SUJETADORES ROSCADOS

OBJETIVOS:

1. Conocer las principales aplicaciones de las roscas de tornillo

2. Identificar las partes más importantes de una rosca de tornillo

3. Nombrar correctamente y con todas sus especificaciones una rosca

métrica o inglesa

4. Aprender a dibujar correctamente representaciones simplificadas,

esquemáticas y detalladas de roscas métricas y nacional unificada.

5. Manejar tablas de sujetadores roscados para dibujarlos o especificarlos

correctamente.

6. Dibujar y especificar diferentes tipos de sujetadores roscados.

DEFINICIÓN: Los sujetadores son dispositivos para unir o conectar dos o más

piezas entre si.

METODOS DE SUJECIÓN DE PIEZAS.

Sujeción mecánica: Se utiliza un dispositivo para unir las piezas, pueden ser

con o sin rosca, entre ellos están:

Pasadores, remaches, abrazaderas, pernos, tornillos etc.

Encolado: Método de sujeción permanente que utiliza un material para unir las

piezas de un montaje (Soldadura, pegado).

Moldeado: Puede ser permanente o no, este proceso descansa sobre la forma

de los componentes para mantenerlos unidos entre si.

La hélice es la forma característica de un elemento roscado y esta se puede

definir como la curva formada por un punto que se mueve con velocidad

angular y lineal constante en la dirección de un eje. La distancia que el punto

recorre en una vuelta se conoce como avance.

APLICACIÓN DE LAS ROSCAS:

UNION: los sujetadores roscados como los tornillos y las tuercas son

dispositivos que se utilizan para unir dos o mas piezas.

AJUSTE: Proceso de colocar o modificar la posición de una pieza. Entre los

dispositivos que se utilizan una rosca para lograr un ajuste se encuentran el

compás, los calibradores y los micrómetros.

TRANSMISION DE POTENCIA: Los gatos de tornillo y otros dispositivos de

engranes emplean roscas para transmitir potencia.

TERMINOLOGÍA:

EJE

CHAFLAN

ANGULO DE ROSCA

1 "Hilos por pulgada

PROFUNDIDADRAIZ

CRESTA

LADO

PASO

CUERPO

menor mayorpaso

FIGURA 1

ROSCA EXTERNA

Paso: Distancia entre puntos correspondientes de 2 roscas adyacentes

EJE

RAIZ

CRESTA

LADO

menor mayorpaso

FIGURA2

ROSCA INTERNA

ESPECIFICACION DE ROSCAS EN EL SISTEMA INGLES

Elementos necesarios:

1. Forma de la rosca

2. serie de la rosca

3. Hilos por pulgada

4. Diámetro mayor

5. Clase de ajuste.

El texto de la nota se elabora en letra de 1/8” 0 3mm, la forma de la rosca es la

forma o perfil que recorre la hélice y forma la rosca

FORMA DE LA ROSCA:

La forma de la rosca es el perfil que se maquina sobre el cilindro interno o

externo y que recorre la hélice a lo largo del eje.

Existen muchas formas de perfiles de rosca pero solo mencionaremos las mas

conocidas:

NUDILLOS

P

P/2

60°

H

P

P/2

P/8

P/8REDONDEADA NACIONAL UNIFICADA

UNR

0.61P

PP/8

P/8 NACIONAL UNIFICADA

REDONDEADA O PLANA60°

UN

0.65P

P

NACIONAL AMERICANA

P/8

P/8

60°

60°P

H

EN V

P P/2

P/2

CUADRADA

29°

ACME

P0.37P

0.37P

P/2

60°P P/8

P/4

0.54P

45°

7°R0.071P

0.66P

P 0.16P

TRAPEZOIDAL

SERIES DE LA ROSCAS:

La serie se refiere al número de hilos por pulgada estándar y en el sistema

Ingles existen cuatro clases:

Serie gruesa: con la forma nacional americana se nombra como NC y con la

nacional unificada UNC se utiliza esencialmente cuando se requiere el montaje

y desmontaje rápido en un ensamble.

Serie fina: con la forma americana se nombra NF y con la forma nacional

unificada se nombra UNF esta serie se emplea cuando se necesita fuerza en el

montaje se usa principalmente en la industria automotriz y aeronautica.

