PARTES ESTRUCTURALES DE LAS MAQUINAS Y SOLDADURAS

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLOINGENIERIA AGROINDUSTRIAL

INDICE:1. INDICE.12. INTRODUCCION.......2

3. PERFILES ....34. ELEMENTOS DE UNIONES MECANICAS......44.1. ELEMENTOS DE UNION FIJOS....53.1.1. TIPOS DE UNIONES FIJAS..64.2. UNIONES DESMONTABLES (SOLDADURA).75. HISTORIA DEL PERNO...8 6. TORNILLOS95.1. PARTES...95.2. FUNCIONES..105.3. TIPOS..11 5.4 CALIDAD.147. ROSCAS........147.1. CLASIFICACION..157.2. PERFIL.......177.3. IDENTIFICACION..208. TUERCAS...228.1. CARACTERISTICAS....238.2. CLASIFICACION...248.3. TIPOS...269. ARANDELAS.319.1. TIPOS...3210. PERNOS..3510.1. TIPOS...3511. PASADORES.......................3710.1 TIPOS..3712. CHAVETA...3911.1 TIPOS..3913. EJES NERVADOS.....4014. GUIAS...4015. NORMALIZACION.....4115.1. NORMA ASA......4115.2. ISO....4115.3. ISA....4215.4. DIN........4316. BIBLIOGRAFIA...44

INTRODUCCIONEn el siguiente informe se estudiara la historia, tipos y construccin de un elemento bsico en la unin de elementos mecnicos de forma rpida con un alto nivel de sujecin como son los pernos. Estos elementos permiten unir de forma confiable y muy bien, elementos sin dejar espacios y sin apretar como eran los antiguos sistemas de remache y clavos. Procesos de Fabricacin. Tambin se adjuntaran tablas mtricas e inglesas con las respectivas equivalenciascomo tambin las especificaciones tcnicas del paso del hilo de cada valor en su respectiva unidad.

PERFILES

Los productos laminados, extrudidos, forjados u obtenidos por conformado o plegado, enrollados o sin enrollar, de seccin transversal constante en toda su longitud, que no cumplan las definiciones de barras, alambre, chapas, hojas, tiras o tubos.

Dependiendo del material del que est construida la barra, la obtencin de un determinado perfil se realizar por un procedimiento u otro. En las barras metlicas los procesos ms usados para la obtencin de perfiles son:

Mediante un moldeLaminacinExtrusin

Perfil normal en T : Es muy usual en la construccin, se coloca con las alas hacia abajo, de manera que puedan apoyarse sobre l ladrillos, rasillones, y otros elementos constructivos. Perfil en lo angular: Es un perfil de forma que la seccin es un ngulo recto. Se utiliza mucho en la construccin de estructuras metlicas, en la parte de cubiertas. Perfiles a la ancha: Es una viga en doble T, en la que la altura total es igual a la anchura de las alas. Redondo: Emplea materiales como hierro, acero, cobre, de unas determinadas propiedades. Se utiliza en mltiples reas de la construccin. En estructuras, ejes, etc.

ELEMENTOS DE UNIONES DE MECNICAS

Por definicin todas las mquinas constan de un cierto nmero de elementos que cumplen con una funcin determinada. Estos elementos, como en el caso de las articulaciones, deben estar sujetos entre ellos para poder realizar su funcin de forma efectiva, para ello se utilizan las uniones.Como todo en la vida, las uniones se pueden clasificar segn diferentes criterios: estticas, articuladas, fijas, desmontables, grandes, pequeas, bonitas o feas. Aun as, la clasificacin ms comn para las uniones es entre uniones fijas y uniones desmontables; existiendo para cada tipo otros muchos tipos y clasificaciones. A continuacin explico un poco por encima, procurando un enfoque prctico y sencillo para un buen entendimiento y una posible aplicacin en diseos electrnicos y su posterior mecanizado.Empezara a ser hora de acabar con el miedo o el exceso de respeto que los ingenieros de diseo electrnico le tienen al mecanizado, traducindose nicamente en retrasos en el desarrollo de los dispositivos y sistemas electrnicos, el Time to Market. Empecemos!Existen algunas estructuras o piezas de determinadas mquinas que estn compuestas de partes que hay que unir de forma adecuada para que cumplan la funcin para la que han sido diseadas.Si se trata de materiales metlicos, los medios de unin comnmente empleados son tornillos y soldadura.

Las uniones con bulones tienen poca aplicacin, y las uniones por medios adhesivos se encuentran an en fase experimental.El clculo de uniones atornilladas que hemos seleccionado para su estudio, se basa en la teora elemental de la cortadura expuesta, cuyos resultados estn avalados por la experiencia.

UNIONES FIJASFigura 1Figura 2

Las uniones fijas son aquellas uniones cuyos elementos de unin son imposibles de separar sin producir algn desperfecto o rotura en alguno de ellos. Las ms comunes hoy en da son las uniones fijas soldadas, las remachadas y por roblones, por ajuste a presin y mediante adhesivos.Las uniones fijas se utilizan cuando estamos seguros que no se va a realizar un desmontaje posterior. Normalmente se utilizan cuando la unin entre los dos elementos debe aguantar esfuerzos mecnicos importantes.Tipos de uniones fijos1. Uniones fijas por remacheEl remache, como elemento de fijacin, consiste en un tubo cilndrico (el vstago) con una cabeza en un extremo y que al deformar el extremo opuesto, mediante presin o un golpe, se obtiene otra cabeza que ejerce presin sobre la cara opuesta de la fijacin, en consecuencia los elementos implicados en esta unin quedan unidos con una presin que depender de la presin aplicada por el propio remache y las propiedades del material.A este proceso se le conoce como remachado o roblonado. Los remaches acostumbran a ser de metal, acero de bajo contenido en carbono, o de aluminio por ser ms dctiles. Un ejemplo de uso es la fijacin de la matrcula en los automviles. Otro ejemplo de su uso es la fijacin de chapas en estructuras en la industria aeronutica.

