Conceptos Esenciales de Tornillería y Uniones Roscadas

Fundamentos de Uniones Atornilladas y Roscado

Tipos de Uniones Atornilladas

Las uniones atornilladas son fundamentales en la mecánica y se clasifican principalmente en:

• Unión con tornillo y tuerca: La forma más común, donde un tornillo atraviesa las piezas a unir y se asegura con una tuerca.
• Unión con tornillo y orificio roscado: El tornillo se enrosca directamente en un orificio previamente roscado en una de las piezas.
• Unión con varilla roscada (espárrago) y tuerca: Un espárrago (varilla roscada en ambos extremos) se fija en una pieza y se asegura con una tuerca en el otro extremo, o con dos tuercas.

Los componentes principales de un tornillo son la cabeza, el cuello y la rosca.

Tornillos de Rosca Chapa

Los tornillos de rosca chapa ofrecen la ventaja de no necesitar una tuerca, ya que crean su propia rosca al ser insertados en materiales más blandos como chapas metálicas delgadas o plásticos. Sin embargo, es importante destacar que no soportan grandes esfuerzos. Su uso principal se encuentra en el montaje de accesorios y piezas de carrocería, donde la resistencia extrema no es un requisito crítico.

Importancia del Par de Apriete en Tornillos y Tuercas

El par de apriete es crucial para asegurar que una unión atornillada se realice de manera correcta y segura. Un apriete adecuado previene que los tornillos o espárragos trabajen a cizalladura, lo que podría llevar a su rotura. Para garantizar la aplicación de la fuerza precisa, los tornillos deben apretarse con una llave dinamométrica. Esta herramienta es la encargada de indicar la cantidad exacta de fuerza (par) que se está aplicando, evitando tanto el apriete insuficiente como el excesivo.

Las Arandelas: Función y Tipos

Las arandelas son elementos metálicos planos que se interponen entre la tuerca (o la cabeza del tornillo) y las piezas a unir. Su función principal es proteger las superficies de contacto de posibles daños causados por el apriete y evitar que las tuercas se aflojen debido a vibraciones o movimientos. Además, algunas arandelas se utilizan para sellar herméticamente la unión.

Existen diversos tipos de arandelas, cada una diseñada para una aplicación específica:

• Arandelas planas: Distribuyen la carga y protegen la superficie.
• Arandelas dentadas: Proporcionan un agarre adicional para evitar el aflojamiento.
• Arandelas Grower (de muelle): Actúan como un resorte para mantener la tensión en la unión.
• Arandelas de seguridad: Diseñadas para prevenir el aflojamiento bajo vibración.
• Arandelas de chapas de seguridad: Utilizadas para bloquear la tuerca en una posición específica.

Diámetro Nominal o Exterior de Roscas

El diámetro nominal o exterior es una medida fundamental en la identificación de tornillos y tuercas:

• En un tornillo, es el diámetro medido entre las crestas de los filetes (la parte más externa de la rosca).
• En una tuerca, es el diámetro medido entre los fondos de los valles (la parte más interna de la rosca).

Finalidad del Roscado a la Izquierda

El roscado a la izquierda se emplea específicamente en ejes que están en movimiento rotatorio. Su finalidad es evitar que el giro del eje afloje la tuerca o el tornillo que lo fija. Al girar el eje, la tendencia natural sería a aflojar una rosca convencional (derecha), pero con una rosca izquierda, el movimiento del eje tiende a apretarla, garantizando la seguridad de la unión.

Medición del Paso de Rosca: Métrica y Whitworth

El paso de una rosca es la distancia entre dos crestas consecutivas. Su medición varía según el sistema:

• En el sistema métrico decimal, el paso se expresa en milímetros (mm).
• En la rosca Whitworth (sistema imperial), el paso se expresa en pulgadas (").

Proceso de Roscado a Mano y Herramientas

El roscado manual es una técnica precisa para crear roscas internas en orificios. A continuación, se detalla el proceso y las herramientas necesarias:

Pasos del Roscado Manual:

1. Preparación del Orificio: Trazar el centro donde se realizará el taladrado y marcarlo con un granete.
2. Taladrado: Taladrar el centro con una broca adecuada al diámetro de la rosca que se desea realizar.
3. Avellanado: Avellanar la entrada del orificio con un ángulo de 60 a 120º para facilitar el inicio del macho y evitar rebabas.
4. Inicio del Roscado: Colocar el macho número 1 (macho de inicio o desbaste) perpendicular a la pieza. Es crucial verificar la perpendicularidad con una escuadra de 90º.
5. Avance y Rotura de Viruta: Girar el macho en el sentido de avance de la rosca. Una vez que se ha avanzado aproximadamente media vuelta, girar en sentido contrario un cuarto de vuelta para romper la viruta y evitar atascos.
6. Lubricación y Acabado: Lubricar constantemente con aceite específico para roscado. Repetir los pasos de avance y rotura de viruta con el macho intermedio y, finalmente, con el macho de acabado para obtener una rosca precisa y limpia.

Herramientas Empleadas:

• Machos de roscar: Herramientas para crear roscas internas. Se suelen usar en juegos de tres (inicio, intermedio, acabado).
• Terrajas o cojinetes de roscar: Herramientas para crear roscas externas en varillas.
• Giramachos: Soporte para sujetar y girar los machos de roscar.
• Portaterrajas: Soporte para sujetar y girar las terrajas.

Medición de Roscas con Peines y Calibre

La correcta identificación y medición de las roscas es esencial para asegurar la compatibilidad de los elementos de fijación. Se pueden utilizar dos métodos principales:

1. Identificación con Peines de Roscas: Para identificar el paso de una rosca, se debe hacer coincidir una de las láminas del peine de roscas con los filetes del tornillo. Una vez definido el paso, se mide el diámetro exterior del tornillo con un calibre para determinar el tipo de rosca (por ejemplo, M8x1.25).
2. Medición del Paso con Calibre: El paso de la rosca también puede medirse con un calibre. Para mayor precisión, se recomienda medir la distancia que abarcan 10 pasos de la rosca y luego dividir el resultado entre 10. Esto promedia cualquier pequeña imprecisión en la medición de un solo paso.