Mecánica. Roscado

Nomenclatura. Partes de rosca. Clasificación. Representación. Tipos de roscas. Designación. Métrica. Whitworth. Paso. Perno. Acero. Cargas

  • Enviado por: Jesus A. Zardain S.
  • Idioma: castellano
  • País: México México
  • 28 páginas

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NOMENCLATURA DEL ROSCADO.

Una Rosca es una arista helicoidal de un tornillo (rosca exterior) o de una tuerca (rosca interior), de sección triangular, cuadrada o roma, formada sobre un núcleo cilíndrico, cuyo diámetro y paso se hallan normalizados.

Se denomina rosca al fileteado que presentan los tornillos y los elementos a los que éstos van roscados (tuercas o elementos fijos). Las roscas se caracterizan por su perfil y paso, además de su diámetro.

El perfil de rosca métrica ISO es de sección triangular equilátera, con aristas inferiores redondeadas y arista superior chaflanada, mientras que el perfil de rosca inglesa Whitworth es de sección triangular isósceles, con todas sus aristas redondeadas. La «rosca de paso de gas» tiene un perfil triangular con un ángulo de 55° en el vértice y cortes redondeados. En el sistema norteamericano Sellers, a cada diámetro corresponde un determinado número de filetes por pulgada.

Las roscas de perfil trapecial están especialmente indicadas para la transmisión de esfuerzos en un solo sentido mientras que la rosca de filete redondo o de cordón se utiliza en los casos en los que ha de recibir impactos persistentes. Las roscas de perfil cuadrado se emplean cuando sea conveniente evitar la acción radial de la rosca.

Partes de la Rosca

Paso de la Rosca (P)

Número de hilos de rosca por pulgada, significa el número de paso por pulgada y se halla dividiendo 1 por el número de hilos por pulgada. Para roscas cuadradas o Acme cada paso incluye un hilo de rosca y un espacio.

Hilos por pulgada

Es el recíproco del paso y el valor especificado para regir el tamaño de la forma de la rosca.

Diámetro Mayor o Nominal (D)

Es el diámetro más grande de un tornillo.

Diámetro Menor o de la raíz (d)

Es el diámetro más pequeño de un tornillo.

Diámetro Primitivo o de paso (Dp)

En una rosca, el diámetro de un cilindro imaginario cuya superficie corta a las formas o perfiles de los filetes de modo que sus anchos y los huecos entre ellos sean iguales. El juego entre dos roscas que emparejan se regula principalmente por estrechas tolerancias sobre los diámetros primitivos.

Profundidad de las Roscas (Pr)

La distancia entre la cresta y la raíz medida perpendicularmente al eje.

Clasificación.

Las roscas pueden ser interiores o exteriores según recubran la parte externa de un cilindro o el interior de un orificio también cilíndrico, respectivamente. Dos piezas que se rosquen la una en la otra, como el caso de un tornillo y su correspondiente tuerca, deberán tener, lógicamente, el mismo perfil paso y diámetro nominal de rosca.

Existen roscas a derechas o a izquierdas, aunque la más frecuente es la primera. Las roscas a izquierdas se emplean cuando por motivo de vibraciones o similares y para evitar el aflojamiento de la tuerca, como en cilindros de gas, bujes y en los cubrellamas o trompetillas de fusiles, sea oportuno prever una contratuerca. Existen también tornillos de rosca múltiple, utilizados cuando el paso pueda ser superior al normal.

Existen tres tipos de representación de roscas, son ellas la simbólica, la esquemática y la detallada.

Al dibujar roscas es muy importante dibujarlas lo más sencillo posible, la representación verdadera de una rosca de tornillo rara vez se usa en los dibujos de trabajo debido a que es poco práctico.

Representación Simbólica.

Hoy es bastante normal la representación simbólica de las roscas, para un agujero roscado que está oculto a la vista se dibujan líneas invisibles paralelas al eje que representa la raíz y los diámetros mayores. Se utiliza en diámetros pequeños donde sería poco práctico o difícil dibujar las roscas completas.

Representación Esquemática.

Para el dibujo esquemático de la rosca externa se dibujan las líneas perpendiculares al eje, con líneas delgadas para representar la cresta de la rosca y líneas gruesas para representar la raíz

Representación Detallada.

Es la forma más real de dibujar una rosca. Se utiliza en roscas de 1” aproximadamente y mayores. En este método se sustituyen las líneas elípticas por líneas rectas.

Designación.

Designaciones Básicas.

Las roscas métricas se encuentran designadas por la letra “M” seguida por el tamaño nominal (diámetro mayor básico en milímetros) y el paso en milímetros, separados por una “X”. Para la serie de roscas ordinarias la indicación del paso debe omitirse.

