ELEMENTOS DE UNIÓN EN UNIDADES DE PULGADAS

“Año de la consolidación del Mar de Grau”

PRESENTADO POR:ING. GONZALES ZUTA HEINER

ELEMENTOS DE SUJECCIÓN

Son los elementos que se emplean para unir, ensamblar oadherir piezas entre si, existen variedades y tipo de elementosde unión.

PERNOS ESPÁRRAGOS TUERCAS ARANDELAS

Estos elementos de sujeción o unión llamadosespecíficamente: Pernos, Tornillos, Tuercas, etc., tienen susroscas definidas.

DEFINICIÓN DE ROSCA

La Rosca es una entalladura de sección uniforme helicoidal formadasobre el vástago de un perno, tornillo u otro elemento en el caso derosca exterior y de una en la perforación para el caso de rosca internacomo las tuercas.

La rosca métrica tiene una sección triangular formando un ángulo de60º y la cresta un poco truncada para facilitar la lubricación.

CARACTERÍSTICAS DE LA ROSCA

DIÁMETRO EXTERIOR

En el sistema métrico se expresa en mm y en el sistema inglés enfracciones de pulgadas.

PASO DE LA ROSCA

En el sistema métrico se expresa en mm la distancia que hay entredos crestas y en el sistema inglés por el número de hilos que hayen una pulgada.

SENTIDO DE LA ROSCA

Las roscas en sentido derecho son mas comerciales y en casoespeciales como el de las ruedas de un automóvil que tiene roscasde diferentes sentidos como lo son las roscas izquierdas con el finde que se ajusten en el momento que estén en marcha.

ROSCA EN PERNOS Y TUERCAS

Las Normas para Roscas en Pernos son regidas por la ASME B1.1 , lacual detalla 6 series: UNC, UNF, UNEF, 8N, 12N, 16N de roscas,nosotros sólo consideraremos las siguientes:

1.- SERIE DE ROSCA GRUESA (UNC)

2.- SERIE DE ROSCA FINA (UNF)

3.- SERIE DE ROSCA 8 HILOS (8N)

Que son las mas aplicables y comerciales en la Industria eIngeniería.

SERIE DE ROSCAS

ROSCA GRUESA (UNC)Este tipo de rosca es para uso general, especialmente donde serequiere un rápido montaje.

ROSCA FINA (UNF)Este tipo de rosca es para aplicaciones que requieren mayorresistencia o en donde esta limitada la longitud.

ROSCA 8 HILOS (8N)Este tipo de rosca sustituye a la rosca gruesa para diámetrosmayores a 1 pulgada con el objetivo de mejorar su resistencia.

CLASES DE ROSCAS

La Norma unificada y americana reconoce 8 clases de roscasdiferentes unas de otras por la cantidad de holgura y/o tolerancia.Nosotros solo tomaremos en cuenta 6 que son las siguientes:

- Las Clases 1A, 2A, 3A, que se aplican solo a roscas externas(pernos, espárragos, etc.)

- Las Clases 1B, 2B, y 3B, se aplican solo a roscas

internas (tuercas, acoples, etc.).

DESCRIPCIÓN DE CLASES

1.-Clases 1A y 1B

Proveen mayor holgura para la facilidad de montaje, aun cuandolas roscas estén sucias o ligeramente dañadas.

2.-Clases 2A y 2B

Es exclusiva para la fabricación de pernos, tornillos, espárragos,tuercas, etc., permiten el recubrimiento metálico de Zinc.

3.-Clases 3A y 3B

Son para trabajos de tolerancias justas en donde no se requiereholgura, trabajos de precisión.

DESIGNACIÓN DE ROSCA

¼’’-20 UNC – 2A –LH

¼’’ .- Diámetro nominal

20 .- Número de hilos por pulgada

UNC.- símbolo de la serie de rosca

2A .- Símbolo de la clase de rosca

LH.- Rosca Izquierda de ‘‘left hand‘’ (cuando la rosca tienesentido derecho no se pone ningún símbolo).

