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25/7/2015 Tornillo - Wikipedia, la enciclopedia libre

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Tornillo con cabeza hexagonal.

TornilloDe Wikipedia, la enciclopedia libre

Se denomina tornillo a un elemento u operador mecnico cilndrico con una cabeza, generalmente metlico, aunquepueden ser de plstico, utilizado en la fijacin temporal de unas piezas con otras, que est dotado de una caa roscadacon rosca triangular, que mediante una fuerza de torsin ejercida en su cabeza con una llave adecuada o con un

destornillador, se puede introducir en un agujero roscado a su medida o atravesar las piezas y acoplarse a una tuerca.1

El tornillo deriva directamente de la mquina simple conocida como plano inclinado y siempre trabaja asociado a un

orificio roscado.2 Los tornillos permiten que las piezas sujetas con los mismos puedan ser desmontadas cuando laocasin lo requiera.

ndice

1 Caractersticas de los tornillos

2 Tipos de tornillos

2.1 Tornillos para madera

2.2 Tornillos tirafondos para paredes y madera DIN-5712.3 Autorroscantes y autoperforantes para chapas metlicas y maderas duras

2.4 Tornillos de rosca cilndrica para uniones metlicas

3 Dibujo de roscas y tornillos

4 Cabezas

4.1 Tornillos comerciales de cabeza hexagonal4.2 Tornillos comerciales con cabeza Allen

4.3 Tornillos para apriete con destornillador

5 Fabricacin de tornillos5.1 Tornillera para usos generales

5.2 Tornillos de miniatura

5.3 Tornillos de alta resistencia5.4 Tornillos de precisin

5.5 Tornillos inviolables

5.6 Tornillos grandes o especiales5.7 Tornillos de titanio

6 Tratamientos trmicos de los tornillos

7 Tratamientos superficiales anticorrosivos de los tornillos

8 Medicin y verificacin de tornillos9 Apriete de tornillos controlado. Par de apriete

10 Defectos y fallos de los tornillos

11 Historia12 Vase tambin

13 Referencias

14 Bibliografa15 Enlaces externos

Caractersticas de los tornillos

Los tornillos estn fabricados en muchos materiales y aleaciones; en los tornillos realizados en metal su resistencia est relacionada con la del material empleado.Un tornillo de aluminio ser ms ligero que uno de acero (aleacin de hierro y carbono) pero ser menos resistente ya que el acero tiene mejor capacidadmetalrgica que el aluminio; una aleacin de duraluminio mejorar las capacidades de resistencia del aluminio pero disminuir las de tenacidad, ya que al endurecerel aluminio con silicio o metales como cromo o titanio, se aumentar su dureza pero tambin su coeficiente de fragilidad a partirse. Los metales ms duros sonmenos tenaces ya que son cualidades antagnicas. La mayora de las aleaciones especiales de aceros, bronces y aceros inoxidables contienen una proporcin demetales variable para adecuar su uso a una aplicacin determinada.

Siempre hay que usar el tornillo adecuado para cada aplicacin. Si usa un tornillo con demasiada resistencia de tensin (dureza) que no est ajustado al valor dediseo, podra romperse, como se rompe un cristal, por ser demasiado duro. Esto es porque los tornillos de alta tensin tienen menor resistencia a la fatiga(tenacidad) que los tornillos con un valor de tensin ms bajo. Un tornillo compuesto por una aleacin ms blanda se podra deformar, pero sin llegar a partirse,con lo cual quiz no podra desmontarse pero seguira cumpliendo su misin de unin.

El estndar ISO se marca con dos nmeros sobre la cabeza del tornillo, por ejemplo "8.8". El primer nmero indica la resistencia de tensin (la dureza delmaterial); el segundo nmero significa la resistencia a punto cedente, es decir la tenacidad del material. Si un tornillo est marcado como 8.8, tiene una dureza(resistencia de tensin) de 800 MPa (megapascales), y una tenacidad (resistencia de tensin) del 80 %. Una marca de 10.9 indica un valor de tensin de1000 MPa con una resistencia a punto cedente de 900 MPa, 90 % de resistencia de tensin.



Tornillo con rosca para

madera.

Los tornillos pueden soportar hasta un mayor peso o traccin, pero rebasada su capacidad se rajarn, pudiendo quebrarse. Los tornillos fabricados conaleaciones ms duras pueden soportar un mayor peso o traccin, pero tienen igualmente un lmite y menor tenacidad que los tornillos fabricados en aleaciones msblandas. Si usa un tornillo que ha sido sobre ajustado, sea cual sea su dureza, puede quebrarse con facilidad ya que su resistencia de tensin (tenacidad) es muybaja.

Los tornillos los definen las siguientes caractersticas:

Dimetro exterior de la caa: en el sistema mtrico se expresa en mm y en el sistema ingls en fracciones de pulgada.

