informe sobre pernos y tornillos

7/25/2019 Informe sobre Pernos y Tornillos

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Universidad Tecnolgica Centroamericana

Maquinas-Herramientas

Informe sobre Pernos y Tornillos

Catedrtico:

Ing. Daniel Ramos

Alumno:

Fernando Alberto Hernndez Inestroza !"#!

Tegucigal$a% &unes de Febrero del "'(


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ndiceIntroduccin..........................................................................................................................)

Objetivos................................................................................................................................!

Contenido...............................................................................................................................*

Sujetadores Roscados.......................................................................................................*

Tornillos.............................................................................................................................*

+r,genes Histricos.............................................................................................................(

Caracter,sticas de los tornillos............................................................................................-

Ti$os....................................................................................................................................

Tratamientos de los Tornillos............................................................................................)

De/ectos 0 Fallos en los Tornillos.....................................................................................!

Pernos...............................................................................................................................(

De/inicin..........................................................................................................................(Caracter,sticas de los tornillos..........................................................................................(

Ti$os..................................................................................................................................(

De/ectos 0 Fallos en los Tornillos.....................................................................................-

Conclusiones........................................................................................................................

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Introduccin

&a ingenier,a es conocida $or ser una ciencia en la cual los clculos 0 los avances

1an 1ec1o 2ue esta se convierta en una ciencia e3acta. 4 es gracias a 2ue la ingenier,a

necesita de clculos mu0 $recisos $ara 2ue e3ista un margen de error mu0 $e2ue5o $ara2ue los seres 1umanos evolucionemos sin entor$ecer con los avances tecnolgicos 2ue se

1acen en el diario vivir.

&os ingenieros son los encargados de llevar acabo grandes estructuras% nuevas

ma2uinarias 0 nuevas tecnolog,as $ara el avance en la evolucin. 4 $ara 2ue todas estas

cosas se lleven acabo% se necesita 2ue los ingenieros tengan conocimiento de las1erramientas 0 elementos 2ue $ueden utilizar $ara cual2uier traba6o 2ue se re2uiera.

7or eso% el siguiente in/orme $resenta detalladamente la descri$cin de dos

elementos bsicos 2ue 1an trans/ormado 0 a0udado en el mundo actual. Dic1os elementos

son conocidos como el tornillo 0 el $erno. 8stos elementos ma0ormente conocidos comosu6etadores roscados% sirven $ara 1acer uniones entre dos elementos. Un e6em$lo de dic1as

uniones% $odemos ver 2ue en un $uente% e3isten tornillos 0 $ernos demasiado grandes como$ara so$ortar dic1a estructura de las tensiones 0 de/ormaciones 2ue $uedan e3istir.

Deseamos 2ue el ilustr,simo lector dis/rute de las $eri$ecias 2ue a$arecieron con eldesarrollo del traba6o e investigacin realizada.

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Objetivo General

Conocer% a$render 0 entender detalladamente el t9rmino 0 de/inicin de los tornillos 0

los $ernos% adems de lograr ver las di/erencias $rinci$ales entre ambos su6etadores

roscados 0 mecnicos.

Objetivos especfcos

Realizar una investigacin de calidad 2ue $ermita al estudiante estar al tanto de las

1erramientas 0 elementos usados ma0ormente en el rea de la mecnica.

Conocer las caracter,sticas de los su6etadores roscados% as, como los di/erentes ti$os de

estos 2ue e3isten.

A$render acerca de los tratamientos 0 de/ectos 2ue se surgen alrededor de los

su6etadores roscados $ara asegurar al m3imo su vida til.

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Contenido

Sujetadores Roscados

;egn


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+r,genes Histricos

&os $rimeros antecedentes de la utilizacin de roscas se remontan al tornillo de

Ar2u,medes% desarrollado $or el sabio griego alrededor del )'' adC% 2ue 0a se em$leaba en

a2uella 9$oca $ro/usamente en el valle del >ilo $ara la elevacin de agua.