Serie extrafina: con la forma nacional unificada se nombra UNEF su aplicación

es en montajes donde se tienen longitudes de engrane pequeñas y donde se

requiere un alto grado de esfuerzo.

Serie de paso constante: para esta serie se utilizan los números 4, 6, 8, 12, 16,

20, 28 y 32. y se combinan con la forma nacional unificada se nombran

escribiendo primero el número de la serie seguido de las siglas de la forma por

ejemplo: 4UN, 6UN, etc. Esta serie se utiliza para diámetros grandes y cuando

el montaje va ha estar sometido a grandes presiones.

CLASES DE AJUSTES

Loa ajustes determinan el grado de holgura entre una rosca externa e interna

que se acoplan en el sistema ingles hay tres clases de ajustes que son los

siguientes:

Clase1: Ajuste flojo para montaje rápido.

Clase2: es un ajuste de alta calidad que se utiliza para propósitos generales y

para la producción en masa.

Clase3: es un ajuste apretado de muy alta calidad que se utiliza principalmente

en las herramientas de precisión y donde los montajes están expuestos a un

alto esfuerzo y vibración.

Junto con la clase de ajuste se utilizan las letras A y B que indican si se trata de

una rosca externa o interna, por ejemplo 2A significa un ajuste de clase 2 para

una rosca externa.

ROSCAS SIMPLES Y MULTIPLES

Las roscas múltiples se utilizan donde es más importante el montaje y

desmontaje rápido que la potencia.

Las roscas múltiples tienen varias entradas las más comunes son la rosca

doble y la rosca triple. En las roscas múltiples se cumple la siguiente regla:

Rosca simple L=P

Rosca doble L=2P

Rosca triple L=3P

Donde L es el avance y P es el paso. Esto quiere decir que en una rosca triple

cuando se da una vuelta respecto a una pieza fija se avanza una distancia igual

a tres veces el paso en dirección paralela al eje de la rosca.

ROSCA DERECHA Y ROSCA IZQUIERDA

Todas las roscas son derechas a menos que se especifique lo contrario. Un

tornillo es de rosca derecha si necesita hacerse girar en el sentido de las

manecillas del reloj para ser apretado y es de rosca izquierda si aprieta cuando

gira en dirección contraria a las manecillas del reloj. La rosca izquierda se

utiliza cuando el movimiento que se genera en el montaje aflojaría una rosca

derecha, como ocurre en el pedal izquierdo de una bicicleta.

Una rosca izquierda se especifica con las letras LH después de la clase de

ajuste en la nota.

NOTAS DE ROSCA

Las notas siempre son necesarias ya que en los dibujos las roscas se

representan de forma simbólica en la mayoría de las ocasiones.

Las notas deben tener la siguiente información:

1. diámetro mayor con tres cifras decimales después del punto seguido por

un guión. Si se utiliza un número de designación estándar, el equivalente

decimal va entre paréntesis ej. Nº 10(.190)-32UNF-2A

2. Nº de Hilos por pulgada

3. designación de la forma de la rosca.

4. designación de la serie de la rosca (ordinaria fina, extrafina) seguida por

un guión.

5. clase de ajuste (1, 2 o 3)

6. letra de característica externa o interna (A, B).

7. otras características

a) LH rosca izquierda.

b) Roscas múltiples (doble, triple).

c) Longitud de la rosca

d) Material.

Las notas también pueden ofrecer información sobre el diámetro y profundidad

del taladrado, avellanado y numero de agujeros a ser roscados.

Nota: para rosca externa la nota se coloca en la vista longitudinal y para rosca

interna la nota se coloca en donde se ve la rosca como un círculo apuntando al

círculo sólido.v

GRADOS DE LA ROSCA

Para sujetadores fabricados de acero y según la SAE (Society of Automotive

Enginners). Los sujetadores se gradúan de 1 a 8 a mayor numero mayor es la

resistencia del sujetador, el grado se identifica según las siguientes marcas:

Sin marcas de grado 1 a 4

GRAD0 5 GRADO 5.2 GRADO 8.2

GRADO 8 GRADO 7

ESPECIFICACIÓN DE ROSCA

SISTEMA METRICO

En el sistema métrico el grado de la rosca se representa de la forma siguiente:

GRADO SIMBOLO

4.6,4.8 Y 5.8 ─

ס 8.8

9.8 +

10.9 □

12.9 ∆

Para dar las notas de rosca en el sistema métrico se sigue el siguiente orden:

1. Símbolo de la forma de rosca: M o MJ

2. Tamaño nominal (Ømayor Básico): en milímetros seguido por una X

3. Paso en milímetros seguido por un guión. Para roscas gruesas el paso

puede eliminarse, aunque se prefiere su uso en el sistema americano.

