Uniones
desarmables
Indice
2. Roscas-Hélice
3. Tornillo y tuerca
4. Uniones
5. Tipos corrientes de
reblones
6. Soldaduras
7.
Bibliografía
Las uniones desarmables son aquellas que
reúnen varias piezas de manera solidaria y forman con
ellas una misma pieza; pero que permiten, en todo momento, la
separación de las piezas unidas, mediante una maniobra
fácil que no deteriora los
elementos.
Este sistema es el
más frecuentemente empleado, y uno de los medios de
unión desarmable más utilizada es el empleo de
tornillos y tuercas.
En una bicicleta, por ejemplo, se unen con tornillos las piezas
del mecanismo de rueda libre, eles y horquilla, manivelas y
pedales y llantas. En el montaje de una motocicleta o
automóvil intervienen, ordinariamente, cientos de
tornillos, tuercas y arandelas, pernos roscados, etc. Todas estas
piezas, cuando ello es necesario, (en las reparaciones) se pueden
desmontar y volverlas a montar.
Los tornillos y tuercas, de los cuales se
tratará más adelante, provienen y están
provistos de rosca. En mecánica se llama rosca a la hélice
construida sobre un cilindro con un perfil determinado y de una
manera continua y uniforme.
La hélice es una curva de longitud indefinida que gira
alrededor del eje de un cilindro y que contemporáneamente
se separa de éste en cantidades iguales correspondientes a
ángulos iguales llamados pasos.
Si la hélice es exterior, resulta un tornillo; si es
interior, una tuerca.
La generación de una rosca se le puede considerar como si
un prisma se enrollase alrededor de un cilindro que hace las
veces de núcleo.
En la práctica, lo que se hace es un canal que
da lugar a la rosca.
Estos prismas o perfiles, en forma de hélice, reciben el
nombre de filetes de rosca.
Los canales que quedan entre los filetes, se llaman entradas.
Clasificación de las roscas Las roscas se pueden
clasificar:
- Según el número de
filetes. - Según su posición.
- Según el sentido de la
hélice. - Por la forma del filete.
Según el número de
filetes:
- De entrada, si tiene un solo
filete. - De varias entradas, si tiene dos o más
filetes.
Según su posición:
- Exteriores: si están hechas en un cilindro
exterior; dan lugar a un tornillo. - Interiores: si están hechas en un cilindro
interior: dan lugar a tuercas.
Según el sentido de la
hélice
- Rosca a derecha: Cuando la tuerca avanza en
sentido de las agujas del reloj: izquierda a
derecha. - Rosca a izquierda: Cuando la tuerca avanza al
girarla en sentido contrario a las agujas del reloj: de derecha
a izquierda. (Se pueden llamar también simplemente rosca
derecha y rosca izquierda).
Por la forma del filete
- Triangulares: Cuando los filetes son
triángulos. Son las usadas para la fijación. De
esta clase son las de los tornillos y tuercas. - Planas o cuadradas: Cuando la sección del
filete es un cuadrado. Se usan para maniobras, aunque
prácticamente han sido sustituidas por las roscas de
perfil trapecial. - Trapeciales: Los filetes son trapecios. Se usan
para la transmisión de movimiento. - En dientes de sierra: Se usan en casos de fuerte
empuje en sentido unilateral. - Redondas: De filete semicircular: se emplean para
roscas que tengan mucho desgaste y en piezas que deben estar en
contacto con materias fangosas o arenosas.
Elementos de las roscas, perfil
Atendiendo al filete se emplea esta
terminología:
- Al ángulo que forman los filetes se le
llama ángulo de los flancos. - A las caras laterales, flancos.
- A la unión de los flancos por la parte
interior, fondos. - A la unión de los flancos por la parte
exterior, cresta o vértice. - Al espacio vacío entre dos filetes,
vano. - A la distancia entre filetes
consecutivos. - La distancia que recorre en sentido del eje un
filete al dar una vuelta entera (por ejemplo, un tornillo en la
tuerca al dar una vuelta completa) recibe el nombre de
avance.
Dimensiones fundamentales de una rosca
En una rosca exterior:
- Diámetro mayor es el que va de cresta a
cresta. Este diámetro sirve para identificar la rosca y
se denomina diámetro nominal (d). - Diámetro medio: Hay un punto donde el
filete y el vano tienen el mismo ancho, al cual se le llama
punto medio del flanco. Al diámetro correspondiente se
le llama diámetro medio. (d2). - Diámetro menor es el diámetro
interior de la rosca que va de fondo a fondo
(di).
