Tipos, elementos y verificación de roscas: perfiles, dimensiones y medición

Formas de la rosca

Existen distintos perfiles de rosca según su forma y aplicación. A continuación se describen los más habituales:

1. Rosca triangular: se emplea básicamente para la fijación debido a su mayor rozamiento entre los filetes del tornillo y la tuerca.
2. Rosca cuadrada o trapezoidal: las roscas trapezoidales poseen un perfil de trapecio isósceles; son habituales en husillos y sistemas de transmisión de esfuerzos axiales.
3. Rosca redonda: suelen aplicarse cuando las roscas están sometidas a grandes desgastes o en uniones rápidas para tuberías.

Número de hilos

El número de hilos de una rosca influye en su avance y en la relación entre giro y desplazamiento.

1. Roscas de una entrada: están compuestas por un solo filete; se usan para la mayoría de los tornillos y husillos que requieren un avance normal.
2. Roscas de varias entradas: están formadas por dos o más hilos; proporcionan mayor avance por revolución. Según el lugar de realización de la rosca, podemos encontrar la rosca ejecutada exteriormente (tornillo) o interiormente (tuerca). El perfil de la hélice otorga sentido a la rosca: diferenciamos entre roscas a derechas o a izquierdas dependiendo de la forma en que esté generada la hélice.

Elementos y dimensiones de las roscas

Los elementos que definen una rosca y sus dimensiones principales son:

1. Filete: porción de hélice que hay en una vuelta completa.
2. Vano: espacio vacío que se encuentra entre dos filetes consecutivos.
3. Flancos: caras laterales de los filetes.
4. Cresta: unión de los flancos por la parte exterior.
5. Fondo: unión de los flancos por la parte interior.
6. Ángulo de rosca: ángulo que generan los dos flancos de la rosca medidos en un plano axial.
7. Diámetro nominal (d): es el más importante para identificar las roscas.
8. Diámetro medio (d2): diámetro tomado a la altura media del triángulo generador.
9. Diámetro del núcleo del tornillo (d1): volumen ideal sobre el que se monta la rosca.
10. Diámetro del núcleo de la tuerca (D).
11. Paso: distancia existente entre dos puntos iguales de filetes consecutivos.
12. Avance: distancia que recorre en sentido del eje un punto del tornillo o de la tuerca al dar una vuelta completa.

Perfiles comunes

Rosca métrica ISO

Su forma es la del triángulo equilátero, por lo que tiene un ángulo de 60°. Para calcular sus medidas se deben tomar como base dos parámetros principales: el paso y el diámetro nominal.

Rosca Whitworth

Presenta un triángulo isósceles con un ángulo entre caras de 55°. Los vértices interiores y exteriores están redondeados. A diferencia de la métrica, no quedan huecos entre el ajuste del tornillo y la tuerca, lo que facilita la estanqueidad del conjunto.

Variantes:

• Rosca Whitworth gas: emplea el mismo perfil pero con una profundidad de filete menor que la Whitworth estándar. Se utiliza para roscado de tubos, ya que tiene una menor relación entre diámetro y profundidad de roscado, evitando el debilitamiento y ofreciendo gran estanqueidad.

Otras roscas

1. Rosca trapecial: muy empleada en husillos de maquinaria y siempre que sea necesario transmitir grandes esfuerzos en ambos sentidos; se usa también en movimientos lineales y en aplicaciones que requieren precisión en la transmisión.
2. Rosca en diente de sierra: se utiliza para transmitir o transformar movimientos principalmente cuando las presiones están aplicadas en un solo sentido.
3. Rosca redonda: este perfil ofrece muy buenas propiedades mecánicas, pero es poco utilizado por la complejidad de su fabricación y su coste elevado.
4. Rosca Edison: se usa para casquillos de bombillas y en portalámparas. Es un perfil redondo especialmente diseñado para ser fácilmente laminado en chapas que posteriormente conformarán la unión roscada.

Verificación de roscas

En la verificación de roscas se controlan el diámetro interior, el diámetro exterior, el diámetro medio, el ángulo de los filetes y el paso de la rosca; las tres últimas son las más importantes. Los procedimientos a emplear son:

1. Estudiar de forma individual cada elemento que define la rosca.
2. Emplear calibres y herramientas de tolerancias.

Medición del diámetro exterior

Poner los palpadores en contacto con el perímetro del tornillo con un instrumento convencional.

Medición del diámetro interior

Usar palpadores que, montados en el micrómetro, entren en contacto directo con el núcleo de la rosca.

Medición del diámetro medio

Es el más importante, ya que es donde entran en contacto los filetes del tornillo; se encuentra a mitad de altura del triángulo generador.

Métodos de verificación

1. Verificación con micrómetro de puntas: se usan micrómetros exteriores a los que se les acoplan palpadores de contacto en forma de V y de cono.
2. Verificación mediante rodillos calibrados: el método de los tres hilos es el más preciso y se utiliza para el control de roscas de precisión.

Medición de ángulos de rosca

Se usan conjuntos de varillas: dos juegos de distintos diámetros de forma que unos apoyen próximos a la base del filete y otros lo hagan cerca de la cresta, permitiendo así determinar el ángulo de los flancos.