Las roscas de tornillo son vitales para la industria y están diseñadas para cientos de propósitos.

Las tres aplicaciones de acuerdos a las normas básicas son:1.Mantener las piezas unidas entre sí.2. Proporcionar ajuste entre las piezas.3. Transmitir potencia.

En 1946 se formó un comité denominado Organización Internacional para la Normalización (ISO, por sus siglas en inglés) para establecer un sistema internacional único de roscas métricas.

De Acuerdo a Las Normas Venezolanas ISO la cual es una adopción de la Norma ISO 263 “Las rocas de tornillos son un grupo de combinaciones de diámetros diferenciados unos de otros, por el numero de roscas por pulgadas” es decir que la rosca métrica ISO sustituirá eventualmente a todas aquellas en pulgadas.

Normas de Roscas de Tornillos.

De la misma manera, la constitución de la rosca del tornillo esta generado por el movimiento de un segmento rectilíneo que gira alrededor del mismo, para así llegar a crear la presión necesario en su enroscado.

Por otra parte los extremos de los tornillos se presentan con apéndices constituidos por rebaja de la espiga que pueden terminar en forma bombeadas, achaflanadas o cónicas.

Básicamente la designación de los tornillos incluyen datos según la rosca, longitud y cabeza del mismo; así mismo se requiere que el tornillo lleve su rosca hacia el lado contrario que la pieza en donde este se enroscará, para un completo acorde de los mismo.

Asi mismo dependiendo del uso del cual se le valla a dar a los tornillos se definen la rosca tal cual su estandarización, es decir, tanto en la medida de sus filetes, como en las pulgadas del tornillo.

Los sujetadores existentes también se modifican para mejorar su inserción en la producción en masa.

Las especificaciones de roscas métricas se basan en las recomendaciones de la ISO y son similares al estándar unificado. Cuando se especifican roscas métricas; debemos de tener en claro que el tornillo siempre debe tener las mismas características geométricas de la pieza con la que se acopla.

La rosca en V afilada se utiliza solo donde es necesario aumentar la fricción. Esta rosca tiene una cresta y una raíz plana. En los anexos se muestran tablas normalizadas con especificaciones de cada tipo de rosca.

La serie de la rosca se refiere al número estándar de roscas por pulgada y existen cuatro clases de las cuales se denotan así:Gruesa (C).

Fina (F)

Extra fina (EF).

de paso constante.

De acuerdo a información recopilada de otra fuente: La norma estadounidense actual abarcatres series de tornillos y estos son los siguientes:1. Serie regular: se adopto para uso general.2.Serie reforzada: las cabezas de tornillos reforzadas están diseñadas para satisfacer la necesidad comercial especial de superficies de apoyo muy resistentes.3. Tornillos de serie ligera: se usan en condiciones donde se requieren ahorros importantes en el peso y el material. Por lo común se suministran con rosca fina.

Finalmente podemos indagar en la clase de tornillo prisionero que según sus normas este se usa como tornillo de seguridad, pues tiene una punta que se presiona firmemente contra la segunda pieza, impidiendo de esta manera el movimiento, por ello su nombre.

El estudio de los elementos de unión roscados es de vital importancia, pues permiten el fácil montaje y desmontaje de piezas o elementos de maquinas, facilitando así el mantenimiento de los sistemas industriales, entre los que se encuentran principalmente los sectores automotriz y de la construcción de maquinaria en general.

Tornillo hexagonal: Es un dispositivo de fijación mecánico con la cabeza en forma de hexágono, roscado exteriormente lo que permite insertarse en agujeros previamente roscados en las piezas.

Tuerca: Es un elemento roscado internamente que se utiliza para unir piezas con agujeros pasantes mediante el uso de otros elementos roscados externamente.

Material según Catalogo de Fabricante para Elementos Roscados.

Perno hexagonal: Corresponde al conjunto de un tornillo y una tuerca hexagonales.

Espárrago: Es un elemento que posee rosca en sus dos extremos, donde uno de ellos entra en una pieza roscada previamente y en el otro se coloca una tuerca, con el objeto de realizar una unión.

