Roscas

Definiciones de la Terminología

Ref: La información siguiente está basada en documentos generados por la
Escuela de Ingeniería de la Universidad Católica de Chile

http://www2.ing.puc.cl/~icm2312/apuntes/uniones/roscas.html
http://www2.ing.puc.cl/~icm2312/apuntes/uniones/rosca1.html
http://www2.ing.puc.cl/~icm2312/apuntes/uniones/rosca2.html
http://www2.ing.puc.cl/~icm2312/apuntes/uniones/union1.html






Normas y Estándares
Organismos de Normalización
En la tabla que se presenta a continuación, se indican los organismos de normalización de varias naciones.

PAIS ABREVIATURA DE LA NORMA ORGANISMO NORMALIZADOR
Internacional ISO Organización Internacional de Normalización.
España UNE Instituto de Racionalización y Normalización.
Alemania DIN Comité de Normas Alemán.
Rusia GOST Organismo Nacional de Normalización Soviético.
Francia NF Asociación Francesa de Normas.
Inglaterra BSI Instituto de normalización Ingles.
Italia UNI Ente Nacional Italiano de Unificación.
América USASI Instituto de Normalización para los Estados de América.


Tipos de Roscas:
Existen varios tipos de rosca, como por ejemplo:
roscas métricas (M),
rosca unificada fina (UNF),
rosca unificada normal (corriente) (UNC),
rosca Witworth de paso fino (BSF),
rosca Witworth de paso normal (BSW o W), entre otras.

Las diferencias se basan en la forma de los filetes que los hacen más apropiados para una u otra tarea, las roscas indicadas son las más utilizadas en elementos de unión.
En la figura siguiente se aprecian varias formas de roscas, los filetes triangulares son utilizados en pernos y tuercas, los filetes redondos son utilizados en uniones rápidas de tuberías, finalmente las roscas rectangulares en general se utilizan para ejercer fuerza en prensas.



