Uniones Atornilladas y Roscas: Componentes y Aplicaciones Mecánicas

1. Uniones Atornilladas

La unión atornillada es el método más utilizado en la unión de piezas y conjuntos mecánicos, ya que garantiza una unión resistente entre materiales de igual o distinta naturaleza y permite un fácil montaje y desmontaje sin destruir el sistema de unión. Se puede realizar de tres maneras diferentes:

• Unión con tornillo y tuerca
• Unión con tornillo y orificio roscado
• Unión con varilla roscada y tuerca

2. Tornillería: Clases de Tornillos, Tuercas y Arandelas

Es la unión desmontable más empleada que existe.

2.1. Tornillos

Los tornillos son las piezas clave de las uniones atornilladas. Se fabrican en distintos materiales y tamaños, dependiendo del tipo y de los materiales de la unión. El material más empleado en la fabricación de tornillos es el acero aleado, aunque existen de otros materiales como titanio, magnesio, etcétera. El tornillo está formado por tres partes: cabeza, cuello y rosca.

Identificación de Tornillos por su Resistencia a la Tracción

Los tornillos también se pueden identificar por su resistencia a la tracción. En función del material de fabricación de los tornillos, estos se someten a ensayos y, según las fuerzas de tracción que sean capaces de soportar, se marcarán con una numeración en el sistema métrico y con líneas en el Whitworth.

• Si el tornillo es métrico, la resistencia se marca en la cabeza del tornillo, con dos números separados por un punto, por ejemplo: 5.8, 8.8, 10.0, etc.
• Si el tornillo es del sistema Whitworth, se indica con líneas que se juntan en el centro del tornillo.

Tornillos con Rosca Chapa

Los tornillos rosca chapa tienen un paso grande para adaptarse con facilidad a chapas o plásticos. La forma de la rosca puede ser triangular o trapecial. Tienen la ventaja de que no necesitan tuerca, pero, en composición, no aguantan grandes esfuerzos. Se utiliza principalmente en el montaje de accesorios y piezas de carrocería.

2.2. Tuercas

La tuerca es la pieza que rosca en el tornillo. Pueden cumplir otras misiones añadidas a la de roscar el tornillo: servir de embellecedor, impedir que se afloje, etc.

2.3. Arandelas

Las arandelas son elementos metálicos que se interponen entre las tuercas y las piezas a unir para proteger las superficies de contacto e impedir que las tuercas se aflojen.

2.4. Par de Apriete de Tornillos y Tuercas

El par de apriete es la fuerza con que se aprieta un tornillo o tuerca en función de una distancia de palanca. La fuerza es medida en (daN) o (kgf) y la distancia en metros: Par = Fuerza X Distancia.

3. Roscas

Una rosca es una hélice construida de una manera continua y uniforme sobre un cilindro y con un determinado perfil.

Si la hélice va tallada por la parte exterior del cilindro, se denomina tornillo, y si, por el contrario, va tallada por la parte interior, se denomina tuerca.

3.2. Aplicación de las Roscas

Dependiendo de la forma del filete, las roscas se pueden emplear en distintas aplicaciones:

• Rosca triangular: el filete de la rosca tiene forma de triángulo, ya sea equilátero o isósceles. Este tipo de rosca es muy utilizado como método de unión entre tornillo y la tuerca.
• Rosca cuadrada y rosca trapecial: los filetes en forma de cuadrado o de trapecio permiten transformar y transmitir movimiento. Estos se utilizan para el movimiento de mecanismos como el tornillo sinfín.
• Rosca redonda: Se utiliza para realizar uniones sometidas a grandes esfuerzos. Es poco propensa a estropearse. También se utiliza en la fabricación de casquillos de lámparas.
• Roscas en dientes de sierra: Se emplean en mecanismos sometidos a grandes presiones unilaterales como en las prensas.

3.3. Características de las Roscas

• Diámetro nominal o exterior: es el mayor de la rosca. En un tornillo es el diámetro medido entre crestas de los filetes, mientras que en una tuerca es el diámetro entre los fondos de los valles.
• Diámetro del núcleo (d): es el diámetro menor de la rosca. En un tornillo corresponde al diámetro medido entre los fondos de los valles de la rosca, mientras que en una tuerca es el diámetro medido entre crestas.
• Paso (p): el paso de una rosca es la distancia en mm entre dos crestas consecutivas.
• Ángulo de rosca o de flancos (º): es el ángulo formado por los flancos de un filete.