Fundamentos de Uniones Mecánicas y Roscas en Tecnología Industrial

Ensamblaje de Piezas: Conceptos Fundamentales

El ensamblaje de piezas es el proceso de unir, de forma temporal o permanente, dos o más elementos para crear un conjunto funcional. Esta unión es crucial en la fabricación y el mantenimiento industrial.

Tipos de Uniones en el Ensamblaje

• Uniones Fijas: No están diseñadas para ser separadas sin provocar algún daño o deformación en los elementos unidos.
  • Ejemplos: Soldadura, remaches.
• Uniones Desmontables: Están diseñadas para permitir la separación de los elementos sin provocar ningún daño o deformación, facilitando el mantenimiento o la sustitución de componentes.
  • Ejemplos: Uniones con tornillos y tuercas, pasadores, chavetas.

Roscas: Elemento Clave en Uniones Desmontables

Una rosca es una ranura helicoidal en forma de espiral, tallada en la superficie exterior de un tornillo o en la interior de una tuerca, sobre un cuerpo cilíndrico o cónico. Las roscas pueden ser de una o más entradas, de derechas o izquierdas, y se realizan tanto en el exterior de un macizo cilíndrico como en el interior de un orificio para formar una tuerca.

Perfiles Comunes de Roscas

• Roscas Triangulares:

  Poseen un alto rozamiento entre filetes, lo que las hace ideales para aplicaciones de fijación y sujeción.

• Roscas Cuadradas o Trapeciales:

  Con una forma de trapecio, ofrecen una mayor superficie de contacto, lo que las hace más eficientes para transmitir movimientos y fuerzas.

• Roscas Redondas:

  Se utilizan principalmente en aplicaciones donde los elementos están sometidos a grandes desgastes.

Composición y Terminología de una Rosca

Filete:

Es la porción de hélice que se forma en una vuelta completa de la rosca.

Vano:

Espacio vacío que se encuentra entre dos filetes consecutivos.

Flancos:

Son las caras laterales de los filetes.

Cresta:

Es la parte más exterior o superior de los filetes.

Fondo:

Es la unión de los flancos en la parte más interior de la rosca.

Ángulo:

Es el ángulo que forman los dos flancos de un filete.

Diámetro Nominal (Dnominal):

Diámetro exterior de la rosca.

Diámetro Medio (Dmedio):

Diámetro teórico donde el espesor del filete y el vano son iguales.

Diámetro del Núcleo (Dnúcleo):

Diámetro interior de la rosca.

Paso:

Es la distancia axial entre dos puntos iguales de filetes consecutivos.

Avance:

Es la distancia que avanza una tuerca sobre un tornillo en una vuelta completa.

Clasificación de Roscas por Estándar

• Rosca Métrica Nueva:

  Caracterizada por su cresta y raíz aplanadas, forma un triángulo de 60º. Presenta una altura de cresta de H/8 y una profundidad de raíz de H/4.

• Rosca Métrica Antigua:

  Similar a la nueva métrica, pero con cresta aplanada y raíz redondeada, manteniendo un ángulo de 60º.

• Rosca Whitworth:

  De origen británico, se distingue por su cresta y raíz redondeadas, y un ángulo de perfil de 55º. Sus medidas se expresan en pulgadas.

Otros tipos de roscas incluyen: rosca trapecial, rosca de dientes de sierra, rosca redonda y rosca Edison.

Métodos para Determinar el Paso de una Rosca

El paso de una rosca es una medida fundamental que se puede determinar mediante varios métodos:

1. Uso de Peine o Galgas de Roscas:

   Consiste en probar diferentes galgas (peines) hasta encontrar una que coincida perfectamente con el perfil de la rosca, indicando su paso.

2. Medición con Calibre o Pie de Rey:

   Se mide la distancia entre dos puntos iguales de filetes consecutivos utilizando un calibre o pie de rey.

3. Cálculo por Longitud y Número de Filetes:

   Se mide una longitud conocida (X) de la rosca y se cuenta el número de filetes presentes en esa longitud. El paso se obtiene dividiendo la longitud (X) entre el número de filetes.

Uniones Atornilladas: Variantes y Aplicaciones

Las uniones atornilladas son un tipo común de unión desmontable, que utiliza tornillos y tuercas para fijar componentes. Existen diversas configuraciones:

• Tornillo Pasante:

  Atraviesa más de una pieza a unir sin roscar ninguna de ellas. La unión se asegura insertando una tuerca por la parte posterior a la cabeza del tornillo.

• Tornillo de Unión (o de Apriete):

  Atraviesa más de una pieza. Una de ellas tiene un taladro pasante con un diámetro mayor al de la rosca del tornillo, mientras que la otra pieza tiene un roscado ciego que actúa como tuerca.

• Varilla Roscada (o Espárrago):

  El espárrago va roscado en la última pieza de un conjunto, y se utiliza una tuerca para unir todos los elementos.

• Tornillo Prisionero:

  Diseñado para presionar el tornillo contra una pieza, evitando que se produzca cualquier movimiento relativo entre ellas.

• Tornillo de Posicionamiento:

  Se utiliza para asegurar una posición determinada de una pieza, permitiendo a su vez un movimiento controlado en ambos sentidos.