Uniones roscadas

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Uniones roscadas

Uniones roscadasEn mecnica se llama rosca a la hlice construida sobre un cilindro con un perfil determinado y de una manera continua y uniforme. Bsicamente una rosca es una mquina simple llamada plano inclinado o rampa, la que puede asimilarse a un camino de subida o bajada a un cerro. La hlice es una curva de longitud indefinida que gira alrededor del eje de un cilindro y que al mismo tiempo se separa de ste en cantidades iguales correspondientes a ngulos iguales llamados pasos. Si la hlice es exterior, resulta un tornillo; si es interior, una tuerca. La generacin de una rosca se la puede considerar como si un prisma se enrollase alrededor de un cilindro que hace las veces de ncleo. En la prctica, lo que se hace es un canal que da lugar a la rosca. Estos prismas o perfiles, en forma de hlice, reciben el nombre de filetes de rosca.

Uniones roscadas Los tornillos permiten realizar uniones desmontables. Tambin su utilizan para transmitir movimiento o transportar productos (husillo de torno, tornillo de morsa, transporte de granos) Como uniones, son reversibles, reutilizables, muy extendidas, de bajo costo, estandarizadas y de diseo sencillo En ocasiones, cuando la situacin lo exige, son mas seguras que las uniones soldadas, por el riesgo que estas implican (generacin de calor, chispas, electricidad) Una unin roscada requiere del elemento de rosca externa y el elemento de rosca interna

Cmo funciona una roscaSi a un perno cilndrico le arrollamos un tringulo rectngulo, cuya base sea el desarrollo del dimetro del perno, al dar una vuelta, la hipotenusa habr dibujado una hlice sobre el perno Ahora desarrollamos el tringulo de papel y vemos que la hlice es la hipotenusa sobre la que se desplaza la tuerca (carrito). Esto es lo que se conoce como plano inclinado, cuya ecuacin de equilibrio es: PxL=Wxh

Cmo funciona una roscaPara que la tuerca no se resbale por s sola, debe existir el suficiente rozamiento entre tornillo y tuerca, es decir: Fr > F sen Fr = N N > F sen F cos > F sen > sen / cos = tg > P/ Dm P < Dm P = k Dm Bsicamente, una rosca es una mquina simple llamada rampa o plano inclinado. Esto indica que existe una relacin entre el paso y el dimetro para evitar que la tuerca se desenrosque por s sola. Tambin se ve que para un Dm dado, cuanto menor es el paso menor tendencia a resbalar habr

Uniones roscadasTorsin Corte Corte Torsin

Una unin roscada est sometida a fuerzas de: Traccin: es la que mantiene unida a la unin Torsin: generada por el rozamiento entre la rosca externa e interna Corte: la que desplaza las partes de la unin

Apriete de tornillos La precarga de un tornillo es la fuerza que presiona una unin despus de terminado su apriete. Se la mide en Newton. Es funcin del par de apriete y del coeficiente de rozamiento El par es la combinacin de una fuerza aplicada al extremo de un brazo de palanca (Nm) La precarga correcta aporta una unin confiable. Si la precarga es dbil, la unin se aflojar. Si es muy grande se puede deformar o romper el tornillo Existen tablas que indican cual es el apriete a aplicar segn el tipo de tornillo y el

Prdida de energa en roscas10%Fuerza de bloqueo

50% 40%

Prdidas por friccin en la rosca Prdidas por friccin con la cabeza

Solo el 10% de la fuerza aplicada al tornillo se convierte en par de apriete Si la fuerza de apriete supera al lmite elstico del material del tornillo, ste se deforma, se estira permanentemente Si la fuerza sigue aumentando, el tornillo se romper

Componentes de las roscasCabeza

Cabeza: elemento de agarre de la herramienta Vstago: zona de tallado de la rosca, la cual puede ser o no totalmente roscada

Vsta go

Dim. mayor: dimetro mximo del filete Dim. menor: dimetro mnimo, o de ncleo o razFLANCO

Paso: distancia desde un punto de un filete al punto correspondiente del filete siguiente medida paralelamente al eje. Es la distancia que avanza el tornillo cuando da una vuelta completa

ngulo de la rosca: Es el ngulo formado por los flancos del filete, medido en el plano Cresta: Es la pequea superficie superior del filete que une los dos flancos del mismo Raz: Es la superficie del fondo que une los flancos de los filetes adyacentes Flanco: Es la superficie del filete que une la cresta con la raz Profundidad de la rosca: distancia medida perpendicularmente al eje desde el dimetro exterior al interior. Es la mitad de la diferencia entre los dimetros exterior e interior

Clasificacin de las roscas Segn el perfil: triangulares, cuadradas, trapezoidales, redondas, diente de sierra Cantidad de entradas: segn la cantidad de hlices en el mismo vstago Sentido de avance: izquierda o derecha Segn su posicin: exterior (tornillo), interior (tuerca)

