Sujetadores Sujetadores RoscadosRoscados

Contenido

1. Terminología de Roscas

2. Sujetadores Roscados

3. Tipos y Clasificación de Sujetadores

4. Manufactura de Sujetadores

1. Terminología

Rosca:

Es un filete continuo de sección uniforme y arrollada como una elipse sobre la superficie exterior e interior de un cilindro.

Rosca externa:

Es una rosca en la superficie externa de un cilindro.

Rosca Interna:

Es una rosca tallada en el interior de una pieza, tal como en una tuerca.

Diámetro Interior:

Es el mayor diámetro de una rosca interna o externa.

Diámetro del núcleo:

Es el menor diámetro de una rosca interna o

externa.

Diámetro en los flancos o medio:

Es el diámetro de un cilindro imaginario que pasa por los filetes en el punto en el cual el ancho de estos es igual al espacio entre los mismos.

Paso:

Es la distancia entre las crestas de dos filetes sucesivos. Es la distancia desde un punto sobre un filete hasta el punto correspondiente sobre el filete adyacente, medida paralelamente al eje.

Avance: Es la distancia que avanzaría el tornillo relativo a la tuerca en una rotación. Para un tornillo de rosca sencilla el avance es igual al paso, para uno de rosca doble, el avance es el doble del paso, y así sucesivamente.

El ángulo de la hélice o rosca (α): Esta relacionado en el avance y el radio medio (rm) por la ecuación:

En algunos casos se utilizará el ángulo θn que mide la pendiente del perfil de la rosca en la sección normal, esta relacionado en el ángulo θ en la sección axial y el ángulo de la hélice como sigue:

Nota: Cuando aparece cosθn en las ecuaciones, se reemplazan con frecuencia por cosθ. Esto da una ecuación aproximada pero, para los valores normalmente pequeños de α, no introduce error apreciable.

2.Sujetadores RoscadosEjemploEjemplo

Un sujetador roscado es un dispositivo que sirve para sujetar o unir dos o más miembros.

La denominación que se da a los sujetadores roscados depende de la función para la que fueron hechos y no de cómo se emplean realmente en casos específicos. Si se recuerda este hecho básico, no será difícil distinguir entre un tornillo y un perno.

Si un elemento esta diseñado de tal modo que su función primaria sea quedar instalado dentro de un agujero roscado, recibe el nombre de tornillo. Por tanto, un tornillo se aprieta aplicando un par torsor en su cabeza.

Si un elemento esta diseñado para ser instalado con una tuerca, se denomina perno. Así, los pernos se aprietan aplicando un par torsor a la tuerca.

Un espárrago (o perno con doble rosca, birlo) es una varilla con rosca en sus dos extremos; uno entra en un agujero roscado ye l otro recibe una tuerca.

Los sujetadores roscado incluyen pernos pasantes, tornillos de cabeza, tornillos de máquina, tornillos prisioneros y una variedad de implementos especiales que utilizan el principio del tornillo.

Hay una amplia variedad de estilos de tornillos, muchos de los cuales son para aplicaciones especializadas. Los pernos y tuercas convencionales utilizan roscas estándar. En ciertas variedades de tornillos son posibles ciertas variaciones de la rosca estándar, en especial aquellos destinados a aplicaciones automachuelantes.

3. Tipos de Sujetadores3. Tipos de Sujetadores

Los sujetadores se pueden clasificar de distinta manera:

• Por su uso•Por tipo de rosca

•Por tipo de cabeza•Por su resistencia

Disponibles en una diversidad de materiales:

• Acero•Acero inoxidable

•Aluminio •Latón

•Bronce•Plastico

PERNOS Y TORNILLOS DE MAQUINA

El mismo sujetador puede ser identificado con un nombre distinto cuando sirve de alguna manera particular. Por ejemplo, un perno es un sujetador con cabeza y vástago recto roscado pensado para utilizarse con una tuerca, a fin de mantener unido un conjunto. Sin embargo, el mismo sujetador se conoce como tornillo de maquina o tornillo de cabeza cuando queda roscado en un barreno machuelado, en vez de enroscarse en una tuerca.

