INVESTIGACIÓN #7 (ELEMENTOS ROSCADOS).doc

TIPOS DE ELEMENTOS ROSCADOS

Existen varios tipos de Elementos Elementos roscados de los cuales podemos podemos mencionar los husillos husillos de los tornos, los tonillos, tuercas, etc. En Anexos se muestran elementos de roscados TIPOS DE FILETES EN ROSCAS MÉTRICAS Y WITHWORTH

En los Anexos mostraremos mostraremos filetes de roscas métricas, además otros tipos de roscas, como por ejemplo roscas cuadradas, redondas, acme, etc. MEDICION DEL DIÁMETRO MEDIO REAL

Medici Medición ón con medio medioss sencil sencillo los. s. Las Las roscas roscas tallad talladas as a mano mano se compru comprueba eban n en el taller taller atornillando en ellas, como prueba, la contrapieza tonillo o tuerca!. "i las roscas se ajustan bien, la tuerca puede pasar a todo lo lar#o de la rosca de tornillo sin a#arrarse. Las roscas están perfectamente talladas se concuerdan en cinco medidas principales$ diámetro exterior, diámetro del n%cleo, án#ulo de los flancos, paso de rosca & diámetro sobre los flancos. El án#ulo de los flancos & el paso se comprueban con plantillas para roscar. "i el perfil de la rosca esta bien & el paso es el correcto, entre las superficies de comprobación de la plantilla & los flancos de la rosca no debe ver nin#una rendija 'ue debe pasar la luz. "i es necesario, el paso de rosca puede determinarse también utilizando utilizando un pie de re&. re&. (ara ello se mide un m%ltiplo del paso de rosca, por ejemplo diez pasos, En ese caso el resultado de la lectura ha& 'ue dividirlo por )*. Medición de roscas$ (ara comprobar también, de al#%n modo, la forma de una rosca, ha& 'ue medirla, toda variación de án#ulo de flanco se acusa en la dimensión del diámetro sobre el flanco, por lo 'ue, en la ma&or+a de los casos, bastará medir el diámetro exterior & el diámetro sobre el flanco de la rosca de un tornillo. El diámetro sobre el flanco se mide en el taller con el micr micróm ómet etro ro en el 'ue 'ue se colo coloca can n la mues muesca ca,, el cono cono o tres tres alam alambr bras as de medi medido dore ress normalizados. En ambos casos la lectura realizada ha de transformarse por cálculo en medida del diámetro sobre el flanco. TOLERANCIAS EN ROSCAS DIMENSIONES Y TOLERANCIA DE LAS ROSCAS

imensiones imensiones de las roscas. Las dimension dimensiones es establecida establecidass para las roscas no pueden pueden mantenerse mantenerse con exactitud exactitud en su fabricación. (or esta razón, también las dimensiones de las roscas tienen tolerancias & por tanto, los l+mites de tolerancia. Las roscas de los pernos & de la tuerca tienen sus campos de tolerancia. El campo de tolerancia de la tuerca a#ujero! se encuentra en la parte superior sobre la l+nea cero & es, por lo tanto, un campo de tolerancia -. El campo de tolerancia del perno eje! está por debajo de la l+nea cero. e esta manera, el par de roscas cumple las condiciones de ajuste con jue#o pe'ueo del sistema de a#ujero base. Ajuste de /osca, "e#%n 'ue se trate de rosca de movimiento en los husillo, de roscas de fijación en los tornillos o de roscas de estan'uidad en las tuber+as, se establecen también en

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las roscas ajustes con jue#o, ajustes indeterminados & ajustes fijos a presión mediante la determinación de la ubicación & ma#nitud de los campos de tolerancia correspondiente, hasta ahora se han normalizado los ajustes para roscas 0"1 métricas a partir de )mm de diámetro. (ara las roscas de tuercas & para las roscas de pernos se admiten calidades de tolerancia para determinar la cuant+a de la tolerancia t olerancia & campos de tolerancia para determinar su posición. /osca de (ernos 2alidad de tolerancia

3 4 5 6 7 8 9

2ampos de tolerancia a b c d e f # h Las calidades 'ue se han de ele#ir dependen de las clases de tolerancias para roscas :); fina, :<; media, :3; #ruesa, & los actuales #rupos de atornillado " ; corta= > ; normal, L; lar#a :) f! o "

