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FACUL TA D DE INGENIER A M ECANICAY F XECTmCA

TEMA: PE TORNILLOS

T E S I SQUE PARA OBTENER EL GRADO DE MAESTROEN CIENCIAS DE LA INGENIERIA MECANICA

P R E S E N T AG U A D A L U P E Z A V A L A Z A V A L A

M O N T E R R E Y , K L \ MARZO DE 985

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F A CU L T A D D I l yC L S T E H A mC A K I C ) E l E C T R I l A

QUE PARA O B T E N E R EL G RADO DE M AESTROEN C I ENCI AS DL LA I NG EN I ER I A M EC AN I C AF R E S E N T E

GUAI-lllPE Z A V A L A Z A V A L A

3JOXTERREY. N. L, M A R ZO DE 1955

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UNI VERSI DAD AUTONOMA DE NUEVO LEON

FACULT AD DE I NGENI ER I A MECANI CA Y EL ECTR I CA( DI VI S I ON ESCUELA DE GRADUADOS)

TOR NI LL OS

AS ES OR : I NG. NOE HI NOJ OS A

ALUMNO: GUADALUPE ZAVALA ZAVALA

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TESI S OBTENER EL GRADO DEM EST C En CI ENCI AS EN I NGEN1EHI> EG- N*I CA. PRESENTADA POR:

. . i -l " E 2A\.-LA Zn\ALA

ASESOR:l . r . - TNCJ OS/ TREVI C

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I N D I C EPAGI NA

1 . - I N T R OD U CC I ON 12 . - T I P O S DE R OS C A S 33 . - G E OME T R I A D E L T O R NI L L O 54 . - S I MB OL O S DE I D E N T I F I C A C I O N 85 . - A N A L I S I S DE E S F U E R Z OS D E C OR T E Y C OMP R E S I ON . . . 9

E N L O S F I L E T E S .6 . - A N A L I S I S D E L E F E C T O DE L A T E N S I ON I N I C I A L C ON

U N A C A R G A E X C E N T R I C A 1 27 . - A N A L I S I S D E L E F E C T O DE L A T E N S I ON I N I C I A L -

C ON C A R G A C O NC E N T R I C A . , 188 . - T O R NI L L OS DE E MP U J E 20S . - C O N C E N T R A C I O N D E E S F T T F Z OS 2U1 0 - T U E R C A S D E S E G U R I D A D 271 1 - MA T E R I A L E S Y ME T O DO S D E F A B R I C A C I O N 28

B I E L I OC R A F I A 39

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1 I NTRODUCCI ON

L o s m t o d o s m s c o mu n e s p a r a s u j e t a r 6 e n s a mb l a r p i e z a si nc l uy en e l us o de e l e me nt o s c omo p er n os , t u er c a s , t o r n i l l o sde ma qu i n ar i a , t o r n i l l o s o pr e s o r e s , r e ma c he s y c ua s . Si n emb ar g o de s t o s m t o d o s e l q ue t i e n e ma y o r a p l i c a c i n en ge n e -r a l es l a s u j e c i n po r me di o de t o r n i l l o s . P o r l o t a n t o el -o bj e t i v o de e s t e e s t u di o es a n al i z a r el c o mp o r t a mi e n t o mec ni .c o de l os t o r n i l l o s en v ar i a s f o r ma s de a pl i c a c i n, as c omos e l e c c i o na r y e s p e c i f i c a r el ma s a d ec u a do p ar a u n d i s e o e n -pa r t i c u l a r d es e ado .

Es r e a l me nt e a f o r t u n ad o e l h e c h o de e nc o n t r a r d i r e c t a me nt e l a s o l u c i n p ar a c u a l q ui e r n e c e s i d ad de s e l e c c i n de u n t o rn i l l o ; ma s s i s e t i e ne n b i en d ef i n i d as y c o no c i d as l as b as e s ~f u nd ame nt a l e s de l d i s e o de t o r n i l l o s , s t a s no s p ue de n dar l apa ut a p ar a a na l i z a r c on ma y or c l a r i d ad y s e gur i d ad l a s o l u c i na nt e s d i c h a p o r c o mp l i c a d a q ue s t a s e a .De t a l f o r ma q ue n os d a t a mb i n f a c i l i d ad pa r a ge ne r a r a l t e r n at i v as de s o l u c i n en c a nt i d ad y c a l i d ad s u f i c i e nt e p ar a es c o g erl a m s ad ec u a da a l a n ec e s i d ad r e q ue r i d a .

