Las formas de rosca trapezoidal son perfiles de rosca de tornillo con contornos trapezoidales . Son las formas más comunes utilizadas para tornillos de avance (tornillos de potencia). Ofrecen alta resistencia y facilidad de fabricación. Por lo general, se encuentran donde se requieren grandes cargas, como en un tornillo de banco o en el tornillo de avance de un torno . [1] variaciones estandarizados incluyen roscas de varias entradas , roscas a mano izquierda , y los hilos de auto-centrado (que son menos probable que se unen bajo fuerzas laterales).
La forma de rosca trapezoidal original, y todavía probablemente el más comúnmente encontrado en todo el mundo, con un ángulo de 29 ° hilo, es la forma de la rosca Acme ( / æ k m i / AK -mee ). La rosca Acme fue desarrollada en 1894 como un perfil muy adecuado para tornillos de potencia que tiene varias ventajas sobre la rosca cuadrada , [nota 1] que había sido la forma de elección hasta entonces. Es más fácil cortar con roscado de un solo punto o con troquel que con rosca cuadrada (porque la forma de este último requiere una geometría de broca o diente de troquel que no se adapta bien al corte). Se desgasta mejor que una rosca cuadrada (porque el desgaste se puede compensar) y es más resistente que una rosca cuadrada de tamaño comparable. Permite un acoplamiento más suave de las medias tuercas en un tornillo de avance de torno que en una rosca cuadrada. [2] [3] Aunque es uno de los perfiles de rosca simétrica más fuertes, para cargas en una sola dirección, como las prensas, el perfil de rosca de contrafuerte asimétrico puede soportar cargas mayores.
La forma de la rosca métrica trapezoidal es similar a la forma de la rosca Acme, excepto que el ángulo de la rosca es de 30 °. [4] [5] [6] Está codificado por DIN 103. [7] Mientras que las roscas métricas son más frecuentes en todo el mundo que las roscas imperiales para formas triangulares , las roscas Acme de tamaño imperial predominan en la forma de rosca trapezoidal.
Características del hilo Acme
La forma de rosca Acme tiene un ángulo de rosca de 29 ° con una altura de rosca a la mitad del paso ; el ápice (o cresta ) y el valle (o raíz ) son planos. Esta forma es más fácil de mecanizar (corte más rápido, mayor vida útil de la herramienta) que una rosca cuadrada. La forma del diente también tiene una base más ancha, lo que significa que es más fuerte (por lo tanto, el tornillo puede soportar una carga mayor) que una rosca cuadrada de tamaño similar. Esta forma de rosca también permite el uso de una tuerca partida , que puede compensar el desgaste de la tuerca. [8]
La línea de roscas Acme de uso general (GP) (ASME / ANSI B1.5-1997) no está diseñada para soportar cargas radiales externas y tanto la tuerca como el perno están, idealmente, soportados de forma independiente (la tuerca por una guía lineal y el tornillo por cojinetes del eje). Esto se debe a la necesidad de evitar el "acuñamiento" de los flancos de la rosca cuando se someten a cargas radiales, lo que contribuiría sustancialmente a las fuerzas de fricción y al desgaste de la rosca. Sin embargo, existe un estándar centralizador de roscas Acme (también especificado en ASME / ANSI B1.5-1997) que se adapta a aplicaciones donde las roscas no tienen soporte radial, donde las raíces y crestas de las roscas opuestas están diseñadas para entrar en contacto antes los flancos lo hacen bajo cargas radiales. Esto agrega el requisito de que la suma de las tolerancias (holguras) y las tolerancias en los diámetros principales de tuercas y pernos sea menor que la suma de las tolerancias en los diámetros primarios (PD). El inconveniente es que para una determinada cantidad de juego axial (juego axial debido únicamente a juegos PD), se necesitan tolerancias más estrechas y un entorno de trabajo más limpio en la aplicación de una rosca Acme centralizadora.