2. Uniones fijas por soldaduraLa soldadura es un proceso de unin entre metales por accin del calor existiendo el material de las piezas y el material que por dicha calor se funde y une las piezas. Al material que se funde para unir la pieza se le conoce como material de aportacin.Esta es una de esas uniones que los electrnicos tienen muy por la mano, pues es como fijamos los componentes a las PCBs (tarjeta de circuito impreso), aprovechando que el mismo material con el que soldamos estos componentes es un buen conductor, el estao.

3. Uniones fijas por adhesivoAn y siendo un tipo de unin fija sin mucha resistencia, el uso de adhesivos es una prctica muy comn en la mecanizacin de dispositivos electrnicos. De hecho un elemento muy utilizado en este tipo de sistemas combina una unin fija por adhesivo y una unin desmontable por pasador y que se ver ms adelante, igualmente al lado del texto podis ver una imagen de la pieza a la que hago referencia.Este tipo de unin fija de clasifica segn el origen del adhesivo que puede ser de origen natural o animal. Actualmente la gran mayora de pegamentos utilizados en la industria, por no decir todos, son de origen sinttico ya que estn hechos especialmente para ser ms fuertes.

4. Uniones fijas por presinLa unin fija por presin consta de dos elementos, el primero corresponde a la pieza interior que corresponde al eje; el segundo es la pieza exterior (el agujero).

UNIONES DESMONTABLESLas uniones desmontables se utilizan en caso que se pretenda separar los elementos conectados de forma manual o con cierta facilidad una vez montada la estructura. Las uniones desmontables ms tpicas en el mecanizado de sistemas electrnicos son las uniones mediante elementos roscados, el uso de pasadores y las guas. Forman parte de este grupo los ejes estriados, los botones, los corchetes, los muelles y el velcro.Tipos de uniones desmontables1. Uniones desmontables con elementos roscados

Todos los elementos roscados tienen lo que se denomina rosca, que se caracteriza por el canal o filete que describe una trayectoria helicoidal cilndrica alrededor del eje del elemento. La rosca se caracteriza por varios aspectos: el paso que se define como la distancia entre dos filetes consecutivos; la distancia recorrida lineal equivalente para dar una vuelta entera a la rosca por el filete; la inclinacin de la rosca con el sentido de giro; y la geometra del propio filete que puede ser cuadrada, diente de sierra, trapezoidal, triangular o redonda.Dado el nmero de parmetros que condicionan un elemento roscado existen diferentes sistemas de normalizacin que fijan el paso de la rosca. En Europa estamos acostumbrados a trabajar con la rosca mtrica o tornillos tipo M1, M2, M3, etc..- pero existen otros sistemas que conviene conocer dado que muchas veces debemos incorporar o acoplar mdulos embebidos de fuera del continente. Alguna de estas normas: Whitworth, Sellers, Gas, SAE o UNF.

2. PasadoresComo en el caso del tornillo, el pasador es un elemento de fijacin que se sirve de un agujero comn en las piezas a unir.Este tipo de uniones se utilizan para soportar esfuerzos paralelos al plano de la unin y se caracterizan por su facilidad de desmontaje. En los dispositivos electrnicos se utilizan normalmente para la fijacin no presin- de elementos independientes. Un ejemplo claro que he visto en diferentes montajes es el de la sujecin de los mdulos GSM y GPRS de Cinterion. Como en el caso de los tornillos los ms utilizados en sistemas embebidos son de metal o bien de nylon.

3. GuasLas guas son un ejemplo clarsimo de unin desmontable que se emplea para el montaje de dispositivos electrnicos, pues slo hace falta echar un ojo al catlogo de cajas para electrnica de Farnell y muchas llevan guas incorporadas para poder colocar la PCB de forma sencilla y cmoda. De cara a la produccin de gran nmero de unidades, la gua quizs no es la mejor opcin pues el hecho que el casing tenga una ranura para la inclusin de la PCB complica su conformado y en consecuencia su precio. Las cajas con gua se utilizan para la produccin de series pequeas, producciones de electrnica a medida o en las cuales no hay un diseo especfico del casing para el producto.

ELEMENTOS DE UNIONES DE MECNICAS DESMONTABLES

HISTORIA DE LOS PERNOS Y TONILLOS

El inventor del tornillo fue el griego Arquitas de Tarento (430-360 a.C.), a l se debe tambin el invento de la polea.

Fue Arqumedes quien invento el torno en el siglo 3 a.C. el tornillo sin fin que se utilizaban para sacar agua de un lugar a otro.

Uno de los aparatos ms antiguos que utilizaron tornillos para hacer presin fue una prensa para ropa hecha por los romanos. Tambin se utilizaron las prensas para hacer aceite de oliva y vino.

