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TEMA 11.- UNIN DE E LEMENTOS

124TORNILLOS Y TUERCAS

Los tornillos y tuercas se utilizan para unir de forma no permanente los elementos de mquinas.

Son componentes de gran utilidad, insustituibles en diversas ocasiones y con caractersticas de diseo y construccin que les permiten una perfecta adaptacin a muy variadas condiciones y circunstancias de trabajo.

Para el ingeniero proyectista es indispensable conocer profundamente estos elementos pues su campo de aplicacin en mquinas es amplsimo.

La parte ms importante de los tornillos y tuercas es la rosca. En mecnica se llama rosca a la hlice construida sobre un cilindro, con un perfil determinado y de una manera continua y uniforme.

Si la hlice es exterior resulta un tornillo y si es interior una tuerca.

Se puede considerar como si un prisma se enrollase alrededor y a lo largo de un cilindro que se llama ncleo.

En la prctica lo que se hace es una canal que de lugar a la rosca.

Estos prismas en forma de hlice reciben el nombre de hilos o filetes de rosca. Los canales que queden entre los filetes se llaman entradas.

La figura siguiente representa un tornillo y su correspondiente tuerca.

Figura 1.- Tornillo y tuerca.

A continuacin se presenta la generacin terica de una rosca.

1

1.- Ncleo.22.- Prisma o filete.

La terminologa usada en los tornillos es la siguiente:

1234

51.- Dimetro mayor d. 2.- Dimetro medio dm. 3.- Dimetro menor dr. 4.- Paso p.2 w5.- Bisel.66.- ngulo de la rosca.7.- Cabeza.7

Figura 3.- Nomenclatura de tornillo.

Cabeza: Zona para agarre con herramientas para su colocacin

Cuerpo o vstago o caa: Zona en la que va tallada la rosca.

Paso: Distancia entre dos hilos adyacentes medida paralelamente al eje del tornillo.

Dimetro mayor: Es el mayor tamao de la rosca.

Dimetro medio: Es el situado en la profundidad media de la rosca.

Dimetro menor o dimetro de ncleo: Es el de menor tamao de la rosca.

ngulo de rosca: Es el formado por las dos caras que separan dos hilos consecutivos.

Bisel: ngulo final del cuerpo del tornillo.

Tornillo de rosca simple: Tornillo con un solo hilo.

Tornillo de rosca mltiple: Tornillo con varios hilos.

Por ser la parte ms importante de los tornillos y de las tuercas se va a proceder a un estudio detallado de las roscas, para lo que se va a comenzar con su clasificacin.

En la clasificacin de una rosca intervienen varios factores, como son: el nmero de filetes, la forma de la rosca, el lugar donde va roscada y el sentido.

Segn el nmero de hilos:

De una entrada, si tiene un solo filete

Figura 2.- Generacin de una rosca.

De varias entradas, si tiene dos o ms filetes.

Por la forma de los hilos:

Triangulares: los filetes son tringulos y son las ms usadas para fijacin. Trapeciales: los filetes son trapecios issceles y son las ms usadas para transmisin de fuerza o servir de gua. Redondas: se emplean para roscas que tengan mucho desgaste y para casos especiales (casquillos de bombillas).

Segn su posicin:

Exteriores: si estn hechas en un cilindro exterior, dan lugar a un tornillo. Interiores: si estn hechas en un cilindro interior o agujero, dan lugar a tuercas.

Si se representa una rosca seccionada segn un plano axial y se atiende slo al filete se aprecian (siguiente figura) los siguientes detalles:

Flanco o cara lateral. ngulo del flanco: medido en un plano axial. Fondo, unin de los flancos por la parte interior. Cresta, unin de los flancos por la parte interior. Vano, espacio vaco entre dos filetes Base, donde los filetes se apoyan en el ncleo - lnea imaginaria - Ncleo, es el volumen ideal sobre el que se encuentra la rosca o cuerpo del elemento roscado. Hilo, es la porcin de hlice comprendida en una vuelta completa de la tuerca.

La siguiente figura representa roscas de dos y tres entradas:

Figura 4.- Rocas des dos y tres entradas.

1wP/2

782

5

6

3

4

P/2

1.- ngulo del flanco. 2.- Vano.3.- Cresta o vrtice.4.- Punto medio del flanco. 5.- Base.6.- Fondo.7.- Flanco.8.- Filete.

La siguiente figura representa roscas con diferentes formas de hilos.

Figura 7. Elementos de una rosca.

Las dimensiones fundamentales de una rosca, representadas en la figura siguiente son:

Ph3H1

dFigura 5.- Perfiles de roscas:(A) triangulares; (B) trapeciales; (C) redondas.

La siguiente figura representa roscas con los distintos giros de la hlice.

Pd3 d2 D2DD1

(a) Tornillo(b) Tuerca

Figura 8.- Dimensiones fundamentales de una rosca.

Paso P: distancia entre filetes consecutivos.

A derecha

B izquierda

Figura 6.- Sentido de giro en roscas.

Para medir el paso se utiliza el mtodo siguiente: En roscas mtricas se cuentan el nmero de hilos por centmetro de longitud de rosca. El paso es igual a la inversa del nmero medido.

En roscas construidas con dimensiones en pulgadas se procede igualmente pero midiendo el nmero de hilos en una pulgada de longitud de rosca.