Tipo de rosca: mtrica, Whitworth, trapecial, redonda, en diente de sierra, elctrica, etc. Las roscas pueden ser exteriores o machos (tornillos) o bien

interiores o hembras (tuercas), debiendo ser sus magnitudes coherentes para que ambos elementos puedan enroscarse.

Paso de la rosca: distancia que hay entre dos crestas sucesivas. En el sistema mtrico se expresa en mm y en el sistema ingls por el nmero de hilos que

hay en una pulgada.

Sentido de la hlice de la rosca: a derechas o a izquierdas. La mayora de la tornillera tiene rosca a derechas, pero para aplicaciones especiales, comoen ejes de mquinas, contratuercas, etc. tienen alguna vez rosca a izquierdas. Los tornillos de las ruedas de los vehculos industriales tienen roscas de

diferente sentido en los tornillos de las ruedas de la derecha (a derechas) que en los de la izquierda (a izquierdas). Esto se debe a que de esta forma los

tornillos tienden a apretarse cuando las ruedas giran en el sentido de la marcha. Asimismo, la combinacin de roscas a derechas y a izquierdas es utilizada

en tensores roscados. El tipo de rosca, mtrica o Whitworth, aparte de ser debida al pas de origen, tiene distintas caractersticas fsicas: la rosca inglesa o

Whitworth tiene un paso ms reducido, por lo cual la rosca mtrica tiene una mayor tendencia a aflojarse sola por el movimiento de las piezas. Para evitar

este problema se opt por diversas soluciones, como crear variantes de rosca mtrica de paso ms reducido o usar tuercas y arandelas especiales que

impiden ms eficazmente que las piezas en movimiento se aflojen solas.Material constituyente y resistencia mecnica que tienen: salvo excepciones la mayor parte de tornillos son de acero en diferentes grados de aleacin

y con diferente resistencia mecnica. Para madera se utilizan mucho los tornillos de latn.

Tipo de cabeza: en estrella o Phillips, Bristol, de pala y algunos otros especiales.

Tipos de tornillos

El trmino tornillo se utiliza generalmente en forma genrica: son muchas las variedades de materiales, tipos y tamaos que existen. Una primera clasificacin puede

ser la siguiente:3

Tornillos tirafondos para madera

Autorroscantes y autoperforantes para chapas metlicas y maderas durasTornillos tirafondos para paredes y muros de edificios

Tornillos de roscas cilndricasVarillas roscadas de 1m de longitud

Tornillos para madera

Los tornillos para madera reciben el nombre de tirafondo para madera. Su tamao y calidad est regulado por la norma DIN-97 ytienen una rosca que ocupa 3/4 de la longitud de la espiga. Pueden ser de acero dulce, inoxidable, latn, cobre, bronce, aluminio ypueden estar galvanizados, niquelados, bicromatados, etc.

Este tipo de tornillo se estrecha en la punta como una forma de ir abriendo camino a medida que se inserta para facilitar elautorroscado, porque no es necesario hacer un agujero previo, y el filete es afilado y cortante. Normalmente se atornillan condestornillador elctrico o manual.

Sus cabezas pueden ser planas, ovales o redondeadas; cada cual cumplir una funcin especfica.

Cabeza plana: se usa en carpintera, en general, en donde es necesario dejar la cabeza del tornillo sumergida o a ras con lasuperficie.

Cabeza oval: la porcin inferior de la cabeza tiene una forma que le permite hundirse en la superficie y dejar sobresaliendo slo la parte superior redondeada.Son ms fciles para sacar y tienen mejor presentacin que los de cabeza plana. Se usan para fijacin de elementos metlicos, como herramientas o chapas depicaportes.

Cabeza redondeada: se usa para fijar piezas demasiado delgadas como para permitir que el tornillo se hunda en ellas; tambin para unir partes que requerirnarandelas. En general se emplean para funciones similares a los de cabeza oval, pero en agujeros sin avellanar. Este tipo de tornillo resulta muy fcil de remover.

Las cabezas pueden ser de diferentes clases:

Cabeza fresada (ranura recta): tienen las ranuras rectas tradicionales.

Cabeza Phillips: tienen ranuras en forma de cruz para minimizar la posibilidad de que el destornillador se deslice.

Cabeza tipo Allen: con un hueco hexagonal, para encajar una llave Allen.

Cabeza Torx: con un hueco en la cabeza en forma de estrella de diseo exclusivo Torx.



Diferentes tipos de cabeza de tornillos de chapa.

Tornillo

autorroscante.

Tornillo con cabeza Allen (o sea,

hexagonal) DIN 912.

Tornillo fijado en

agujero ciego.

Las caractersticas que definen a los tornillos de madera son: tipo de cabeza, material constituyente, dimetro de la caa y longitud.