Durante el Renacimiento las roscas comienzan a em$learse como elementos de

/i6acin en relo6es% m2uinas de guerra 0 en otras construcciones mecnicas diversas.

&eonardo da ?inci desarrolla $or entonces m9todos $ara el tallado de roscas% sin embargo%

9stas seguirn /abricndose a mano 0 sin ninguna clase de normalizacin 1asta bien entrada

la Revolucin industrial.

8n !% el ingeniero ingl9s @ose$1 1itBort1 de/ini la rosca 2ue lleva su nombre.

illiam ;ellers 1izo otro tanto en los 8stados Unidos el a5o (!. 8sta situacin se

$rolong 1asta 2ue la organizacin I;+ de/ine% a mediados de siglo % el sistema de rosca

m9trica ado$tado actualmente en $rcticamente todos los $a,ses. 8n los 88.UU. se sigue

em$leando la norma de la ;ociedad de Ingenieros de Automocin ;ociet0 o/ Automotive

8ngineers% ;A8E.

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Caracter,sticas de los tornillos

&os tornillos estn /abricados en muc1os materiales 0 aleaciones= en los tornillos

realizados en metal su resistencia est relacionada con la del material em$leado. Un tornillo

de aluminio ser ms ligero 2ue uno de acero% $ero ser menos resistente 0a 2ue el acero

tiene me6or ca$acidad metalrgica 2ue el aluminio= una aleacin de duraluminio me6orar

las ca$acidades de resistencia del aluminio $ero disminuir las de tenacidad% 0a 2ue al

endurecer el aluminio con silicio o metales comocromo o titanio% se aumentar su dureza

$ero tambi9n su coe/iciente de /ragilidad a $artirse.

&os metales ms duros son menos tenaces 0a 2ue son cualidades antagnicas. &a

ma0or,a de las aleaciones es$eciales de aceros% bronces 0 aceros ino3idables contienen una

$ro$orcin de metales variable $ara adecuar su uso a una a$licacin determinada.

8l estndar I;+ se marca con dos nmeros sobre la cabeza del tornillo% $or e6em$lo

.. 8l $rimer nmero indica la resistencia de tensin la dureza del materialE= el segundo

nmero signi/ica la resistencia a $unto cedente% es decir la tenacidad del material. ;i un

tornillo est marcado como .% tiene una dureza resistencia de tensinE de '' G7a mega

$ascalesE% 0 una tenacidad resistencia de tensinE del ' . Una marca de '.# indica unvalor de tensin de ''' G7a con una resistencia a $unto cedente de #'' G7a% #' de

resistencia de tensin.

7ero e3isten algunas caracter,sticas 2ue de/inen a los tornillos $or lo 2ue son% 0

estas caracter,sticas son las siguientes:

Dimetro e3terior de la ca5a: de/inido en mm 0 en /racciones de $ulgadas

Ti$o de rosca: m9trica% 1itBort1% tra$ecial% redonda% en diente de sierra% el9ctrica%

etc.

7aso de la rosca: distancia 2ue 1a0 entre dos crestas sucesivas.

;entido de la 19lice de la rosca: 1acia la derec1a o la iz2uierda.

Gaterial constitu0ente 0 resistencia mecnica 2ue tiene: en su ma0or,a de acero%

$ero $ara su$er/icies como la madera se $uede traba6ar con tornillos de latn.

Ti$o de cabeza: estrella o 71illi$s% ristol% de $ala% $lanos% etc.

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Ti$os

&os tornillos se $ueden clasi/icar de muc1as maneras% entre las cuales estn $or la

su$er/icie en la 2ue se traba6a% $or el material en el 2ue est com$uesto% $or la /orma de

rosca% etc. Casualmente el material 0 el ti$o de su$er/icie se combinan $ara crear una sola

clasi/icacin.

&a $rimera clasi/icacin ser segn su /orma

Tornillo He3agonal: ;e caracteriza $or tener una cabeza en /orma de

1e3gono 0 generalmente se los utiliza $ara unir $iezas metlicas.