2alidades 2alidades inferiores a 6

:<m! o > 2alidad

6

:3#! o > 2alidad superiores a 6 La posición de los campos de tolerancia depende d e 'ue la rosca 'uede como tal pulida! se fosfate o reciba un #alvanizado de protección ?erificación con calibre de tolerancia$ 0#ual 'ue para los ajustes cil+ndricos normales, en las roscas se puede también comprobar si cumplen los l+mites de medidas por medio de calibres de tolerancia calibre macho de tolerancia, anillo calibre o calibre de boca de tolerancia!. Las roscas de tuerca o roscas interiores se comprueban por medio de calibres macho de tolerancia de roscas. El extremo con rosca lar#a es el lado para del calibre macho. :iene 'ue poderse enroscar. El extremo extremo opuesto opuesto termina termina en un talón talón cil+ndrico cil+ndrico,, sin rosca, & es el lado lado no pasa. >o debe poderse enroscar. Las roscas exteriores se comprueban con anillos calibre o con calibres de boca de tolerancia para roscas. (ara el calibrado se necesita siempre un anillo pasa & un anillo no pasa. Los calibres de boca de tolerancia para roscas tienen la ventaja de 'ue pueden ajustarse a la tolerancia de una dimensión nominal deseada con un calibrado de ajuste de roscas. 2on los calibres no se puede comprobar si la rosca está aplanada o si la posición de los flancos asimétrica.







INVESTIGACIÓN

7-C

Existe un e'uilibrio 'ue podemos calcular de la si#uiente forma$ tomemos una rosca & desarrollemos lateralmente la hélice, utilizando como diámetro m, el promedio del diámetro exterior & el diámetro interior. "i se considera 'ue la unión perno@tuerca está ejerciendo una fuerza, parte de esta fuerza  tiende a hacer resbalar la tuerca (F sen ) & como se desea 'ue no resbale, el roce debe ser ma&or. Fr > F sen α µ N > F sen α µ F F cos α > > F sen α µ cos cos α > > sen α µ > > tg α µ > πD m ) > P / ( π P < ( µ π ).Dm P =KD

e a'u+ se desprende 'ue existe una relación entre el paso & el diámetro para evitar 'ue una unión apernada se suelte sola. :ambién se puede ver 'ue para un diámetro dado, un paso menor tiene menos tendencia a resbalar. 0>?E":0BA20C> 7@D El dibu dibujo jo deta detalla llado do de las las rosc roscas as es mu& mu& dif+ dif+ci cill de reali realiza zar, r, esto esto obli obli#a #a a reemplazarlo por al#%n s+mbolo 'ue represente un eje roscado. La si#uiente fi#ura muestra las representaciones simplificadas en Europa & >orte América. >osotros utilizamos principalmente la representación europea.







FitGorth de paso fino D"!, la rosca FitGorth de paso normal D"F o F!, entre otras. Las diferencias se basan en la forma de los filetes 'ue los hacen más apropiados para una u otra tarea, las roscas indicadas son las más utilizadas en elementos de unión. En la fi#ura si#uiente se aprecian varias formas de roscas, los filetes trian#ulares son utilizados en pernos & tuercas, los filetes redondos son utilizados en uniones rápidas de tuber+as, finalmente las roscas rectan#ulares en #eneral se utilizan para ejercer fuerza en s.

La desi#nación de las roscas se hace por medio de su letra representativa e indicando la dimensión del diámetro exterior & el paso. Este %ltimo se indica direct directame amente nte en mil+met mil+metros ros para para la rosca rosca métric métrica, a, mientr mientras as 'ue en la rosca rosca unificada unificada & FitGorth se indica indica a través de la cantidad cantidad de hilos existentes existentes dentro dentro de una pul#ada. (or ejemplo, la rosca M 3,5 x *,6 indica una rosca métrica normal de 3,5 mm de diámetro diámetro exterior exterior con un paso de *,6 mm. La rosca F 3H4 II@ )* e'uival e'uivale e a una rosca FitGorth normal de 3H4 pul# de diámetro exterior & )* hilos por pul#ada. La tabla si#uiente entre#a información para reconocer el tipo de rosca a través de su letra caracter+stica, se listan la ma&or+a de las roscas utilizadas en in#enier+a mecánica.







