Elementos de Unión.

  • Tornillos
    • Tipos de cabeza de Tornillos
    • Espigas
    • Espárragos
    • Acotación de Tornillos y Espárragos
    • Designación de Tornillos
  • Tuercas
  • Designación de Tuercas.
  • Pernos
  • Arandelas
  • 1.Elementos de unión.

    1.1.Tornillos

    Los tornillos son elementos de unión cuya función principal es la sujeción de dos piezas, aunque como indicamos anteriormente también puede tener la función de transformación de movimiento. En este caso se le suele llamar husillo.

    En el tornillo podemos distinguir dos partes:

    a)  Cabeza. Es el elemento de agarre para su colocación.

    b)  Cuerpo, espiga o vástago. Es la zona donde tallada la rosca.

    1.1.1. Tipos de cabeza de tornillos. Representación.



    Según la herramienta que utilicemos para su montaje la cabeza puede ser. Hexagonales, cuadrada, cilíndricas con hueco hexagonal o allen, avellanadas, etc.

    a)             Representación de cabezas Hexagonales.

    Son las más corrientes en su utilización, ya que ofrecen el apriete más firme.

    Las cabezas están biseladas con 60º, por tanto en la representación en el plano, debemos determinar cómo dibujar las hipérbolas que resultan de la intersección de un prisma recto hexagonal regular con un cono de ángulo 120º. Construcción que es bastante sencilla empleando cualquier programa de CAD, pero que se hace engorrosa por los procedimientos tradicionales.

    A modo de curiosidad describiremos la forma de realizar este tipo de trazado. Este dependerá del valor del entrecaras s.  En las “figura 79A” pueden obtenerse estos valores, que como puede apreciarse difiere de algunos textos realizados con anterioridad al diseño por CAD.1579

    Puede simplificase este proceso si las cotas se relacionan con el diámetro nominal d .

    En la “figura 79B” pueden verse algunos tornillos de cabeza hexagonal, cuyas características son las siguientes:932

    1)    Tornillo de cabeza hexagonal roscado totalmente DIN 933. ISO 4017

    2)    Tornillo de cabeza hexagonal roscado parcialmente DIN 931. ISO 4014.

    3)    Tornillo de cabeza hexagonal con collar biselado ISO 272.

    4)    Tornillo de cabeza hexagonal de perforación para acero DIN 7504K

    5)    Tornillo de seguridad de cabeza hexagonal con collar.

    6)    Tornillo rosca chapa cabeza hexagonal.

    b)    Tornillos de cabeza cilíndricas.

    Entre la gran variedad existente, en la “figura 79C”, se representan algunos de ellos.2134

    1)    Tornillo de cabeza hueca hexagonal DIN 912. ISO 4762

    2)    Tornillo de cabeza hueco hexagonal parcialmente roscado. DIN 912. ISO 4762

    3)    Tornillo de cabeza plana hexagonal Brazalete.ISO 7380.

    4)    Tornillo de cabeza cilíndrica con entalla, DIN 85 ISO 1580

    5)    Tornillo Phillips Pan cabeza BANGLE “Pozidriv”. DIN 7985

    6)    Tornillo Cabeza cilíndrica hexagonal BAJA  DIN 7984

    7)    Tornillo cilíndrico cabeza hexagonal de brida.

    La “figura 79 D” muestra las características del tornillo DIN 912, ISO 4762 de cabeza cilíndrica con hexágono interior.1119

    Como puede apreciarse todos los valores están en función del diámetro del tornillo d.

    En la “figura 79 E”, podemos ver representado un tornillo cilíndrico con cabeza avellanada a 90º, con entalla, DIN 963. La longitud del tornillo se mide desde la cabeza del mismo.820

    Figura 79F. Tornillo cabeza plana phillips “Pozidriv”, Según DIN 7989 ISO 7045760

    Figura 79G. Tornillo cilíndrico abombado con hueco hexagonal.897

    1.1.2. Espigas

    La espiga es la parte roscada de un tornillo, estas suelen estar roscadas total o parcialmente.

    El extremo puede adoptar tres formas distintas: bombeada (A), chaflán (B) o de punta (C). Figura 79H.1205

    1.1.3. Espárragos

    El esparrago es una varilla cilíndrica roscada por ambos extremos. Este va introducido en un agujero roscado ciego o no. Se utiliza para aquellos casos en que el elemento hay que desmontarlo con regularidad o requiere un centrado rápido.

    1.1.4. Acotación de tornillos y espárragos.

    La norma UNE 17 050-78,  equivalente a la ISO 225, y las alemanas DIN 938 y DIN 939, define la acotación de los tornillos y espárragos. En la “figura 79 I”, se definen la longitud nominal o de caña l y la longitud roscada b, de acuerdo con la norma anterior. En donde:1466

    a)    Tornillos de cabeza, hexagonal, cuadrada, etc. la longitud l de la espiga corresponde a la longitud total del tornillo sin contar la cabeza.

    b)    Para tornillos cilíndricos de cabeza avellanada la longitud total l se corresponde con la caña y cabeza.

    c)    Para tornillos con extremos en punta o espiga, la longitud roscada b incluye el valor c del extremo.

    El valor máximo de x se adoptará de acuerdo con la norma DIN 76.