En comparación con las roscas cuadradas, las desventajas de la forma de rosca Acme son una menor eficiencia debido a una mayor fricción y cierta carga radial en la tuerca (desplazamiento angular con respecto a la escuadra). [4]
Cuando se crearon antes de 1895, las roscas de tornillo Acme estaban destinadas a reemplazar las roscas cuadradas y una variedad de roscas de otras formas utilizadas principalmente con el propósito de atravesar máquinas, herramientas, etc. Las roscas de tornillo Acme ahora se utilizan ampliamente para una variedad de propósitos. Las roscas Acme de gran longitud se utilizan para movimientos controlados en máquinas herramienta, máquinas de prueba, gatos, aletas de aviones y transportadores. Las roscas de longitud corta se utilizan en los vástagos de las válvulas, los conectores de mangueras, los bonetes de los cilindros de presión, los mecanismos de dirección y el movimiento de la lente de la cámara. [9]
La forma de hilo que se muestra en la figura (perfil de hilo ACME básico) se denomina "básica". Las alturas reales de la rosca tanto en la rosca interna (tuerca) como en la externa (perno) difieren dePAG/2por asignaciones (o autorizaciones ):
- Un espacio mínimo entre la raíz y la cresta de 0,01 pulg. (0,25 mm) (diametral) entre roscas opuestas con 10 tpi (roscas por pulgada) o menos, y 0,005 pulg. (0,13 mm) para pasos más finos. (Esto también es cierto para los diámetros menores de la rosca Centralizing Acme, aunque no para sus diámetros principales, donde la tolerancia es menor que la tolerancia de PD).
- Un margen de PD, que hace que el PD sea más pequeño que "básico" en el caso de los subprocesos GP y Acme centralizador externo, pero mayor en el caso del subproceso Acme centralizador interno.
El efecto neto es que las alturas mínimas de los hilos son mayores que las "básicas" para los hilos GP internos y externos y para los hilos centralizadores externos, y la altura máxima para los hilos centralizadores Acme internos es más corta que "básica". El diámetro máximo (dentro de la tolerancia) en la cresta de las roscas externas (llamado diámetro mayor máximo de la rosca externa ) es el de la forma de rosca básica y es igual al "diámetro nominal", D , indicado en la designación del tornillo. El diámetro mínimo (dentro de la tolerancia) en la cresta de la rosca interna (llamado diámetro menor mínimo de la rosca interna ) es el de la forma de rosca básica y es igual al diámetro nominal menos el doble de la altura de la rosca básica (es decir, D - P ).
También hay un estándar "Stub Acme" hilo, idéntico en todos los aspectos a la que acabamos de describir , excepto para la altura de la rosca básica de 0,3 P .
Diámetro nominal ( pulg ) | Paso de rosca (pulg) | Densidad de hilo (en -1 ) |
---|---|---|
1 ⁄ 4 | 1 ⁄ 16 | dieciséis |
5 ⁄ 16 | 1 ⁄ 14 | 14 |
3 ⁄ 8 | 1 ⁄ 12 | 12 |
1 ⁄ 2 | 1 ⁄ 10 | 10 |
5 ⁄ 8 | 1 ⁄ 8 | 8 |
3 ⁄ 4 , 7 ⁄ 8 | 1 ⁄ 6 | 6 |
1, 1+1 ⁄ 4 | 1 ⁄ 5 | 5 |
1+1 ⁄ 2 , 1+3 ⁄ 4 , 2 | 1 ⁄ 4 | 4 |
2+1 ⁄ 2 | 1 ⁄ 3 | 3 |
3 | 1 ⁄ 2 | 2 |
Características de la rosca trapezoidal métrica
En el caso de la forma de rosca trapezoidal, el ángulo es de 30 ° en lugar de 29 °. [5] [6] Todas las dimensiones están en milímetros. [5] [6]
Las roscas trapezoidales se definen de la siguiente manera por las normas ISO :
- Tr 60 × 9
donde Tr designa una rosca trapezoidal, 60 es el diámetro nominal en milímetros y 9 es el paso en milímetros. Cuando no hay sufijo, es un hilo de inicio único. Si hay un sufijo, el valor después del signo de multiplicación es el adelanto y el valor entre paréntesis es el tono. Por ejemplo:
- Tr 60 × 18 (P9) LH
denotaría dos aperturas, ya que la ventaja dividida por el lanzamiento es dos. La "LH" denota un hilo de mano izquierda. [11]
Diámetro nominal (mm) | Paso de rosca (mm) |
---|---|
10 | 2 |
12 | 3 |
14, 16 | 4 |
24, 28 | 5 |
32, 36 | 6 |
40, 44 | 7 |
48, 52 | 8 |
60 | 9 |
70, 80 | 10 |
90, 100 | 12 |
Otros hilos trapezoidales
Para el mantenimiento de sistemas de aire acondicionado que utilizan gas R134a , se especifica una rosca "ACME" no estándar para los recipientes de gas. [12]
Diámetro nominal ( pulg ) | Paso de rosca (pulg) | Densidad de hilo (en -1 ) |
---|---|---|
1 ⁄ 2 | 1 ⁄ 16 | dieciséis |
Ver también
- Hilo de contrafuerte
- Husillo
- Husillo de bolas
Notas
- ^ Ver:
- Simpson, John y Proffitt, Michael, ed.s, "acme", Oxford English Dictionary: Additions Series , vol. 3 (Oxford, Inglaterra: Oxford University Press, 1997), pág. 10.