L a t e n de n c i a a c t u al e n l o q ue r e s p e c t a a r i g i d e z de en s ambl e s me c n i c o s e s u s a r s o l a me nt e l a c a nt i d ad de ma t e r i a l n ec e s ar i o p ar a c u mp l i r c o n l as e s p e c i f i c a c i o ne s t cni cas del d i s e o - ~

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a un c o s t o a c e pt a bl e e n e l me r c a d o . De a l l i r e s u l t a q ue en -ma q ui n a r i a que t i e ne g r a nd e s c a n t i d a d e s de p i e z a s u ni d as p or -t o r n i l l o s , s e t r a ns f o r ma r p i d a me n t e e n u na r e a de o po r t u ni -dad pa r a a na l i z a r l a y r e d i s e a r l a . De f i n i t i v ame nt e que l oa n t e r i o r e s c o n v e n i e n t e qu e v a y a a c o mp a a d o d e u n e s t u d i o e c o -n mi c o qu e i n d i q u e e l a h o r r o e n p e s o s q ue s e v a l o g r a r , l a -i nv er s i n qu e s e va a d es e mb o l s a r y l a u t i l i da d f i na l r e s ul t a nt e . Y a q u e s i e s u n a m q u i n a q u e s e v e n d a e n e l me r c a d o i n -d us t r i a l e n t o nc e s p ue de s e r q ue l o gr e r e du c i r c o ns i d er a bl e me nt es u c o s t o d e f a b r i c a c i n y p o de r r e d u c i r s u c o s t o de v e nt a ei n c r e me nt a r l as v e nt a s .

E n r e s me n l as t u er c a s y t o r n i l l o s s o n a mp l i a me n t e u s a do se n e n s a mb l e s de c o mp o n e n t e s me c n i c o s y p r o v e e n un a f u e r z a de -s u j e c i n e nt r e l o s c o mp on en t e s u n i d o s . Su b as t a f r e c ue nc i a deu s o mo t i v a a un a n l i s i s d e t a l l a d o y a t e nc i n c ui d ado s a po rl o s I n ge ni e r o s de Di s e o .

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2 . - T I POS DE ROSCAS

En e l s i s t e ma i ng l s ex i s t e n do s t i po s de r o s c a s , e l t i p oUn i f i c a do y e l Na c i o n al A me r i c a n o . L os p er n os y t u e r c a s d e am -bos t i po s s o n i n t e r c a mb i a bl e s , d i f i e r e n ni c a me nt e e n p eq ue osde t a l l e s , p r i n c i p al me nt e e n l os c o nv en i o s en c u an t o a t o l e r a n rc i as .

Extremo planoo redondeado,P^ J - Pt III

F q. 6-2 al Ros.ce A meri can N ational o U ni fi caos, b) rcsca C uad'aS^c) rosca A cm.

T ab la 6- 2 C A R A C T E R I S T I C A S D E R O S C A S U N I F I C A D A S U N C Y U N FSerie basta U N C fin* l~NF

P U m e t n A rea d e A r . ^a l A re e Are* amavo r B i lo et fuera d i metr o H i l os t -v fu i n o d i u r a *igtmriA s Cfpmln* ] por pl g 4e tf ol o menor >4,, y*>t plg de U -.lo O ' C O t t ^t u r n i o p l * N ^ P l f ' p l * J ^ PV

0 0 0 6 0 0 80 0 001 80 O C ' J .1 0. 073 0 64 0 00 2 63 0.00218 72 0 002 78 o o c : r2 0 0860 56 0 0 0 3 70 0 0 0 3 1 0 64 0 00? 94 O O C3 *3 0.0990 48 0 004 87 0 . 0 0 4 0 6 56 00 0 52 3 0DCW4 0 1 1 2 0 40 0 . 0 0 6 0 4 0.004 96 48 0CM 6 6 J 0.00? K5 0.1250 40 0.007 96 00 06 72 44 0

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Est os t i pos se usan pri nci pal ment e en Canad, Gr an Br et aa y Est ados -Uni dos.