DESIGNACIÓN DE LAS ROSCAS

La designación de las roscas se hace por medio de su letra representativa e indicando la dimensión del diámetro exterior y el paso. Este último se indica directamente en milímetros para la rosca métrica, mientras que en la rosca unificada y Witworth se indica a través de la cantidad de hilos existentes dentro de una pulgada.
Por ejemplo, la rosca M 3,5 x 0,6 indica una rosca métrica normal de 3,5 mm de diámetro exterior con un paso de 0,6 mm. La rosca W 3/4 ’’- 10 equivale a una rosca Witworth normal de 3/4 pulg de diámetro exterior y 10 hilos por pulgada.
La tabla siguiente entrega información para reconocer el tipo de rosca a través de su letra característica, se listan la mayoría de las roscas utilizadas en ingeniería mecánica.
Símbolos de roscado más comunes Denominación usual Otras
American Petroleum Institute API
British Association BA
International Standards Organisation ISO
Rosca para bicicletas C
Rosca Edison E
Rosca de filetes redondos Rd
Rosca de filetes trapesoidales Tr
Rosca para tubos blindados PG Pr
Rosca Whitworth de paso normal BSW W
Rosca Whitworth de paso fino BSF
Rosca Whitworth cilíndrica para tubos BSPT KR
Rosca Whitworth BSP R
Rosca Métrica paso normal M SI
Rosca Métrica paso fino M SIF
Rosca Americana Unificada p. normal UNC NC, USS
Rosca Americana Unificada p. fino UNF NF, SAE
Rosca Americana Unificada p.exrafino UNEF NEF
Rosca Americana Cilíndrica para tubos NPS
Rosca Americana Cónica para tubos NPT ASTP
Rosca Americana paso especial UNS NS
Rosca Americana Cilíndrica "dryseal" para tubos NPSF
Rosca Americana Cónica "dryseal" para tubos NPTF
Es posible crear una rosca con dimensiones no estándares, pero siempre es recomendable usar roscas normalizadas para adquirirlas en ferreterías y facilitar la ubicación de los repuestos. La fabricación y el mecanizado de piezas especiales aumenta el costo de cualquier diseño, por lo tanto se recomienda el uso de las piezas que están en plaza.
Se han destacado solamente las roscas métricas, unificadas y withworth por ser las más utilizadas, pero existen muchas roscas importantes para usos especiales. Le entregan a continuación las tablas detalladas de estas tres familias de roscas para las series fina y basta.
METRICA PASO FINO
Medida Nominal
Dext x paso
M 2.5 x 0.35
M 3 x 0.35
M 3.5 x 0.35
M 4 x 0.5
M 5 x 0.5
M 6 x 0.75
M 7 x 0.75
M 8 x 0.75
M 8 x 1
M 9 x 0.75
M 9 x 1
M 10 x 0.75
M 10 x 1
M 10 x 1.25
M 11 x -
M 11 x 0.75
M 12 x 1
M 12 x 1
M 12 x 1.25
M 13 x 1.5
M 14 x 1
M 14 x 1
M 14 x 1.25
M 15 x 1
M 15 x 1.5
M 16 x 1
M 16 x 1.5
M 17 x 1.5
M 17 x 1
M 18 x 1.5
M 18 x 1
M 20 x 1.5
M 20 x 1
M 22 x 1.5
M 22 x 1
M 24 x 1.5
M 24 x 1
M 24 x 1.5
M 25 x 1
M 25 x 1.5
METRICA PASO FINO
Medida Nominal
Dext x paso
M 25 x 1.5
M 25 x 2
M 26 x 1.5
M 27 x 1
M 27 x 1.5
M 27 x 2
M 28 x 1
M 28 x 1.5
M 28 x 2
M 30 x 1
M 30 x 1.5
M 30 x 2
M 32 x 1.5
M 32 x 2
M 33 x 1.5
M 33 x 2
M 34 x 1.5
M 35 x 1.5
M 35 x 2
M 36 x 2
M 36 x 3
M 38 x 1.5
M 38 x 2
M 39 x 1.5
M 39 x 2
M 39 x 3
M 40 x 1.5
M 40 x 2
M 40 x 3
M 42 x 2
M 42 x 3
M 45 x 1.5
M 45 x 2
M 45 x 3
M 48 x 2
M 48 x 3
M 50 x 2
M 50 x 3
M 52 x 2
M 52 x 3
METRICA PASO NORMAL
Medida Nominal
Dext x paso
M 1.6 x 0.35
M 1.7 x 0.35
M 2 x 0.4
M 2.2 x 0.45
M 2.3 x 0.4
M 2.5 x 0.45
M 2.6 x 0.45
M 3 x 0.5
M 3 x 0.6
M 3.5 x 0.6
M 4 x 0.7
M 4 x 0.75
M 4.5 x 0.75
M 5 x 0.75
M 5 x 0.8
M 5 x 0.9
M 5 x 1
M 5.5 x 0.9
M 6 x 1
M 7 x 1
M 8 x 1.25
M 9 x 1.25
M 10 x 1.5
M 11 x 1.5
M 12 x 1.75
M 14 x 2
M 16 x 2
M 18 x 2.5
M 20 x 2.5
M 22 x 2.5
M 24 x 3
M 27 x 3
M 30 x 3.5
M 33 x 3.5
M 36 x 4
M 39 x 4
M 42 x 4.5
M 45 x 4.5
M 48 x 5
M 52 x 5

UNIFICADA PASO NORMAL
Medida Nominal
- Nº H/''
4 (.112") - 40 UNC
5 (.125") - 40 UNC
6 (.138") - 32 UNC
8 (.164") - 32 UNC
10 (.190") - 24 UNC
12 (.216") - 24 UNC
1/4" - 20 UNC
5/16" - 18 UNC
3/8" - 16 UNC
7/16" - 14 UNC
1/2" - 13 UNC
9/16" - 12 UNC
5/8" - 11 UNC
3/4" - 10 UNC
7/8" - 9 UNC
1" - 8 UNC
1"1/8" - 7 UNC
1"1/4" - 7 UNC
1"3/8" - 6 UNC
1"1/2" - 6 UNC
1"3/4" - 5 UNC
2" - 4 1/2 UNC
2" - 4 1/2 UNC
2"1/2" - 4 UNC
2"3/4 - 4 UNC
3" - 4 UNC
UNIFICADA PASO FINO
Medida Nominal
Dext - Nº H/''
Nº 0 (.060'') - 80 UNC
Nº 1 (.073") - 72 UNC
Nº 2 (.086") - 64 UNC
Nº 3 (.099") - 56 UNC
Nº 4 (.112") - 48 UNC
Nº 5 (.125") - 44 UNC
Nº 6 (.138") - 40 UNC
Nº 8 (.164") - 36 UNC
Nº 10 (.190") - 32 UNC
Nº 12 (.216") - 28 UNC
1/4'' - 28 UNC
5/16'' - 24 UNC
3/8'' - 24 UNC
7/16'' - 20 UNC
1/2'' - 20 UNC
9/16'' - 18 UNC
5/8'' - 18 UNC
3/4'' - 16 UNC
7/8'' - 14 UNC
1'' - 12 UNC
1''1/8'' - 12 UNC
1''1/4'' 4 12 UNC
1''3/4'' 4 12 UNC
1''1/12'' - 12 UNC