Designaciones Completas

Esta comprende la designación básica, una identificación para la clase de tolerancia. La designación de la clase de tolerancia se separa de la designación básica con una diagonal, incluyéndose el símbolo para la tolerancia del diámetro de paso el cual irá inmediatamente después del símbolo para el diámetro de la cresta. Cada uno de estos símbolos debe al mismo tiempo estar constituido por una cifra que indique el grado de tolerancia seguida por una letra que indicará la posición de la tolerancia (una letra mayúscula para las roscas internas y una letra minúscula para cuerdas externas).

Tipos

Rosca en V Aguda

Se aplica en donde es importante la sujeción por fricción o el ajuste, como en instrumentos de precisión, aunque su utilización actualmente es rara.

Rosca Redondeada

Se utiliza en tapones para botellas y bombillos, donde no se requiere mucha fuerza, es bastante adecuada cuando las roscas han de ser moldeadas o laminadas en chapa metálica.

Rosca Cuadrada.

Esta rosca puede transmitir todas las fuerzas en dirección casi paralela al eje, a veces se modifica la forma de filete cuadrado dándole una conicidad o inclinación de 5° a los lados.

Rosca Acme.

Ha reemplazado generalmente a la rosca de filete truncado. Es más resistente, más fácil de tallar y permite el empleo de una tuerca partida o de desembrague que no puede ser utilizada con una rosca de filete cuadrado.

Rosca Acme de Filete Truncado.

La rosca Acme de filete truncado es resistente y adecuada para las aplicaciones de transmisión de fuerza en que las limitaciones de espacio la hacen conveniente.

Rosca Whitworth.

Utilizada en Gran Bretaña para uso general siendo su equivalente la rosca Nacional Americana.

Rosca Trapezoidal.

Este tipo de rosca se utiliza para dirigir la fuerza en una dirección. Se emplea en gatos y cerrojos de cañones.

La designación de las roscas se hace por medio de su letra representativa e indicando la dimensión del diámetro exterior y el paso. Este último se indica directamente en milímetros para la rosca métrica, mientras que en la rosca unificada y Witworth se indica  a través de la cantidad de hilos existentes dentro de una pulgada.

Por ejemplo, la rosca M 3,5 x 0,6 indica una rosca métrica normal de 3,5 mm de diámetro exterior con un paso de 0,6 mm. La  rosca W 3/4 ''- 10 equivale a una rosca Witworth normal de 3/4 pulg de diámetro exterior y 10 hilos por pulgada.

La tabla siguiente entrega información para reconocer el tipo de rosca a través de su letra característica, se listan la mayoría de las roscas utilizadas en ingeniería mecánica.

Es posible crear una rosca con dimensiones no estándares, pero siempre es recomendable usar roscas normalizadas para adquirirlas en ferreterías y facilitar la ubicación de los repuestos. La fabricación y el mecanizado de piezas especiales aumenta el costo de cualquier diseño, por lo tanto se recomienda el uso de las piezas que están en plaza.

Se han destacado solamente las roscas métricas, unificadas y withworth por ser las más utilizadas, pero existen muchas roscas importantes para usos especiales. Le entregan a continuación las tablas detalladas de estas tres familias de roscas para las series fina y basta.

Con respecto al sentido de giro, en la designación se indica  "izq" si es una rosca de sentido izquierdo, no se indica nada si es de sentido derecho. De forma similar, si tiene más de una entrada se indica "2 ent" o "3 ent". Si no se indica nada al respecto, se subentiende que se trata de una rosca de una entrada y de sentido de avance derecho.

En roscas de fabricación norteamericana, se agregan más símbolos para informar el grado de ajuste y tratamientos especiales 