Tornillos tirafondos para paredes y madera DIN-571

Hay una variedad de tornillos que son ms gruesos que los clsicos de madera, que se llaman tirafondos y se utilizan mucho para atornillar los soportes deelementos pesados que vayan colgados en las paredes de los edificios, como por ejemplo, toldos, aparatos de aire acondicionado, etc. En estos casos se perforala pared al dimetro del tornillo elegido, y se inserta un taco de plstico, a continuacin se atornilla el tornillo que rosca a presin el taco de plstico y as quedasujeto firmemente el soporte. Tambin se utiliza por ejemplo para el atornillado de la madera de grandes embalajes. Estos tornillos tienen la cabeza hexagonal yuna gama de M5 a M12.

Autorroscantes y autoperforantes para chapas metlicas ymaderas duras

Ambos tipos de tornillos pueden abrir su propio camino. Se fabrican en una ampliavariedad de formas especiales. Se selecciona el adecuado atendiendo al tipo de trabajoque realizar y el material en el cual se emplear.

Los autorroscantes tienen la mayor parte de su caa cilndrica y el extremo en formacnica. Pueden ser de cabeza plana, oval, redondeada o chata. La rosca es delgada, con su fondo plano, para que la plancha se aloje enl. Se usan en lminas o perfiles metlicos, porque permiten unir metal con madera, metal con metal, metal con plstico o con otrosmateriales. Estos tornillos son completamente tratados (desde la punta hasta la cabeza) y sus bordes son ms afilados que los de lostornillos para madera.

En los autoperforantes su punta es una broca, lo que evita tener que hacer perforaciones guas para instalarlos. Se usan para metalesms pesados: van cortando una rosca por delante de la pieza principal del tornillo.

Las dimensiones, tipo de cabeza y calidad estn regulados por normas DIN.

Tornillos de rosca cilndrica para uniones metlicas

Para la unin de piezas metlicas se utilizan tornillos con rosca triangular que pueden ir atornillados en un agujero ciego oen una tuerca con arandela en un agujero pasante.

Este tipo de tornillos es el que se utiliza normalmente en las mquinas y lo ms importante que se requiere de los mismoses que soporten bien los esfuerzos a los que estn sometidos y que no se aflojen durante el funcionamiento de lamquina donde estn insertados.

Lo destacable de estos tornillos es el sistema de rosca y el tipo de cabeza que tengan puesto que hay variaciones deunos sistemas a otros. Por el sistema de rosca los ms usados son los siguientes

Rosca mtrica de paso normal o paso fino

Rosca inglesa (britnica) Whitworth de paso normal o finoRosca americana (estadounidense) SAE

Por el tipo de cabeza que tengan, los tornillos ms utilizados son los siguientes:

Cabeza hexagonal: tipo DIN 933 y DIN 931

Cabeza Allen: tipo DIN 912Cabeza avellanadaCabeza cilndrica: tipo DIN 84

Cabeza torx (con forma de estrella de seis puntas)

Dibujo de roscas y tornillos

En los agujeros roscados las crestas vistas se representan con trazo continuo grueso y los fondos con trazo fino. En vistas ocultas, ambas setrazan con trazo fino discontinuo. En las secciones, el rayado se prolonga hasta la cresta. En vista frontal, la lnea de fondo abarcaraproximadamente 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 responde, en general, a dos necesidades: por un lado, conseguir la superficie de apoyo adecuada para la herramienta deapriete 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 enreglamentos oficiales de obligado cumplimiento) que ciertos dispositivos requieran herramientas especiales para la apertura, lo que exige que el tornillo (si este esel medio elegido para asegurar el cierre) no pueda desenroscarse con un destornillador convencional, dificultando as que personal no autorizado acceda alinterior.



Tornillo fijado

con tuerca.Representacin grfica de un tornillo.

Tipos de cabezas de tornillos.

Llave de bocas fijas.

Juego de llaves

Allen.

Destornillador elctrico.

As, se tienen cabezas de distintas formas:

hexagonal (a)

redonda o alomada (b)

cilndrica (d, g)

avellanada (c, e, f)combinadas con distintos sistemas de

apriete:

hexagonal (a) o cuadrada para llaveinglesa,

ranura o entalla (b, c, d) y

Phillips o estrella (f) para destornillador,

agujero hexagonal (e) para llave Allen,

moleteado (g) para apriete manual, etc.