El tornillo va unido por lo general con una rosca, en pocas antiguas era complicadsimo el tema ya que haba que buscar la rosca que coincidiera con el tornillo, debido a que no todas eran iguales, es ms eran muy diferentes. Fue Leonardo da Vinci (1452-1519) que vino con el primer mandril flotante para el corte de tornillo. Este fue un hito importante hacia la mecanizacin de la produccin de la rosca del tornillo.

La Edad Media se aplic el mismo principio de Arqumedes a la imprenta y a ese aparato de tortura llamado empulguera. No obstante se desconoca el tornillo comn como pequeo instrumento de fijacin.Los tornillos de madera se originaron en algn momento del siglo XVI. A los primeros destornilladores se los llam giratornillos, No se sabe quin invent el destornillador manual, pero la conocida herramienta no aparece hasta despus del ao 1800. No hubo una gran demanda de destornilladores, pues eran bastante caros, tenan que hacerse cuidadosamente a mano y se utilizaban para hacer artculos de lujo, como los relojes. Hubo que esperar hasta 1850 para que se hicieran tornillos de madera en grandes cantidades.

Los tornillos baratos son algo esencialmente moderno. Su produccin masiva exige un alto grado de precisin y de estandarizacin. El tornillo de madera tambin representa un mtodo de unin completamente nuevo, ms duradero que los clavos, que pueden salirse de la madera si sta se seca o se expande (esto hace que los tornillos sean especialmente tiles en la construccin de barcos). El tornillo de madera afilado con punta de barrena - al igual que su primo el perno -, junta perfectamente las dos piezas que han de unirse. Los tornillos de madera son ms fuertes y duraderos que los clavos, las clavijas o las grapas. El tornillo mecnico representaba un progreso tecnolgico de proporciones picas. Los tornillos permitan el ajuste preciso de una serie de instrumentos de precisin, como los relojes, los microscopios, los telescopios, los sextantes, los teodolitos y los cronmetros marinos.

No es exagerado decir que los tornillos roscados transformaron el mundo. Sin los tornillos, campos enteros de la ciencia habran languidecido, la navegacin habra seguido siendo primitiva y no habran sido posibles ni los buques de guerra ni el desarrollo del comercio martimo de los siglos XVIII y XIX. Sin los tornillos no habra herramientas y, por consiguiente, tampoco productos industriales ni revolucin industrial.

Durante el Renacimiento las roscas comienzan a emplearse como elementos de fijacin en relojes, mquinas de guerra y en otras construcciones mecnicas. Leonardo da Vinci desarrolla por entonces mtodos para el tallado de roscas; sin embargo, stas seguirn fabricndose a mano y sin ninguna clase de normalizacin hasta bien entrada la Revolucin industrial.En 1841 el ingeniero ingls Joseph Whitworth defini la rosca que lleva su nombre, haciendo William Sellers otro tanto en los Estados Unidos el ao 1864. Esta situacin se prolong hasta 1946, cuando la organizacin ISO define el sistema de rosca mtrica, adoptado actualmente en prcticamente todos los pases. En los EE.UU. se sigue empleando la norma de la Sociedad de Ingenieros de Automocin (Society of Automotive Engineers, SAE).

TORNILLOS

Los tornillos, cuentan bsicamente con un plano inclinado enrollado sobre un cilindro, pues estn dotados de una caa roscada en forma triangular, que mediante una fuerza de torsin ejercida en su cabeza puede ser introducido en un agujero roscado a su medida o atravesar piezas para acoplarse a una tuerca.Eltornilloes un operador que deriva directamente delplano inclinadoy siempre trabaja asociado a un orificio roscado.

Partes de un tornilloEn l se distinguen tres partes bsicas: cabeza, cuello y rosca:

Lacabezapermite sujetar el tornillo o imprimirle un movimiento giratorio con la ayuda de tiles adecuados.

Elcuelloes la parte del cilindro que ha quedado sin roscar (en algunos tornillos la parte delcuelloque est ms cercana a la cabeza puede tomar otras formas, siendo las ms comunes la cuadrada y la nervada).

Laroscaes la parte que tiene tallado el surco.Adems cada elemento de la rosca tiene su propio nombre; se denominafileteohiloa la parte saliente del surco,fondooraza la parte baja ycrestaa la ms saliente. Empalme son los puntos de unin entre la cabeza y el cuerpo del tornillo.

Radio de empalmes el radio que origina la curvatura de unin entre el cuerpo y la cabeza del tornillo

Funciones: Los tornillos se utilizan para sujetar varias piezas por medio de la rosca, que presiona a las piezas unas sobre otras. Puede desempear varias funciones:

Tornillo de fijacinTornillo de gua Tornillo de montaje Tornillo de presin

UNE-EN 20225:1991 Elementos de fijacin. Pernos, tornillos, bulones y tuercas. Smbolos y designaciones de las dimensiones (ISO 225:1983).

TIPOS DE TORNILLOS

Tornillo Hexagonal:Este tornillo es el ms utilizado. Se caracteriza por tener una cabeza en forma de hexgono y generalmente se los utiliza para unir piezas metlicas. Segn la forma que posea el extremo de la espiga se pueden utilizar para fijacin, montaje o presin.

Tornillo Allen:

Estos tornillos se utilizan cuando se precisan superficies lisas. Sus fuerzas de apriete son bajas y tienen una cabeza cnica o cilndrica, son tornillos avellanados y para colocarlos se recurre a una llave Allen. Esta se encaja en el orificio de forma hexagonal que contiene la cabeza.