"+mbolos de roscado más comunes

enominación usual

American (etroleum 0nstitute Dritish Association 0nte 0ntern rnat atio iona nall "ta "tanda ndards rds 1r#an r#anis isa ation tion /osca para bicicletas /osca Edison /osca de filetes redondos /osca de filetes trapesoidales /osca para tubos blindados /osca FhitGorth de paso normal /osca FhitGorth de paso fino /osca FhitGorth cil+ndrica para tubos /osca FhitGorth /osca Métrica paso normal /osca Métrica paso fino

A(0 DA 0"1 0"1 2 E /d :r (B D"F D" D"(: D"( M M

/osc /osca a Ame Ameri riccana ana n nific ificad ada a p. p. no norma rmal >2 /osca Americana nificada p. fino > /osca Americana nificada p.exrafino >E /osc /osca a Ame Ameri rica cana na 2il 2il+n +ndr dric ica a para para tub tubos os >(" >(" /osca Americana 2ónica para tubos >(: /osca Americana paso especial >" /osca /osca Ameri American cana a 2il+nd 2il+ndric rica a Kdr&sea Kdr&sealK lK para tubos >(" /osca Americana 2ónica Kdr&sealK para tubos >(:

1tras

(r F J/ / "0 "0 >2, "" >, "AE >E A":( >"

Es posible crear una rosca con dimensiones no estándares, pero siempre es recomendable usar roscas normalizadas para ad'uirirlas en ferreter+as & facilitar la ubic ubicac ació ión n de los los repu repues esto tos. s. La fabr fabric icac ació ión n & el meca mecani niza zado do de piez piezas as especiales aumenta el costo de cual'uier diseo, por lo tanto se recomienda el uso de las piezas 'ue están en plaza. "e han destacado destacado solamente solamente las roscas roscas métricas, métricas, unificadas unificadas & GithGorth GithGorth por ser las más utilizadas, pero existen muchas roscas importantes para usos especiales. Le entre#an a continuación las tablas detalladas de estas tres familias de roscas para las series fina & basta.







ME:/02A 0>1

(A"1 ME:/02A 0>1

Medida >ominal ext M <.5

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M

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Medida >ominal ext x paso M <5 x ).5 M <5 x < M <6 x ).5 M <7 x ) M <7 x ).5 M <7 x < M <8 x ) M <8 x ).5 M <8 x < M 3* x ) M 3* x ).5 M 3* x < M 3< x ).5 M 3< x < M 33 x ).5 M 33 x < M 34 x ).5 M 35 x ).5 M 35 x < M 36 x < M 36 x 3 M 38 x ).5 M 38 x < M 39 x ).5 M 39 x < M 39 x 3 M 4* x ).5 M 4* x < M 4* x 3 M 4< x < M 4< x 3 M 45 x ).5

ME:/02A >1/MAL

(A"1

Medida >ominal ext x paso M ).6 x *.35 M ).7 x *.35 M < x *.4 M <.< x *.45 M <.3 x *. * .4 M <.5 x *.45 M <.6 x *.45 M 3 x *.5 M 3 x *.6 M 3.5 x *. * .6 M 4 x *.7 M 4 x *.75 M 4.5 x *.75 M 5 x *.75 M 5 x *.8 M 5 x *.9 M 5 x ) M 5.5 x *. * .9 M 6 x ) M 7 x ) M 8 x ).<5 M 9 x ).<5 M )* x ).5 M )) x ).5 M )< x ). ).75 M )4 x < M )6 x < M )8 x <.5 M <* x <.5 M << x <.5 M <4 x 3 M <7 x 3









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>002AA (A"1 >1/MAL Medida >ominal @ > -H 4 .))2 5 .)<5K! @ 4* >2 6 .)38K! @ 3< >2 8 .)64K! @ 3< >2 )* .  .)9*K! @ <4 >2 )< .  .<)6K! @ <4 >2 )H4K @ <* <* >2 5H)6K @ )8 >2 3H8K @ )6 )6 >2 7H)6K @ )4 >2 )H2 9H)6K @ )< >2 5H8K @ )) )) >2 3H4K @ )* )* >2 7H8K @ 9 >2 )K @ 8 >2 )K)H8K @ 7 >2 )K)H4K @ 7 >2 )K3H8K @ 6 >2 )K)H2 )K3H4K @ 5 >2 2 2

>002AA 0>1

(A"1

Medida >ominal > ext @ -H > * .*6*! @ 8* >2 > ) .*73K! @ 7< >2 > < .*86K! @ 64 >2 > 3 .*99K! @ 56 >2 > 4 .))2 > 5 .)<5K! @ 44 >2 > 6 .)38K! @ 4* >2 > 8 .)64K! @ 36 >2 > )* .)9*K! @ 3< >2 > )< .<)6K! @ <8 >2 )H4 @ <8 >2 5H)6 @ <4 >2 3H8 @ <4 >2 7H)6 @ <* >2 )H< @ <* >2 9H)6 @ )8 >2 5H8 @ )8 >2 3H4 @ )6 >2 7H8 @ )4 >2 ) @ )< )< >2 ))H8 @ )< >2