Tornillos comerciales de cabeza hexagonal

A partir de determinados dimetros, lo normal es que la cabeza delos tornillos comerciales sea hexagonal, principalmente los queenroscan en piezas metlicas o en su correspondiente tuerca. Hayvarios tipos de tornillos comerciales de cabeza hexagonal fabricados

segn normas DIN que difieren unos de otros en la longitud de la rosca que tienen sus caas.4

Tornillos comerciales con cabeza Allen

Al igual que con las cabezas hexagonales hay varios modelos de tornillos con cabeza Allen todos ellos normalizadossegn las normas DIN correspondiente. Los tornillos con cabeza hexagonal se utilizan principalmente cuando se desean superficies lisas y las

fuerzas de apriete no son muy elevadas.5

Tornillos para apriete con destornillador

Con los modernos destornilladores elctricos y neumticos que existen el uso de tornillos de autorroscado se utiliza mucho en los diversostipos de carpintera tanto de madera como metlica ya que es un sistema rpido de atornillado. En el atornillado de piezas metlicas se utilizamenos porque el par de apriete que se ejerce es bajo y est expuesto a que se afloje durante el funcionamiento de la mquina.

Fabricacin de tornillos

Los tornillos son elementos presentes en casi todos los campos de construcciones metlicas, de madera o de otras actividades, por eso hay muchos tipos,tamaos, y procesos de fabricacin.

Desde el punto de vista de la utilizacin se pueden citar los siguientes tipos de tornillos.

Tornillos para usos generales

Tornillos de miniatura

Tornillos de alta resistenciaTornillos inviolables

Tornillos de precisin

Tornillos grandes o especialesTornillos de titanio

Tornillera para usos generales



Tornillo

calidad

8.8.

Juego de destornilladores de

precisin.

La produccin actual de tornillera est muy automatizada tanto en lo que respecta a la estampacin de la cabeza como a la laminacin de larosca. Por lo tanto es fcil encontrar en los establecimientos especializados el tornillo que se necesite, siempre que est dentro de la gama normalde fabricacin.

Los tornillos normales diferencian su calidad en funcin de la resistencia mecnica que tienen. La norma (EN ISO 898-1) establece el siguientecdigo de calidades 4.6, 5.6, 5.8, 6.8, 8.8, 10.9 y 12.9. Los fabricantes estn obligados a estampar en la cabeza de los tornillos la calidad a laque pertenecen.

En cuanto a dimensiones todas estn normalizadas por normas DIN, y los tamaos disponibles, en rosca mtrica por ejemplo con cabezahexagonal, oscilan entre M3 y M68; la longitud de los tornillos estndar es variable en un escaln de 5 mm, desde un mnimo a un mximo segn sea su dimetro.Sin embargo, si fuese necesario disponer de forma espordica de tornillos de mayor longitud, se fabrican unas varillas roscadas de 1 m de longitud, donde esposible cortar a la longitud que se desee obtener y con una fijacin de dos tuercas por los extremos realizar la fijacin que se desee.

Clase de resistenciaResistencia a rotura Rm

en [N/mm]

Lmite elstico Reen [N/mm]

Nota

4.6 400 240

5.6 500 300

5.8 500 400

6.8 600 480

8.8 800 640Tornillos-HV

Tornillos de alta resistencia para uniones pretensadas10.9 1000 900

12.9 1200 1080

Tornillos de miniatura

Con el desarrollo de componentes electrnicos cada vez ms pequeos ha sido necesario desarrollar y fabricartornillera especialmente pequea; este tipo de tornillos se caracteriza por ser autorroscante en materias blandas talescomo plsticos, y su cabeza est adaptada para ser accionados por destornilladores muy pequeos y de precisin; elmaterial de estos tornillos puede ser de acero inoxidable, acero normal o latn.

Tornillos de alta resistencia

Los tornillos de alta resistencia se designan por las letras TR, seguidas del dimetro de la caa y la longitud del vstago,separados por el signo x; seguir el tipo de acero del que estn construidos Las tuercas se designarn con las letras MR,el dimetro nominal y el tipo del acero.

Las caractersticas del acero utilizado para la fabricacin de los tornillos y tuercas definidos como de alta resistenciaestn normalizadas.

El fabricante de este tipo de se ve obligado a entregar un certificado de garanta por lo que no son necesarios losensayos de recepcin, a no ser que el Pliego de Prescripciones Tcnicas Particulares los imponga.

Los tornillos de alta resistencia llevarn en la cabeza, marcadas en relieve, las letras TR, la designacin del tipo deacero, y el nombre o signo de la marca registrada del fabricante.

Sobre una de sus bases, las tuercas de alta resistencia llevarn, marcadas en relieve, las letras MR, la designacin del

tipo de acero, y el nombre de la marca registrada del fabricante.6

Alternativamente, con la aparicin de los eurocdigos en los ltimos aos, la nomenclatura de Tornillos de AltaResistencia sin pretensar ha pasado a ser mtrica + longitud + clase de resistencia, donde la clase se compone de dos nmeros separados por un punto. El

primero de ellos indica el valor nominal del lmite de rotura por 100 (fub) en N/mm2, y el segundo el valor nominal del lmite elstico (fyb) en N/mm2, siendo estevalor el producto del lmite de rotura por este segundo nmero dividido por 10.

