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 una prensa de tornillo o en el tornillo de avance de un torno . [1] Las variaciones estandarizadas incluyen roscas de entrada múltiple , roscas a izquierdas y roscas autocentrantes (que tienen menos probabilidades de atascarse bajo fuerzas laterales).
La forma de rosca trapezoidal original, y probablemente aún la más común en todo el mundo, con un ángulo de rosca de 29°, es la forma de rosca Acme ( / ˈ æ k m iː / AK -mee ). La rosca Acme se desarrolló 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 elegida hasta entonces. Es más fácil de cortar con rosca de un solo punto o con matriz que la rosca cuadrada (porque la forma de esta última requiere una geometría de diente de broca o matriz que no es adecuada para cortar). 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 enganche más suave de las medias tuercas en un husillo de torno que una rosca cuadrada. [2] [3] Es uno de los perfiles de rosca simétricos más fuertes; sin embargo, para cargas en una sola dirección, como prensas, el perfil de rosca de contrafuerte asimétrico puede soportar cargas mayores.
La forma de rosca métrica trapezoidal es similar a la forma de rosca Acme, excepto que el ángulo de la rosca es de 30°. [4] [5] [6] Está codificada por DIN 103. [7] Si bien las roscas de tornillo métricas son más frecuentes en todo el mundo que las roscas imperiales para formas de rosca triangulares , las roscas Acme de tamaño imperial predominan en la forma de rosca trapezoidal.
La forma de rosca Acme tiene un ángulo de rosca de 29° con una altura de rosca de la mitad del paso ; el vértice (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 de 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 una norma de rosca Acme centralizada (también especificada en ASME/ANSI B1.5-1997) que atiende a aplicaciones en las que las roscas no están soportadas radialmente, donde las raíces y las crestas de las roscas opuestas están diseñadas para entrar en contacto antes que los flancos bajo cargas radiales. Esto agrega el requisito de que la suma de las tolerancias (holguras) y las tolerancias en los diámetros principales de la tuerca y el perno sea menor que la suma de las tolerancias en los diámetros de paso (PD). La desventaja es que para una cantidad dada de juego final (juego axial debido únicamente a holguras PD), se requieren 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 respecto del cuadrado). [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 longitud larga se utilizan para movimientos controlados en máquinas herramienta, máquinas de prueba, gatos, flaps de aviones y transportadores. Las roscas de longitud corta se utilizan en vástagos de válvulas, conectores de mangueras, tapas de cilindros de presión, mecanismos de dirección y movimiento de lentes de cámaras. [9]
La forma de rosca que se muestra en la figura (perfil de rosca ACME básico) se denomina "básica". Las alturas de rosca reales tanto en las roscas internas (tuerca) como externas (perno) difieren de PAG/2 por concesiones (o autorizaciones ):
El efecto neto es que las alturas mínimas de rosca son mayores que las "básicas" para roscas GP internas y externas y para roscas de centralización externas, y la altura máxima para roscas de centralización internas Acme es más corta que la "básica". El diámetro máximo (dentro de la tolerancia) en la cresta de las roscas externas (llamado el 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 el 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 rosca básica (es decir, D − P ).
Existe también un estándar de rosca "Stub Acme", idéntico en todos los aspectos al que se acaba de describir excepto que la altura de la rosca básica es de 0,3 P.
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 según las normas ISO :
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 un solo paso. Si hay sufijo entonces el valor después del signo de multiplicación es el paso y el valor entre paréntesis es el paso. Por ejemplo:
indicaría dos salidas, ya que la ventaja dividida por el paso es dos. La "LH" indica una rosca a la izquierda. [11]
Para el mantenimiento de los sistemas de aire acondicionado que utilizan gas R134a , se especifica una rosca “ACME” no estándar para los botes de gas. [12]
{{citation}}: Mantenimiento de CS1: postscript ( enlace )