Fundamentos de Roscas Industriales: Tipos, Características y Aplicaciones en Ingeniería Mecánica

Definición y Conceptos Fundamentales de las Roscas

Una rosca es una hélice construida de manera continua y uniforme sobre un cilindro (interior o exterior) y con un determinado perfil (triangular, cuadrado, redondo).

Si la hélice va tallada por la parte exterior del cilindro, se denomina tornillo, y si va tallada por la parte interior, se denomina tuerca.

Las roscas tienen dos aplicaciones principales: sirven de unión para elementos amovibles a través de tornillo y tuerca, y para transformar el movimiento de rotación en rectilíneo, como en un tornillo de banco.

La fabricación de roscas se realiza por medio de arranque de viruta o laminación.

Tipos de Roscas y sus Aplicaciones Específicas

Según la forma de su filete, las roscas se adaptan a diversas funciones:

• Rosca Triangular

  El filete de la rosca tiene forma triangular y se utiliza comúnmente como medio de unión entre tornillo y tuerca.

• Roscas Cuadrada y Trapecial

  Los filetes son cuadrados o trapeciales y se utilizan para el movimiento de mecanismos, como el tornillo sinfín, debido a su capacidad para transmitir fuerza axial.

• Rosca Redonda

  Se utiliza para realizar uniones sometidas a grandes esfuerzos y vibraciones. También se emplean en casquillos de lámparas y acoplamientos.

• Rosca de Dientes de Sierra

  Se utilizan en mecanismos sometidos a grandes presiones unilaterales, como en las prensas, donde la fuerza se aplica predominantemente en una dirección.

Clasificación General de las Roscas

Las roscas se clasifican según diversos criterios:

• El número de filetes (una o varias entradas)
• El sentido de la rosca (a derechas o a izquierdas)
• Su finalidad (unión, transformación de movimiento, canalización de fluidos)
• La forma del filete (triangular, redonda, trapecial, cuadrada, dientes de sierra)

Características Fundamentales de las Roscas

Para comprender y especificar una rosca, es esencial conocer sus características principales:

• Diámetro Nominal o Exterior

  Es el diámetro mayor de la rosca. Es diferente en un tornillo y en una tuerca. En un tornillo, es el diámetro medido entre las crestas de los filetes, y en una tuerca, es el diámetro medido entre los fondos de los valles. (Ejemplo: un tornillo de M10 debería tener un diámetro nominal de 10 mm).

• Diámetro del Núcleo

  Es el diámetro menor de la rosca. En un tornillo, corresponde al diámetro medido entre los fondos de los valles de la rosca, y en una tuerca, es el diámetro medido entre las crestas.

• Paso

  Es la distancia en milímetros (mm) entre dos crestas consecutivas. Representa la longitud que avanza un tornillo en un giro de 360°. Puede ser fino, medio, normal o muy grueso, dependiendo de la aplicación.

• Ángulo de Rosca o de Flancos

  Es el ángulo formado por los flancos de un filete. Se mide en grados sexagesimales (°). Por ejemplo, la rosca métrica tiene 60° y la rosca Whitworth, 55°.

• Profundidad de Rosca

  Es la altura de la rosca y es igual a la distancia que existe entre la cresta y el valle o fondo del filete. (Se mide perpendicularmente).

Sentido de Giro de las Roscas

El sentido de giro es crucial para el montaje y funcionamiento de los elementos roscados:

• La rosca de un tornillo es a derechas cuando gira en el mismo sentido que las agujas de un reloj para apretar.
• La rosca de un tornillo es a izquierdas cuando gira en sentido contrario a las agujas del reloj para apretar.

El sentido de las roscas se suele comprobar utilizando un tornillo del mismo sistema y roscándolo sobre su tuerca.

El sentido en la mayoría de los tornillos es a derechas. Las roscas a izquierdas se emplean en ejes que están en movimiento y van fijados con tornillos o tuercas para evitar que el giro del eje afloje la tuerca o el tornillo, garantizando así la seguridad y estabilidad del conjunto.

Estándares de Roscas: Rosca Métrica

La rosca métrica es uno de los estándares más utilizados globalmente:

Está formada por un filete helicoidal en forma de triángulo equilátero con las crestas truncadas y los fondos redondeados. El ángulo que forman los flancos de los filetes es de 60°, y el paso de la rosca es igual a la distancia que hay entre dos vértices de dos crestas consecutivas y se mide en milímetros (mm).

Se expresa a través del diámetro nominal del tornillo precedido de la letra "M". Por ejemplo: M6 nos indica un tornillo con un diámetro exterior o nominal de 6 mm, y de paso normalizado de 1 mm. Si el paso no se ha normalizado, aparecerá indicado como M6 x 0,8, lo que especifica que la rosca es métrica 6 y de paso fino de 0,8 mm.

Estándares de Roscas: Rosca Whitworth

La rosca Whitworth es otro estándar importante, especialmente en aplicaciones históricas y específicas:

Normalizada también con el nombre de paso de gas, sus dimensiones básicas se expresan en pulgadas.