Tornillo de cabeza ranurada:

Estos presentan en la superficie de su cabeza una ranura recta que permite el uso de destornilladores de cabeza plana para su manipulacin.

Varillas roscadas:Estos, tambin conocidos como prisioneros, se enroscan por uno o ambos extremos en el orificio, quedando ocultos y siempre van acompaados por rosca.

Tornillo de mariposa:La cabeza de estos es similar a las alas de una mariposa, que permite apretar al tornillo de forma manual, sin recurrir a destornilladores.

Tornillos con ojal:La cabeza de este tornillo tiene forma circular y en su centro un orificio, de all su nombre. Estos permiten la construccin de articulaciones entre los materiales unidos.

Cncamos:Por medio de estos se logran sujetar argollas en carcasas para luego poder ser desplazadas con puentes gras o aparatos de elevacin.

Tornillos de bloqueo:Estos actan como elementos de presin y se caracterizan por tener forma de T. A estos se les coloca un patn en su extremo que es deslizable.

Tornillos tirafondos para madera Tornillos autoroscantes y autoperforantes para chapas metlicas Tornillos autoroscantes y autoperforantes para maderas duras Tornillos tirafondos para paredes y muros de edificios Tornillos de roscas cilndricas Varillas roscadas de 1m de longitud Tornillos de gorra Tornillos de corona Tornillos maquinados Tornillo oculto Tornillo de hombro Tornillos de punta Tornillo para tabla roca Tornillo para madera

CALIDAD DE LOS TORNILLOS

La clasificacin de los tornillos segn su calidad viene especificada normalmente por la norma EN ISO 898-1, y establece las siguientes calidades: 4.6, 5.6, 5.8, 6.8, 8.8, 10.9 y 12.9 En cada una de estas calidades, el nmero representa lo siguiente:Elprimer nmero, multiplicado por 100 representa laresistencia del tornillo a rotura, en Newtons por milmetro cuadrado. Esto es, un tornillo 6.8 tiene una resistencia, olmite de roturade 6100, 600 N/mm2, y un tornillo 10.9, 10100, 1000 N/mm2.

ROSCAS

Una rosca est formada por el enrollamiento helicoidal de un prisma llamado vulgarmente filete, ejecutado en el exterior o interior de una superficie de revolucin, generalmente cilndrica, que le sirve de ncleo. Si la rosca est elaborada en el exterior de la superficie, se denomina rosca exterior o tornillo (fig. adjunta, a). Si la rosca est elaborada en el interior de la superficie, se denomina rosca interior o tuerca (fig. adjunta, b). El conjunto de tornillo y tuerca forman un medio de unin roscado y no se concibe un tornillo sin una tuerca, ni una tuerca sin su tornillo. CLASIFICACIN DE LAS ROSCAS:

Segn la forma del filete, las roscas pueden clasificarse en: Rosca triangular: recibe este nombre cuando el prisma o filete que engendra la rosca tiene su seccin parecida a un tringulo. Es la ms utilizada en la industria, por destinarse a la sujecin de piezas. Rosca cuadrada: Es la engendrada por un filete de seccin cuadrada. No est normalizada, por lo que en la actualidad tiende a desaparecer.

Rosca trapecial: Es la engendrada por un filete cuya seccin es un trapecio issceles. Se emplea mucho en husillos de mquinas herramientas, para conseguir movimientos de translacin.

Rosca redonda: Esta rosca es utilizada en husillos que tengan que soportar esfuerzos grandes y bruscos. Es la rosca de mejores condiciones mecnicas, pero de difcil elaboracin.

Rosca en diente de sierra: Es la engendrada por un filete cuya seccin es aproximadamente un trapecio rectngulo. Rosca de difcil elaboracin, pero muy resistente a los esfuerzos axiales en un solo sentido. Es muy utilizada en artillera y prensas.

ROSCA A DERECHAS Y A IZQUIERDAS.

Una rosca es a derechas cuando penetra al girar hacia la derecha y es a izquierdas cuando penetra al girar hacia la izquierda. Para distinguir si un tornillo presenta su rosca a derechas o a izquierdas, se coloca el eje del tornillo en un plano inferior y perpendicular al observador. Si la hlice o filete se aleja hacia la derecha, el tornillo es a derechas, figura (a), pero si se aleja hacia la izquierda, entonces el tornillo es a izquierdas, figura (b). Para distinguir el sentido de rosca en las tuercas, se procede como en el tornillo, pero ha de tenerse en cuenta que los hilos visibles son los de la parte inferior; por tanto, cuando se alejan hacia la izquierda la rosca es a derechas (figura adjunta). PERFIL DE UNA ROSCA.

En toda rosca hay que distinguir unos elementos que la caracterizan (siguiente figura). Los ms importantes son: Ncleo: Es el volumen ideal sobre el que se encuentra la rosca o cuerpo del elemento roscado.

Flancos: Son las superficies tericas de contacto.

Cresta: Es la superficie exterior de unin de los flancos.

Fondo: Es la superficie interior de unin de los flancos.

Hilo: Es cada uno de los vrtices o crestas.

Paso: Es la distancia medida paralelamente al eje entre dos hilos consecutivos. Para medir en roscas mtricas se cuenta el nmero de hilos por centmetro de longitud de rosca el paso es igual a la inversa del nmero medido. En roscas construidas con dimensiones en pulgadas se procede igualmente pero midiendo el nmero de hilos en una pulgada de longitud de rosca.