La cr est a es pl ana en l a r osca naci onal amer i cana y puede ser pl ana -r edonda en l a uni f i cada.

En el r est o de l os pa ses del mundo han adopt ado l a r osca mt r i ca I nt ernaci onal ment e ( 150) que aunque el ngul o es de 60desaf or t unadament e -es t a r osca no es i nt er cambi abl e con l a uni f i cada. En Mxi co el t i po unif i cado es l a que s i gue t eni endo mayor apl i caci n, Si n embar go l as ref ac_c i ones en cuant o a t or ni l l e r a l as sust i t uye de acuerdo a l as neces i da -des, es deci r cerno exi st e maqui nar i a con l os dos s i st emas de medi c i n, -ambos si st emas l os apl i ca.

En l a i ndust r i a de Mxi co en gener al se t i ene maqui nar i a t ant o amer i canacano europea por l o que an est muy l ej ano un si st ema ni co en el r oscado de t o m l l os .

Par a t orn i l l os gui a y t r ansm si n de potenc i a se empl ea i mcho l a roscaACME as como l as r oscas de per f i l cuadrado.Puest o que cada apl i caci n es especi al , r eal ment e no hay necesi dad deest abl ecer una nor ma est ndar .

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t

3 . - GEOMETR I A DEL TORNI L LO

L a f i gu r a 3. 1 r e pr e s ent a un s e ct o r de t o r n i l l o .L a t e r mi n ol o g a us a da par a l as r o s c a s d e t o r n i l l o se ex-

p l i c a en l a f o r ma s i g ui e nt e :

P as o : E s l a d i s t a nc i a q ue h ay e nt r e do s h i l o s ad y ac e n t e s , me -( p)d i da p ar a l e l a me nt e al e j e de l a r o s c a .E l p a s o es el r e c p r o c o de l n u me r o de h i l o s p or p ul g a da ,N.

Di me t r o Ma y o r : E s e l d i me t r o d e ma y o r t a ma o d e l a r o s c a ,( d)

Di me t r o me n o r : E s e l d i me t r o d e me n o r t a ma o de l a r o s c a .( d m>

Av a nc e : E s l a d i s t a nc i a que s e d e s p l a z a u na t u er c a , -p ar a l e l a me nt e al e j e de l a r o s c a de un t o r n i l l o ,c u a n d o s e l e d a u na v u e l t a . E n e l c a s o d e u nar o s c a s i mp l e ( de u n s o l o f i l e t e ) el a va nc e esi gua l a l p as o .

Di me t r o e f e c t i v o : Se l e l l ama a s a l d i me t r o de un c i l i n dr o -( d ) i ma gi n ar i o c o ax i a l c on el qu e c o r t a a l a r o s c a

a t a l a l t u r a que l a a nc h ur a de l a r o s c a e s i g ua la l a de l e s pac i o l i b r e .

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Fi g. 3. 1

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Un el ement o con r osca ml t i pl e es aquel cuya r osca t i ene dos ms -f i l e t e s . l os t or ni l l os > t uer cas comer c i al es t i enen r osca senc i l l a.En un tor ni l l o de rosca dobl e el avance es i gua l a dos veces e l paso;en un t or ni l l o de r osca t r i pl e el avance es i gual a t r es veces el paso,etc .l as roscas pueden ser por f or maci n a l a derecha o por f ormaci n a l ai zqui er da. Por f or mac i n a l a der echa el t orn i l l o avanza conf or me segi r e s t e a f avor de l as manec i l l as del r el oj . Por f or mac i n a l a i z -qui er da el t orni l l o avanza conf orme se gi r e st e en cont r a de l as maneci l l as del r el oj .

