TEORÍA DE LAS UNIONES TEMPORALES "TUERCAS Y TORNILLOS"

Los tornillos están fabricados en muchos materiales y aleaciones; en los tornillos realizados en plástico su resistencia está relacionada con la del material empleado. Un tornillo de aluminio será más ligero que uno de acero (aleación de hierro y carbono) pero será menos resistente ya que el acero tiene mejor capacidad metalúrgica que el aluminio; una aleación de aluminio mejorará las capacidades de resistencia del aluminio pero disminuirá las de tenacidad, ya que al endurecer el aluminio con silicio o metales como cromo o titanio, se aumentará su dureza pero también su coeficiente de fragilidad a partirse. Los metales más duros son menos tenaces ya que son cualidades antagónicas. La mayoría de las aleaciones especiales de aceros, bronces y aceros inoxidables contienen una proporción de metales variable para adecuar su uso a una aplicación determinada.

Siempre hay que usar el tornillo adecuado para cada aplicación. Si se usa un tornillo con demasiada resistencia de tensión (dureza) que no está ajustado al valor de diseño, podría romperse, como se rompe un cristal, por ser demasiado duro. Esto es porque los tornillos de alta tensión tienen menor resistencia a la fatiga (tenacidad) que los tornillos con un valor de tensión más bajo. Un tornillo compuesto por una aleación más blanda se podría deformar, pero sin llegar a partirse, con lo cual quizá no podría desmontarse pero seguiría cumpliendo su misión de unión.

Los tornillos pueden soportar hasta un mayor peso o tracción, pero rebasada su capacidad se rajarán, pudiendo quebrarse. Los tornillos fabricados con aleaciones más duras pueden soportar un mayor peso o tracción, pero tienen igualmente un límite y menor tenacidad que los tornillos fabricados en aleaciones más blandas. Si usa un tornillo que ha sido sobre ajustado, sea cual sea su dureza, puede quebrarse con facilidad ya que su resistencia de tensión (tenacidad) es muy baja.

Los tornillos los definen las siguientes características:

Diámetro exterior de la caña: en el sistema métrico se expresa en mm y en el sistema inglés en fracciones de pulgada.

Tipo de rosca: métrica, Whitworth, trapecial, redonda, en diente de sierra, eléctrica, etc. Las roscas pueden ser exteriores o machos (tornillos) o bien interiores o hembras (tuercas), debiendo ser sus magnitudes coherentes para que ambos elementos puedan enroscarse.

Términos de rosca: Existen dos términos de rosca que determinan el uso del tornillo en función de la separación del filete o hilo o la extensión del fondo, a mayor separación entre los filetes menor compresión y torque, a menor separación entre los filetes más aumenta el torque y la compresión, los tornillos con mayor separación en sus filetes se denominan bajo el término de rosca "NC" mientras que los que tienen menor separación se denominan bajo el término "NTF" o "NF", esto determina su función ya que los tornillos de término "NC" son utilizados para anclajes superficiales, mientras que los de tipo "NTF" o "NF" son utilizados para sistemas de gases y fluidos debido la presión que pueden ejercer, coloquialmente los de tipo "NC" son conocidos como "rosca gruesa" y los "NTF" o "NF" como rosca fina.

Paso de la rosca: distancia que hay entre dos crestas sucesivas. En el sistema métrico se expresa en mm y en el sistema inglés por el número de hilos que hay en una pulgada.

Sentido de la hélice de la rosca: a derechas o a izquierdas. La mayoría de la tornillería tiene rosca a derechas, pero para aplicaciones especiales, como en ejes de máquinas, contra tuercas, etc. tienen alguna vez rosca a izquierdas. Los tornillos de las ruedas de los vehículos industriales tienen roscas de diferente sentido en los tornillos de las ruedas de la derecha (a derechas) que en los de la izquierda (a izquierdas). Esto se debe a que de esta forma los tornillos tienden a apretarse cuando las ruedas giran en el sentido de la marcha. Asimismo, la combinación de roscas a derechas y a izquierdas es utilizada en tensores roscados. El tipo de rosca, métrica o Whitworth, aparte de ser debida al país de origen, tiene distintas características físicas: la rosca inglesa o Whitworth tiene un paso más reducido, por lo cual la rosca métrica tiene una mayor tendencia a aflojarse sola por el movimiento de las piezas. Para evitar este problema se optó por diversas soluciones, como crear variantes de rosca métrica de paso más reducido o usar tuercas y arandelas especiales que impiden más eficazmente que las piezas en movimiento se aflojen solas.

Material constituyente y resistencia mecánica que tienen: salvo excepciones la mayor parte de tornillos son de acero en diferentes grados de aleación y con diferente resistencia mecánica. Para madera se utilizan mucho los tornillos de latón.

Tipo de cabeza: en estrella o Phillips, Bristol, de pala y algunos otros especiales.

Tipos de tornillos

El término tornillo se utiliza generalmente en forma genérica: son muchas las variedades de materiales, tipos y tamaños que existen. 

• Tornillos tirafondos para madera
• Autorroscantes y autoperforantes para chapas metálicas y maderas duras
• Tornillos tirafondos para paredes y muros de edificios
• Tornillos de roscas cilíndricas
• Varillas roscadas de 1m de longitud

tuercas

Una tuerca es una pieza mecánica con un orificio central, el cual presenta una rosca, que se utiliza para acoplar a un tornillo, en forma fija o deslizante. La tuerca permite sujetar y fijar uniones de elementos desmontables. En ocasiones puede agregarse una arandela para que la unión cierre mejor y quede fija. Las tuercas se fabrican en grandes producciones con máquinas y procesos automatizados.

Identificación de las tuercas

Existen 4 características básicas para identificar una tuerca:

• El número de caras. En la mayoría de las tuercas suele ser 6 (tuerca hexagonal) o 4 (tuerca cuadrada). Sobre estos modelos básicos se pueden introducir diversas variaciones. Un modelo de tuerca muy empleado es la palomilla (rueda de las bicicletas, tendederos de ropa, etc.), que contiene dos planos salientes para facilitar el giro de la tuerca empleando solamente los dedos. Se le conoce también como "tuerca tipo mariposa".
• El grosor de la tuerca.
• El diámetro del tornillo que encaja en ella, que no es el del agujero sino el que aparece entre los fondos de la rosca.
• El tipo de rosca que tiene que coincidir con el del tornillo al que se acopla.

Identificación de las tuercas

Existen 4 características básicas para identificar una tuerca:

El número de caras. En la mayoría de las tuercas suele ser 6 (tuerca hexagonal) o 4 (tuerca cuadrada). Sobre estos modelos básicos se pueden introducir diversas variaciones. Un modelo de tuerca muy empleado es la palomilla (rueda de las bicicletas, tendederos de ropa, etc.), que contiene dos planos salientes para facilitar el giro de la tuerca empleando solamente los dedos. Se le conoce también como "tuerca tipo mariposa".

El grosor de la tuerca.

El diámetro del tornillo que encaja en ella, que no es el del agujero sino el que aparece entre los fondos de la rosca.

El tipo de rosca que tiene que coincidir con el del tornillo al que se acopla.

Las tuercas se aprietan generalmente con llaves de boca fija, adaptadas a las dimensiones de sus caras. Cuando se requiere un par de apriete muy exacto se utiliza una llave dinamométrica. En los montajes industriales se utilizan para el apriete rápido herramientas neumáticas. Para apretar tuercas no es aconsejable utilizar tubos o palancas porque se puede romper el tornillo o deteriorarse la rosca.