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F 3

@ 3

2on respecto al sentido de de #iro, en la desi#nación se indica indica Kiz'K si es una rosca de sentido iz'uierdo, no se indica nada si es de sentido derecho. e forma similar, si tiene más de una entrada se indica K< entK o K3 entK. "i no se indica nada al respecto, se subentiende 'ue se trata de una rosca de una entrada & de sentido de avance derecho. En roscas de fabricación norteamericana, se a#re#an más s+mbolos para informar el #rado de ajuste & tratamientos especiales







AD/02A201> E >A /1"2A AD/02A20C> E (ara proceder a la fabricación de una rosca se pueden se#uir al menos tres caminos$ forjar la rosca a través de peines, tornearla o ma'uinarla usando machos & terrajas. La fi#ura si#uiente muestra el proceso de fabricación de una rosca interior utilizando una broca para perforar el diámetro interior & un macho para cortar el hilo en la pared de la perforación. Los machos son utilizados para formar hilos interiores, mientras 'ue las terrajas son utilizadas para roscas exteriores. /E:E>"01> E :E/2A" 2omo una unión depende tanto del perno como de la tuerca, se han desarrollo distintos métodos para blo'uear la salida accidental de la tuerca. La fi#ura si#uiente muestra la utilización de una tuerca auxiliar contratuerca! para producir una presión sobr sobre e la cara cara supe superi rior or de la tuer tuerca ca prin princi cipa pal.l. "e mues muestr tra a tamb tambié ién n el uso uso de arandelas elásticas #olillas de presión! 'ue se ubican entre la tuerca & la pieza, o entre la tuerca & una arandela plana= el objetivo es provocar un ma&or roce en la cara inferior de la tuerca. 1tra forma de inmovilizar la tuerca es colocar un pasador de aletas en el perno, 'ue









0"EN1 E >01>E" A(E/>AA" A(E/>AA"

Es importante distin#uir dos casos$ perno en tracción & perno en corte. En el primer caso se puede usar el l+mite de fluencia o la car#a de prueba como car#a admisible. En la fi#ura, cada perno soporta H< en tracción & el cálculo de su resistencia ser+a$



Q P;

n

En donde$

Q es la resistencia a la fluencia o la car#a de prueba en su defecto A es la sección transversal del del perno n es el factor de se#uridad







 R ; 

Q P;

A

en donde$  es la fuerza aplicada al perno en corte Q es la car#a de fluencia o la car#a de prueba en su defecto A es la sección transversal del del perno n es el factor de se#uridad







0>?E":0BA20C> 7@ Las dimensiones establecidas para las roscas no pueden mantenerse con exactitud en su fabricación, por esta razón, también las dimensiones de las roscas tienen tolerancias &, por tanto, limites de tolerancia. Las roscas & sus pernos & de la tuerca tienen sus campos de tolerancia el campo de la tolerancia de la tuerca A#ujero! se encuentra en la parte parte super superio iorr sobr sobre e la l+nea l+nea cero cero l+n l+nea ea roja! roja! & es por por lo tanto tanto,, un campo campo de tolerancia - en la fi#ura 6-! el campo de tolerancia del perno eje! esta por debajo de la l+nea cero en la fi#ura 6B!. e esta manera , el par de roscas cumple las condiciones de ajuste con jue#o pe'ueo del sistema de a#ujeros de base. 1bservación.@ (ara no confundir las tolerancias 0"1 para dimensiones lon#itudinales con las tolerancias de roscas, en estas se pone el numero por delante de las letras & se unen con un #uión por ejemplo$ M 8@6 h. "e#%n se trate de roscas de movimiento en los husillos de roscas de fijación en los tornillos o de roscas de estan'uidad en las tuber+as, se establecen también en las roscas ajustes con jue#o, ajustes indeterminados & ajustes fijos a presión mediante indeterminación de la ubicación & ma#nitud calidad! de los campos de tolerancias correspondientes. -asta ahora se han normalizado los ajustes para roscas 0"1 métricas a partir de un mil+metro. (ara las roscas de tuercas roscas interiores! & para las roscas de pernos roscas exteriores! se admiten calidades de tolerancias para determinar la cuant+a de la tolerancia & campos de tolerancia para determinar su posición . /oscas de tuerca







> normal!, L Lar#a!. "e utilizan para$ :) f! o " 2alidades inferiores a

6

:< m! o > 2alidad

6

:3 #! o L 2alidades superiores a 6 La posición de los campos de tolerancia depende de 'ue la rosca 'uede como tal pulida!. "e fosfate o reciba un #alvanizado de protección. Ejemplos$ /osca de tuerca tolerada.

M<*x<@7B

/osca de tornillo tolerada$

M8@6h

Ajuste de rosca$

M6@7 -H8#

Ajuste de rosca$

M<*x<@6-H5#.

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