Por ejemplo, M18x120 10.9 indica un tornillo de alta resistencia mtrica 18, longitud nominal 120 mm, lmite de rotura 1000 N/mm2 y lmite elstico 900 N/mm2.

Y M8x60 8.8 indica un tornillo de mtrica 8, longitud nominal 60 mm, lmite de rotura 800 N/mm2 y lmite elstico 640 N/mm2.

Otros ejemplos de clases de resistencia normalizados son 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.8, 8.8, 10.9, 12.9.

Tornillos de precisin

Los tornillos de precisin se instalan cuando las presiones, esfuerzos y velocidades de los procesos exigen uniones ms fuertes y tornillos ms fiables que evitenfallos que puedan desencadenar una avera en la mquina o estructura donde van instalados.

Estos tornillos se caracterizan por tener una resistencia extra a los esfuerzos de traccin y fatiga. La resistencia media que pueden tener estos tornillos es de 1300

N/mm2 frente a los 1220 N/mm2 que tienen los de la gama ordinaria.



Tornillo y tuerca de

grandes dimensiones.

Esta gran resistencia posibilita el montaje de tornillos de dimensiones ms pequeas o menos tornillos, ahorrando espacio, material y tiempo.

El perfil del filete de estos tornillos es redondeado eliminando la punta V aguda que es la causa principal del fallo de muchos tornillos.7

Tornillos inviolables

Los tornillos inviolables son un tipo de tornillera especial que una vez atornillados en el lugar correspondiente ya es imposiblequitarlos, a menos que se fuercen y rompan. Esto es gracias al diseo que tiene la cabeza, que es inclinada en su interior, de formatal que si se intenta aflojar sale la llave sin conseguirlo. Son tornillos llamados antivandlicos y son muy utilizados en trabajos decerrajera realizados en sitios con acceso a las calles o lugares donde pudiesen actuar personas malintencionadas. Al igual que sefabrican tornillos inviolables tambin se fabrican tuercas inviolables. Las normas de estos tornillos de rosca mtrica corresponden a

la ISO-7380 y ISO-7991 y se fabrican con cabeza Allen y con cabeza Torx.8

Tambin se utilizan algunos a los que se les acopla un sello a la cabeza, impidiendo introducir una llave para aflojarlo. Estos tornillosse venden con su tapa correspondiente, y suelen ser para llave Allen. Como solucin temporal o improvisada, se pueden introducira golpe de martillo unos plomitos redondos de pesca en el mismo lugar.

Tornillos grandes o especiales

Con las tecnologas modernas actuales es posible fabricar aquellos tornillos que por sus dimensiones se salgan de la produccinestndar. Para estos casos siempre se debe actuar de acuerdo a las especificaciones tcnicas que tenga el tornillo que se desea fabricar, tamao, material, calidad,etc.

Tornillos de titanio

Titanio quirrgico: una de las mejores propiedades que tiene el titanio es que no es txico en contacto con el organismo de las personas, lo cual, unido asus cualidades mecnicas de dureza, poco peso y resistencia mecnica, ha hecho posible una gran cantidad de aplicaciones de gran utilidad como prtesis

articulares, implantes dentales, componentes para la fabricacin de vlvulas cardacas y marcapasos y clavos o placas de osteosntesis para la recuperacin

de fracturas seas, adems de muchos otros productos.

Uno de los elementos imprescindibles para muchas de las aplicaciones quirrgicas del titanio es poder disponer de toda la gama de tornillos que puedan sernecesarios de acuerdo con la aplicacin requerida.

Desde que se empez a utilizar el titanio en el tratamiento de las fracturas y en ortopedia no se ha reportado ningn caso de incompatibilidad.

La aleacin de titanio ms empleada en este campo contiene aluminio y vanadio segn la composicin: Ti6Al4V. El aluminio incrementa la temperatura de la

transformacin entre las fases alfa y beta. El vanadio disminuye esa temperatura. La aleacin puede ser bien soldada. Tiene alta tenacidad.9

Tornillos de titanio de alta resistencia mecnica: la industria aeronutica utiliza una gran cantidad de tornillos de titanio y requiere de ellos una grancalidad y alta resistencia mecnica. La aleacin grado 5-CA -Ti6Al4V- es la que cumple con tales exigencias tcnicas. Algunos de estos tornillos se fabrican

con recubrimiento de lubricante de pelcula slida MoS2 (disulfuro de molibdeno).

Tornillos de titanio para motocicletas, bicicletas y artculos de hobby: dichos tornillos mejoran el aspecto y las prestaciones de los de acero y los

usuarios aprecian los coloreados que tienen (oro, azul, negro, etc.), obtenidos por procesos de anodizado.