    La UNE 17-051 equivalente a la ISO 888, establece las longitudes nominales “l”, normalizadas para tornillos y espárragos. En la “tabla M”, se muestra la longitud nominal l y la fórmula para el cálculo de longitud roscada b en función del diámetro del tornillo d.

    Longitudes nominales l en mm. Longitud roscada b
    Mayor de 0 hasta 125 2d + 6
    Desde 125 hasta 200 2d + 12
    Mayor de 200 2d + 25
    d = diámetro nominal rosca

    Tabla M

    1.1.5. Designación de tornillos

    Un tornillo se designa por el tipo de rosca seguida de una x, de la longitud total de la rosca, de la calidad y de la norma que se ha tenido en cuenta para su fabricación. Por ejemplo:

    Tornillo de cabeza cilíndrica con hueco hexagonal de 10 mm de diámetro 45 mm de longitud, sistema métrico, paso 1,5, calidad 12,9. Este quedaría designado de la forma siguiente: M10 x 1,5 x 45, clase 12,9 ISO 4762. Figura 79D.

    Tornillo de cabeza hexagonal roscado parcialmente de 12 mm de diámetro nominal, longitud 70 mm.,  sistema métrico, calidad 10,9. Quedaría designado como: M12 x 70, clase 10,9, DIN 931.

    1.2. Tuercas.

    De acuerdo con el sistema de apretado, las tuercas pueden ser:

    a)             Apretadas con llave.

    b)             Apretadas a mano.

    a) Apretadas con llave.

    Son la más usuales ya que el apriete es más eficaz. Entre ellas tenemos las hexagonales normales, “figura 79J” (a), definidas por la Norma DIN 934. Tipo gruesa (b) DIN 936 y de perfil bajo DIN 936- ISO 4035. Se completa esta serie con aquellas otras más comunes reflejadas en la “figura 79K”. Estas se describen a continuación:1561
    1961
    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 inmovilización de la tuerca.

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

    Tuerca cilíndrica 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.

    a) Apretadas a mano

    No requiere herramienta alguna para su montaje, su ventaja es la rapidez de maniobra. Su desventaja apriete menos eficaz. En la figura 79L, se representan algunas de las que se encuentran normalizadas.1808

    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.

    1.2.1. Designación 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 métrica de paso 6 y calidad 10. M10 clase 10 DIN 936.

    1.3. Pernos

    Un perno es la unión de un tornillo y de una tuerca. Se emplea para ensamblar piezas pasantes sin roscar, “figura 79M”. Existen distintos tipo de pernos en función de su utilidad, siendo el más común el de cabeza hexagonal.
    921

    A modo de ejemplo la “tabla N” nos proporciona datos de diversos pernos ISO 4014.Tabla N

    1.4.Arandelas

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

    Algunos tipos de arandelas sirven como sistema de inmovilización, para impedir que las tuercas se aflojen por el movimiento vibratorio del elemento a unir.989

    Entre las primeras y como más comunes tenemos la arandela DIN 6319 en las modalidades C y D., “Figura 79P”. Sus dimensiones se indican en la “tabla O”.792

    d l b m s k
    6 70 38 14,80 24,0 10,0
    16 80 38 14,80 24,0 10,0
    18 70 42 15,8 27,0 11,5
    18 80 42 15,8 27,0 11,5
    20 70 46 18,0 30,0 12,5
    20 100 54 21,5 36,0 15,0
    Diámetro Tornillo DIN 6319 C DIN 6319 D
    d1 D1 h1 r d D h ds
    6 6,4 12,0 2,3 9,0 7,1 12,0 2,8 11,0
    8 8,4 17,0 3,2 12,0 9,6 17,0 3,5 15,0
    10 10,5 21,0 4,0 15,0 12,0 21,0 4,2 19,0
    12 13,0 24,0 4,6 17,0 14,2 24,0 5,0 20,0
    16 17,0 30,0 5,3 22,0 19,0 30,0 6,2 26,0
    20 21,0 36,0 6,3 27,0 23,2 36,0 7,5 31,0
    24 25,0 44,0 8,2 32,0 28,0 44,0 9,5 37,0
    30 31,0 56,0 11,2 41,0 35,0 56,0 12,0 49,0

    Tabla O

    La “figura 79Q”, nos indica algunos ejemplos de algunas de las diversas arandelas normalizadas que se pueden encontrar en el mercado, que se describen a continuación:
    1929
    DIN 6319D y 6340, son arandelas planas, que tienen como función aumentar la superficie de apoyo.

    DIN 6319C, figura 79P, arandela cóncava, se usa cuando el asiento no es perpendicular al de la superficie donde se apoya el tornillo.

    DIN 6372, arandela abierta, puede permitirnos el desmontaje de una pieza sin quitar la tuerca.

    Las siguientes arandelas, tienen como función evitar que la tuerca se afroje por efectos de la vibración de la máquina.

    Arandela DIN 127, llamada “Grower”.

    DIN 432, arandela de freno con tetón exterior. Se usa para evitar que la tuerca gire.

    DIN 137B, arandela elástica alabeada de resorte o muelle.

    DIN 137A, arandela elástica onduflex.

    DIN 6797, arandela exterior de dientes superpuestos.

    DIN 6798A y B, arandela dentada.

    ISO 2982, arandela de seguridad para tuerca de cierre.

    Los datos recogidos en este apartado han sido obtenidos de traceparts

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