ROSCADO.
El roscado consiste en la mecanización helicoidal interior (tuercas) y exterior (tornillos) sobre una superficie cilíndrica. Este tipo de sistemas de unión y sujeción (roscas) está presente en todos los sectores industriales en los que se trabaja con materia metálica.La superficie roscada es una superficie helicoidal, engendrada por un perfil determinado, cuyo plano contiene el eje y describe una trayectoria helicoidal cilíndrica alrededor de este eje.
El roscado se puede
efectuar con herramientas manuales o
se puede efectuar en máquinas tanto taladradoras y
fresadoras,
como en tornos.
Para el roscado manual se utilizan machos y terrajas.
Los machos y terrajas
son herramientas de corte usadas
para mecanizar las roscas de tornillos y tuercas en componentes sólidos tales
como, metales, madera,
y plástico.
Un macho se utiliza
para roscar la parte hembra del acoplamiento (por ejemplo una tuerca). Una
terraja se utiliza para roscar la porción macho del par de acoplamiento (por
ejemplo un perno).
En las industrias
y talleres de
mecanizado es más común roscar agujeros en
el cual se atornilla un perno que
crear el tornillo que se atornilla en un agujero, porque generalmente los
tornillos se adquieren en las ferreterías y
su producción industrial tiene otro proceso diferente. Por esta razón los
machos están más a menudo disponibles y se utilizan más.
Para las grandes
producciones de roscados tanto machos como hembras se utiliza el roscado
por laminación cuando el
material de la pieza lo permite.
PARTES
DE LA ROSCA
-
Paso de la Rosca (P): Número de hilos de
rosca por pulgada, significa el número de paso por pulgada y se halla
dividiendo 1 por el número de hilos por pulgada. Para roscas cuadradas o Acme
cada paso incluye un hilo de rosca y un espacio.
-
Hilos por pulgada: Es el recíproco del
paso y el valor especificado para regir el tamaño de la forma de la rosca.
-
Diámetro Mayor o Nominal (D): Es el
diámetro más grande de un tornillo.
-
Diámetro Menor o de la raíz (d): Es el
diámetro más pequeño de un tornillo.
-
Diámetro Primitivo o de paso (Dp): En
una rosca, el diámetro de un cilindro imaginario cuya superficie corta a las
formas o perfiles de los filetes de modo que sus anchos y los huecos entre
ellos sean iguales. El juego entre dos roscas que emparejan se regula
principalmente por estrechas tolerancias sobre los diámetros primitivos.
-
Profundidad de las Roscas (Pr): La
distancia entre la cresta y la raíz medida perpendicularmente al eje.
Tipos de roscas:
Rosca en V
Aguda: Se aplica en donde es importante la sujeción por fricción o el ajuste,
como en instrumentos de precisión, aunque su utilización actualmente es rara.
Rosca
Redondeada: Se utiliza en tapones para botellas y bombillos, donde no se
requiere mucha fuerza, es bastante adecuada cuando las roscas han de ser
moldeadas o laminadas en chapa metálica.
Rosca
Cuadrada: Esta rosca puede transmitir todas las fuerzas en dirección casi
paralela al eje, a veces se modifica la forma de filete cuadrado dándole una
conicidad o inclinación de 5° a los lados.
Rosca Acmé de
Filete Truncado: La rosca Acmé de filete truncado es resistente y adecuada para
las aplicaciones de transmisión de fuerza en que las limitaciones de espacio la
hacen conveniente.
Rosca
Whitworth: Utilizada en Gran Bretaña para uso general siendo su equivalente la
rosca Nacional Americana.
Rosca
Trapezoidal: Este tipo de rosca se utiliza para dirigir la fuerza en una
dirección. Se emplea en gatos y cerrojos de cañones.
VERIFICACIÓN
Y MEDICIÓN DE ROSCAS
Las roscas pueden
medirse o verificarse en forma directa o indirecta. Para la medición directa se
utilizan generalmente micrómetros
con puntas adaptadas que son introducidas en el flanco de las roscas.También puede introducirse un juego de varillas para medir los diámetros medios.Para la medición
indirecta de las roscas se utilizan varios métodos, como las galgas,
que están compuestas de dos partes que permite medir tanto las roscas macho
como hembras. Otro tipo de galgas es un juego de plantillas que presentan los
pasos de rosca de los diferentes sistemas. En laboratorios de metrología
también se usan los proyectores de perfiles,
que permiten verificar roscas de precisión.
¿POR QUÉ FUNCIONA UNA ROSCA?
La forma más sencilla de entender
y explicar el funcionamiento de una rosca es la siguiente: Imagine que
enrolla en un perno cilíndrico recto un triángulo rectángulo de papel. La
trayectoria que sigue la hipotenusa del triángulo es una hélice que se
desarrolla sobre la superficie del cilindro, esa es la rosca que nos sirve para
fijar o transportar objetos.
El mismo papel que se enrolló
sobre el cilindro del tornillo nos indica que las roscas actúan como un plano
inclinado, pues al deslizarse la tuerca por las orillas de la rosca se está
siguiendo la trayectoria de un plano inclinado, del cual su fórmula elemental
es:
P x L
= W x h
P =
fuerza aplicada
L =
longitud del plano inclinado
W =
fuerza generada
h =
altura del plano inclinado
Las orillas de la rosca en el
tornillo actúan como el plano inclinado. Por cada vuelta que se da a la
manivela se logra un avance de "h", generando una fuerza de
"W", todo esto producto de la fuerza aplicada en la manivela "P"
en una trayectoria igual al perímetro "2Pi x r". Con lo
anterior se puede construir la siguiente expresión.
P x 2Pi x
r = W x h
Por ejemplo: si se aplica en una
prensa como la mostrada, con avance "h" en cada vuelta de 2 mm, brazo
de palanca "r" de 200 mm y si se aplica una fuerza "P" de
15 kg, se tendrá.
Sustituyendo
en la ecuación de la prensa
(15)
(2)(3.14)(200) = W (2)
Despejando "W"
W = 9,420
kg
Como la fricción en la rosca
genera una pérdida de la fuerza de un 40% se tendrá:
W = 9,420
x 0.6 = 5,652 kg
Lo anterior implica que con
nuestra pequeña prensa y 15 kg, se obtengan más de 5.5 toneladas de fuerza.
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