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4. - S I MB OL OS DE I DE NT I F I CA CI ON

l as roscas uni f i cadas se espec i f i can expr esando e l di metr o nom nal ,el humero de hi l os por pul gada y l a ser i e de r osca, como s i gue:

5 " ( 1 5 . 8 7 5 M M) - 1 8 U NF )8

Las roscas mtr i cas se especi f i can expr esando el di metr o y e l -paso en m l met r os en st e orden. Por l o t ant o ,

M 12 X 1. 75

es una rosca un di met r o nom nal de 12 r om y un paso de 1, 75 mmLa l et r a M que pr ecede al di metr o es el di s t i nt i vo de l a des i gnaci n -mtr i ca.

Cuando es necesar i o se agr ega i nf or mac i n adi c i onal r e f erent e a l t i po -de aj us t e ent r e t uer ca y t or ni l l o. Es t o es tant o par a el s i s t ema mt r ico como para el si st ema i ngl s.

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5. - ANALI SI S DE ESFUERZOS DE CORTE COMPRESI ON EN WS FI LETES.Ahor a se det erm narn l os es f uerzos produc i dos en l a r osca de l a

t uer c a y en l a r o s ca del t or ni l l o.

Si se supone que l a car ga est di st r i bui da uni f ormement e a l o l argode l a al t ur a de l a t uer c a, h, y que l os hi l os de l a r os c a del t or ni l l o -f al l ar an por cor t ant e sobr e el di metr o menor , ent onces e l es f uer zo cort ant e, Ss, medi o en st a rosca es:

Ss - FA

A = n d r h2

Ss = 2Fn d hi v r

El esf uerzo cort ant e Ss= 0. 5 SyPSyp- Esf uerz o de cedenci a

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Ent onces consi derando el f act or de segur i dad, Fs.

2 F = 0, 5 SyPT d h FSr

l os hi l os dl a r osca de l a t uer ca exper i ment ar n cor t ant e en e l di met r o mayor y , en consecuenci a, el esf uer zo medi o de cort e en est a r os-ca es:

Ss= 2 Frvdh

El es f uer zo de apl astam ent o en l as r oscas es un es f uerzo medi o , puesse supone que l a f uer za est a uni f or mement e s obr e l a cara de l as r oscas.Real ment e puede exi s t i r f l exi n en l os hi l os de l a r osca y, por l o t ant o hay que empl ear un f act or de seguri dad. Ent onces:

Ar ea de apl ast am ent oA= " ( d2 - dr 2)Numer o de r eas cont eni das NN = h

PLuego el esf uerzo de apl ast am ent o S,S = F

A

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H pFT\ h ( d2 - d r 2)

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6. - ANALI SI S DEL EFECTO DE L A TENSI ON I NI CI AL CON CARGA EXCENTRI CA.

La j unt a excnt r i ca br i dada, manej ando una carga de t ensi n P,puede ser apr oxi mada cano una v i ga de l ongi t ud I y l a al t ura h, comose muest r a en l a f i gura 6. 1 l a car ga puede ser debi do a una presi ni nt er na sobr e una l ongi t ud de uni n equi val ent e a una di st anci a de -cent ro a cent r o ent r e to rn i l l os .

l os t orn i l l os y l as par t es son f r ecuent ement e hechos de mater i a l escon di f er ent es nodul os E^ y E2 r espect i vament e. Cuando est o ocur r e,el r ea del t or ni l l o A( es r eempl azado por una r ea (E E ) A A A^ l ocal i zada a l a m sma di s t anc i a que el t or ni l l o ac t ua l t i ene de l a car ga P.

1 U1 Uh1 )J ! -j .

EJ ENEUTRO

' " K'h

A

Ar e a de l t o r n i l l oadi c i onal r equer i dapar a f ormar el reaequi val ent e .

> v

Fi g, 6, 1

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Si el r e a n et a de l a s pa r t e s es A 2 , e l r e a de en t r a dae qu i v al e nt e es ^ A ! + A 2 " t endr e l mo du l o d e l a s t i c i d ad E 2

E l e j e n eu t r o , c e nt r o de g r a v e da d de l a s ec c i n t r a nsv er s a l , e s t l o c al i z a do a una d i s t a nc i a 07 c a l c u l a da pa r ae l r e a e qu i v a l e nt e . E l mo me nt o de i ne r c i a a l r e de do r de l -e j e neut r o t a mb i n es r e f e r i d o a l r ea e qu i v a l e nt e .