TIPOS Y CALIDADES DE PERNOS

Existen diferentes tipos Normas de pernos de los cuales sederivan Grados y Tipos de los cuales pueden ser de Cabeza Pesaday Estándar, entre los mas importantes son:

NORMAS CALIDADES

1.- SAE J429 Grados 2, 5, y 8.

2.- ASTM A449 Tipos 1 y 2.

3.- ASTM A394 Tipos 0,1,2,y 3.

4.- ASTM A354 Grados BC, BD.

5.- ASTM A307 Grados A, B, C.6.- ASTM A325 Tipos 1, 2, 3.

7.- ASTM A490 Tipos 1, 2, 3.

MATERIALES

Los Materiales o Materia prima que se emplea para la fabricación de los diferentes grados son los siguientes:

- Grado 2: Acero Bajo Carbono (SAE 1015 al SAE 1020, A36).

- Grado 5: Acero Mediano Carbono (SAE 1035 al SAE 1045).

- Grado 8: Acero Aleado de Mediano Carbono (AISI 4140).

FOTO DE ESPÁRRAGOS

FOTO DE ESPÁRRAGOS

DEFINICIÓN DE ESPÁRRAGOS

Son varillas roscadas cuando supera las 12 pulgadas de longitud,tiene la misma norma de rosca que los pernos y tuercas (ASMEB1.1), las calidades en las que se podrían presentar dependiendode su longitud podrían variar y ser de diferentes grados, peromencionaremos las mas comerciales y son las siguientes:

1.- ASTM A-307 Gr-C

2.- ASTM A193, Grado B7

3.- ASTM F-1554

NORMA ASTM A-307

Las dimensiones en los pernos A307 están determinadas de lassiguientes maneras:

A307 Grado A.- Cabeza Estándar

A307 Grado B.- Cabeza Pesada

A307 Grado C.- Sin Cabeza, tipo J

Y también están regidas bajo la norma ASME B18.2.1

ALCANCE DE LAS NORMAS A-307 TIPO C

1.-TIPO DE ACERO:SAE A-36 , SAE 1020

2.- PROPIEDADES MECÁNICASResistencia a la traccion: ksi(Mpa) 58–80 (400–550)Yield point, min ksi(MPa). . . . . . 36 (50)Elongation in 2 in. (50 mm), min, 23 %

3 - COMPOSICIÓN QUÍMICALos aceros usados son aceros de bajo carbono Carbono Max: 0.29%Manganeso Max: 0.9%

NORMA ASTM A193 GR B7

TIPO DE ACERO: fabricados con un acero aleado AISI 4140 con las siguientes características:

RESISTENCIA A LA TRACCIÓN:Diámetro Dureza ResistenciaHasta 2 ½’’ Max 35 HRC 125 KSI

COMPOSICIÓN QUÍMICA:Carbono Max: 0.37 – 0.49%Manganeso Max: 0.65 – 1.1%Cromo Max: 0.75 – 1.20%Marca en la parte lateral B7

NORMA ASTM 1554

Esta norma cubre un mayor rango de espárragos con diferentesgrados y diferentes formatos, varillas rectas, o con doblez.

CLASIFICACIONESEstos formatos se clasifican en Gr-36 , Gr-55, Gr-105

PROPIEDADES MECÁNICAS

PROPIEDADES QUÍMICASGr-36 : Acero sae 1020 y ASTM A-36Gr-55 : Acero sae 1045Gr-105: Acero sae 4140 bonificado

GRADORESISTENCIA A LA TRACCION

ksi(Mpa)

LIMITE DE FLUENCIA

ksi(Mpa)

36 58 - 80(400 - 558) 36(248)

55 75 - 95(517 - 655) 55(380)

105 125 -150(862 - 1034) 105(724)