Los estándares ANSI distinguen entre un perno y un tornillo señalando que un perno esta fabricado para ser mantenido estacionario, en tanto se aprieta una tuerca sobre el mismo para hacer la unión; en cambio un tornillo se supone que debe girarse en su receptáculo, sea este un taladro roscado o sin roscar, al aplicarle un par de torsión sobre su cabeza.

Clasificación por su usoClasificación por su uso

BIRLO

Un birlo es un sujetador sin cabeza, roscado en ambos extremos, y cuyo uso es quedar atornillado de manera semipermanente en una de las mitades de un ensamble. Un barreno en la contraparte correspondiente pasa a continuación sobre el birlo que se proyecta, y se sujeta con una tuerca. Los extremos de un birlo pueden ya sea la misma rosca o un paso diferente. El extremo permanente algunas veces tiene una rosca de una clase superior, ajustada para fijarse a la perforación machuelada, y oponerse al aflojamiento al retirarse la tuerca de la parte superior.

TORNILLOS ROSCADORES

Todos los sujetadores diseñados para preparar su propia perforación o para preparar sus propias roscas se conocen como tornillos roscadores o automachuelantes, formadores de rosca, cortadores de rosca o autoperforantes. La siguiente figura muestra una selección de los muchos tipos de roscas disponibles en tornillos roscadores. Las roscas de un tornillo roscador son similares a la estándar, pero suelen estar mas espaciadas (es decir de paso mayor) para emplearlos en laminas de metal o plástico, a fin de dar al material desplazado un sitio a donde ir conforme el tornillo se fuerza por un pequeño barreno piloto al tiempo que forma las roscas. Los tornillos roscadores tienen una forma de rosca estándar, pero están provistos de ranuras axiales y endurecidos para proporcionar un borde cortante para machuelar la pieza conforme se inserta el tornillo. Los tornillos autoperforantes (que no se muestran) en su punta tienen forma de broca para hacer el barreno piloto. También forman las roscas conforme son insertados.

Clasificación por tipo de roscaClasificación por tipo de rosca

Diversos estilos de roscas utilizados en tornillos roscadores.Diversos estilos de roscas utilizados en tornillos roscadores.

TORNILLOS RANURADOS

Se fabrican muchos distintos estilos de cabeza incluyendo los de ranura recta, los de cruz (phillips), hexagonal, hexagonal de caja y otros. La forma de la cabeza puede ser redonda, plana (rebajada), cilíndrica ranurada, achatada, etcétera, según se aprecia el la siguiente figura. Estos estilos de cabeza, en combinación con ranuras rectas o phillips, se utilizan solo en tornillos de maquina o roscadores pequeños, ya que el par de torsión máximo obtenible con estas ranuras es limitado. El par de torsión necesario en tornillos mayores se obtiene con mayor facilidad con cabezas hexagonales o con cabezas con cavidad hexagonal. El estilo mas popular, para pernos grandes y para tornillos de maquina que requieran un par de torsión sustancial es la cabeza hexagonal, a menos que el espacio sea limitado, en cuyo caso el tornillo de cabeza con entrada de dado es una mejor elección.

Clasificación por tipo de cabezaClasificación por tipo de cabeza

Diversos estilos de cabeza utilizados en tornillos de Diversos estilos de cabeza utilizados en tornillos de máquina de pequeño tamaño.máquina de pequeño tamaño.

Diversos estilos de tonillos de cabeza con entrada para dado.Diversos estilos de tonillos de cabeza con entrada para dado.

TUERCAS

En la figura de alado se muestran diversos estilos de tuercas estándar. La tuerca de presión es una versión mas delgada de la hexagonal estándar, y se emplea en combinación con la estándar para bloquear esta sobre el perno. La tuerca ranurada tiene estrías para la inserción de una chaveta a través de una perforación transversal en el perno y evitar que la tuerca se afloje. La tuerca de forma de bellota se emplea con fines decorativos y una de mariposa permite su manejo sin necesidad de herramientas.