L a f u er z a F q e n e l t o r n i l l o es c o ns i d er a da pa r a ma nt e ne r -l a s p a r t e s f i r me me n t e u n i d a s de t a l f o r ma q ue s e d e f o r ma n - -c o mo u na u n i d a d b a j o l a a c c i n d e l a c a r g a P .

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En l a f i gur a 6. 2 l a f uerza i ni c i al F , ant es obt eni da por apl ast am ent ode l at uer ca, puede ser consi der ada como un est i r am ent o r ecort ando l a -l ongi t ud del t or ni l l o hast a que est e coi nc i de con l a l ongi t ud carr pr i m-da de l as par t es . La f uer za F q es t r ans f er i da a l ext r emo t oSt f f t de ~l a vi ga y es desvi ada haci a el cent r o de gravedades. Est o puede darsei nt r oduci endo el moment o F e cerno se mues t r a

F o e v 1Fol I f E2 I

B4 11

, F F 7

1 1_i pF o i., F F 7

/I ifX iF F 7 \ W

ifX iA1

Fi g. 6. 2 Def or maci n debi da a l a car ga i ni c i al

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F I GURA 6. 2 DEF ORMACI ON DEBI DA A LA CARGA I NI C I AL F .

S = P S= P 1 = S 13f SE" ES = - ( F o l + F o e v l )

Mu l t i p l i c a nd o t oda l a e c ua c i n po r E 2 y d i v i d i e ndo en t r e1.

s 2= - ( Fo + Fo ev )A2 I

S 2 =- F 0 C1 + E V )A 2 I

E l s i g no me no s i n di c a es f u er z o de c o mp r e s i n.

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El ef ect o de l a carga P es most r ado en l a f i gur a 6. 3 La car ga es t r asl adada haci a l a superf i c i e neut r a con el corr espondi ent e mement o -

p i ra. PA VIE2 I

QA + A2 ) E

V P ;

7 I P 4n s 6 , 3

8h Tor ni l l oEj e Neut r o

De acuerdo a l a f i gur a l a def ormaci n debi do a l a car ga P es:P1

CA X + A2 ) E,l a def or maci n debi do al mement o Pa es:

- pa V IE 2 J

Est as def ormaci ones di v i di das por 1 y mul t i pl i cadas por E^ dan el esf uerzo, es dec i r : 1 - a V ) ( 2)2=p (

A-j X + Aj

En est a ecuaci n, a es consi derado posi t i vo y V es posi t i va cuando sonmedi das ar r i ba del e j e neut r o.El esf uerzo t ot al debi do a l a car ga y a Fo ser a l a suma de el l os sea:

s 2=P (A 1 + A 2

a V ) - F ( 1 + eV)o I A2 ( 3)Est a ecuaci n es vl i da si empr e y cuando P no sea t an gr ande que causeabert ura en A.

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7. - ANALI SI S DEL EFECTO DE LA TENSI CN CON CARGA CONCENTRI CA.

L a f i gur a 7- 1 mues t r a l a si t uac i n c uando el t or ni l l o y l a pi ez a par t e son concnt r i cas :

Fo- P recar ga de t ens i n i ni c i alF - f ue r zaA - r ea t r ansver sal1 - l ongi t ud del agar r eE - mdul o de el as t i c i dadP - Car ga ext er naS - Def or maci n

El s ub ndi c e 1 se r e f er i r al t or n i l l o y el 2 a l a pi ez a.En est a s i t uaci n se apr i et a el per no par a produci r una Fo y despues se -apl i ca l a car ga P.

La const ant e de r esor t e , const ant e de r i g i dez de un e l ement o e l s t i co -como un per no es l a r el ac i n de l a f uer za apl i cada al e l ement o a l a def orma

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c i cn t o ta l pr oduc i da po r d i cha f uer za.0 sea:

K = F ( 1) La def or maci n t ot al de una bar r a en t ensi n ccmpr e- s i on es :

S- F1 sust i t uyendo st a en 1AE

Ent onces:K= AEi

F^ es l a par t e de l a carga P soport ada por el per no y F 2 es el r es t o de l acarga P absor v i do por l a pi eza soport e. Cuando Fo = 0Las def ormaci ones del per no y de l a pi eza son i gual es.