Rosca: Es una serie de filetes (picos y valles), helicoidales de sección uniforme, formados en la superficie de un cilindro.

Diámetro nominal: Es le diámetro exterior o mayor de la rosca. Se utiliza comercialmente para la identificación de los elementos de tornillería.

Los términos mas importantes utilizados en los elementos de unión roscados son los mostrados en la siguiente figura:

Para la selección del tipo de rosca deben tomarse en cuenta los siguientes aspectos:a)La concentración de carga y por ende los esfuerzos es menor en la rosca de paso basto que en la rosca de paso fino. b)La rosca de paso basto posee mayor resistencia y puede aplicársele un par torsor mayor, asegurando con ello un ensamblaje más resistente y económico.c)El acoplamiento es mejor en la rosca de paso basto, porque sus filetes son mas profundos y poseen mayor superficie de contacto que en el caso de la rosca de paso fino.d)La rosca de paso basto es menos delicada y por consiguiente un elemento fabricado con dicha rosca requiere un menor cuidado en su manejo.

Todas las características anteriores permiten efectuar las recomendaciones siguientes: Utilizar la Rosca de paso basto por su mayor resistencia y economía.En caso de requerirse una rosca de paso fino como característica indispensable los elementos roscados deben ser cuidadosamente seleccionados.

Los elementos roscados usados para la unión de piezas diversas, se encuentran sometidos a distintos esfuerzos de acuerdo a la aplicación particular de las cargas. Por lo tanto, se trataran de englobar una gran variedad de casos prácticos de estados de carga que se presenta comúnmente, como son:

1.Cargas axiales de tracción estáticas sin existencia de precarga.2.Cargas axiales de tracción y cargas transversales estáticas, actuando separadamente o simultáneamente sobre elementos precargados.3.Cargas axiales de tracción estática y/o fluctuantes y cargas trasversales estáticas y/o fluctuantes, actuando en forma separada o simultáneamente en elementos roscados precargados.

En la industria y en general en la mayoría de las aplicaciones practicas es muy poco común el uso de elementos roscados sin precarga, y las existentes se limitan a cargas axiales de tracción estáticas. En tales condiciones de carga, los elementos roscados pueden fallar por una de las formas indicadas a continuación se muestra una imagen de un elemento de unión roscado sometido a carga axial:

En tales condiciones de carga, los elementos roscados pueden fallar por una de las formas indicadas a continuación:

ROSCA WHITWORTHROSCA WHITWORTH

Se usa frecuentemente en instalaciones hidráulicas, conducciones y fontanería. La rosca Whitworth se designa anteponiendo la letra W al diámetro nominal en pulgadas.

Este tipo de rosca es muy utilizada en recipientes a presión, tubos y empalmes. Se emplean dos variedades: Rosca cilíndrica interior y rosca cilíndrica exterior: estas se usan para tubos roscados y accesorios con uniones roscadas sin juntas entre los elementos roscados.Rosca cilíndrica interior y rosca cónica exterior: esta se usa en válvulas de recipientes a presión, donde es necesario garantizar la estanqueidad de la unión roscada.

En la siguiente imagen se muestra el como esta enrosca:

Representación de Roscas según la DIN.

Designación de las Rocas.

Las roscas se designan según se ha indicado anteriormente en cada uno de los casos; es decir, la designación de la rosca necesita:

La abreviatura del tipo de rosca (p. ej. M ,Tr)El diámetro nominal (p. ej. , 20, 5, etc.).

Además, si es necesario:

El paso de hélice, en milímetros.• La división, en milímetros.

Según el uso al que se destinen las roscas existe distinto perfiles, el más conocido el triangular, usados en las roscas Métricas Internacional; El triángulo fundamental es equilátero, tanto en la rosca normal como en la fina. La norma que lo regula es la DIN 13. Sus características se definen así:

La Norma DIN 13, establece las características de las roscas métricas gruesas cuyos tamaños van desde la M1 a M68.