Tornillo Allen: se $recisan en su$er/icies lisas. ;us /uerzas de a$riete son ba6as 0

tienen una cabeza cnica o cil,ndrica% son tornillos avellanados 0 $ara colocarlos se

recurre a una llave Allen.

Tornillo de Cabeza Ranurada: estos $resentan en la su$er/icie de su cabeza una

ranura recta 2ue $ermite el uso de destornilladores de cabeza $lana $ara su

mani$ulacin.

Figura 3. Tornillo Hexagonal

Figura 4. Tornillo Allen

Figura 5. Tornillo de cabeza ranurada


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Tornillo $ara 7erno: estos tornillos se utilizan siem$re 6unto con una tuerca. 8stos

no $ueden girar 0a 2ue la /orma de su cabeza o del $rinci$io de su $erno es tal 2ue

2uedan totalmente enca6ados en el ori/icio del monta6e.

?arillas Roscadas: estos% tambi9n conocidos como $risioneros% se enroscan $or uno

o ambos e3tremos en el ori/icio% 2uedando ocultos 0 siem$re van acom$a5ados $or

rosca.

Tornillo de Gari$osa: la cabeza de estos es similar a las alas de una mari$osa% 2ue

$ermite a$retar al tornillo de /orma manual% sin recurrir a destornilladores.

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Figura 6. Tornillo para Perno

Figura 7. Varillas Roscadas

Figura 8. Tornillo de ariposa


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Tornillos con +6al: la cabeza de este tornillo tiene /orma circular 0 en su centro un

ori/icio% de all, su nombre. 8stos $ermiten la construccin de articulaciones entre los

materiales unidos.

Cncamos: $or medio de estos se logran su6etar argollas en carcasas $ara luego

$oder ser des$lazadas con $uentes gras o a$aratos de elevacin.

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Figura !. Tornillos con "#al

Figura $%. &'nca(os


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Tornillos de lo2ueo: estos actan como elementos de $resin 0 se caracterizan $or

tener /orma de T. A estos se les coloca un $at,n en su e3tremo 2ue es deslizable.

&a segunda clasi/icacin de los tornillos es $or su rosca

4 $or ltimo% se $uede describir la clasi/icacin de los tornillos $or uso:

Tornillos $ara usos generales

Figura $$. Tornillos de )lo*ueos

Figura $+. &lasi,icaci-n de ornillos por su rosca


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&os tornillos $ara usos generales% son los tornillos 2ue se utilizan comercialmente. 8s decir%

los tornillos 2ue $odemos encontrar en una /erreter,a% etc. A continuacin se re$resentara

una tabla con la clasi/icacin de la resistencia 2ue se les da.

Tornillos de miniatura: son tornillos $ara com$onentes electrnicos mu0 $e2ue5os.

;e caracteriza $or ser autorroscante en materiales blandos 0 su cabeza est ada$tada

$ara ser accionado $or desatornilladores $e2ue5os.

Tornillos de alta resistencia: son tornillos 2ue resisten grandes cantidades de

tensin% calor% $resin% etc.

Tornillos inviolables: son un ti$o de torniller,a es$ecial 2ue una vez atornillados en

el lugar corres$ondiente 0a es im$osible 2uitarlos% a menos 2ue se /uercen 0

rom$an.

Tornillos de $recisin: se instalan cuando las $resiones% es/uerzos 0 velocidades de

los $rocesos e3igen uniones ms /uertes 0 tornillos ms /iables 2ue eviten /allos 2ue

$uedan desencadenar una aver,a en la m2uina o estructura donde van instalados.

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Tornillos grandes o es$eciales: tornillos con medidas es$ec,/icas% o 1ec1os a la

medida.

Tornillos de titanio: am$liamente utilizados en el rea de la medicina% $ara uniones.