Avance: Es el desplazamiento medido paralelamente al eje del elemento de unin roscado el mvil sobre el fijo para una vuelta completa. En la rosca sencilla o de una sola entrada, el avance es igual al paso. ROSCA TRIANGULAR.

Ya se ha dicho que la rosca triangular est engendrada por un tringulo. Si el tringulo base del perfil de la rosca es un tringulo equiltero y sus medidas se expresan en milmetros, la rosca es Mtrica. El perfil representado en la siguiente figura es el correspondiente a la rosca Mtrica IS0. Si el perfil de la rosca est engendrado por un tringulo issceles, con un ngulo en el vrtice de 55, la rosca es triangular Whitworth. Todas sus medidas se expresan en pulgadas.

ROSCA MTRICA ISO.

En la siguiente figura se observa el perfil de esta rosca acotando en ella los smbolos ms importantes as como los achaflanamientos que dan lugar a las crestas y los redondeamientos que dan lugar a los fondos.

Sus principales dimensiones son:

- El dimetro exterior del tornillo llamado dimetro nominal. Se representa por d y se expresa en milmetros. - El paso se representa por p y se expresa en milm etros.

Otras dimensiones son: - Angulo entre flancos = 60. - Profundidad de rosca del tornillo h3 = 0,613p. - Dimetro del ncleo del tornillo d3 = d - 1,226p. - Dimetro del ncleo de la tuerca D1 = d - 1,08p. - Dimetro medio comn a tornillo y tuerca d2 = D2 = d - 0,65p. ROSCA WHITWORTH.

Debe su nombre al ingls Jorge Whitworth, propuesta por l en el ao 1841. Su perfil est representado en la siguiente figura. Como se observa esta rosca no tiene juegos ni holguras y tanto sus crestas como sus fondos estn redondeados. Sus principales dimensiones son: - El dimetro exterior del tornillo llamado dimetro nominal. Se representa por d expresado en pulgadas. - El paso. Se representa por p y se expresa en h" (hilos por pulgada).

Otras dimensiones son: - Angulo entre flancos = 55. - Profundidad de rosca de tornillo y tuerca h3 = 0,64p. - Dimetro del ncleo de tornillo y tuerca d1 = D1 = d - 1,28p. - Dimetro medio comn a tornillo y tuerca d2 = D2 = d - 0,64p.

IDENTIFICACIN DE UNA ROSCA.

Identificar una rosca es averiguar sus caractersticas principales, es decir, tipo de perfil, dimetros, pasos, etctera. Para lograr esta identificacin se debe empezar por medir el dimetro exterior del tornillo con un calibre pie de rey. Si la medida obtenida resulta en milmetros exactos, o faltasen solamente unas dcimas para la exactitud (deficiencia producida por el uso), entonces casi se puede asegurar que el tornillo es de rosca Mtrica. Si, por el contrario, la coincidencia o su aproximacin se verifican en el sistema de medidas inglesas (pulgadas), entonces es casi seguro que la rosca es Whitworth.

Para obtener la plena seguridad, es necesario recurrir al paso y comprobar si la rosca est de acuerdo con la tabla I, para lo cual deber existir coincidencia entre el dimetro nominal y el paso.

La tabla I indica los valores de los dimetros y pasos ms corrientes de las roscas Mtrica y Whitworth. La rosca fina tiene el mismo perfil que la normal, pero, como puede apreciarse, para un mismo dimetro nominal el paso es menor. El control del paso se puede realizar de diversas formas. El ms prctico consiste en hacer uso de un juego de plantillas llamadas peines, como se aprecia en la siguiente figura. Los peines son plantillas que corresponden al perfil de la rosca cuyo paso se indica en la misma.

TUERCAS

Una tuerca es una pieza metlica con un orificio en el centro, este orificio tiene una rosca o cuerda para ajustar un tornillo. El tornillo puede quedar ajustado de manera temporal o permanente, segn se requiera.La tuerca siempre debe coincidir con las caractersticas del tornillo al que se va a ajustar. El ajuste entre tornillo y tuerca est regulado por las medidas y formas geomtricas de ambos.

Una tuerca es un elemento que presenta un taladro roscado en su interior y que combina con un vstago roscado (tornillo o esprrago) puede ser:

Como tuerca de montaje: sistema de unin y fijacin (funcin ms importante).

Como tuerca de transformacin de movimientos.

DESIGNACIN DE LAS TUERCAS:

Una tuerca se designa por el tipo de rosca, seguida de la calidad y de la norma que la define. Por ejemplo; tuerca hexagonal gruesa mtrica de paso 6 y calidad 10. M10 clase 10 DIN 936.

CARACTERSTICAS:

Hay diferentes caractersticas para identificar una tuerca, dependiendo tanto del uso que se le dar como del tornillo con el que se va a ajustar.

Toda tuerca se identifica, bsicamente, por 4 caractersticas:

N de caras: al conocer el nmero de caras que tiene una tuerca tambin podemos saber qu llave de tuercas usar para manipularla. La mayora de las tuercas tiene 4 o 6 caras y de ellas se desprende una gran variedad de tuercas con distintos diseos que dependern del uso que se les d.

Grosor

Dimetro: es importante conocer el dimetro de la tuerca para hacerla coincidir con el tornillo indicado. Cabe resaltar que los surcos que aparecen entre la rosca o cuerda de la tuerca son los que determinan su dimetro.