$ 2 i - ZKF1 =T2 . \ F2 = K2 F1 C25k i =K2 >aP = F1 + F2 C3)Sust i t uyendo EcC2} en EcC3)P = F1 + K2 F1 _ ( K1 + K- 2) F1

K1 K1Por l o t ant oF1 = K1 P y F2 = K2 P

K2+ K1 K1 + K2Si exi s t e F oF1 = K1 P + Fo y F2 = K2 - Fo

K2 + K1 K1+ K2

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eden t ot a l pr oduc i da por di cha f uerza .0 sea:

K = F ( 1) La def or maci n t ot al de una bar r a en t ensi n o conpr e-$ s i on es :S- F1 sust i t uyendo est a en 1

AEEnt onces:

K= AE1F^ es l a par t e de l a carga P soport ada par el per no y F 2 es e l r es t o de l acar ga P absar vi do por l a pi eza sopor t e. Cuando Fo = 0Las def ormaci ones del per no y de l a pi eza sen i gual es.

S2 - 1KF1 =F2 F2 = K2 TI C23K1 =K2 10.P = F1 + F2 C3)Sust i t uyendo EcC2) en Ec( i )P = F1 + K2_ F1 _ ( XI + K2) P1

K1 K1Por l o t ant oF1 = K1 P y F2 = K2 P

K2+ Kl Kl + K2Si exi s t e FoFl = Kl P + Fo y F2 = K2 - Fo

K2 + Kl K1+ K2

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TORNI LLOS DE EMPUJ E

Los t orni l l os de empuj e se usan par a el evar o baj ar pesos s coro se -i ndi c a en l a f i gur a 8. 1

Fi g. 8. 1En es t a f i gur a e l peso W sube 6 baj a segi n l a di r ecc i n de l a r ot a -c i n a donde se haga gi r ar e l t orn i l l o. La s i mbol og a empl eada es :

Fn - Fuer za normal a l a super f i c i e de l a r oscaW - Peso de l a car ga que se desea moverO* - Angul o de l a hel i cet - Radi o ef ect i vo de l a r oscal e - Radi o ef ec t i vo del c ol l ar n

J l - Coef i c i ent e de r oz am ent o de l a r os c a- Coef i c i ent e de r oz am ent o del c ol l ar n.

T - Por necesar i o pa ra el evar 6 baj ar l a car gaF - Fuer za apl i cada en e l r adi o r t

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e.

( o) Pione tangencial

(fc ' Se. c o

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La car ga ABEO es una secci n axi al del t orni l l o . La proyecci n de F n -sobr e est e pl ano f or ma un ngul o La cara ACHD est si t uada sobr eel pl ano t angent e al c i l i ndr o pr i m t i vo.Suma de f uer za en el ej e "y" W+pLFn Sen*. = ^n COS n OS ^

W f ec .eos 9 eos - Pisenn 'Suma de f uer zas en el ej e " X"

F= Fn eos Q sen * c o s ^ + ^ W

El par necesar i o par a e l evar l a car ga se encuent r a mul t i p l i cando l as -f uer zas hor i zont al es por l os r adi os cor r espondi ent es . Es dec i r :T= r ( F eos 0 senc*.+ F eos ) + r e M 2)t n n ' 1 n I W

Sust i t uyendo l a ecuaci n 8, 1 en st a ul t i ma,T= r W ( eos 8 sen

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Cua nd o e l p e s o s e h ac e b a j a r p o r l a a p l i c a c i n de l a f u e r z a F hac i a l a der cchc de l a f i gur a 8 , 1, se i nv i er t e el s i gno de F y l os de t odos l os t r m nos de f r i c c i n. El par necesar i o par a hacer baj ar l a car ga en t alcaso es:

T= r t WT ( f r eos 0 t g ^ - ^ i ^ c 2) ( Ec, 8. 3)" ; ~ r teos 0 n + J l t g I

Si pudi er a e l i m nar s e por c ompl et o el r o z am ent o t a nt o en el t o m l l o c anoen el apoyo, l a ecuaci n 8. 2 quedar a:

T* = r t W t g ex ( Ec. 8. 4)

El r endi m ent o de un t or ni l l o de empuj e es :Rendi m ent o: = T^

TCuando el par es t el evado l a car ga el r endi m ent o ser a l a r e l ac i n de l as -ecuaci ones 8. 2 y 8. 4 es deci r :Rendi m ent o: =

eos 0 n - P i t e /=

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9. - CONCENTRACI ON DE ESFUERZOS

Cuando se t r ans f i ere l a carga a t r avs de l a tuer ca de una p i eza a ot r a , -se pr oduce en e l t orn i l l o una concent r ac i n de t ens i ones . En condi c i onesi deal es , l a f r acc i n en el t or ni l l o y l a compr es i n en l a t uer ca deben r educi r se uni f or mement e. Si n embar go, l a t r acci n aument a el paso delt or ni l l o y l a conpr esi n di sm nuye el paso de l a t uer ca de manera que no -se mant i ene una corr ect a cor r espondenci a ent r e l as par t es cargadas. La -mayar par t e de l a car ga se t r ans f i er e en el pr i mer par de h i l os de roscaen cont act o y aqu pr esent a una gran concent r aci n de t ensi ones aunque -l e f l exi n de l as r oscas y expans i n de l a tuer ca r educen l a concent r ac i nde t ens i ones , l a mayar a de l as rot ur as de t orn i l l os se pr oducen en ste -punt o.

Los coef i c i ent es de concent r aci n de t ensi ones par a r oscas con cargas est at i cas se det e rm nan, nor mal ment e, por anl i s i s f ot oel s t i co. Los ensayosen t r es di mensi ones han i ndi cado un coef i c i ent e de concent r aci n de t ensi ones de 3. 85 en l a r a z del pr i mer f i l et e r oscado. Si n embargo ot r os i n -vest i gadores han encont r ado val ores mayor es y menor es que el ant er i or ment ei ndi cado. Se ut i l i zan var i os mt odos par a aument ar l a f l exi bi l i dad de l at uer ca y pct r l o tant o- aument ar e l r ea sobr e l a cual t i ene l ugar l a t r ans-m s i n de l a f uer za.

R. E. Pat t er son seal a que l a di s t r i buc i n de l as f al l as t pi cas de per noses, apr oxi madament e5 15% baj o l a cabeza, 20% en el ext r emo de l a r osca y -65% en el hi l o en l a cara de l a t uer ca. Una f orma de mej orar el compor t a-m ent o de l as concent r ac i ones se apr ec i a en l a s i gui ent e f i gur a :

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R ^ T R IJ da ->3S(b) C-or'tc'a

/S'O-f cp Rosa 0 ">

(Ct

Sue"':