Tornillos de titanio para uso industrial: en este caso la propiedad que se busca en el tornillo o pieza solicitada es principalmente su resistencia al ataque

de todo tipo de cidos.10

Tratamientos trmicos de los tornillos

En la prctica, la mayora de tornillos que se fabrican son de acero o aluminio. Los tornillos fabricados en aluminio son frecuentes en uniones de materiales blandoscomo la madera o el plstico, para aplicaciones caseras o donde se aprecia su ligereza. Entre los tornillos de aleaciones de acero hay que destacar los acerosinoxidables para aplicaciones especficas por su durabilidad, en la industria alimentaria o en condiciones corrosivas con atmsferas adversas. En los aceros, uncontenido bajo de carbono permite mantener la ductilidad a pesar de la dureza del carbono; con el contenido de manganeso y silicio se consigue un tratamientotrmico a bajo coste y con el niobio se mantiene el control de tamao del grano a alta temperatura. En los aceros inoxidables adems, el cromo, junto al nquel ysobre todo el molibdeno determinan la calidad de la aleacin.

El proceso industrial de fabricacin de tornillos mediante estampacin y laminacin requiere el uso de acero de gran ductilidad, es decir con poco contenido decarbono. Esta particularidad hace que los tornillos de menor resistencia, 4.6,5.6, 5.8 y 6.8, no reciban tratamiento trmico de endurecimiento.

Para fabricar tornillos ms resistentes de calidades 8.8 y 10.9, la empresa productora de acero SIDENOR,11 por ejemplo, produce un acero creado ex profesopara tornillera denominado DCTIL 80 y DCTIL 100 que se caracteriza por ser pretratado antes del proceso de fabricacin de los tornillos, gracias que sucomposicin qumica permite que siga siendo dctil aunque ya tenga ms resistencia mecnica, posibilitando la fabricacin de tornillos en fro.

La composicin qumica del denominado DCTIL 80 es la siguiente:

C:(0,06/0,08), Mn:(1,30/1,80), Si:(0,20/0,40), Cr:(0,20/0,50), Ti:(0,20/0,40), Nb:(0,03/0,05)



Seleccin de tornillos cincados y

pavonados.

Galga (pasa no-pasa)

roscados exteriores.

Micrmetro para medir

roscas.

Este contenido tan bajo en C permite mantener la ductilidad a pesar de su dureza, con el contenido de Mn y Si se consigue templabilidad a bajo coste y con el Nbse mantiene el control de tamao del grano a alta temperatura.

Composicin parecida tiene el acero denominado DCTIL 100, aunque en este acero el contenido de C pasa a ser de (0,05/0,20) para elevar su resistenciamecnica.

Para la fabricacin de tornillos de gran resistencia se suelen utilizar aceros normales (y por tanto ms baratos que los aceros especiales) que permiten un templemayor despus de un tratamiento por cementacin o nitruracin. Un inconveniente de alguno de estos tratamientos es que el tornillo recibe una cianuracin que enel tornillo es inocua, pero convierte los desechos en altamente contaminantes por el cianuro venenoso que contienen.

Tratamientos superficiales anticorrosivos de los tornillos

El acero es el metal ms empleado en la fabricacin de tornillos. Satisface la mayor parte de las demandas de lasprincipales industrias en trminos de calidad tcnica y econmica para determinados usos. Sin embargo, existen unaserie de limitaciones. Por ejemplo, los aceros comunes no son muy resistentes a la corrosin.

Generalmente, la funcin de los tornillos forma parte del soporte de la carga, por lo que una exposicin prolongadapuede dar lugar a daos en la integridad de la estructura con el consiguiente coste de reparacin y/o sustitucin. Ademsmuchos tornillos trabajan a la intemperie. Por esta razn se utiliza la galvanizacin en caliente como uno de los mtodosque se utilizan para mejorar la resistencia a la corrosin de los tornillos mediante un pequeo recubrimiento sobre lasuperficie. El galvanizado permite el recubrimiento de los tornillos mediante su inmersin en un bao de cinc fundido.

La tcnica de cincado electroltico o mecnico es la que ms se utiliza para el recubrimiento anticorrosivo de los tornillos. Esta tcnica consiste en depositar sobrela pieza una capa de cinc mediante corriente continua a partir de una disolucin salina que contiene cinc. El proceso se utiliza para proteger piezas ms pequeas,cuando requieren un acabado ms uniforme que el proporcionado por el galvanizado en caliente. No obstante, los espesores de la capa de cinc son pequeos y,por tanto, su durabilidad es ms reducida.

Otro proceso de proteccin anticorrosiva lo constituye el tratamiento llamado pavonado.

El pavonado es un acabado negro o azulado, brillante o mate, para piezas de acero, de gran duracin, efecto decorativo y resistencia a la corrosin.