En una rosca interior:
- Diámetro mayor es el que va de fondo a
fondo (D). - Diámetro medio es igual para ambas roscas
(D2). - Diámetro menor, el que va de cresta a
cresta (Di).
Representación de roscas
La representación de una rosca, tal y como es en realidad,
sería una ejecución laboriosa, delicada, y
resultaría un trabajo inútil para el dibujante
técnico. Por ello, a través del tiempo, la
representación de las roscas ha sufrido necesariamente
algunas esquematizaciones progresivas hasta llegar a una
representación simple y unificada.
La evolución gradual en el dibujo de la
rosca se ve claramente en las figuras de la
ilustración de esta página. De una
representación natural real se pasó a
representaciones esquemáticas hasta llegar a la actual,
simbólica y convencional. Esta representación, la
última, como se puede observar, ha suprimido por completo
la ejecución de los filetes. Se puede, pues, aplicar
indistintamente a un perfil cualquiera (triangular, trapecial,
cuadrado o redondo). Es la representación normalizada.
Los datos importantes
están dados por las líneas y la diferencia de las
mismas, del modo siguiente: las líneas gruesas externas
indican el diámetro del fileteado externo o rosca,
mientras que las distancias entre las líneas internas,
finas, indican el diámetro del núcleo o
vástago. La longitud de la parte fileteada está
limitada e indicada por la línea continua gruesa
perpendicular al eje. Obsérvense estos detalles en la
figura última.
En las uniones desarmables o desmontables los elementos
más empleados son los que poseen roscas como los tornillos
y tuercas.
Tornillo
En la acepción más amplia, el tornillo es un
cilindro parcial o totalmente roscado frecuentemente provisto de
cabeza. La parte cilíndrica se llama vástago o
caña y mediante la rosco se une a la tuerca.
Tipos de tornillo
Los tornillos tienen forma muy variada con el fin de satisfacer
múltiples necesidades.
Atendiendo a la forma de la cabeza los más comunes son
de:
- cabeza hexagonal;
- Cabeza cuadrada;
- Cabeza cilíndrica con ranura recta o ranuras
cruzadas para destornillador; - Cabeza avellanada (forma de cono truncado
plano); - Cabeza redonda con ranura;
- Cabeza cilíndrica con hexágono
interior.
Normalización
De acuerdo a la forma de la cabeza se han normalizado los
siguientes tornillos: 1. Tornillo avellanado; 2.
Cilíndrico; 3. Alomado; 4. Gota de sebo.
Los extremos de tornillo presentan diferentes formas.
Habitualmente suele dárseles formas de chaflán (a);
extremo abombado (b); o dejarlos sin remate ninguno especial.
Estos extremos de tornillo están normalizados. Otros
tronillos de sujeción tienen punta cónica para
colocar piezas de máquina en un eje provisto de una ranura para alojarlos.
Tornillos tirafondos
Los tornillos empleados para uniones desmontables en madera se
llaman tirafondos. De estos tornillos hay infinidad de
tamaños y variedades. Mediante un taladro y un
destornillador se pueden unir piezas de madera
firmemente y con la ventaja de que se pueden desensamblar si es
necesario. En la ilustración se incluyen: a: la
representación real; b: la representación
simplificada; c: la representación simbólica, y d:
la representación de un tornillo tirafondo.
Uniones mediante los
tornillos
Se emplean en especial cuatro: mediante tornillos de
unión, espárragos, tornillos pasantes y tornillos
prisioneros.
Tornillos de unión
Están formados por una sola pieza que comprende: el
vástago roscado con filetes en la parte inferior, y la
cabeza que puede tener forma cónica plana, abombada,
redonda o cilíndrica.Ç
La unión de dos piezas se hace a través de una de
ellas por un agujero pasante sin rosca y se enrosca en otra como
una tuerca.
Espárrago
Es una varilla roscada en los dos extremos sin variación
de diámetro. Un extremo va roscado en la pieza mientras
que el otro tiene rosca exterior (en lugar de cabeza). La
sujeción se logra por medio de una tuerca.
Los espárragos se colocan apretados a la pieza roscada
mediante una herramienta especial, y cuando hay que aflojar o
apretar, se hace con la tuerca.
Tornillo pasante
Es un tornillo que atraviesa las piezas a unir sin roscar en
ninguna de ellas. La sujeción se efectúa mediante
una tuerca y una arandela.