- El hilo Acme fue propuesto por Albert Man Powell, entonces presidente de Powell Planer Co. de Worcester, Massachusetts. Ver:
- Powell, AM (24 de enero de 1895) "La nueva rosca propuesta", American Machinist , 18 (4): 66.
- Powell, AM (24 de enero de 1895) "Una nueva rosca de tornillo", American Machinist , 18 (4): 69–71.
- Para una breve biografía de Albert Man Powell (con fotografía), ver: Rice, Franklin P., The Worcester of Eighteen Hundred and Ninety-Eight: Fifty Years a City (Worcester, Massachusetts: FS Blanchard & Co., 1899), págs. 150-151.
- El nombre "hilo de Acme" fue propuesto por AW [Albert Ward] Handy (7 de octubre de 1845 (Bristol, Rhode Island) - 27 de agosto de 1915 (Malden, Massachusetts)), que entonces era representante de ventas de Acme Machinery Co. de Cleveland. , Ohio, que fabricó varias máquinas herramienta. Véase: (Equipo editorial) (3 de enero de 1895) "Una nueva rosca de tornillo estándar propuesta", American Machinist , 18 (1): 1-2.
Referencias
- ^ Bhandari 2007 , págs. 202-204
- ^ Oberg 1908 , p. 30 .
- ^ Jones , 1964 , págs. 176-177 .
- ↑ a b Bhandari 2007 , p. 204
- ^ a b c Hilo grueso trapezoidal
- ^ a b c Hilo fino trapezoidal
- ^ Green 1996 , p. 1703 .
- ^ Bhandari 2007 , págs. 203–204
- ^ Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos (1997), ASME B1.5 - Roscas de tornillo Acme 1997 , Prensa ASME, ISBN 0-7918-2482-9.
- ^ Shigley, Mischke y Budynas 2003 , p. 400
- ↑ a b Bhandari 2007 , p. 205
- ^ "Colores de etiquetas y accesorios únicos para refrigerantes MVAC" . Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos . Consultado el 10 de julio de 2017 .
Bibliografía
- Bhandari, VB (2007), Diseño de elementos de máquina , Tata McGraw-Hill, ISBN 978-0-07-061141-2.
- Flather, John Joseph (1895), Rope-driving: un tratado sobre la transmisión de energía por medio de cuerdas fibrosas (1ª ed.), Nueva York, NY, EE. UU .: J. Wiley & Sons, LCCN 06034155 .
- Oberg, Erik; Jones, Franklin D .; Horton, Holbrook L .; Ryffel, Henry H. (1996), Green, Robert E .; McCauley, Christopher J. (eds.), Machinery's Handbook (25a ed.), Nueva York: Industrial Press , ISBN 978-0-8311-2575-2, OCLC 473691581 .
- Jones, Franklin D. (1964), Curso de formación en taller de máquinas , 1 (5.a ed.), Nueva York, NY, EE. UU .: Industrial Press, ISBN 978-0-8311-1039-0, OCLC 661244 .
- Oberg, Erik (1908), Manual de herramientas pequeñas: que comprende herramientas de roscado, machos de roscar, matrices, cortadores, taladros y escariadores, junto con un tratado completo sobre sistemas de rosca de tornillo , Nueva York, NY, EE. UU .: John Wiley & Sons. Coedición, 1908, Chapman & Hall, Londres, Reino Unido.CS1 maint: posdata ( enlace )
- Shigley, Joseph E .; Mischke, Charles R .; Budynas, Richard Gordon (2003), Diseño de ingeniería mecánica (7a ed.), McGraw Hill, ISBN 978-0-07-252036-1.
enlaces externos
- Hilos estándar de Acme
- Dimensión nominal para perfiles de rosca trapezoidal
- Hilo grueso trapezoidal
- Hilo fino trapezoidal
- Tabla de datos y tamaños de rosca de Stub ACME
- ASME: Roscas de tornillo Acme B1.5-1997
- Fabricante de tornillos trapezoidales