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Forma de rosca trapezoidal

Rosca trapezoidal métrica , TR-40×7. Un hilo Acme macho Las roscas trapezoidales son perfiles de rosca con contornos trapezoidales . Son las formas más comunes utilizadas en hus...

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Rosca trapezoidal métrica , TR-40×7.
Un hilo Acme macho

Las roscas trapezoidales son perfiles de rosca con contornos trapezoidales . Son las formas más comunes utilizadas en husillos de avance (tornillos de potencia). Ofrecen alta resistencia y facilidad de fabricación. Se encuentran típicamente donde se requieren grandes cargas, como en una mordaza o en el husillo de avance de un torno . [ 1 ] Las variaciones estandarizadas incluyen roscas de múltiples entradas , roscas a la izquierda y roscas autocentrantes (que son menos propensas a atascarse bajo fuerzas laterales).

La forma de rosca trapezoidal original, y probablemente la más común en todo el mundo, con un ángulo de rosca de 29°, es la rosca Acme ( / ˈ æ k m iː / AK -mee ). La rosca Acme se desarrolló en 1894 como un perfil adecuado para tornillos de potencia que tiene varias ventajas sobre la rosca cuadrada , [ 2 ] [ a ] ​​[ b ] que había sido la forma preferida hasta entonces. Es más fácil de cortar con roscado de un solo punto o terraja que la rosca cuadrada (porque la forma de esta última requiere una geometría de dientes de herramienta o terraja que no es adecuada para el corte). Se desgasta mejor que una rosca cuadrada (porque el desgaste se puede compensar) y es más fuerte que una rosca cuadrada de tamaño comparable. Permite un acoplamiento más suave de las medias tuercas en un husillo de torno que una rosca cuadrada. [ 6 ] [ 7 ] Es uno de los perfiles de rosca simétricos más fuertes; Sin embargo, para cargas en una sola dirección, como las que se producen en los tornillos de banco, el perfil de rosca de contrafuerte asimétrico puede soportar cargas mayores.

La rosca métrica trapezoidal es similar a la rosca Acme, excepto que el ángulo de la rosca es de 30°. [ 8 ] Está codificada por la norma DIN 103. [ 9 ] Si bien las roscas métricas son más comunes en todo el mundo que las roscas imperiales para roscas triangulares , las roscas Acme de tamaño imperial predominan en la rosca trapezoidal.

Características del hilo Acme

Perfil de rosca Acme básico

La rosca Acme tiene un ángulo de 29° con una altura equivalente a la mitad del paso ; el vértice (o cresta ) y el valle (o raíz ) son planos. Esta forma facilita el mecanizado (corte más rápido, mayor vida útil de la herramienta) en comparación con una rosca cuadrada. Además, la base del diente es más ancha, lo que la hace más resistente (por lo que el tornillo puede soportar una mayor carga) que una rosca cuadrada de tamaño similar. Esta rosca también permite el uso de una tuerca partida , que compensa el desgaste de la tuerca. [ 10 ]

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, idealmente, cuentan con soporte independiente (la tuerca mediante una guía lineal y el perno mediante cojinetes de eje). Esto se debe a la necesidad de evitar el acuñamiento de los flancos de la rosca al someterse a cargas radiales, lo que contribuiría sustancialmente a las fuerzas de fricción y al desgaste de la rosca. Sin embargo, existe una norma para roscas Acme centralizadas (también especificada en ASME/ANSI B1.5-1997) que contempla aplicaciones donde las roscas no cuentan con soporte radial, en las que las raíces y crestas de las roscas opuestas están diseñadas para entrar en contacto antes que los flancos bajo cargas radiales. Esta norma añade el requisito de que la suma de las holguras y tolerancias en los diámetros mayores de la tuerca y el perno sea menor que la suma de las holguras en los diámetros primitivos (PD). La desventaja es que, para una determinada cantidad de juego axial (holgura axial debida únicamente a las holguras PD), se requieren tolerancias más estrictas 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 rosca Acme son una menor eficiencia debido a una mayor fricción y cierta carga radial en la tuerca (desviación angular respecto a la forma cuadrada). [ 8 ]

Cuando se crearon antes de 1895, las roscas Acme se diseñaron para reemplazar las roscas cuadradas y una variedad de roscas de otras formas utilizadas principalmente para el desplazamiento en máquinas, herramientas, etc. Actualmente, las roscas Acme se utilizan ampliamente para diversos fines. Las roscas Acme largas se utilizan para movimientos controlados en máquinas herramienta, máquinas de ensayo, gatos, alerones de aeronaves y cintas transportadoras. Las roscas cortas se utilizan en vástagos de válvulas, conectores de mangueras, tapas de cilindros de presión, mecanismos de dirección y movimiento de lentes de cámaras. [ 11 ]

La forma de rosca que se muestra en la figura (perfil de rosca ACME básico) se denomina "básica". Las alturas reales de las roscas, tanto internas (tuerca) como externas (tornillo), difieren de P / 2 en tolerancias ( o holguras ) :

  • Se requiere una holgura mínima entre la raíz y la cresta de 0,01 pulg. (0,25 mm) (diametral) entre roscas opuestas con 10 hilos por pulgada (tpi) o menos, y de 0,005 pulg. (0,13 mm) para pasos más finos. (Esto también aplica a los diámetros menores de la rosca Acme de centrado, aunque no a sus diámetros mayores, donde la tolerancia es menor que la tolerancia PD).    
  • Una tolerancia de PD, que hace que la PD sea menor que "básica" en el caso de los hilos GP y Acme centralizadores externos, pero mayor en el caso del hilo Acme centralizador interno.