El siguiente ángulo de rosca es de 55º y el fondo de los filetes del tornillo y de la tuerca son redondeados. Sus características están recogidas en la norma DIN 2999, observemos la siguiente imagen:

La rosca de perfil trapecial, esta Basada en la norma DIN 103, tiene gran resistencia. Se utiliza para fabricación de husillos, empleados principalmente para transmisión y transformación de movimiento en ambos sentidos. El diente lo forma un triángulo isósceles de ángulo desigual de 30º y lado desigual.

La Organización Internacional para la Normalización (ISO, por sus siglas en inglés), en la cual hemos de basarnos para representar los conjuntos de roscas.

ROSCA MÉTRICA ISO

Se usa fundamentalmente en tornillería y para aplicaciones en general de uso común. No se usa con roscas de varios hilos. Las roscas métricas ISO de paso normal se designan anteponiendo la letra M al diámetro nominal en milímetros.

Por ejemplo, M 30 corresponderá a una rosca de diámetro nominal 30 y un paso de 3,5 mm. Las roscas finas se designan anteponiendo la letra M al diámetro nominal, al signo "x" y al paso en milímetros. Por ejemplo, M 30 x 1,5 corresponderá a una rosca de diámetro nominal 30 y un paso de 1,5 mm, observemos la siguiente imagen:

Representación de Roscas según la ISO.

La designación completa para un tornillo en el sistema métrico ISO además de la nomenclatura básica, comprende la identificación de las clases de tolerancia. La designación de la clase de tolerancia separa la nomenclatura básica con un guion e incluye el símbolo para la tolerancia de diámetro del paso seguido inmediatamente por el símbolo de tolerancia para el diámetro de la cresta. Cada uno de dichos símbolos consisten en un numero que indica el grado de tolerancia seguido por una letra que representa la posición de tolerancia, cuando son idénticos los símbolos del diámetros del paso y de pa cresta se da una vez el símbolo.

PASADORES: Un pasador es un elemento de fijación mecánica desmontable. De forma cilíndrica o cónica, cuyos extremos pueden variar en función de la aplicación. Se emplea para la fijación de varias piezas a través de un orificio común, impidiendo el movimiento relativo entre ellas.

FUNCIONES DE LOS PASADORES:

Conectar barras articuladas.Garantizar la posición adecuada entre las piezas. Garantizar que otras uniones no soporten esfuerzos de cizallamiento. Limitar determinadas sobrecargas.Trasmitir un momento de torsión.Evitando a la vez el desplazamiento axial de las partes.Los pasadores deben ser más duros que las piezas que van a unir.

TIPOS DE PASADORES:

Existen diferentes tipos de pasadores, cada

Dispositivos de Seguridad en los Tornillos (Pasadores).

uno de ellos con unas aplicaciones determinadas:Pasador cilíndrico.Pasador cónico.Pasador cónico con espiga roscada.Pasador ajustado con cabeza.Pasador estriados.Remaches estriados.Pasador de aletas.Pasadores elásticos.

En la siguiente imagen se muestra un ejemplo de pasador cónico:

ARANDELAS: Una arandela es un disco delgado con un agujero, por lo común en el centro. Normalmente se utilizan para soportar una carga de apriete. Entre otros usos pueden estar el de espaciador, de resorte, dispositivo indicador de precarga y como dispositivo de seguro.

Las arandelas normalmente son de metal o de plástico. Los tornillos con cabezas de alta calidad requieren de arandelas de algún metal duro para prevenir la pérdida de pre-carga una vez que el par de apriete es aplicado. Los sellos de hule o fibra usados en tapas y juntas para evitar la fuga de líquidos (agua, aceite, etc.) en ocasiones son de la misma forma que una arandela pero su función es distinta. Las arandelas también son importantes para prevenir la corrosión galvánica. específicamente aislando los tornillos de metal de superficies de aluminio.

Dispositivos de Seguridad en los Tornillos (Arandelas).