Tornillo prisionero
El tornillo prisionero es una varilla roscada por un extremo. No
tiene cabeza sino una ranura. Su colocación se realiza
entre la tuerca y el tornillo, taladrando previamente y luego,
roscando.
Tuerca
La tuerca es el elemento que, junto con el tornillo, sirve para
sujetar piezas. Su forma 1 exterior es diversa y la parte central
lleva un agujero roscado dentro del cual se introduce el tornillo
con igual tipo y paso de la rosca.
Entre las tuercas, las más empleadas son las
hexagonales. Hay tuercas especiales para uniones desmontables
frecuentes y que no conviene usar herramientas
para el desmontaje. Son las llamadas tuercas mariposa.
En los tornillos sólo se acota el diámetro
exterior del mismo guardando relación las demás
medidas con dicho diámetro.
- El diámetro de la cabeza del tornillo y el de
la tuerca es el doble del diámetro del vástago y
de los lados del hexágono de la tuerca. - La altura de la cabeza y tuerca es igual a 7/10 del
diámetro del vástago. - Para ejecutar la presente lámina se
tomará la dimensión del diámetro y, con
las fórmulas dadas, se trazarán las demás
dimensiones. - Los radios indican los centros para representar los
arcos correspondientes.
Uniones Fijas
Ya conocemos cómo se efectúa la sujeción de
piezas por uniones desmontables. En el presente objetivo, como
lo anunciamos, vas a estudiar lo referente a uniones permanentes
y fijas de piezas metálicas.
Recuerda que en mecánica las piezas pueden unirse por
uniones desmontables, las cuales se pueden armar y desarmar sin
que se modifique el tipo de unión; o también
mediante uniones fijas, las cuales es imposible desmontar sin
destruir algunos de los elementos de unión.
Los medios de
unión fija, fundamentalmente usados hoy día, son:
las uniones por roblones o remaches, y la soldadura.
Verás en qué consisten ambos sistemas y
cómo es su representación gráfica. Los
explicamos en el mismo orden.
Uniones con roblón
Roblón
El roblón o remache es un elemento destinado a unir de una
manera fija, dos o más piezas.
Está formado por una cabeza y vástago. Esto es si
se considera el roblón aislado, el roblón en bruto,
porque durante la operación del remachado se forma
también en el extremo opuesto del vástago otra
cabeza, la de cierre.
El tamaño del roblón debe adaptarse a las piezas a
unir cuyo espesor total constituye el espesor de
cosido.
Uniones roblonadas
Si bien el roblonado ha sido desplazado en la mayoría de
los trabajos mecánicos por la soldadura,
todavía se emplea, debido a su bajo costo y
confiabilidad. Son muchos los productos y
estructuras de
pequeño y gran tamaño que utiliza ese tipo de
elemento de unión. Podemos citar: las tijeras de mano, los
compases, navajas y otros utensilios que se unen entre sí
por medio de roblones para que puedan girar.
También se roblonan firmemente las planchas, chapas, los
perfiles formando las uniones llamadas nudos en
cerrajería, construcciones metálicas, estructuras,
puentes, grúas y calderas de
vapor.
Ejecución del roblonado
El proceso de
trabajo durante el roblonado es laborioso y difícil. Las
fases de la ejecución son varias: trazado y taladro de los
agujeros que han de ser de diámetro algo mayores que los
del vástago del roblón; ajuste de las piezas entre
sí; escariado de los agujeros que no coinciden;
formación de la cabeza de cierre…Esta última fase
requiere pericia. Se ajusta el roblón al agujero y
después, por medio de diversos martillazos aplicados
perpendicularmente al comienzo y luego oblicuamente, se da una
primera forma a la cabeza de cierre. La forma definitiva, por lo
general redonda, se imprime con un instrumento llamado
buterola.
Se puede roblonar en frío o en caliente; pero
ambos sistemas son
igualmente trabajosos. En parte, se facilita la operación
empleando martillos neumáticos (accionados por medio de
aire comprimido)
para formar las cabezas de cierre. A nivel de industrias
mayores se recurre a máquinas
especiales de remachar con dispositivos
automáticos.
5.
Tipos corrientes de reblones
Atendiendo a la forma de la cabeza:
- Roblón de cabeza redonda,
- Roblón de cabeza avellanada,
- Roblón de cabeza de sebo,
- Roblón de cabeza aplastada
Clases
Según el diámetro del vástago y según
su empleo:
- Roblones de diámetro inferior a 10 mm. Se usan
para unir chapas. Se remachan en frío, y estas uniones
sólo pueden soportar débiles
esfuerzos. - Roblones de diámetro superior a 10 mm, Se
remachan en caliente y se utilizan:
- En construcción de calderas. En
éstas las juntas tienen que ser no sólo
resistentes sino herméticas para evitar las fugas del
fluido a presión
en ellas contenido. - En estructuras metálicas. Estos tipos de
roblones remachados deben soportar esfuerzos importantes en
columnas, puentes, grúas, cubiertas eje edificios,
etc.