El efecto neto es que las alturas mínimas de rosca son mayores que "básicas" para roscas GP internas y externas y para roscas de centrado externas, y la altura máxima para roscas Acme de centrado internas es menor 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 e iguala el "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 e iguala el diámetro nominal menos el doble de la altura de la rosca básica (es decir, D  − P ). 

También existe un estándar de rosca "Stub Acme", idéntico en todos los aspectos al que se acaba de describir, excepto por la altura de la rosca básica que es de 0,3 P.

Características de la rosca trapezoidal métrica

Un calibre de paso de rosca con roscas métricas Tr 30 (30  mm de diámetro, paso de  6 mm , clase de tolerancia 7e).

Las roscas trapezoidales se definen de la siguiente manera según 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, se trata de una rosca de una sola entrada. Si hay un sufijo, el valor después del signo de multiplicación es el avance y el valor entre paréntesis es el paso. Por ejemplo:

Tr 60×18(P9)LH

Denotaría dos salidas, ya que la ventaja dividida por el lanzamiento es dos. La "LH" denota un hilo de mano izquierda. [ 13 ]

Otros hilos trapezoidales

Para el mantenimiento de sistemas de aire acondicionado que utilizan gas R134a , se especifica una rosca "ACME" no estándar para los cartuchos de gas. [ 14 ]

Véase también

Notas

  1. ↑ El hilo Acme fue propuesto por Albert Man Powell, entonces presidente de Powell Planer Co. de Worcester, Massachusetts. [ 3 ] [ 4 ]
  2. ↑ El nombre "hilo Acme" fue propuesto por Albert Ward Handy (7 de octubre de 1845 (Bristol, Rhode Island) – 27 de agosto de 1915 (Malden, Massachusetts)), quien era entonces representante de ventas de Acme Machinery Co. de Cleveland, Ohio, que fabricaba diversas máquinas herramienta. [ 5 ]

Fuentes

Referencias

  1. ^ Bhandari 2007 , págs. 202-204 
  2. ↑ Simpson, John; Proffitt, Michael, eds. (1997). "acme". Oxford English Dictionary: Additions Series . Vol.  3. Oxford, Inglaterra: Oxford University Press. pág.  10.
  3. ↑ Powell, AM (24 de enero de 1895). "La nueva rosca de tornillo propuesta" . American Machinist . Vol. 18, n.º 4, pág. 66.   
  4. ↑ Powell, AM (24 de enero de 1895). "Una nueva rosca" . American Machinist . Vol. 18, n.º 4, págs. 69-71 .   
  5. ↑ Equipo editorial (3 de enero de 1895). "Una nueva rosca estándar propuesta" . American Machinist . Vol. 18, n.º 1, págs. 1-2 .   
  6. ↑ Oberg 1908 , págs. 29–30 .
  7. ↑ Jones 1964 harvnb error: no target: CITEREFJones1964 ( help ) , pp. 176–177 .
  8. 1 2 Bhandari 2007 , pág. 204 
  9. ↑ Manual de Maquinaria 1996 , pág. 1703 
  10. ^ Bhandari 2007 , págs. 203-204 
  11. ↑ Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos (1997). ASME B1.5 – 1997 Roscas Acme (Informe técnico). ASME Press. ISBN 0-7918-2482-9.
  12. ^ Shigley, Mischke y Budynas 2003 , pág. 400 
  13. 1 2 Bhandari 2007 , pág. 205 
  14. ↑ "Accesorios y colores de etiquetas únicos para refrigerantes de sistemas de climatización" . Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos . 7 de enero de 2016. Archivado del original el 31 de enero de 2016.

Bibliografía

  • Bhandari, VB (2007). Diseño de elementos de máquinas . Tata McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-061141-2.
  • Jones, Franklin D. Curso de capacitación en taller mecánico . Vol.  1 (5.ª  ed.). Nueva York: Industrial Press. ISBN 978-0-8311-1039-0OCLC 661244​​ 
  • Oberg, Erik (1908). Manual de herramientas pequeñas: que comprende herramientas para roscar, machos de roscar, terrajas, cortadores, brocas y escariadores, junto con un tratado completo sobre sistemas de roscas . Nueva York: John Wiley & Sons.
  • Shigley, Joseph E.; Mischke, Charles R.; Budynas, Richard Gordon (2003). Diseño de ingeniería mecánica (7.ª  ed.). McGraw Hill. ISBN 978-0-07-252036-1.

Lecturas adicionales

  • Flather, John Joseph (1895). Rope-Driving: A Treatise on the Transmission of Power by Means of Fibrous Ropes . Nueva York: 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 (25.ª  ed.), Nueva York: Industrial Press , ISBN 978-0-8311-2575-2, OCLC 473691581 . 
  • Dimensión nominal para perfiles de rosca trapezoidal
  • ASME: Roscas Acme B1.5-1997