Tipo de rosca o cuerda: esta caracterstica nos permite identificar qu tipo de tornillo se puede utilizar.

CLASIFICACIN:

1.- Tuercas cuya rotacin se realiza con llave:

Son las ms comunes. Se consigue un apriete eficaz.Las tuercas hexagonales normales, rebajadas y altas, con esfuerzo, ciegas, con asiento, esfricos, cuadradas, almenadas y, tuercas especiales como las tuercas de seguridad.

Tipologa: Estas se describen a continuacin:

Tuerca hexagonal con collar DIN 6331, se evita el empleo de la arandela, presentando una mayor superficie de apoyo.

Tuerca DIN 6923 con collar biselado.

Tuercas almenara DIN 935 y 937, su empleo es para conseguir una inmovilizacin de la tuerca.

Tuercas cuadradas DIN 557. Este tipo de tuercas se emplea fundamentalmente en construccin por tener una importante superficie de apoyo.

Tuerca cilndrica con ranuras DIN 804, se requiere una llave especial para su accionamiento.

Tuerca hexagonal de seguridad con arandela de nylon DIN 985. Se emplea cuando se usa con elementos vibratorios para impedir su aflojamiento.

2.- Tuercas cuya rotacin se realiza a mano:

El apriete no es tan eficaz como los casos anteriores. Son buenos en la rapidez de maniobra, las tuercas de mariposa, moleteadas, con travesao y tuercas especiales como las esfricas y las tuercas de manivela.

Tipologa:En la figura, se representan algunas de las que se encuentran normalizadas.

Tuerca moleteada DIN 466, 467, 6503, tiene su superficie exterior moleteada para facilitar el apriete.

Tuercas con tirador de bolero DIN 6335.

Tuercas de manivela DIN 6337, DIN 99, facilita el apriete por la longitud de la manivela.

Tuercas de mariposa DIN 315, presentan distintas alas.

Tuercas levanta ojos DIN 580, 582.

TIPOS:

Las tuercas tienen formas muy variadas y sus aplicaciones son muy diferentes. Es posible encontrar los siguientes tipos de tuercas:

a. Tuerca hexagonal normal:Uso general. Uniones atornilladas con gran apriete.

b. Tuerca hexagonal almenada o castillo:Tuerca con car exterior compuesta por muescas radicales para insertar un alambre.

c. Tuerca T:

d. Tuerca de unin:Las tuercas unin se encargan de unir dos tramos de tubos. Suelen ser utilizadas para unir tuberas con otras alanexar partes o cajas registro.

e. Tuerca mariposa o de ala:

f. Tuerca hexagonal rebajada:Se utiliza como contratuerca para asegurar la inmovilizacin de una tuerca hexagonal, una vez apretada esta.

g. Hexagonal alta:Uniones atornilladas cuando la tuerca tiene que menos resistente que el tornillo.

h. Hexagonal extremos planos:Uniones atornilladas con tornillos de pequeo dimetro (vlvulas, equipos electrnicos).

i. Hexagonal con valona:Uniones atornilladas sin necesidad de utilizar arandelas de apoyo.

j. De sombrerete o ciega:Tuerca ciega que impide la salida del extremo del vstago del tornillo, evitando el deterioro del mismo.

k. De sombrerete con auto-seguro:Uniones atornillados, asegurando la inmovilizacin de la tuerca, una vez apretada esta, con la ayuda de una arandela de fibra dura vulcanizada que lleva incorporada.

l. Cuadrada:Uniones atornilladas con gran apriete, permitiendo montajes y desmontajes frecuentes.

m. Octogonal:Uniones atornilladas sin gran apriete (industria elctrica y electrnica, mecanismos de precisin).

n. Amortajada:Uniones atornilladas sin gran apriete (industria elctrica y electrnica, mecanismos de precisin).

o. Ranuradas: Fijacin de piezas, montadas sobre rboles y que han de ser fijadas y aseguradas axialmente (por ejemplo: rodamientos).

p. De agujeros:Uniones atornilladas sin gran apriete (industria elctrica y electrnica, mecanismos de precisin).

q. Hexagonal con valona y auto-seguro:Uniones atornilladas sin necesidad de usar arandela de apoyo, asegurndose la inmovilizacin de la tuerca, una vez apretada sta, con la ayuda de una arandela de fibra dura vulcanizada que lleva incorporada.

r. Hexagonal con asiento esfrico:Uniones atornilladas cuando la cara de apoyo es oblicua con relacin al eje del tornillo.

s. Hexagonal con resalte:Uniones atornilladas, asegurando la inmovilizacin de la tuerca, una vez apretada esta, con la ayuda de unos resaltes que lleva incorporados en uno de sus extremos, al incrustarse estos en el material de la pieza a fijar.

t. Hexagonal con auto-seguro de nylon:uniones atornilladas, asegurando la inmovilizacin de la tuerca, un vez apretada est, con la ayuda de una arandela de fibra dura vulcanizada que lleva incorporada.

ARANDELAS

Las arandelas se colocan entre la tuerca o la cabeza del tornillo y el elemento a unir. Su funcin principal es aumentar la superficie de apoyo y evitar que con el giro del tornillo la pieza pueda rayarse.