Tratamientos de los Tornillos

&os tornillos al momento de ser /abricados% reciben " ti$os de tratamientos. 8l $rimero es

un tratamiento t9rmico% el cual sirve $ara lim$iar las im$urezas del material en cual /ue

/abricado% adems de 1acer $ruebas de resistencia $ara ver la calidad% la resistencia a rotura

0 el l,mite elstico 2ue el tornillo $uede so$ortar. 7ara la /abricacin de tornillos de gran

resistencia se suelen utilizar aceros normales 0 $or tanto ms baratos 2ue los aceros

es$ecialesE 2ue $ermiten un tem$le ma0or des$u9s de un tratamiento $or cementacin o

nitruracin.


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7ara la medicin directa se utilizan generalmente micrmetros cu0as $untas estn

ada$tadas $ara introducirse en el /lanco de las roscas. +tro m9todo de medida directa es

1acerlo con el micrmetro 0 un 6uego de varillas 2ue se introducen en los /lancos de las

roscas 0 $ermite medir de /orma directa los dimetros medios en los /lancos de acuerdo con

el dimetro 2ue tengan las varillas.

7ara la medicin indirecta de las roscas se utilizan varios m9todos% el ms comn es el de

las galgas. Con estas galgas com$uesta de dos $artes en las 2ue una de ellas se llama 7A;A

0 la otra >+ 7A;A.

De/ectos 0 Fallos en los Tornillos

8l $rimer de/ecto 2ue $uede $resentar un tornillo es un de/ecto de dise5o o de

clculo $or2ue sus dimensiones o calidades no sean las adecuadas. 8n este caso el /allo 2ue

se $uede $rovocar es una rotura $rematura del tornillo $or no $oder so$ortar las tensiones 0

es/uerzos a los 2ue est sometido.

8l segundo de/ecto en im$ortancia 2ue $uede tener un tornillo es un de/ecto de

/abricacin donde la calidad del material constitu0ente no sea la $revista en el dise5o% o un

!

Figura $4. /alga


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de/ecto dimensional en lo 2ue res$ecta $rinci$almente a las tolerancias 2ue debe tener su

roscado. 8n este caso se $uede $roducir una rotura del tornillo o un deterioro de la rosca.

8l tercer de/ecto $uede ser un monta6e de/iciente $or no a$licar el $ar de a$riete

adecuado% de acuerdo con su calidad 0 dimensiones. 8n este caso si es un e3ceso de a$riete

se $uede $roducir la rotura del tornillo o el deterioro de la rosca% 0 si es un de/ecto de

a$riete el ensambla6e 2ueda /lo6o 0 si es un ob6eto en movimiento a$arecen vibraciones

indeseadas 2ue ocasionan una aver,a en el mecanismo ensamblado.

8l cuarto de/ecto se $roduce $or deterioro del tornillo si resulta atacado $or la

o3idacin 0 corrosin si no 1a sido $rotegido debidamente. 8n este caso 0 durante las

o$eraciones rutinarias de mantenimiento $reventivo del mecanismo se deben sustituir todos

los tornillos deteriorados $or unos nuevos 0 $rotegerlos adecuadamente de la corrosin 0

o3idacin.

8l ltimo de/ecto grave 2ue $uede tener un tornillo es cuando se $rocede al

desmonta6e de un ensambla6e 0 si $or causa de la o3idacin 0 corrosin el tornillo se

descabeza en el momento de intentar a/lo6arlo. 7ara estos casos de tornillos deteriorados se

deben utilizar $roductos lubricantes 2ue $ermitan el a/lo6amiento sin 2ue se rom$a el

tornillo.

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Pernos

De/inicin

8l $erno es una $ieza metlica alargada 2ue sirve $ara su6etar estructuras% tanto

$e2ue5as como de gran tama5o. Funciona como ensamble entre distintas su$er/icies%

manteni9ndolas unidas con una tuerca ob6eto 2ue evita 2ue se a/lo6en las $iezasE.

+tra de/inicin $ara este elemento% es 2ue se le conoce como es$arrago el cual es

$ieza metlica larga de seccin constante cil,ndrica% normalmente 1ec1a de acero o 1ierro.