El pavonado atrae y retiene los aceites lubricantes. El revestimiento no aumenta ni disminuye las dimensiones de los metales tratados, por lo que las toleranciaspara el ajuste de piezas no se ven afectadas. Adems, las superficies tratadas pueden ser soldadas, enceradas, barnizadas o pintadas. Se obtiene un revestimientomate cuando se aplica sobre una superficie tratada con chorro de arena o con un mordiente qumico, y un revestimiento brillante sobre una superficie pulida o lisa.Los colores que se pueden obtener varan del negro al azulado, segn la clase de aleacin tratada.

Para situaciones de mayor proteccin anticorrosiva se utiliza tornillera fabricada con acero inoxidable que lgicamente es ms cara, e incluso para casos msespecficos se fabrican tornillos de titanio cuya resistencia anticorrosiva es casi total

Medicin y verificacin de tornillos

Existen dos medios diferentes para medir o verificar la rosca de los tornillos los que son de medicin directa y aquellos que son demedicin indirecta.

Para la medicin directa se utilizan generalmente micrmetros cuyas puntas estn adaptadas para introducirse en el flanco de lasroscas. Otro mtodo de medida directa es hacerlo con el micrmetro y un juego de varillas que se introducen en los flancos de lasroscas y permite medir de forma directa los dimetros medios en los flancos de acuerdo con el dimetro que tengan las varillas.

Para la medicin indirecta de las roscas se utilizan varios mtodos, el ms comn es el de las galgas. Con estas galgas compuesta dedos partes en las que una de ellas se llama PASA y la otra NO PASA.

Tambin hay una galga muy comn que es un juego de plantillas de los diferentes pasos de rosca de cada sistema, donde de formasencilla permite identificar cual es el paso que tiene un tornillo o una tuerca. En laboratorios de metrologa tambin se usan los

proyectores de perfiles ideales para la verificacin de roscas de precisin.12

Apriete de tornillos controlado. Par de apriete

El apriete regulado se establece normalmente como la precarga que se debe aplicar al atornillar un tornillo mediante la herramientaadecuada.

Los aprietes estn regulados para la tornillera pavonada o cincada, con lubricacin adecuada ( = Coeficiente de viscosidad

dinmico) y calidad de tornillo utilizada. El apriete regulado proporciona al ensamble unas mejoras esenciales porque va a evitar que el anclaje quede flojo

con riesgo de desapriete o que se aplique una precarga demasiado fuerte, con riesgo de deformacin de las piezas ensambladas, o de ruptura del tornillo.La precarga es funcin del par de apriete aplicado al tornillo y del coeficiente de rozamiento. La precarga es la fuerza con la que el tornillo presiona a las

piezas unidas una vez apretado.

El par de apriete es el producto de una fuerza (Por ejemplo: manual o neumtica) aplicada en el extremo de un brazo de palanca constituido por las

herramientas (llaves, destornillador, etc.).



Llave dinamomtrica.

Lquido penetrante para

aflojar tornillos oxidados.

Sir Joseph Whitworth.

par (Nm) = fuerza (Newton) x longitud (metro)

Los pares de apriete recomendables varan en funcin del lmite elstico, el lmite de rotura y lasdimensiones y calidades que tenga el tornillo. Tambin se ha de tener en cuenta los materiales de las piezasa unir, puesto que un apriete fuerte podra deformar las piezas y/o llevarlos a un estado de plasticidad en elque las piezas sern incapaces de ejercer la fuerza de reaccin para mantener el tornillo tenso. Enocasiones los tornillos se aprietan con una tensin superior a su lmite elstico para deformarlos y asimpedir que se aflojen, calculando que en nungun caso se vaya a superar el lmite de rotura. Tambin depender si empleamos arandelas planas, tensoras grower,

de levas tipo Nordlock, etc.. Pero a pesar de las variaciones, como dato general existen tablas que regulan los pares de apriete recomendado para cada caso.13

Resulta crucial que se preste atencin a los pares de apriete y a las instrucciones de instalacin en los casos que lo determinen las especificaciones de montaje.Los motores de los vehculos son especialmente sensibles a un par de apriete inadecuado. Los motores modernos reaccionan de un modo particularmente sensiblea los errores de montaje.

La herramienta que se utiliza para apretar un tornillo con el par regulado se llama llave dinamomtrica.

Defectos y fallos de los tornillos

La tornillera en general es parte importante de la rigidez y buen funcionamiento que cabe esperar y desear de los elementos ensamblados. Por eso los fallos odefectos que pueda tener un tornillo puede ocasionar un fallo o una avera indeseada.

El primer defecto que puede presentar un tornillo es un defecto de diseo o de clculo porque sus dimensiones o calidades no sean las adecuadas. En este caso elfallo que se puede provocar es una rotura prematura del tornillo por no poder soportar las tensiones y esfuerzos a los que est sometido.