Las arandelas, por lo general tienen un dimetro exterior (OD), aproximadamente el doble de la longitud de su dimetro interior (ID). Las arandelas suelen ser de metal o plstico. Las uniones atornilladas de alta calidad requieren arandelas de acero endurecido, para evitar la prdida de pre-carga. Las arandelas tambin son importantes para prevenir la corrosin galvnica, en particular mediante el aislamiento de tornillos de acero de las superficies de aluminio. Las arandelas, se pueden clasificar en tres tipos: Arandelas Elctricas, son utilizadas para evitar daos a la superficie fijada, adems proporciona aislamiento. Arandelas de presin, son aquellas que tienen la flexibilidad axial y se usan para prevenir el aflojamiento de la fijacin por las vibraciones. Arandelas de bloqueo, son aquellas que impiden el aflojamiento de fijacin, mediante la prevencin de desatornillar la rotacin del dispositivo de anclaje.

FUNCIONES:

Las principales funciones de las arandelas son:

1.- Proteger las superficies de contacto contra las rayas o erosiones que pueden producir los tornillos o tuercas por rozamiento. 2.- Repartir de forma homognea la fuerza de apriete para obtener presiones locales sean prximas a la presin media.

3.- Desplazar la fuerza de apriete a zonas diferentes de las zonas de la cabeza del tornillo o tuerca. Agujeros sobredimensionados, rasgados.

4.- Reducir los riegos de aflojamiento por aumento del coeficiente de friccin sobre el tornillo o tuerca (arandelas dentadas o estriadas).

5.- Asegurar una posible prdida de tensin de apriete por deformacin de las piezas (arandelas elsticas).

6.- Compensar la falta de paralelismo de las piezas o de superficies irregulares.

7.- Estanqueidad entre cabeza o tornillo o tuerca y pieza a apretar (arandelas revestidas de poliamida).

8.- Sujecin de cables en las conexiones elctricas.

TIPOS:

Algunos tipos de arandelas sirven como sistema de inmovilizacin, para impedir que las tuercas se aflojen por el movimiento vibratorio del elemento a unir.La seguridad del apriete se consigue con diferentes mtodos, para ello se utilizan:

a. ARANDELA DENTADAS 6798 / 6797:

Las arandelas dentadas sirven para aumentar la friccin evitando el aflojamiento de la unin atornillada. Su utilizacin preferente es para contactos elctricos, en el atornillado de piezas localizadas en zonas con recubrimientos contra la corrosin.Las aristas de estas arandelas penetran en las capas de recubrimiento.

A (dentada exterior)J (dentada interior)V (dentada embutida/conica)

b. ARANDELA ELSTICAS DIN 137/127/7980:

Din 137 A: Cabeza cilndricaDin 137 B: Para cabeza hexagonalDin 127/7980: Preferentemente con cabeza cilndrica. Arandelas elsticas para impedir el aflojamiento de la unin atornillada

c. ARANDELAS / ANILLOS DE SEGURIDAD PARA EJES Y AGUJEROS. DIN 6799/471/472:

Arandelas de retencin de ejes y agujeros. Material utilizado: Acero muelle La Din 6799 es para montar lateralmente, y los Din 471-472 es para montar por un extremo del eje o agujero.

d. ARANDELAS BELLEVILLE DIN 2093:

Arandelas de platillo para la conformacin de muelles.Material utilizado: Acero muelle.

e. Arandela Grower, DIN 127:

Es un tipo de arandela que se usa a presin

La figura nos indica algunos ejemplos de algunas de las diversas arandelas normalizadas que se pueden encontrar en el mercado, que se describen a continuacin:

PERNOS

Un perno es una pieza metlica, normalmente deacero o hierro, larga, cilndrica, semejante a un tornillo pero de mayores dimensiones, con un extremo de cabeza redonda y otro extremo que suele serroscado. En este extremo se enrosca una chaveta, tuerca, o remache, y permite sujetar una o ms piezas en una estructura, por lo general de gran volumen.

Son elementos roscados que unen varias piezas sirviendo de elemento de articulacin o giro, apoyo o anclaje entre las mismas. Dependiendo de la funcin que realicen reciben distintos nombres.

Pernos de apoyo

Pernos de articulacin

Pernos de anclaje

Son armaduras metlicas, alojadas en taladros perforados desde el talud y cementadas. Se emplean como medida estabilizadora de taludes en roca como en terreno suelto, as mismo son elementos que trabajan a traccin y que colaboran a la estabilidad del talud de dos formas:

- Proporcionan una fuerza contraria al movimiento de la masa deslizante.

- Produce un incremento de las tensiones normales en la existente o potencial superficie de rotula, lo que provoca un aumento de la resistencia al deslizante en dicha superficie.

Pernos de expansin:

Este tipo de pernos se anclan debido a la apertura que s produce en dos valvas metlicas ranuradas al apretar el perno, cuyo extremo roscado hace descender un topo en cua. La eficacia de un perno de anclaje puntual depende de la presin de apriete al colocarlo; se suelen apretar con una llave de atornillamiento elctrico, hidrulico o neumtico.

Pernos de cua:

Los pernos de cua se utilizan uy poco en la actualidad. En un extremo del perno hay una hendidura en la que se introduce una cua, y en el otro extremo un roscado y una tuerca. Para colocar estos pernos, primeramente se golpea la barra hasta que la hendidura del perno se abre y se clava en la roca. A continuacin, se coloca la placa base y se aprieta la tuerca, proporcionando as una cierta tensin inicial de anclaje.

