Una tuerca es un tipo de elemento de fijación con un orificio roscado . Las tuercas casi siempre se utilizan junto con un perno de acoplamiento para sujetar varias piezas entre sí. Los dos elementos se mantienen unidos mediante una combinación de la fricción de sus roscas (con una ligera deformación elástica ), un ligero estiramiento del perno y la compresión de las piezas que se van a unir.
En aplicaciones donde la vibración o la rotación pueden aflojar una tuerca, se pueden emplear varios mecanismos de bloqueo: arandelas de seguridad , contratuercas , tuercas dobles excéntricas, [1] líquido fijador de roscas adhesivo especializado como Loctite , pasadores de seguridad ( pasadores partidos ) o alambre de bloqueo junto con tuercas almenadas , insertos de nailon ( tuerca nyloc ) o roscas de forma ligeramente ovalada.
Las tuercas cuadradas, así como las cabezas de los tornillos, fueron las primeras formas que se fabricaron y solían ser las más comunes, en gran parte porque eran mucho más fáciles de fabricar, especialmente a mano. Si bien hoy en día son poco comunes [ ¿a partir de ahora? ] debido a las razones que se indican a continuación para la preferencia por las tuercas hexagonales, ocasionalmente se usan en algunas situaciones en las que se necesita una cantidad máxima de torsión y agarre para un tamaño determinado: la mayor longitud de cada lado permite aplicar una llave con una superficie más grande y más palanca en la tuerca.
La forma más común hoy en día es hexagonal , por razones similares a la cabeza del perno: seis lados dan una buena granularidad de ángulos para que una herramienta se acerque (bueno en espacios reducidos), pero más esquinas (y más pequeñas) serían vulnerables a ser redondeadas. Solo se necesita una sexta parte de una rotación para obtener el siguiente lado del hexágono y el agarre es óptimo. Sin embargo, los polígonos con más de seis lados no dan el agarre necesario y los polígonos con menos de seis lados tardan más en recibir una rotación completa. Existen otras formas especializadas para ciertas necesidades, como tuercas de mariposa para ajuste con los dedos y tuercas cautivas (por ejemplo, tuercas enjauladas ) para áreas inaccesibles.
En un principio, las tuercas y los tornillos se fabricaban a mano, de modo que cada tuerca fuera compatible con su propio tornillo, pero no eran intercambiables. Esto hacía que fuera prácticamente imposible sustituir los fijadores perdidos o dañados, ya que todos eran diferentes. En 1841, Joseph Whitworth propuso que se estableciera un estándar, pero no se hizo de inmediato.
En 1851 se iba a celebrar en Hyde Park, Londres, Inglaterra, la Gran Exposición de las Obras Industriales de Todas las Naciones , y se decidió construir el Palacio de Cristal como parte de ella; esto debía hacerse en 190 días y a un coste razonable. La investigación de los restos del edificio destruido en 2024 reveló una importante innovación que lo hizo posible. La empresa constructora responsable, Fox Henderson, decidió utilizar tuercas y tornillos, pero de tamaños estandarizados, un método revolucionario en aquel momento. Esto permitió que el edificio se terminara a tiempo. El uso de tuercas y tornillos intercambiables tuvo tanto éxito que se adoptó ampliamente el estándar Whitworth. El estándar británico no se adoptó formalmente hasta 1905. [2]
Existe una amplia variedad de tuercas, desde versiones de hardware para el hogar hasta diseños especializados específicos de la industria que están diseñados para cumplir con varios estándares técnicos . Los sujetadores utilizados en aplicaciones automotrices, de ingeniería e industriales generalmente deben apretarse a un ajuste de torque específico, utilizando una llave dinamométrica . Las tuercas se clasifican con clasificaciones de resistencia compatibles con sus respectivos pernos; por ejemplo, una tuerca de clase de propiedad ISO 10 podrá soportar la carga de resistencia de prueba de perno de un perno de clase de propiedad ISO 10.9 sin desgastarse.
Existen muchos tipos especializados de tuercas que resisten el aflojamiento de las uniones atornilladas , ya sea al proporcionar un par de torsión predominante contra el sujetador macho o al sujetarlas contra los componentes atornillados. Estas se conocen generalmente como contratuercas.
Tenga en cuenta que los tamaños de las piezas planas (llave inglesa o llave fija) difieren entre los estándares de la industria. Por ejemplo, los tamaños de llave inglesa o llave fija de los sujetadores que se utilizan en los automóviles fabricados en Japón cumplen con el estándar automotriz JIS.
Las tuercas hexagonales, reconocidas por su forma hexagonal, y las tuercas cuadradas , con forma cuadrada, son de uso común. Las tuercas de acero son fuertes y excelentes para la construcción, mientras que las de acero inoxidable resisten la oxidación, perfectas para uso en exteriores. Las tuercas de latón, resistentes a la corrosión , encuentran su lugar en trabajos eléctricos y de plomería. Las tuercas de seguridad, como las de inserción de nailon o las de torsión predominante, evitan que se aflojen debido a la vibración o la torsión , atendiendo las necesidades específicas de las distintas industrias.
El proceso de fabricación de las tuercas consta de varios pasos. Comienza con la selección de materias primas como acero, acero inoxidable o latón, según el tipo de tuerca deseado. El material elegido se somete a un calentamiento para hacerlo más maleable , seguido de procesos de conformado o forjado para crear la forma básica de la tuerca. A continuación, se cortan o forman roscas en la tuerca utilizando maquinaria especializada. Después de enroscar, las tuercas pueden someterse a tratamientos adicionales, como tratamiento térmico o acabado de la superficie, para mejorar su resistencia, durabilidad o apariencia. Se realizan controles de calidad durante todo el proceso de fabricación para garantizar que las tuercas cumplan con los estándares y especificaciones de la industria.