El segundo defecto en importancia que puede tener un tornillo es un defecto de fabricacin donde la calidad del material constituyente no sea la prevista en eldiseo, o un defecto dimensional en lo que respecta principalmente a las tolerancias que debe tener su roscado. En este caso se puede producir una rotura deltornillo o un deterioro de la rosca.

El tercer defecto puede ser un montaje deficiente por no aplicar el par de apriete adecuado, de acuerdo con su calidad y dimensiones. En este caso si es unexceso de apriete se puede producir la rotura del tornillo o el deterioro de la rosca, y si es un defecto de apriete el ensamblaje queda flojo y si es un objeto enmovimiento aparecen vibraciones indeseadas que ocasionan una avera en el mecanismo ensamblado.

El cuarto defecto se produce por deterioro del tornillo si resulta atacado por la oxidacin y corrosin si no ha sido protegidodebidamente. En este caso y durante las operaciones rutinarias de mantenimiento preventivo del mecanismo se deben sustituir todoslos tornillos deteriorados por unos nuevos y protegerlos adecuadamente de la corrosin y oxidacin.

El ltimo defecto grave que puede tener un tornillo es cuando se procede al desmontaje de un ensamblaje y si por causa de laoxidacin y corrosin el tornillo se descabeza en el momento de intentar aflojarlo. Para estos casos de tornillos deteriorados sedeben utilizar productos lubricantes que permitan el aflojamiento sin que se rompa el tornillo.

Historia

Los primeros antecedentes de la utilizacin de roscas se remontan al tornillo de Arqumedes, desarrollado por el sabio griegoalrededor del 300 a. C., emplendose ya 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 otrasconstrucciones mecnicas. Leonardo da Vinci desarroll por entonces mtodos para el tallado de roscas; sin embargo, estasseguirn fabricndose a mano y sin ninguna clase de normalizacin hasta bien entrada la Revolucin industrial.

En 1841, el ingeniero britnico Joseph Whitworth defini la rosca que lleva su nombre. En 1864, William Sellers hizo lo mismo enEstados Unidos. Esta situacin se prolong hasta 1946, cuando la Organizacin Internacional de Normalizacin (ISO) defini elsistema de rosca mtrica, adoptado actualmente en prcticamente todos los pases. En los Estados Unidos, en cambio, se sigueempleando la norma SAE (Society of Automotive Engineers: Sociedad de Ingenieros de Automocin).

La rosca mtrica tiene una seccin triangular que forma un ngulo de 60 y la cabeza un poco truncada para facilitar el engrase.

Vase tambin

Alcayata

Buln

ArandelaDestornillador

Espiga

Llave (herramienta)

Terraja

Tuerca



Referencias

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Marenostrum (de Alicante), Departamento de Tecnologa, 2008. Archivado(http://replay.web.archive.org/20090303080030/http://www.iesmarenostrum.com/departamentos/tecnologia/mecaneso/mecanica_basica/operadores/ope_tornillo.htm)el 3 de marzo de 2009.

3. Catlogos comerciales de tornillera. Varios fabricantes4. Tornillos cabeza hexagonal (http://www.fasteners-dist.com/tornillos%20hexagonales.htm)5. Tornilllos cabeza Allen normalizados (http://www.fasteners-dist.com/tornillos%20allen.htm)6. Normativa tornillos alta resistencia (http://www.carreteros.org/normativa/pg3/articulos/6/i/a_623.htm)7. Tornillos de precisin (http://www.metalunivers.com/Tecnica/Hemeroteca/ArticuloCompleto.asp?ID=2518)8. Rosmil Industrial, S.A. Tornilos inviolables (http://replay.web.archive.org/20080215134310/http://www.rosmil.com/productos/productos.php?id=7). Archivado

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30 de abril de 2007.10. Informacin facilitada al redactor del artculo por la empresa Lowde

(http://replay.web.archive.org/20071006121551/http://www.tornillosdetitanio.com/venta_online.html). Archivado desde el original(http://www.tornillosdetitanio.com/venta_online.html) el 6 de octubre de 2007.

11. Acero dctil para tornillos SIDENOR (http://www.sidenor.com/pdf/tecnologia/04.pdf)12. Control de roscas (http://www.unizar.es/euitiz/areas/areingpf/21206/desc/medros.pdf)13. Tabla de pares de apriete recomendados (http://www.vendo.com.pe/Accesorios/Torque%20y%20fuerza,%20serie%20metrica.htm), publicada en el sitio web Vendo

(Per).

Bibliografa

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Larburu Arrizabalaga, Nicols (2004). Mquinas. Prontuario. Tcnicas mquinas herramientas. Madrid: Thomson. ISBN 84-283-1968-5.

Varios autores (1984). Enciclopedia de Ciencia y Tcnica. Salvat. ISBN 84-345-4490-3.

Enlaces externos

Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre tornillos.

Estndares Internacionales de Roscas (http://www.gewinde-normen.de/en/index.html)

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