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En el t r a ba j o po r f a t i ga t a mbi n es b en ef i c i o s o u n i n c r e me nt o de l af l exi bi l i dad del t o mi l l o . Por l o t ant o debe ex i s t i r una c ons i der abl e -l ongi t ud de r o s c a l i b r e a de m s de l a n ec e s ar i a pa r a l a f i j a c i n d e l a t uer c a c o mo s e i n di c a e n l a f i gur a 5 - 1 4 ( b) . L a e x i s t e nc i a de un a c u er -do c ur v o e nt r e l a c a be z a y l a e s pi g a e s b ene f i c i o s a p or r e du c i r l a c o n c e nt r a ei o n de t e ns i o ne s en e s t e pun t o . El ngul o de s a l i da de r o s c a de -be t ener un va l o r pequeo como se i nd i ca en l a f i gur a 5 - 14 ( c ) ya que l ac o nc e nt r a c i n de t e ns i o ne s e s m xi ma en l a s p r i me r a s v u e l t a s . P o r l a m sma r azn , en e l ex t r emo de l a derecha de es ta esp i ga se i ndi ca unamue s c a de a l i v i o de t e ns i o ne s que debe t e ne r u n d i me t r o i gua l a l de l asecc i n m n i ma de l a r osca o l i ger ament e menor y cuyo acuer do con l a es -pi c a debe l o gr a r s e me d i a nt e s u pe r f i c i e s de r a di o s mu y a mp l i o s . Un r a di ogrande pr oduce menos concent r ac i n en l a t r ans f e r enc i a de l a ca r ga desdel as s e c c i o ne s t r a ns v e r s a l e s ma y or e s a me no r e s . Adem s , s i l a e s p i ga s edob l a como consecuenc i a de ma l mont a j e , e l d i met r o menor p r oduc i r t en-s i ones de f l exi n menor es en el mat er i al . L a f l ex i bi l i dad del t or ni l l os e i n cr e me nt a r e du c i e nd o l a l o ngi t ud t ot al e nt r e l a c a be z a y l a s r o s c asal di met r o i nt e r i o r . Si el t or ni l l o ma nt i e ne j u nt a s do s o ma s pi e z as ,en c a da u ni n de be n de j a r s e peque a s l o ng i t u de s de l d i me t r o o r i g i n al par a l as p i e z as a t o r n i l l a da s c omo s e i ndi c a en l a f i g ur a 5- 1 4 ( d) .

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10. - TUERCAS DE SEGUFI I AD

El obj et i vo de l as t uercas de segur i dad es ev i t ar que l as t uercas se af l o jen ser v i c i o cano consecuenc i a de l as v i br ac i ones , 1 s i gui ent es f i gur asi l us t r an al gunos t i pos de t uer cas de segur i dad.

a) Tuer ca al menada , t or ni l l o per f or adoy pasador . f ^

b) La par t e super i or de l a t uer ca t er m naen cua. Los di vers os segment os se -opr i men c ont r a el t or ni l l o.

, c) l os hi l os de r osca pea? enci na de l a r anur a se def or man par a pr oduci r un agarr e -por r ozam ent o.

d) La t uer ca super i or opr i me l a pr ol ongac i on-r a nur a da de l a i nf er i or c ont r a el t or n i l l o.

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11. - MATERI ALES Y METODOS DE FABRI CACI ON.

Los t orn i l l os y t uer cas pueden f abr i car se en mqui nas de r oscar - .aut omt i cas empl eando cano mat er i a pr i ma barr as de l as m smas di mensi onesque l a cabeza. La t abl a 11. 1 i ndi ca c i er t o numero de acer os car act er s t ieos par a t o m l l o s .

Las bar r as de f ci l t a l l ado son l as pr ef er i das para l as mqui nas -aut omt i cas de hacer t orn i l l os por que l a v i r ut a se ranpe en cor t o ycomo r esul t ado exi st e menos pel i gr o de est r opear l os el ement os mecni cosde l a maqui na.

Los t orn i l l os de acer o al eado son somet i dos a un t r atam ent o t r m copar a aprovechar al mxi mo l as propi edades del mat er i al .

Los t or ni l l os t orneados t i enen- gener al ment e buenas pr opi edades en -cuant o a cont r ol de di mensi ones. El r oscado se l ogr a ccmo una de l as -oper aci ones de l a mqui na de hacer t orni l l os. De st e mt odo r esul t a unconsi der abl e desperdi c i o de mat er i a l , ya que l a espi ga ha de obt eners e -de un mat er i a l que en un pr i nc i pi o t en a el m smo t amao que l a cabeza.En base a est a per di da, l a mqui na aut omti ca de hacer t orni l l os se usaampl i ament e par a t or ni l l os de di met r os de apr oxi madament e 6 mm. o menos.

Los aceros de baj o cont eni do de car bono, cano consecuenci a de su -mej or t r abaj abi l i dad son mas f ci l de f abr i car se por medi o de un pr ocesode f or mac i n de cabezas en f r o. Las roscas de l os t orn i l l os con cabe-za f or mada en f r o se f orman usual ment e haci endo gi r ar l a espi gaent r e est ampas que compri men par t e del acer o par a f or mar l a r a z f or zando el r es t o hac i a a r r i ba y f ormando l os f i l et es .

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