Símbolos de roscado más comunes

Denominación usual

Otras

American Petroleum Institute

API

British Association

BA

International Standards Organisation

ISO

Rosca para bicicletas

C

Rosca Edison

E

Rosca de filetes redondos

Rd

Rosca de filetes trapesoidales

Tr

Rosca para tubos blindados

PG

Pr

Rosca Whitworth de paso normal

BSW

W

Rosca Whitworth de paso fino

BSF

Rosca Whitworth cilíndrica para tubos

BSPT

KR

Rosca Whitworth

BSP

R

Rosca Métrica paso normal

M

SI

Rosca Métrica paso fino

M

SIF

Rosca Americana Unificada p. normal

UNC

NC, USS

Rosca Americana Unificada p. fino

UNF

NF, SAE

Rosca Americana Unificada p.exrafino

UNEF

NEF

Rosca Americana Cilíndrica para tubos

NPS

Rosca Americana Cónica para tubos

NPT

ASTP

Rosca Americana paso especial

UNS

NS

Rosca Americana Cilíndrica "dryseal" para tubos

NPSF

Rosca Americana Cónica "dryseal" para tubos

NPTF

METRICA PASO
FINO

Medida Nominal

Dext

x

paso

M

2.5

x

0.35

M

3

x

0.35

M

3.5

x

0.35

M

4

x

0.5

M

5

x

0.5

M

6

x

0.75

M

7

x

0.75

M

8

x

0.75

M

8

x

1

M

9

x

0.75

M

9

x

1

M

10

x

0.75

M

10

x

1

M

10

x

1.25

M

11

x

-

M

11

x

0.75

M

12

x

1

M

12

x

1

M

12

x

1.25

M

13

x

1.5

M

14

x

1

M

14

x

1

M

14

x

1.25

M

15

x

1

M

15

x

1.5

M

16

x

1

M

16

x

1.5

M

17

x

1.5

M

17

x

1

M

18

x

1.5

M

18

x

1

M

20

x

1.5

M

20

x

1

M

22

x

1.5

M

22

x

1

M

24

x

1.5

M

24

x

1

M

24

x

1.5

M

25

x

1

M

25

x

1.

METRICA PASO
FINO

Medida Nominal

Dext

x

paso

M

25

x

1.5

M

25

x

2

M

26

x

1.5

M

27

x

1

M

27

x

1.5

M

27

x

2

M

28

x

1

M

28

x

1.5

M

28

x

2

M

30

x

1

M

30

x

1.5

M

30

x

2

M

32

x

1.5

M

32

x

2

M

33

x

1.5

M

33

x

2

M

34

x

1.5

M

35

x

1.5

M

35

x

2

M

36

x

2

M

36

x

3

M

38

x

1.5

M

38

x

2

M

39

x

1.5

M

39

x

2

M

39

x

3

M

40

x

1.5

M

40

x

2

M

40

x

3

M

42

x

2

M

42

x

3

M

45

x

1.5

M

45

x

2

M

45

x

3

M

48

x

2

M

48

x

3

M

50

x

2

M

50

x

3

M

52

x

2

M

52

x

3

METRICA PASO
NORMAL

Medida Nominal

Dext 

x

paso

M

1.6

x

0.35

M

1.7

x

0.35

M

2

x

0.4

M

2.2

x

0.45

M

2.3

x

0.4

M

2.5

x

0.45

M

2.6

x

0.45

M

3

x

0.5

M

3

x

0.6

M

3.5

x

0.6

M

4

x

0.7

M

4

x

0.75

M

4.5

x

0.75

M

5

x

0.75

M

5

x

0.8

M

5

x

0.9

M

5

x

1

M

5.5

x

0.9

M

6

x

1

M

7

x

1

M

8

x

1.25

M

9

x

1.25

M

10

x

1.5

M

11

x

1.5

M

12

x

1.75

M

14

x

2

M

16

x

2

M

18

x

2.5

M

20

x

2.5

M

22

x

2.5

M

24

x

3

M

27

x

3

M

30

x

3.5

M

33

x

3.5

M

36

x

4

M

39

x

4

M

42

x

4.5

M

45

x

4.5

M

48

x

5

M

52

x

5

UNIFICADA PASO
FINO

Medida Nominal

Dext

-

Nº H/''

0

(.060'')

-

80

UNC

1

(.073")

-

72

UNC

2

(.086")

-

64

UNC

3

(.099")

-

56

UNC

4

(.112")

-

48

UNC

5

(.125")

-

44

UNC

6

(.138")

-

40

UNC

8

(.164")

-

36

UNC

10

(.190")

-

32

UNC

12

(.216")

-

28

UNC

1/4''

-

28

UNC

5/16''

-

24

UNC

3/8''

-

24

UNC

7/16''

-

20

UNC

1/2''

-

20

UNC

9/16''

-

18

UNC

5/8''

-

18

UNC

3/4''

-

16

UNC

7/8''

-

14

UNC

1''

-

12

UNC

1''1/8''

-

12

UNC

1''1/4''

4

12

UNC

1''3/4''

4

12

UNC

1''1/12''

-

12

UNC

UNIFICADA PASO
NORMAL

Medida Nominal

-

Nº H/''

4

(.112")

-

40

UNC

5

(.125")

-

40

UNC

6

(.138")

-

32

UNC

8

(.164")

-

32

UNC

10

(.190")

-

24

UNC

12

(.216")

-

24

UNC

1/4"

-

20

UNC

5/16"

-

18

UNC

3/8"

-

16

UNC

7/16"

-

14

UNC

1/2"

-

13

UNC

9/16"

-

12

UNC

5/8"

-

11

UNC

3/4"

-

10

UNC

7/8"

-

9

UNC

1"

-

8

UNC

1"1/8"

-

7

UNC

1"1/4"

-

7

UNC

1"3/8"

-

6

UNC

1"1/2"

-

6

UNC

1"3/4"