4. Tolerancia de propósito general: roscas externas con las letras

minúsculas e, g y h precedidas por el numero de tolerancia que para

roscas por lo general es 4, 5, 6 o 7 . para roscas internas se utilizan las

letras mayúsculas G y H y los mismos números de tolerancia.

La designación de clase de tolerancia incluye:

� Tolerancia de Øpaso, grado, posición.

� Tolerancia de Øcresta, grado, posición.

Se agrega un guión después de la última tolerancia de posición y a

continuación LH si se requiere.

La tolerancia de grado 6 es la más aplicada en roscas y es una tolerancia de

agarre de calidad mediana.

Tolerancias < alta calidad, longitudes de agarre cortas

Tolerancia > calidad burda, longitudes de agarre grandes.

Posiciones de tolerancia:

Roscas externas:

e→ permisividad grande

g→ permisividad pequeña

h→ sin permisividad

Roscas internas:

G→ permisividad pequeña

H→ sin permisividad.

REPRESENTACIÓN DE AGUJEROS CIEGOS Y MACHOS

AGUJERO CIEGOSIMPLIFICADO

3 a 6mm 3 mm si el paso es muy pequeño

AGUJERO MACHO

En las vistas de sección en montajes los sujetadores roscados no se seccionan.

ROSCAS DE TUBERÍA

En la industria se utilizan dos tipos de roscas estandar:

� Cónicas

� Estándar

La cuerda conica tiene una pendiente de 1/16” por 1” o de 3.6º, las roscas de

tubería se pueden mostrar de forma esquemática o simplificada.

Notas de Rosca de Tubería:

1. Diámetro mayor con tres cifras decimales seguido por un guión.

2. Número de hilos por pulgada.

3. letra N que indica el estándar americano.

4. Letra P que indica tubería en ingles (Pipe).

5. Letra que indica si la tubería es recta (S) o cónica (T).

Ejemplo: 1/2-14NPT→describe una tubería estándar Americana cónica de

diámetro mayor básico de 0.5 pulgadas y 14 hilos por pulgada.

DESIGNACIONES COMUNES DE TUBERÍA AMERICANA ESTANDAR.

NPT → Rosca cónica americana estándar de tubería

NPTR → Rosca cónica americana Estándar de tubería para uniones de rieles

NPTF → Rosca cónica americana Estándar de tubería de sello seco

NPSF → Rosca americana Estándar recta interna de tubería de combustible de

sello seco

NPSI → Rosca americana Estándar recta interna intermedia de tubería de

combustible de sello seco

SELECCIÓN DE SUJETADORES ROSCADOS

Para seleccionar un sujetador roscado para una aplicación dada el diseñador

debe conocer:

� Fuerza que soporta el tornillo (Tensión o cortante).

� Si el ensamble esta sujeto a impactos o vibraciones.

Con esto seleccionamos:

� Tamaño

� Resistencia

� Forma de la cabeza.

� Tipo de rosca del tornillo.

DEFINICIONES

Tornillos de Máquina: Hay de cuerda gruesa y de cuerda fina. Son

dispositivos mecánicos con cabeza en un extremo y roscas en el otro, vienen

con una gran variedad de cabezas y se pueden utilizar con orificios ciegos o

con tuerca. El tornillo de máquina es similar al prisionero excepto que por lo

general es más pequeño.

Prisionero (Tornillo de sombrero): Dispositivo mecánico con cabeza en un

extremo y roscas en el otro sus extremos son planos con chaflanes a 45º, unen

dos piezas que se acoplan y tienen roscas más largas que los tornillos. Este

tornillo atraviesa un orificio practicado en una de las partes y se atornilla en un

orificio ciego perforado en la otra pieza. Se aprieta o se afloja girando su

cabeza. Comienzan con un diámetro ¼ “ (6mm). Y vienen con cinco tipos

básicos de cabezas.

