1.1. Uniones roscadas

Procesos de fabricación: Fabricación por unión entre piezas

1. Uniones fácilmente desmontables

1.2. Uniones no roscadas

2. Uniones fijas

1.1. Uniones roscadas

Importante

Una unión roscada la constituye un tornillo o un tornillo-tuerca del mismo tipo de rosca.

Importante

Imagen 4. Wikipedia. Creative Commons.

Un tornillo es un elemento mecánico cilíndrico, generalmente metálico, dotado de una cabeza y una caña roscada, y que se emplea para fijar unas piezas con otras.

Aplicándole una fuerza de torsión en su cabeza con la herramienta apropiada se introduce en un orificio roscado o atraviesa piezas para acoplarse a una tuerca.

Para saber más

La forma de representar un tornillo es la que vemos a continuación. En los dibujos se representa un tornillo fijado en un agujero ciego y un tornillo fijado con tuerca.


Imagen 5. Wikipedia. Creative Commons	Imagen 6. Wikipedia. Creative Commons

Normas de dibujo:

El exterior de la rosca (crestas vistas) se representa con trazo continuo grueso y el interior con trazo fino.
El rayado se prolonga hasta la cresta.
Las líneas de la rosca macho (tornillo) prevalecen sobre las de la rosca hembra (tuerca).

Las roscas pueden ser de distintos tipos:

métrica
withworth
sellers
trapezoidal
ACME...

Imagen 7 . Wikipedia. Creative Commons.

La más común es la métrica que presenta un perfil como el de la figura:

En la figura localizamos los parámetros más importantes:

p es el paso entre dos filetes contiguos
H es la altura del triángulo generador
D₂es el diámetro medio
D es el diámetro exterior del tornillo

Todos estos parámetros se expresan en milímetros, y como todos los tornillos y tuercas están normalizados, se dispone de una tabla de diámetros, de manera que, una vez escogido éste, obliga a todos los demás parámetros.

Para saber más

Esta dirección te lleva a una página que te puede servir como resumen de lo que hemos visto o también puede aclararte las ideas, porque nos explica lo básico que debemos saber sobre los tornillos y las uniones roscadas (Busca Operadores >Tornillos en el menú).

http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material107/index.htm

Para identificar a un tornillo, basta con indicar el tipo de rosca, el diámetro exterior y su paso.

Del siguiente modo:

Además de estos valores, que están prefijados, se tiene que escoger el tipo de cabeza, que dependerá del lugar donde se vaya a fijar y del tipo de trabajo que vaya realizar el conjunto.

Imagen 8. Wikipedia. Creative Commons

En esta imagen vemos distintas formas de cabezas para los tornillos: hexagonal (a), redonda (b), cilíndrica (d, g), avellanada (c, e, f); combinadas con distintos sistemas de apriete: hexagonal (a) o cuadrada para llave inglesa, ranura o entalla (b, c, d) y Phillips (f) para destornillador, agujero hexagonal (e) para llave Allen, moleteado (g) para apriete manual, etc.

Los tornillos trabajan a cortadura y la ecuación que nos indica la tensión de cortadura que sufren al estar sometidos a esfuerzos de tracción, será:

donde:

F es la fuerza total que soporta la unión.
N es el número total de tornillos que realizan la unión.
S_o es la superficie circular del tornillo.

Y se deberá verificar que el esfuerzo de cortadura que soporta el tornillo deberá ser menor que el esfuerzo máximo que soporta el material del que está construido.

Importante

Imagen 9. Wikipedia. Creative Commons.

Una tuerca es la pieza, roscada interiormente, que se acopla al tornillo para formar una unión roscada.

Para que tornillo y tuerca encajen deben tener el mismo tipo de rosca y el mismo paso.

Pueden presentar formas diversas: hexagonal, ciega, mariposa, autoseguro, soldable, almenada..., aunque las más habituales son las hexagonales.

Imagen 10. Wikipedia. Creative Commons.

La manera de identificar las tuercas es similar a los tornillos indicando su tipo de rosca, su diámetro y su paso.