-

5

UNC

2" -

4

1/2

UNC

2" -

4

1/2

UNC

2"1/2"

-

4

UNC

2"3/4

-

4

UNC

3"

-

4

UNC

 

WHITWORTH PASO
FINO

Medida Nominal

Dext

-

Nº H/''

BFS

3/16''

-

32

BFS

7/32''

-

28

BFS

1/4''

-

26

BFS

9/32''

-

26

BFS

5/16''

-

22

BFS

3/8''

-

20

BFS

7/16''

-

18

BFS

1/2''

-

16

BFS

9/16''

-

16

BFS

5/8''

-

14

BFS

11/16''

-

14

BFS

3/4''

-

12

BFS

13/16''

-

12

BFS

7/8''

-

11

BFS

1''

-

10

BFS

1''1/8''

-

9

BFS

1''1/4''

-

9

BFS

1''3/8''

-

8

BFS

1''1/2''

-

8

BFS

1''5/8''

-

8

BFS

1''3/4''

-

7

BFS

2''

BFS

2''1/4''

BFS

2''1/2''

-

6

BFS

2''3/4''

-

6

BFS

3''

-

5

WHITWORTH PASO NORMAL

Medida Nominal

Dext

-

Nº H/''

W

1/16 ''

-

60

W

3/32''

-

48

W

1/8''

-

40

W

5/32''

-

32

W

3/16''

-

24

W

7/32''

-

24

W

1/4''

-

20

W

5/16''

-

18

W

3/8''

-

16

W

7/16''

-

14

W

1/2''

-

12

W

9/16''

-

12

W

5/8''

-

11

W

3/4''

-

10

W

7/8''

-

9

W

1''

-

8

W

1''1/8''

-

7

W

1''1/4''

-

7

W

1''3/8''

-

6

W

1''1/2''

-

6

W

1''5/8''

-

5

W

1''3/4'0'

W

1''7/8''

W

2''

-

4

W

2''1/4''

-

4

W

2''1/2''

-

4

W

2''3/4''

-

3

W

3''

-

3

SUJETADORES ROSCADOS.

Unir es uno de los problemas básicos en ingeniería, las piezas básicas siempre se integran formando piezas más complejas. Una clasificación para las uniones las separa en : uniones permanentes, uniones semipermanentes y uniones desmontables.

En el primer grupo, se reúnen las uniones que una vez ensambladas son muy difíciles de separar. Es el caso de las soldaduras, remaches y ajustes muy forzados. Estas uniones, si se separan, implican daños en la zona de unión.

Un segundo grupo lo forman las uniones que en general no van a desmontarse, pero se deja abierta esta posibilidad. Para esto se usan principalmente uniones roscadas.

Finalmente, las uniones que deben ser desmontables para efectos de mantenimiento o traslados utilizan elementos roscados,  chavetas, lengüetas, pasadores y seguros elásticos.

En las figuras siguientes se ejemplifican diversos elementos de unión, el eje roscado se une por medio de una tuerca a la polea. La polea gira arrastrada por la chaveta inserta en el eje, éste rota al interior del buje debido al ajuste deslizante que existe entre ellos. El buje se une al soporte por medio de un ajuste apretado y finalmente, el conjunto se une al soporte por medio de una golilla gruesa y un pasador cónico.

RESISTENCIA DEL PERNO.

Las normas de prueba de pernos indican cargarlo contra su propio hilo, sin utilizar una probeta representativa. Esto genera un valor llamado carga de prueba, la cual puede utilizarse para diseñar en reemplazo de la resistencia a la fluencia. Se adjuntan las marcas con que se indica el grado de resistencia de los pernos, para las normas SAE, ASTM y Métrica. Se adjunta también la tabla de marcas de los productos American Screw.

Marcado de pernos de acero grado SAE

Número de grado SAE

Rango del diámetro [inch]

Carga de prueba [kpsi]

Esfuerzo de ruptura [kpsi]

Material

Marcado de la cabeza

1 2

¼ - 1½  ¼ - ¾ 7/8 - 1½

  55 33

  74 60

Acero de bajo carbono ó 
acero al carbono

Mecánica. Roscado

5

¼ - 1 11/8 - 1½

85 74

120 105

Acero al carbono, Templado y 
Revenido

Mecánica. Roscado

5.2

¼ - 1

85

120

Acero de bajo carbono  
martensítico, Templado y 
Revenido

Mecánica. Roscado

7

¼ - 1½

105

133

Acero al carbono aleado, 
Templado y Revenido

Mecánica. Roscado

8

¼ - 1½

120

150

Acero al carbono aleado, 
Templado y Revenido

Mecánica. Roscado

8.2

¼ - 1

120

150

Acero de bajo carbono  
martensítico, Templado y 
Revenido

Mecánica. Roscado