TIPOS DE ARANDELAS:

Arandela planaArandela normal, DIN 125Arandela ancha, DIN 90218Arandela gruesa, DIN 433Arandelas de presión:Arandela Grower, DIN 127Arandela Belleville, DIN 6796Muelles de platillo, DIN 2093Arandela dentada:Forma "A", dentado externo, DIN 6798ªForma "J", dentado interno, DIN 6798J

Entre los tipos se pueden encontrar los siguientes:Tornillo de montaje: cuando la cabeza del tornillo ejerce la presión que garantiza la unión.Tornillo de presión: cuando la fuerza que garantiza la unión la realiza el extremo de la espiga, empujando y presionando a la pieza. Tornillo de Fijación: también llamado prisionero realiza la unión interponiéndose entre dos elementos e impidiendo el movimiento entre ambos.Tornillo de guía: se utiliza la forma especial de extremo de espiga para permitir un movimiento relativo entre los dos cuerpos que une e impedir el otro.

En la siguiente imagen podemos observar los diferentes tipos de tornillos ya antes descritos:

Tipos y Aplicaciones de Tornillos Roscados y Dispositivos.

PARTES:

1.La cabeza permite sujetar el tornillo o imprimirle un movimiento giratorio con la ayuda de útiles adecuados.2.El cuello es la parte del cilindro que ha quedado sin roscar. 3.La rosca es la parte que tiene tallado el surco.

Además cada elemento de la rosca tiene su propio nombre; se denomina filete o hilo a la parte saliente del surco, fondo o raíz a la parte baja y cresta a la más saliente.

CLASIFICACIÓN DE LAS ROSCAS:

Diferenciamos las roscas según la forma de su filete, sentido de rosca y su utilidad. Según como tengamos este pueden ser :

Roscas triangulares: Se usan principalmente como elementos de fijación y empalme.Roscas trapezoidales: Se pueden utilizar en elementos transmisores de movimiento con cierta precisión.Roscas redondas: son utilizadas en elementos de unión que deban soportar choques y grandes desgastes.Roscas de dientes de sierra: su uso en los que se necesita resistir grandes presiones unilaterales. Rosca derecha o izquierda: Según como se talle el surco tendremos rosca de derecha o rosca de izquierda.Rosca sencilla o múltiple: Podemos tallar a la misma vez uno, dos o mas surcos, dando lugar a roscas sencilla, doble, triple, por otra parte La mas empleada es la rosca sencilla.

IDENTIFICACIÓN

características básicas: Cabeza. Diámetro. Longitud.Perfil de roscaPaso de rosca.

SISTEMAS DE ROSCAS

La distancia entre dos filetes sucesivos

se denomina paso y está normalizado

según el sistema de rosca que se

aplique:

Rosca métrica: Familia de pasos de

rosca. estandarizada, gran resistencia a

la tracción, debido al gran Angulo del

hilo de rosca.

Rosca Chapa: Tornillo utilizado para la

unión de chapas, suele ajustar a grapas

colocadas en las chapas.

Rosca whitwourth: Rosca de perfil

triangular cuyas medidas se dan en

pulgadas.

Rosca Sellers: 1/4 de pulgada de

diámetro, 20 hilos por pulgada con corte a

60º , paso unificado grueso, tipo

americana.

Rosca unificada fina: utilizado para

conductos de líquidos.

ESPARRAGOS:

está formado por un vástago roscado por sus dos extremos, en uno de los cuales hay una tuerca de igual diámetro nominal. Entre las dos partes roscadas hay siempre una porción lisa sin roscar. En el espárrago, un extremo es plano con chaflán y el otro bombeado. Para evitar errores de montaje, el extremo plano achaflanado es el correspondiente a la parte que se va a atornillar, y el extremo bombeado el correspondiente a la parte libre.

Los espárragos se utilizan en lugar de los tornillos cuando el metal de la pieza es poco resistente o cuando es necesario desmontarlo con frecuencia. También pueden sustituir a los pernos cuando las piezas que se ensamblan tienen mucho espesor.

INSERTOS ROSCADOS

Los insertos roscados se utilizan cuando se desea roscar sobre materiales que por su naturaleza se romperían o astillarían, impidiendo entonces la realización de roscas sobre ellos.

Este problema se soluciona introduciendo, por un agujero realizado en ese material, una pieza intermedia denominada inserto roscado de formas muy variadas, que se enclava en el material y que permite realizar una rosca en su interior. Los tornillos entonces se roscan al inserto y la pieza queda montada.