WHITWORTH PASO NORMAL
Medida Nominal
Dext - Nº H/''
W 1/16 '' - 60
W 3/32'' - 48
W 1/8'' - 40
W 5/32'' - 32
W 3/16'' - 24
W 7/32'' - 24
W 1/4'' - 20
W 5/16'' - 18
W 3/8'' - 16
W 7/16'' - 14
W 1/2'' - 12
W 9/16'' - 12
W 5/8'' - 11
W 3/4'' - 10
W 7/8'' - 9
W 1'' - 8
W 1''1/8'' - 7
W 1''1/4'' - 7
W 1''3/8'' - 6
W 1''1/2'' - 6
W 1''5/8'' - 5
W 1''3/4'0' 5
W 1''7/8'' 4
W 2'' - 4
W 2''1/4'' - 4
W 2''1/2'' - 4
W 2''3/4'' - 3
W 3'' - 3
WHITWORTH PASO FINO
Medida Nominal
Dext - Nº H/''
BFS 3/16'' - 32
BFS 7/32'' - 28
BFS 1/4'' - 26
BFS 9/32'' - 26
BFS 5/16'' - 22
BFS 3/8'' - 20
BFS 7/16'' - 18
BFS 1/2'' - 16
BFS 9/16'' - 16
BFS 5/8'' - 14
BFS 11/16'' - 14
BFS 3/4'' - 12
BFS 13/16'' - 12
BFS 7/8'' - 11
BFS 1'' - 10
BFS 1''1/8'' - 9
BFS 1''1/4'' - 9
BFS 1''3/8'' - 8
BFS 1''1/2'' - 8
BFS 1''5/8'' - 8
BFS 1''3/4'' - 7
BFS 2'' 7
BFS 2''1/4'' 6
BFS 2''1/2'' - 6
BFS 2''3/4'' - 6
BFS 3'' - 5


Con respecto al sentido de giro, en la designación se indica "izq" si es una rosca de sentido izquierdo, no se indica nada si es de sentido derecho. De forma similar, si tiene más de una entrada se indica "2 ent" o "3 ent". Si no se indica nada al respecto, se subentiende que se trata de una rosca de una entrada y de sentido de avance derecho.
En roscas de fabricación norteamericana, se agregan más símbolos para informar el grado de ajuste y tratamientos especiales

RESISTENCIA DE PERNOS

Las normas de prueba de pernos indican cargarlo contra su propio hilo, sin utilizar una probeta representativa. Esto genera un valor llamado carga de prueba, la cual puede utilizarse para diseñar en reemplazo de la resistencia a la fluencia. Se adjuntan las marcas con que se indica el grado de resistencia de los pernos, para las normas SAE, ASTM y Métrica. Se adjunta también la tabla de marcas de los productos American Screw.

