Fundamentos de Tornillería y Elementos de Fijación Normalizados en Ingeniería Industrial

Elementos de Fijación: Tornillos, Tuercas y Arandelas

18º. Función y Tipos de Cabezas de Tornillo

La función principal de la cabeza de un tornillo es adaptarse a la herramienta que va a ejercer el par de apriete necesario para asegurar la unión.

Formas más habituales de cabezas de tornillo y su aplicación:

• Cabeza avellanada: Se emplea cuando la unión debe quedar rasante o al mismo nivel que la superficie de la pieza.
• Cabeza cilíndrica: Se utiliza cuando se requiere que la cabeza quede oculta o empotrada en la pieza.
• Cabeza redondeada: Apoya directamente sobre la superficie de la rosca, dejando un resalte visible de la cabeza.
• Cabeza cuadrada: Se utiliza frecuentemente en utillajes y en fijaciones de herramientas de maquinaria.
• Cabeza hexagonal: Es la forma más empleada para fijaciones generales debido a su alta capacidad de transmisión de par.

19º. Ejemplos de Tornillos con Cabezas Especiales

Cuatro ejemplos de tornillos con cabezas especiales son:

• Tornillo estriado.
• Tornillo de ala (o mariposa).
• Perno de cabeza de seta.
• Cáncamos (o tornillos de ojo).

20º. Normas de Normalización Relativas a Tornillos

Tres normas relativas a la normalización de tornillos:

• Tornillo de cabeza hexagonal: UNE-EN ISO 4016:2011
• Prisioneros sin cabeza con vástago: EN ISO 2342:2003
• Sin cabeza con hueco hexagonal y extremo cónico: UNE EN-ISO 4029:2003

21º. Definición y Funciones del Tornillo de Ajuste

Un tornillo de ajuste (también llamado tornillo de apriete o prisionero) es un tornillo que carece de cabeza y se emplea para evitar el movimiento relativo entre las dos partes unidas.

Funciones principales:

Los tornillos de ajuste se utilizan cuando las uniones por tornillos deben soportar fuerzas transversales o cuando la posición de la pieza de trabajo debe asegurarse con respecto a otra, garantizando la inmovilidad.

22º. Tipos de Puntas de Tornillos

Diez tipos de puntas de tornillos que se pueden encontrar:

1. Plano.
2. Achaflanado.
3. Abombado.
4. Con tetón corto.
5. Con tetón corto abombado.
6. Con tetón largo.
7. Con tetón largo y agujero para pasador.
8. Achaflanado con cono embutido.
9. Troncocónico.
10. Con tetón corto de punta troncocónica.
11. Cónico.

23º. Designación de Tornillos

La designación de los tornillos se realiza siguiendo una secuencia normalizada que incluye varios parámetros:

1. Denominación del objeto y tipo de cabeza.
2. Sistema de rosca que posee (ej. M para rosca métrica), longitud del vástago, norma específica, tipo de ejecución y clase de resistencia.

24º. Determinación de las Características Mecánicas de un Tornillo

Las dos cifras que indican las características mecánicas (clase de resistencia) de un tornillo (ej. 8.8) se determinan de la siguiente manera:

Primera cifra (8):

Representa la tensión nominal de rotura por tracción (R_m), multiplicada por 100. El resultado se expresa en N/mm².

Segunda cifra (8):

Representa el límite elástico (R_e) como un porcentaje de la tensión de rotura (R_m). Esta cifra, multiplicada por 10, da el factor de proporcionalidad.

Cálculo de Resistencia para un Tornillo de Calidad 8.8

Para un tornillo de calidad 8.8:

• Resistencia a la tracción (R_m): 8 × 100 = 800 N/mm²
• Límite elástico (R_e): (8 / 10) × R_m = 0.8 × 800 N/mm² = 640 N/mm²

27º. Designación de Tuercas

La designación de las tuercas se realiza especificando los siguientes elementos:

1. Definición del tipo de tuerca.
2. Norma de referencia.
3. Tipo y paso de la rosca.
4. Clase de calidad o resistencia del elemento.

28º. Descripción de Tipos de Arandelas

A continuación, se describen los tipos de arandelas más comunes:

Arandela plana:

Un disco delgado con un agujero, por lo común en el centro. Normalmente se utilizan para soportar y distribuir la carga de apriete, protegiendo la superficie de la pieza.

Arandela Grower (o de seguridad elástica):

Anillo abierto y en forma de espiral, con sección cuadrada. Presenta una diferencia axial entre el inicio y el fin de la arandela. Su función es evitar el aflojamiento por vibración.

Arandela dentada:

Posee dentado externo e interno. Al apretar, los dientes se clavan en la superficie, haciendo la unión resistente a las vibraciones.

Arandela ondulada:

Diseñada con una forma ondulada que le confiere elasticidad. Aseguran la unión cuando esta se encuentra bajo presión o requiere una precarga constante.

Arandela de solapa (o de lengüeta):

Logran un bloqueo firme y seguro al doblar la solapa contra la tuerca o la pieza. Se utilizan como alternativa a las arandelas de seguridad convencionales.

Arandela de retención (o de seguridad para rodamientos):

Se utilizan comúnmente en rodamientos o ejes. Establecen uniones seguras evitando que el elemento se afloje o se desplace axialmente.