Segn el perfilTriangular: es engendrada por un filete de seccin triangular. Es la mas usada en la industria, especialmente para sujeciones. Las mas comunes son la mtrica (M) y Withworth (W) Cuadrada: engendrada por un filete de seccin cuadrada. Sin uso extendido, tiende a desaparecer, no est normalizada. Usada para transmisiones. Trapecial: engendrada por un filete de seccin trapezoidal. Es la que reemplaza a la cuadrada, est normalizada. Usada para aplicar mucha fuerza. Se la designa con Tr

Segn el perfilRedonda: engendrada por un filete de seccin redondo. Usadas en roscas de muchos esfuerzos y desgastes, en accesorios de unin de caeras y tambin para estampar en chapas (lmparas). Permite el apretado a mano con menor esfuerzo. Se la designa con Rd Diente de sierra: engendrada por un filete de seccin de trapecio rectngulo. Es difcil de construir pero muy resistente a esfuerzos axiales en un solo sentido. Usada en prensas

Cantidad de entradasHay 1 sola hlice alrededor del ncleo. Es la mas comn, mas simple de hacer, y se usa para elementos de fijacin. Tiene una sola posibilidad de empezar a roscar por vuelta

En el de entradas mltiples, hay mltiples hlices paralelas independientes arrolladas alrededor del ncleo (el ejemplo de la figura tiene 3). El paso es 3 veces mas que en el de simple entrada, por lo que no es conveniente para uniones exigentes. Esta rosca tiene 3 posibilidades por vuelta de empezar a enroscar en una tuerca, por lo que es de colocacin mas fcil que el de 1 entrada. Se la usa mucho para tapas de frascos. Su designacin va indicada con 2ent o 3ent

Sentido de avance

Una rosca es derecha, cuando al penetrar, gira a la derecha. La izquierda al penetrar gira a la izquierda Para distinguir si un tornillo tiene rosca derecha, se lo coloca perpendicular al observador. Si el filete se aleja a la derecha es rosca derecha, si se aleja a la izquierda es rosca izquierda. En el caso de la tuercas se procede como en los tornillos, pero como lo que se ve en una tuerca son los filetes inferiores, por lo que si se alejan a la izquierda es rosca derecha

Roscas triangulares - Mtricangulo: 60 Paso: en mm El lado = paso (por ser tringulo equiltero) Cresta: plana Raz: redondeada Dimetro y paso se miden en mm, y se designan M 10 x 1,5

Roscas triangulares - Withworthngulo: 55 Paso: cantidad de filetes por pulgada Cresta: redondeada Raz: redondeada Dimetro: se mide en pulgadas Designacin: W 5/8 x 11 o BSW 5/8 x 11 No tiene juegos ni holguras

Identificacin de roscas Identificar una rosca es conocer sus principales caractersticas (dimetro, paso, perfil, etc). Para esto se hace: Medicin de dimetro exterior. Si resulta un nmero exacto o muy prximo en mm, casi se puede asegurar que es rosca mtrica. Si la coincidencia es mas aproximada a dimensiones en pulgadas, casi seguro que es Withworth Medicin del paso. Para plena seguridad, se mide el paso con el peine de roscas, cuyas plantillas corresponden al perfil de la rosca que se indica en la misma. Tambin se puede medir el paso con el calibre o contar la cantidad de hilos por pulgada que haya y usando la siguiente tabla se debe verificar coincidencia entre paso y dimetro

Identificacin de roscasPeine de roscas

Tabla Dimetros - pasos

Representacin de roscasVista Planta Corte

a c

b

a) Agujero roscado b) Esprrago c) Unin roscada

Cabezas

a) Hexagonal b) Redonda y destornillador plano c) Avellanada o fresada y destornillador plano d) Cilndrica y destornillador plano e) Avellanada o fresada y allen f) Avellanada o fresada y destornillador Philips g) Cilndrica ajuste a mano o allen

Tamao de llave de bocasRM LLAVE 4 7 5 8 6 10 8 13 10 17 12 19 14 22 16 24 18 27 20 30 22 32 24 36 27 41 30 46

RW

3/16"

1/4"

5/16"

3/8"

7/16"

1/2"

9/16"

5/8"

3/4"

7/8"

1"

LLAVE

3/8

7/16

1/2

9/16

5/8

3/4

7/8

1

1 1/16

1 5/16

1

Identificacin de tornillos

Los tornillos construidos segn norma DIN/ISO vienen identificados por 2 nmeros separados por un punto y por la marca del fabricante. Es importante conocer lo que dice este nmero, ya que representa las propiedades mecnicas del material del tornillo. Los fabricados por normas SAE vienen con rayas estampadas en la cabeza, cuando mas rayas tiene, de mayor resistencia es el acero, y por normas ASTM una combinacin de rayas y nmeros

Identificacin de tornillosEl primer nmero es el 1/100 del valor de la tensin de rotura del acero a la traccin o lmite de rotura en N/mm2 o MPa (a que valor de tensin de traccin se romper el acero) En nuestro ejemplo: 8 x 100= 800 N/mm2 = 80 kg/mm2 (tensin de rotura) El segundo nmero representa el valor de la tensin de fluencia o valor de lmite elstico (a partir de que valor el material se deforma pero ya no recuperar su forma inicial). Ese valor se obtiene multiplicando los 2 nmeros estampados y por 10. En nuestro ejemplo

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