Marcado de pernos de acero grado SAE
Número de grado SAE Rango del diámetro [inch] Carga de prueba [kpsi] Esfuerzo de ruptura [kpsi] Material Marcado de la cabeza
1 2 ¼ - 1½ ¼ - ¾ 7/8 - 1½ 55 33 74 60 Acero de bajo carbono ó
acero al carbono

5 ¼ - 1 11/8 - 1½ 85 74 120 105 Acero al carbono, Templado y Revenido

5.2 ¼ - 1 85 120 Acero de bajo carbono
martensítico, Templado y Revenido

7 ¼ - 1½ 105 133 Acero al carbono aleado, Templado y Revenido

8 ¼ - 1½ 120 150 Acero al carbono aleado, Templado y Revenido

8.2 ¼ - 1 120 150 Acero de bajo carbono martensítico, Templado y Revenido


Marcas para pernos de acero grado ASTM
Designación ASTM Rango del diámetro [inch] Carga de prueba [kpsi] Esfuerzo de ruptura [kpsi] Material Marcado de la cabeza
A307 ¼ a 4 Acero de bajo carbono

A325 tipo 1 ½ a 1 11/8 a 1½ 85 74 120 105 Acero al carbono, Templado y Revenido

A325 tipo 2 ½ a 1 11/8 a 1½ 85 74 120 105 Acero de bajo carbono martensítico, Templado y Revenido

A325 tipo 3 ½ a 1 11/8 a 1½ 85 74 120 105 Acero recubierto, Templado y Revenido

A354 grado BC Acero aleado, Templado y Revenido

A354 grado BD ¼ a 4 120 150 Acero aleado, Templado y Revenido

A449 ¼ a 1 11/8 a 1½ 1¾ a 3 85 74 55 120 105 90 Acero al carbono, Templado y Revenido

A490 tipo 1 ½ a 1½ 120 150 Acero aleado, Templado y Revenido

A490 tipo 3 Acero recubierto, Templado y Revenido


Propiedades mecánicas de elementos roscados de clase métrica
Clase Rango del diámetro Carga de prueba [MPa] Esfuerzo de ruptura [MPa] Material Marcado de la cabeza
4.6 M5 - M36 225 400 Acero de bajo carbono ó
acero al carbono

4.8 M1.6 - M16 310 420 Acero de bajo carbono ó
acero al carbono

5.8 M5 - M24 380 520 Acero de bajo carbono ó
acero al carbono

8.8 M16 - M36 600 830 Acero al carbono, Templado y Revenido

9.8 M1.6 - M16 650 900 Acero al carbono, Templado y Revenido

10.9 M5 - M36 830 1040 Acero de bajo carbono
martensítico, Templado y
Revenido

12.9 M1.6 - M36 970 1220 Acero aleado, Templado y Revenido


MARCAS DE GRADOS DE RESISTENCIA PERNOS DE ACERO
MARCA A.S. GRADO RESISTENCIA ESPECIFICACIÓN ALGUNOS USOS RECOMENDADOS Resistencia a la tracción mínima [Kg/mm2] Límite de fluencia mínima [Kg/mm2] DUREZA
SAE grado ISO clase ASTM

3,6 Para requerimientos menores de resistencia, metalmecánica, motores eléctricos, línea blanca. electrónica, usos generales. 34 20 53 - 70 Rb

J429 grado 1 ¼ " a 1 ½ " 4,6 A307 grado A y B Para requerimientos de resistencia media, construcción de máquinas livianas, automotriz (piezas no afectas a fuertes tensiones), máquinas agrícolas, estructuras livianas. 42 23 70 - 95 Rb

8,8 A449 Para requerimientos de alta resistencia a la tracción, ruedas de vehículos, partes de motores de tracción, cajas de cambio, máquinas herramientas, matrices 80 64 22 - 32 Rc
TIPO 1 A325 Para requerimientos de alta resistencia a la tracción y otros, especialmente para juntas estructurales exigidas mecánicamente. Debe trabajar con TU y golilla de la misma calidad Hasta 1 f 85 de 1 1/8 a 1 ½ f 74 Hasta 1 f 65 de 1 1/8 a 1 ½ f 57 Hasta 1 f 23 - 35 Rc de 1 1/8 a 1 ½ f 19 - 31 Rc

A490 Para requerimientos de alta resistencia a la tracción y alta temperatura. Debe trabajar con TU y golilla de la misma calidad 105 81 32 - 38 Rc
GRADO 8 8 10,9 Para requerimientos de alta resistencia a la tracción, flexión, cizalle, etc.
Culata de motores, paquete de resortes, pernos para ruedas vehículos pesados, bielas, etc. 105 88 31 - 38 Rc
Fuente: Catálogo de productos American Screw