Roblonaduras
Las uniones remachadas, recubriendo una chapa sobre otra, reciben
el nombre de roblonaduras por solapa.
Según la disposición de los roblones pueden ser de
remachado sencillo, dispuestos en una fila "1" o dobles, sea en
forma paralela como en zigzag dispuestos en dos filas, "2" o
también en varias filas dispuestos en cadena "3".
En las roblonaduras dobles se disponen las chapas de unión
por varias caras.
Representación gráfica de los roblones
Los roblones no se dibujan en sección longitudinal sino
como lo indica la figura. En la vista lateral, que sigue la
dirección de los ejes, se representan como
si a los roblones se le hubiera arrancado la cabeza, es decir,
mediante un círculo rayado. En los dibujos a
escala
pequeña, se prescinde del rayado.
Símbolos para roblones en construcciones
metálicas
La tabla de símbolos que se presenta a continuación
ha sido normalizada internacionalmente y es suficientemente
explícita. Sólo aclaramos que, cuando indica los
símbolos para cabezas embutidas, se refiere a cabezas de
la parte superior o inferior cuya correspondencia es siempre una
cabeza distinta, inferior o superior respectivamente.
Soldadura
La soldadura es otro sistema de unir
piezas de manera fija e íntima, de tal modo que no se
pueden desarmar o desmontar sus elementos constitutivos.
Soldar es unir piezas metálicas de la misma o semejante
composición hasta formar una sola pieza.
La soldadura se puede realizar con aportación o
adición de un material que suele ser de la misma naturaleza que
las piezas a soldar o también sin aportación de
material.
La resistencia y
cohesión que asegura la soldadura es igual o superior a la
del metal de base.
Cuando el metal de aportación es distinto del metal de
base se le llama soldadura heterogénea, y cuando es igual
o muy similar, soldadura homogénea.
Procedimientos de soldadura
Las variedades más importantes para soldar son:
- Soldadura blanda y fuerte.
- Soldadura autógena.
- Soldadura eléctrica.
Blanda y soldadura fuerte
Consisten en la aportación de un metal o aleación
fundidos que se deposita entre las superficies.
Si el metal o aleación aportada funde a temperatura
inferior a 450 0 se llama soldadura blanda. Cuando la temperatura
para calentar el material de aportación supera los 4500,
se llama soldadura fuerte.
Las aleaciones
más usadas para soldadura blanda son las de estaño
y plomo. Este tipo de soldadura se emplea en latonería; en
uniones de escasa resistencia, y es
también la soldadura clásica de las conexiones
eléctricas.
Los materiales de
aportación para la soldadura blanda se suministran en
forma de barras o alambre de tubo, pero a veces también en
forma de granos.
Al realizar soldaduras blandas se emplea generalmente un soldador
y lámpara de soldar para calentar la parte que se suelda y
para fundir el material de soldadura.
La soldadura fuerte emplea cobre y
aleaciones de
cinc o plata. Es más resistente y menos sensible a la
temperatura que la soldadura blanda.
Para calentar el sitio a soldar se utilizaba antes la
lámpara de soldar de gasolina. Hoy día está
generalizado el empleo de la alta temperatura del dardo de
soplete de soldar.
Soldadura autógena o por fusión
mediante gas
Con este procedimiento
para soldar se unen piezas llevando para ello el material en la
zona que se suelda al estado de
fusión
y añadiendo un material de aportación (alambre o
varillas de soldar) también fundido y del mismo tipo que
las piezas a unir.
Para calentar el material se utiliza un mechero o soplete de
soldar.
El gas combustible,
que es por lo general el acetileno, se produce en gasógenos
especiales.
Para el proceso de
combustión es necesario también el
oxígeno
que se suministra en botellas de gas a presión.
Las llamas de acetileno y oxígeno
pueden llegar a una temperatura de 3.200°C.
Por el empleo de estos gases se le ha
dado al soplete el nombre de soplete oxiacetilénico. El
mismo dosifica y mezcla los dos gases que
producen, al salir por el orificio de la punta, la llama de
altísima temperatura.