RECOMENDACIONES DE TUERCAS PARA

PERNOS Y ANCLAJES A307

PERNO/GRADO TUERCA/GRADO(ASTM A563)

A, C, ¼’’ hasta 1 ½’’ A, Estándar

A, C, Sobre 1 ½’’ a 4’’ A, Pesada

B, ¼ hasta 4’’ A, Pesada

TUERCAS (PULGADAS)

Están determinadas por tres Normas:

1. TUERCAS SEGÚN NORMA SAE J995

Está norma refleja tres grados de tuercas: Grado 2, 5 y 8 cuyascaracterísticas y propiedades se muestran a continuación.

MATERIALESLos materiales o materia prima que se emplea para la fabricación de los diferentes grados son los siguientes:

Grado 2: desde SAE 1015 al SAE 1020Grado 5: desde SAE 1030 al SAE 1045Grado 8: desde AISI 4140 al AISI 4340

2. TUERCAS SEGÚN NORMA ASTM A563

Está norma refleja 8 grados de tuercas: Grado O, A, B, C, D, DH, C3,

Y DH3 cuyas características y propiedades asemejan a la siguientenorma.

3. TUERCAS SEGÚN NORMA ASTM A194 Gr 2H

Tuercas llamadas de alta resistencia, existen muchos grados en estanorma para nuestro caso hablaremos solo del grado 2H, por ser lamas comercial en la industria y en el mercado , esta tuerca por logeneral se presenta en dimensiones pesadas.

DESIGNACIÓN DE TUERCAS

Las tuercas tiene una designación muy simple que se muestra acontinuación:

CANTIDAD NOMBRE DIÁMETRO ROSCA NORMA GRADO ACABADO

500 T. HEX. PESADA ؾ’’ 10 UNC ASTM A563 C GALVANIZADO

850 T. HEX. Ø5/8’’ 11 UNC SAE J995 5 ZINCADO

TIPO DE ARANDELAS

1.- ARANDELAS SIN DUREZA

2.- ARANDELAS ENDURECIDAS

- El material a emplear es el SAE 1045 al 1060

- Las arandelas F436 tienen las siguientes durezas:

ACABADO DUREZA

Negro 38 – 45 HRC

Galvanizado 26 – 45 HRC

ARANDELAS DE PRESIÓN

Estas arandelas son de alta elasticidad y muy buena tenacidad, elmaterial para su fabricación es de acero al carbono y están regidas

bajo la Norma ASME B18.21.1, las durezas oscilan entre 38 a 46HRC.

DESIGNACIÓN DE ARANDELAS

Las Arandelas tienen una designación muy simple que semuestra a continuación:

CANTIDAD NOMBRE DIÁMETRO NORMA TIPO ACABADO

500 ARAND.PRESIÓN ؾ’’ ASTM B18.21.1 REGULAR NEGRO

850 ARAND. PLANA Ø1’’ ASTM F436 1 GALVANIZADO

RECUBRIMIENTO GALVÁNICO ASTM 153

ZINCADO ELETROLITICO:Proceso de recubrimiento de zinc por procesos de corriente.

CARACTERISTICAS:Brilloso, plateado, superficie uniforme espesor delrecubrimiento es de 5micras hasta 10 micras.

APLICACIONES:Las aplicaciones donde no esté en ambientes altamenteoxidantes, también se usa para presentaciones .

IMAGEN DE GALVANIZADO

ELECTROLÍTICO

GALVANIZADO EN CALIENTE

Proceso de recubrimiento de zinc por inmersión en zinc líquido a400 C. aprox.

CARACTERÍSTICAS:

Color plomo, superficie rugosa, el espesor es como mínimo de 53micras .

Aplicaciones en ambientes de mayor presencia de humedad, cercaal mar y en zonas tropicales .

IMAGEN DE GALVANIZADO EN CALIENTE

VIDEO DE ROSCADO