PASADORESUn pasador es una unin mecnica fcilmente desmontables generalmente metlica, cilndrica o cnica, cuyos extremos estn abombados o mecanizados en forma de chafln y que sirve para inmovilizar una pieza respecto a otra (pasador de sujecin) o para asegurar la posicin relativa de dos piezas (pasador de posicin). Tambin se puede utilizar como elemento gua o articulacin. No suelen estn preparados para realizar grandes esfuerzos, se pueden dividir en cuatro tipos: cilndricos, cnicos, elsticos tubulares y de aletas.1. PASADOR CILNDRICO

Se emplea como elemento de fijacin y de posicionamientoentre dos o ms piezas. La fijacin de estos pasadores se realiza mediante un ajuste con apriete sobre una de las piezas y con juegos sobre la otra.DESIGNACIN:Pasador cilndrico10m6 x 60 DIN7.

2. PASADOR CNICO

Se emplea para asegurar la posicin relativa de elementos mecnicos que se montan y desmontan con relativa frecuencia, puesto que la forma cnica del vstago facilita el centrado de las piezas.Tiene una conicidad de 1:50. El alojamiento cnico del pasador se debe mecanizar una vez ensambladas las piezas.DESIGNACIN:Pasador cnico10 x 60 DIN1

3. PASADORES DE ALETAS: Est formado por un alambre de seccin semicircular plegado sobre s mismo y permitiendo un ojal que acta de tope y facilita su extraccin. Una vez introducido en su alojamiento se doblan en sentido opuesto sus extremos produciendo su fijacin.

4. PASADORES ELSTICOS TUBULARES: Los pasadores elsticos tienen un cuerpo cilndrico con un dimetro que debe ser mayor al dimetro del orificio donde se instalan y uno o dos chaflanes en cada extremo que facilitan su insercin. Su diseo elstico permite que el pasador se comprima hasta asumir el dimetro del orificio husped. La fuerza radial que el pasador ejerce contra las paredes del orificio, al tratar de recuperar su dimetro original, retiene al pasador en el barreno a travs de un ajuste por interferencia.

UTILIDADPor lo general estos elementos son utilizados para: Facilitar el montaje, consiguiendo la posicin primitiva exacta de las piezas a unir, evitando el desplazamiento lateral de las mismas.

Unir piezas para transmitir pequeos esfuerzos. Son ms baratos que los tornillos.

Evitar sobrecargas en piezas delicadas y de alto valor, se desmontan entre el accionamiento y el husillo de trabajo y en caso de sobrecarga excesiva se cillaza con lo que la unin queda interrumpida.

CHAVETALas chavetas son rganos mecnicos destinados a la unin de piezas que deben girar solidarias con un rbol para transmitir un par motriz (volantes, poleas, ruedas dentadas, etc.), permitiendo, a su vez, un fcil montaje y desmontaje de las piezas.Estas a su vez se pueden clasificar en: Transversales Longitudinales

CHAVETAS TRANSVERSALES:

Colocada en forma perpendicular al eje y forzada en una de las piezas , se utiliza para unir ejes o tiles de maquinas ,herramientas de forma similar a los pasadores.

CHAVETAS LONGITUDINALES:

Se utiliza para transmitir el giro entre dos piezas , inmovlilizndolas en sentido axial , al ajustar la chaveta en sentido radial sobre las piezas.

EJES NERVADOSLos ejes acanalados o ejes nervados se utilizan cuando la potencia que se transmite es importante. Los ejes acanalados son el resultado de realizare unas ranuras sobre un eje, dando lugar a los nervios que cumplen la misma funcin que las chavetas. Es como si dispusiramos de mltiples chavetas.

GUIASSu objetivo es permitir el desplazamiento en una direccin de una pieza respecto a otra fija. Los perfiles de guas ms utilizados son: rectangulares, en forma de T, en V, prismtica.

NORMALIZACIONNormas ASAHoy en da, ASA medidas de velocidad de la pelcula han sido sustituidos por la ISO (Organizacin Internacional de Normalizacin) estndar que incluye tanto las dimensiones lineales y logartmicas.El sistema americano utilizado en los Estados Unidos y en todos los pases bajo su influencia industrial, est regido por la American Estndar Association (ASA).El sistema americano utilizado en los Estados Unidos y en todos los pases bajo su influencia industrial, est regido por la American Estndar Association (ASA)

ISO (Internacional Organization for Standarization)Es una institucin que busca unificar los sistemas existentes para beneficio de la tecnologa universal. Se puede concluir que los formatos regulares son tamaos establecidos segn especificaciones de normalizacin universal y que se definen por sus dimensiones y rea, lo cual ha permitido que la industria los produzca estableciendo dichos parmetros y que se consignan en el mercado sin importar su textura y calidad.

Normas ISA (Internacional Standarization Association) Que es aquella norma que trata de unificar las normas de dibujo existentes en distintos pases para instituir un cdigo de validez internacional

Normas DINDIN desde 1917 era la abreviatura de Deutsche Industrie Normen ( Normas Industriales Alemanas).En 1952, DIN vino a representar las siglas DAS IST NORM que significa "esto es Norma".En 1951, se ha abandonado tal interpretacin y de all en adelante DIN designa los trabajos de la comisin alemana de normas, relacin de hoja de normas, contiene todas las normas existentes y los proyectos de normas. Los formatos de la serie DIN se pueden subdividir racionalmente as: AO en dos formatos A1; en cuatro formatos A; en ocho formatos A3; en diecisis formatos A4. Est subdivisin se modifica como doblez modular.

BIBLIOGRAFIA

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