Tuercas y Arandelas Tuercas y Arandelas

ARANDELAS

Una arandela sencilla es una pieza plana en forma de dona, que sirve para incrementar el área de contacto entre la cabeza del perno o tuerca, y la pieza sujeta como se muestra en la figura de alado. Se recurre a las arandelas de acero endurecido cuando la carga a tensión del perno sobre la pieza unida necesita distribuirse sobre un mayor área que la de la cabeza del perno o tuerca. Una arandela banda fluirá a la flexión en vez de distribuir con eficiencia la carga. Una arandela simple también impide que se marque la superficie de la pieza por efecto de la tuerca cuando esta se aprieta.

CORTE DE ROSCAS

Hay varias técnicas para la fabricación de roscas. Las roscas internas por lo general se cortan con una herramienta especial conocida como machuelo, que tiene la forma de rosca deseada y que se parece a un tornillo. Los machuelos se fabrican de acero endurecido para herramienta, con ranuras axiales que interrumpen sus roscas o hilos, para formar bordes de corte con la forma de rosca. Una perforación pilotos se realiza con una broca para machuelo del tamaño adecuado, y este, bien lubricado, se gira con lentitud dentro de la perforación, al tiempo que avanza a un tiempo adecuado.

4. Manufactura de Sujetadores4. Manufactura de Sujetadores

Las tuercas demasiado grandes para ser machueladas se roscan en un torno con una herramienta de forma de rosca de un solo punto, misma que es avanzada axialmente a través de la perforación, mediante un tornillos que controla su avance y paso. Se cortan roscas externas en un torno con herramientas de un solo punto, o también con un dado que es el equivalente en rosca externa a un machuelo. La varilla a roscar es del mismo tamaño que el diámetro exterior de la rosca. Para la producción en grandes cantidades a bajo costo de tornillos pernos y tuercas (así como otras partes torneadas) se utilizan maquinas especiales, conocidas como maquinas fileteadoras. Todas las roscas fabricadas con los métodos arriba descritos se clasifican como roscas cortadas.

FORMADO DE ROSCAS

Otro método superior para la fabricación de roscas externas es el formado de roscas, o rolado de roscas. Dados de acero endurecido con la forma de las roscas son pasados a la fuerza sobre la superficie de la varilla que se esta roscando. Los dados hacen fluir el material en frió, tomando la forma de las roscas. El diámetro exterior final de la rosca es superior al diámetro inicial de la varilla, por que el material a sido empujado hacia fuera de la raiz, y hacia la cresta de las roscas.Hay varias ventajas en el rolado en comparación con el corte de roscas. El formado el frió endurece por trabajo y aumenta la resistencia del material, generando radios tanto en la raiz como en la cresta e introduciendo esfuerzos residuales a tensión favorables en la raiz de las roscas. El cambio de forma del material a la forma de rosca crea una reorientación del grano del material siguiendo la forma de la rosca. En contrastes, el corte de roscas interrumpe el grano. Todos estos factores contribuyen a un incremento significativo de la resistencia en roscas roladas, en comparación con roscas cortadas. Además de su mayor resistencia, las roscas roladas tienen menos desperdicio que las cortadas, ya que no se elimina material y la pieza en blanco consecuentemente es de menor volumen.

FORMACION DE LA CABEZA

Las cabezas de pernos y tornillos se forman en frió en un proceso de forjado. Para darse una idea de este proceso, imagine en su mano una barrita de plastilina, con un pequeño tramo extendiéndose encima de su puño. De axialmente un golpe a la parte superior de la barrita de plastilina con su otra mano, al tiempo que sujeta con firmeza la varilla en su puño y ensanchara el extremo de la barrita, formando una cabeza mas corta pero de diámetro superior. De manera similar el vástago del “candidato a perno” se sujeta en la maquina cabeceadora en frió sobresaliendo la longitud adecuada.Un dado del diámetro deseado de cabeza rodea a este extremo expuesto. Cuando baja el martillo, hace fluir en frió el material, formando una cabeza redonda. Se consiguen en la cabeza mejoras similares en orientación del grano a las que ya se describieron con anterioridad para el rolado de roscas. Los pernos mayores a ¾ in de diámetro deberán calentarse antes de formarles la cabeza. Las cabezas para dado hexagonal y las ranuras phillips se forman en el proceso de cabezas en frió (o caliente). Las caras hexagonales o ranuras para tornillo se maquinan posteriormente.

Bibliografía

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