Caracter,sticas de los $ernos

&os $ernos estn /abricados en muc1os materiales 0 aleaciones. Un $erno de

aluminio ser ms ligero 2ue uno de acero% $ero ser menos resistente 0a 2ue el acero tiene

me6or ca$acidad metalrgica 2ue el aluminio= una aleacin de duraluminio me6orar las

ca$acidades de resistencia del aluminio $ero disminuir las de tenacidad% 0a 2ue al

endurecer el aluminio con silicio o metales comocromo o titanio% se aumentar su dureza

$ero tambi9n su coe/iciente de /ragilidad a $artirse.

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Figura $5. Pernos


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&os metales ms duros son menos tenaces 0a 2ue son cualidades antagnicas. &a

ma0or,a de las aleaciones es$eciales de aceros% bronces 0 aceros ino3idables contienen una

$ro$orcin de metales variable $ara adecuar su uso a una a$licacin determinada.

&os $ernos tambi9n mantienen el mismo estndar I;+ $ara la resistencia de tensin

0 el l,mite de elstico 2ue estos $ueden so$ortar.

Ti$os

;egn el sistema de su6ecin: ;e distingue segn sea $ermanente /i6an estructuras

de /orma $ermanente% como a trav9s de soldadurasE o removibles 2ue $ueden

e3traerse% sea $ara el cambio $or otro $erno o $ara colocacin de nuevos re$uestosE.

7or el ti$o de material: &a ma0or,a de las veces son de acero% 0a 2ue deben so$ortar

grandes $esos. &os $ernos son comnmente utilizados en la /abricacin de

automviles% $or lo cual el material siem$re debe ser resistente. Con res$ecto a las

tuercas% 9stas son de un material menos resistente 2ue el acero.

7or la /orma de la cabeza: Frecuentemente es de ti$o 1e3agonal se atornilla sobre

la cabeza de la biela% 0 tiene 2ue ser enroscado en toda su longitudE. Tambi9n $uede

ser redondeada% cuadrada% o asim9trica.

7or las roscas: $ueden ser m9tricas son las 2ue se combinan en dimetros igualesE=

en $ulgadas son las 2ue tienen el $aso de la rosca igual al nmero de 1ilosE% de

unin se utiliza $ara unir $iezas% $or lo 2ue no tienen roscasE% $asantes son los

$ernos 2ue atraviesan $iezas sin roscas= son utilizados en $iezas de 1ierro /undidoE=

los $ernos autorroscantes se colocan en materiales blandosE.

7or el tama5o: 83isten di/erentes dimensiones% de ( mm en adelante.

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De/ectos 0 Fallos en los Tornillos

&os $ernos mantienen los mismos de/ectos 2ue los tornillos descritos anteriormente

en este documentoE% $or lo cual 1ace 2ue su similitud sea tan cercana cada vez ms.


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Conclusiones

Como resultado de la investigacin 2ue se llev a cabo de la in/ormacin obtenida

de los elementos de Tornillo 0 el 7erno% se $uede decir 2ue el estudiante obtuvo ma0or

conocimiento de cmo $oder utilizar estos elementos $ara /uturos traba6os 2ue se $uedanrealizar. Tambi9n se obtuvo in/ormacin acerca del uso% los ti$os de $ernos 0 tornillos% las

caracter,sticas de estos elementos 0 el desgaste 0 de/ectos 2ue $uedan tener. Adems de se

dio a entender la di/erencia $rinci$al 2ue e3iste entre los $ernos 0 tornillos.

8l conocimiento $rctico de este instrumento $uede 1acer 2ue el alumno tenga una

idea ms clara% as, $odr distinguir cada vez al momento de utilizar el conce$to de tornillo

0 $erno sin temor a e2uivocarse en un /uturo. As, 2ue se recomienda 1acer un traba6o

$rctico $ara me6orar 0 re/orzar la idea de la /orma de utilizar dic1o instrumento.

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Bibliografa0e,ecos en 1niones Aornilladas. "( de 8nero de "'(E. +btenido de

1tt$:JJBBB.construmatica.comJconstru$ediaJDe/ectosKenKUnionesKAtornilladas

. "''!E. Tcnicas '*uinas Herra(ienas.Gadrid: T1omson.

Gilan

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