Tornillos cautivos: Permanecen unidos al material padre aun si su elemento

acompañante se retira.

Perno: Dispositivo mecánico con cabeza en un extremo y roscas en el otro.

Atraviesan orificios practicados en las partes a ensamblar y se aprietan con una

tuerca al otro lado. Los pernos hacen juego con tuercas. Los diseños más

populares son los de cabeza cuadrada y hexagonal.

Tornillos autoperforantes: Cortan o forman su rosca acompañante cuando se

introducen en orificios preformados.

Perno Prisionero(Estoperol): Ejes roscados en ambos extremos para unir dos

piezas que se acolan puede utilizarse con tuerca en uno de sus extremos.

Tornillo prisionero: Dispositivo Mecánico roscado con cabeza o sin ella que

se utiliza para impedir el giro o movimiento entre piezas que se acoplan, como

un eje o un collar. Vienen con diferentes tipos de puntos y en una gran variedad

de cabezas para diversas aplicaciones.

ESTILOS DE CABEZA DE SUJETADORES ROSCADOS

Las especificaciones para el tipo de cabeza dependen del tipo de equipo

utilizado para apretar el sujetador (destornillador,llave, etc), del tipo de carga

que va ha soportar el ensamble y de la apariencia externa que se desea. A

continuación se nombran los diferentes tipos de cabezas:

� Hexagonal y cuadrada: El estilo de cabeza más común es la hexagonal

debido a que tiene mayor resistencia, se le puede aplicar un torque mayor

durante el ensamble y tiene un área mayor que la cabeza cuadrada. Los

pernos de cabeza cuadrada no esta disponibles en formato métrico.

Cabeza Hexagonal

Cabeza Cuadrada

� Cacerola (Cuenca): Combina la calidad de la cabeza segmentada, de

sujeción y redonda.

Cacerola

� De cubierta (Sujeción): Es de uso común en conexiones eléctricas, ya que

el corte sesgado impide el desgaste del alambre torcido.

De Sujeción

� Rondana (De aletas o de Arandela): Elimina el paso de montaje donde se

requiere una arandela. Incrementa el area de contacto de la cabeza y

protege el acabado del material durante el ensamble.

De Arandela

� Ovalada: Tiene características similares a la plana pero se prefiere a veces

por su mejor apariencia.

Ovalada

� Plana: Existen en varios ángulos de cabeza, este tipo de cabeza entra bien

y brinda una buena superficie de descarga.

Plana

� Filete (Cilindrica Ranurada): La ranura profunda y la cabeza pequeña

permiten que durante el ensamble se pueda aplicar un torque elevado.

Cilíndrica Ranurada

� Racimo (Segmentada): Cubre una superficie grande. Se usa cuando los

agujeros están sobredimensionados, se requiere una fuerza adicional de

sujeción o el material es suave.

Segmentada

� 12 Puntos: Se usa principalmente en sujetadores aeronáuticos. La cantidad

de lados que posee este tipo de cabeza permite un agarre seguro y un

torque muy elevado durante el ensamble.

12 Puntos

ESTILOS DE PUNTO

El punto es la configuración del extremo del mango de un sujetador con cabeza

o sin ella y existen los siguientes tipos:

TAZA PLANO CONO MEDIO PERRO OVALO

Taza: Se utiliza cuando la acción de corte del punto no tiene ninguna objeción.

Plano: Se utiliza cuando se requiere utilizar con frecuencia una parte. Es

adecuado para utilizarse contra ejes de acero endurecido. Este punto se

prefiere en paredes delgadas o cuando el miembro roscado es de material

suave.

Cono: Se utiliza para la sujeción permanente de elementos. Generalmente se

utiliza en un orificio de la mitad de su longitud.

Ovalo: Se utiliza para ensambles en los cuales se requiere el ajuste de una de

las partes o para asentarse sobre superficies angulares.

Medio perro: Se utiliza si se desea la sujeción permanente de una parte en

relación a la otra.