos de arandelas elsticas. Una de las ms utilizadas es la arandela de muelle o arandela Grower DIN 127. Esta arandela consiste en un anillo abierto, de seccin cuadrada, en forma de muelle de una espira, cuyo paso es igual al espesor y cuyo sentido de arrollamiento debe ser inverso al de la rosca. 6.3 Arandela con Solapa Esta arandela provoca la inmovilizacin de las uniones atornilladas por la deformacin permanente del material que la constituye. nicamente se puede utilizar para inmovilizar tornillos y tuercas de forma prismtica. Es una arandela provista de una o dos solapas. Cuando la tuerca est apretada, una de las solapas se dobla sobre una de las caras de la pieza, para bloquear la arandela;


mientras que la otra solapa se dobla sobre una de las caras de la tuerca, quedando de este modo imposibilitado el giro de sta.

7. Tuercas y Pasador La inmovilizacin se efecta mediante la utilizacin de una tuerca provista de ranuras laterales y u pasador. Para conseguir la inmovilizacin se procede de la siguiente forma:

1. Atornillar la tuerca y apretar la misma contra la pieza.

2. Taladrar transversalmente el vstago


del tornillo, haciendo coincidir el taladro con una de las ranuras de la tuerca.

3. Introducir el pasador en el taladro Se puede utilizar una tuerca hexagonal almenada DIN 935 con un pasador de aletas DIN 94. Este pasador est formado por un alambre de seccin semicircular doblado sobre si mismo y formando un ojal que acta de tope y facilita su extraccin. Una vez introducido en su alojamiento se doblan en sentido opuesto los extremos sobresalientes de las aletas, con lo cual, el pasador queda inmovilizado. La designacin de un pasador de aletas incluye los siguientes datos: dimetro del alambre, longitud de la aleta y norma que lo define.

Por ejemplo: Pasador de aletas 8 x 35 DIN 94


8. Roscas Americanas

Dentro de las distintas roscas que estn normalizadas en EE.UU tenemos las siguientes roscas: NC (Basta) : Rosca americana de paso normal NF (Fina): Rosca americana de paso fino NEF (Extra fina): Rosca americana de paso extra fino. Adems existen otras series de pasos especiales, como 8N, 12N y 16N, etc. (lo que significa 8, 12 y 16 hilos por pulgadas). A partir de 1948, los representantes de EE.UU, Inglaterra y Canad firmaron un convenio de unificar estas roscas. Este acuerdo hizo posible la intercambiabilidad de roscas en estos pases. Las seis series que se unificaron se diferencian entre ella, por el nmero de hilos que hay en una pulgada para un dimetro especfico (Ver anexo). Las seis series anotadas anteriormente, una vez que se unificaron quedaron de la siguiente forma: UNC (Rosca Gruesa) Esta rosca se recomienda para dimetros mayores de , generalmente se emplea para uso industrial. UNF (Rosca Fina) Esta rosca se recomienda para dimetros mayores de , se usa generalmente en la industria aeronutica y automotriz. UNEF (Extra fina) Este tipo de roscas se usa para obtener mayor cantidad de hilos en una longitud dada.


Preferentemente se emplea en la fabricacin de aviones y automviles. Serie 8 UN (Con 8 hilos por pulgadas) Esta es una rosca de paso uniforme para dimetros grandes, en ocasiones puede sustituir a la serie de roscas gruesas para dimetros mayores de 1 pulgada; se emplea en junta de alta presin. Serie 12 UN (con 12 hilos por pulgada) Esta rosca es la continuacin de la serie de rosca fina (UNF) y se emplea para dimetros nominales mayores de 1 . Serie 16 UN (con 16 hilos por pulgada) Esta rosca es la continuacin de la serie UNEF (extra fina) y se usa para dimetros mayores de 2 pulgadas. Existen otros tipos de roscas especiales como la: UNS = Rosca unificada de paso especial NS = Rosca americana de paso especial Adems de todas las roscas unificadas nombradas, tambin estn las: Rosca de perfil triangular Rosca Withworth para tubos, las cuales se dividen en cilndricas (BSP) y cnicas (BSPT) Rosca Withworth de paso normal y fino. Rosca cuadrada modificada. Rosca ACME (Trapecial). Rosca americana cnica para tubo (NPT) Rosca americana cnica Dryseal para tubo (NPTF).


9. Ajuste de Rosca

En la industria moderna las piezas

roscadas deben ser intercambiables y cuando se atornillan entre si debe producirse un buen apoyo entre los flancos. Mediante el sistema de ajuste de las roscas, se han fijado tolerancias lmites (medidas mximas y mnimas) para los dimetros exteriores del ncleo y de los flancos. La calidad y exactitud de los tornillos no necesitan ser los mismos para toda clase de aplicaciones y por esta razn estn normalizados distintos grados de calidad.

a) Calidad fina (mg) se puede emplearen husillos de medida

b) Calidad media (m) se puede emplear

en husillos en movimiento sencillo

c) Calidad basta (g) se puede emplear en los tornillos de fijacin.

El smbolo que implica el grado de

calidad se pone a continuacin de la designacin de la rosca Ejemplo: M20 g significa: Rosca mtrica de dimetro exterior 20 mm, calidad basta. M8 mg quiere decir: Rosca mtrica de dimetro exterior 8 mm, calidad fina Cuando la calidad es media no es preciso indicar el signo abreviado M.


9.1 Abreviaturas W Rosca Whitworth fina M Rosca mtrica R O G Withworth de tubo Tr Rosca Trapecial Rd Rosca Redonda S Rosca diente de sierra E Rosca Edison (Elctrica) Pg Rosca de tubo blindado NF Rosca Americana de paso fino NC Rosca americana de paso normal UN Rosca unificada UNC Rosca unificada de paso normal UNF Rosca unificada de paso fino C Rosca para bicicleta UNS Rosca unificada de paso especial BA Rosca British Association ISO International Standards Organization N Rosca Americana BSF Rosca Withworth de paso fino BSP Rosca Withworth cilndrica para tubos BSPT Rosca Withworth cnica para tubos BSW Rosca Withworth de paso normal IZQ Hilo izquierdo 1/11 11 filetes por pulgada CAB.CUAD Cabeza cuadrada CAB.HEX Cabeza hexagonal NPS Rosca Americana para Tubo, Cilndrica NPT Rosca Americana para Tubo, Cnica.


9.2 Designacin

ROSCA DERECHA DE

UNA ENTRADA

SIGNO ANTES DE CADA

MEDICIN

MEDIDA

Withworth

-

Dimetro exterior de la rosca en

pulgada

Withworth fina

w.

Dimetro exterior en mm, por paso

en pulgada

Withworth tubo R o G Paso nominal de tubo en pulgadas

Mtrica

M

exterior de la rosca en mm

Mtrica fina

M

exterior de la rosca en mm por

paso en mm

Trapecial

Tr


paso en mm

Redonda

Rd


paso en pulg.

En diente de

sierra

S


paso en mm

Edison E nominal en mm Tubo Blindado Pg Paso nominal del

tubo en mm.

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