AV - Reflexión

La tuerca que acabamos de identificar con M20 x 2, ¿podría ser utilizada con el tornillo que identificábamos en la parte superior de esta página?

Curiosidad

Cientos de inventos humanos no son más que simples copias de la milenaria sabiduría acumulada por la naturaleza en sus procesos de selección natural. Una mirada atenta a las criaturas que habitan la Tierra permite descubrir decenas de técnicas ingeniosas.

Aquí tenemos un claro ejemplo de ello.


Imagen 11. Revista El Semanal. Copyright	Imagen 12. Revista El Semanal. Copyright

Barrenas especializadas

La imagen ampliada de la semilla de las plantas pertenecientes a la familia de las geraniáceas permite ver una superficie en hélice que es capaz de hundirse en terrenos húmedos, de la misma manera que un tornillo penetra sin dificultad en cualquier superficie.

Ahora vamos a comentar cada uno de los tipos de uniones desmontables y roscadas que enumeramos en el punto anterior.

De las primeras, tornillo-tuerca, ya hemos estado hablando hasta ahora.

TIRAFONDOS

Se utilizan para pared y madera.
Para instalarlos en pared se perfora ésta al diámetro adecuado, se inserta un taco de plástico y a continuación se introduce el tornillo que rosca a presión el taco, quedando así fuertemente sujeto al soporte.
También se utiliza para el atornillado de elementos de madera.


Imagen 13. deu ferretería. Copyright.	Imagen 14. deu ferretería. Copyright.

AUTORROSCANTES

Imagen 15. Wikipedia. Creative Commons.

Se les denominan autorroscantes porque abren su propio camino.

Se usan en láminas o perfiles metálicos, porque permiten unir metal con madera, metal con metal, metal con plástico o con otros materiales.

Tienen la mayor parte de su caña cilíndrica y el extremo en forma cónica. Pueden tener distintas formas de cabeza. La rosca es delgada, con su fondo plano, para facilitar el “agarre”.

Estos tornillos están completamente tratados (desde la punta hasta la cabeza) y sus bordes son más afilados que el de los tornillos para madera.

Tipos de cabeza de los tornillos autorroscantes

Imagen 16. Wikipedia. Creative Commons.

BULÓN

Imagen 17. Isftic. Creative Commons.

Es un tornillo de gran tamaño que se enrosca en una tuerca y que sólo está roscado en el extremo de su caña.

Las piezas que une un bulón no van roscadas y para que éste pueda ser introducido en ellas sin dificultad, tienen un diámetro ligeramente superior al del bulón.

Se manipulan mediante llaves especiales, y se usan con maquinaria pesada, vías férreas,...

Suelen ir provistos de arandelas, que son delgados discos perforados, de metal o de plástico, utilizados para soportar aprietes.

TORNILLO DE UNIÓN

El tornillo de unión es semejante a los bulones, pero no se rosca a una tuerca sino que la pieza más alejada de la cabeza del tornillo hace la función de tuerca, por lo que tiene que estar roscada.

Se emplea este tipo de unión cuando se tiene que unir piezas de poco espesor a otras de gran grosor.

Imagen 18. Importper. Copyright.

PRISIONERO

El prisionero es un tornillo que se rosca en una pieza y se alojan en el hueco practicado en la otra.

Se usan, sobre todo, cuando es necesario que una pieza permanezca fija sobre otra, sin desplazamientos ni giros.

ESPÁRRAGO

Es una varilla cilíndrica roscada en ambos extremos y con la parte central sin roscar.

Se emplean para unir piezas grandes y costosas con otras más sencillas que requieren ser desmontadas con regularidad. La utilización del espárrago nos permite desmontar sólo la pieza sencilla y así preservar la rosca de la pieza costosa.

Imagen 19. Isftic. Creative Commons.

PERNO

El perno es un elemento cilíndrico largo, con cabeza redondeada por un extremo, y que en el otro extremo se asegura por medio de un pasador, una chaveta o una tuerca.

Se emplean para unir varias piezas y pueden desarrollar funciones de apoyo, de articulación y de anclaje.


Imagen 20. Isftic. Creative Commons.	Imagen 21. Wikipedia. Creative Commons.

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