Soldadura eléctrica por arco
En este procedimiento de
soldadura se emplea el calor de un
arco eléctrico para la fusión del material en el
sitio que se quiere soldar.
El arco se produce o salta entre dos conductores algo separados
de polaridad distinta. Una de los polos está constituida
por las mismas piezas a soldar conectadas en circuitos
eléctricos y el otro polo, por el metal de
aportación. Ambos están conectados a una fuente de
energía
eléctrica o generador. Cuando se establece el arco
eléctrico la temperatura se eleva en la zona por encima de
3.000° C. El calor provoca
la fusión de las partes de la junta a soldar y la
unión se consigue mediante el goteo del material de la
varilla de aportación en forma de líquido en la
rendija de la junta.
El depósito de metal, que durante la operación de
soldadura deja la varilla sobre la superficie de la pieza, se
denomina cordón.
Éste es el proceso de soldadura más
comúnmente usado y se emplea principalmente, para unir
entre sí piezas de acero.
Soldadura eléctrica por resistencia
En la soldadura por resistencia se hace pasar una corriente
eléctrica de alta intensidad a través de los
metales y en
el punto de la soldadura.
La resistencia de los metales a la
corriente es suficiente para fundir el metal en el punto de
unión, produciéndose, así, la soldadura de
las piezas.
Soldadura eléctrica por puntos
Para este procedimiento se emplea una máquina adecuada. El
metal se coloca entre los electrodos de la máquina y,
presionando una palanca o pedal, la corriente pasa a
través del punto de metal colocado entre éstos.
La soldadura por puntos ha adquirido una gran importancia
industrial en todas las aplicaciones de chapa fina como en la
industria
automotriz, electrodomésticos, juguetería,
etc.
Junta soldada
Se entiende por junta soldada la zona en la que las piezas se
unen por soldadura.
La finalidad de la soldadura puede ser:
- Aumentar la longitud de las piezas, como en la
junta a tope. - Aumentar el espesor, como en las juntas
paralelas. - Obtener derivaciones, refuerzos, formas complejas,
como en las juntas en cruz, oblicuas, angulares y
múltiples.
Estos tipos de juntas y otros más se pueden
observar en la siguiente tabla donde se aprecian: el nombre de la
junta, el símbolo y la colocación de las piezas a
unir.
Cordón de soldadura
Llamase cordón de soldadura al elemento que une las piezas
en la junta de soldadura. Está formado por el material
fundido de las piezas más el material de
aportación, cuando lo hay. Al cordón de soldadura
también se le llama costura.
Clases de cordones
Las clases de cordón se determinan por la posición
y por la forma de preparación de las piezas que es
necesario hacer antes de realizar la junta
soldada.
Algunos de los cordones más comunes son:
El cordón a tope.
Éstos son los que se emplean en las juntas a
tope.
Pueden ser:
- En forma de I (Fig.1)
- En forma de Y (2)
- En forma de X (3)
- En forma de U (4)
- Y otros más.
El cordón angular, que se emplea en las juntas
en T y en las juntas angulares, puede ser:
- Angular sencillo (5)
- Angular doble (6)
- De canto o exterior (7), según estén
en un solo ángulo, en ambos o en los
extremos
Sección de un cordón
Hay que distinguir tres tipos de cordones según su
sección recta: Cordón reforzado, Cordón plano, Cordón aligerado.
Representación de la soldadura en los dibujos
La soldadura puede representarse en forma gráfica, en
forma simbólica e, incluso, en representación mixta
que es una mezcla de ambas.
Representación gráfica
Se llama así a la representación en la cual la
junta soldada, vista en sección aparece, con el
cordón o costura en su verdadera forma: en la vista
longitudinal la junta se representa por una línea continua
ancha, y encima el signo de cordón y otros datos adicionales
o cifras.
Representación simbólica
Tanto en la sección como en la vista se representa la
junta con una línea ancha. El símbolo de la
soldadura se coloca en una línea de referencia que puede
terminar en una flecha tocando a la junta, o no.
Para indicar la continuidad de los cordones se añade a la
línea representativa de junta en la vista longitudinal,
unos pequeños arcos.
Cuando en los cordones angulares se quiere indicar que la
sección del cordón es liso, reforzado o aligerado,
se coloca al lado del triángulo una línea que
representa la forma del cordón o bien en la verdadera
forma deseada.
HERNÁNDEZ, Rafael. Dibujo
Técnico 9. Editorial Salesiana, S.A.
Autor:
TSU. Nerza Carolina Lobo Vivas