Tabla de Compatibilidad de Roscas
Figura 1: Rosca de la válvula
El engrane de la rosca es una métrica crucial a la hora de seleccionar elementos de fijación, ya que afecta directamente a la resistencia y estabilidad de la conexión. Comprender cómo calcular y elegir el paso de rosca adecuado puede ayudar a garantizar la resistencia y eficacia del tornillo en cualquier aplicación. Una tabla de paso de rosca puede orientar sobre el paso de rosca recomendado para diferentes elementos de fijación y materiales.
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¿Qué es el compromiso de rosca?
El engrane de rosca (Figura 2 etiquetada A) es la cantidad de acoplamiento disponible entre dos porciones roscadas de un ensamblaje roscado. Mide la profundidad a la que un perno o tornillo se asienta en un orificio roscado. Dos factores definen el compromiso de los hilos:
- Longitud de la rosca: La longitud de interacción entre el elemento de fijación y la tuerca (es decir, una tuerca o cualquier otro material de acoplamiento para el tornillo) produce el engrane de la rosca. Por ejemplo, un tornillo roscador convencional aplicado en 12 mm de material tenderá a tener más longitud de roscado que el mismo tornillo puesto en 7 mm.
- Porcentaje de participación en el hilo: El porcentaje de roscado depende del tamaño del orificio de contacto en comparación con el elemento de fijación y de la altura de la rosca del tornillo. Por ejemplo, un tornillo de rosca #10-24 tendrá aproximadamente un 80% de rosca en un agujero de 0,16 pulgadas (4,06 mm) mientras que alrededor de un 70% de rosca en un agujero de 0,17 pulgadas (4,32 mm).
Es fundamental seleccionar una longitud de roscado óptima. Si la longitud de roscado es demasiado corta, la unión atornillada no será lo suficientemente fuerte. Y si es demasiado largo, el coste total aumenta, y el par necesario para accionar el tornillo tiende a ser elevado. Un enroscado excesivo puede dar lugar a una mayor resistencia a la tracción por unión. La resistencia a la tracción de un material es la fuerza necesaria para tirar de algo hasta que se corte o la capacidad de ese material concreto para soportar esa carga. Por lo tanto, si se utiliza un tornillo más largo de lo necesario, se desperdicia material sobrante. Además, si la longitud del perno engranado en un miembro de la tuerca es insuficiente, el perno tiene más posibilidades de desprenderse antes de alcanzar toda su capacidad de resistencia a la tracción. Lea nuestro artículo sobre compatibilidad de ros cas para obtener más información sobre la compatibilidad entre los distintos estándares de roscas.
Figura 2: Longitud de roscado
Lea nuestro artículo sobre diseño de ros cas para obtener más información sobre los parámetros de diseño de roscas.
Roscado recomendado
Al realizar una conexión, las uniones atornilladas deben diseñarse de forma que el tornillo se rompa antes de que se desprenda la rosca. Para los componentes con orificios roscados, la longitud de enganche (el número de roscas enganchadas entre el orificio roscado y el tornillo) debe ajustarse para favorecer este criterio. La tabla 1 resume la regla general para el cálculo de la distancia de engrane de la rosca.
Tabla 1: Regla general para el cálculo de la distancia de engrane de la rosca
| Material | Distancia mínima de roscado |
| Acero | 1,0 a 1,5 x diámetro de la base del tornillo o perno |
| Hierro fundido, latón | 1,5 a 2,0 x diámetro de la base del tornillo o perno |
| Aluminio | 2,0 a 2,5 x diámetro de la base del tornillo o perno |
| Materiales blandos (como el plástico) | La distancia mínima de enganche de la rosca será mayor y requerirá ensayos para establecer la resistencia óptima de la unión. |
Realice los siguientes pasos para calcular el paso de rosca:
- Determine el paso de rosca con un calibre de paso. El paso es la distancia entre roscas adyacentes, que suele medirse en milímetros.
- Mida la longitud de la parte roscada del cierre.
Entonces, compromiso de la rosca = (longitud de la rosca en el elemento de fijación) - (paso ✕ número de roscas en el elemento de fijación).
Ejemplo
Si un tornillo tiene una longitud de rosca de 2 pulgadas (50,8 mm) y un paso de 0,25 pulgadas (6,35 mm), y hay 6 roscas en el tornillo, el paso de rosca puede calcularse como:
Enganche de la rosca = 2 pulgadas - (0,25 pulgadas ✕ 6) = 0,5 pulgadas (12,7 mm).
Tabla de enganche del hilo
Una tabla de roscado es una herramienta útil para determinar el roscado adecuado para un tornillo y una aplicación determinados. Estas tablas suelen proporcionar un rango de porcentajes de roscado recomendados para diferentes tipos y materiales de tornillos, así como las longitudes correspondientes de roscado en pulgadas o milímetros (Tablas 2-3).
Tabla 2: Ejemplo de gráfico de compromiso de hilos
|
Tamaño de la rosca |
Diámetro nominal (pulgadas) |
Material de la tuerca: Acero bajo en carbono |
Material de la tuerca: Hierro nodular |
||||
| Grado 2 (in) | Grado 5 (en) | Grado 8 (in) | Grado 2 (in) | Grado 5 (en) | Grado 8 (in) | ||
| ¼ - 20 | 0.25 | 0.14 | 0.23 | 0.29 | 0.13 | 0.21 | 0.27 |
| 5/16 - 18 | 0.31 | 0.19 | 0.31 | 0.38 | 0.17 | 0.28 | 0.35 |
| ⅜ - 16 | 0.375 | 0.23 | 0.38 | 0.47 | 0.21 | 0.35 | 0.43 |
| 7/16 - 14 | 0.438 | 0.27 | 0.44 | 0.56 | 0.25 | 0.41 | 0.51 |
| ½ - 13 | 0.5 | 0.32 | 0.52 | 0.65 | 0.29 | 0.47 | 0.59 |
| ⅝ - 11 | 0.62 | 0.41 | 0.66 | 0.83 | 0.37 | 0.61 | 0.76 |
| ¾ - 10 | 0.7 | 0.5 | 0.82 | 1.02 | 0.46 | 0.75 | 0.93 |
Tabla 3: Tabla de acoplamiento de roscas estándar NPT
| Diámetro nominal (diámetro interior) | Diámetro exterior real | Roscas por pulgada | Duración del compromiso |
| 1/16 | 0.3125 | 27 | 0.16 |
| 1/8 | 0.405 | 27 | 0.18 |
| 1/4 | 0.54 | 18 | 0.2 |
| 3/8 | 0.675 | 18 | 0.24 |
| 1/2 | 0.84 | 14 | 0.32 |
| 3/4 | 1.05 | 14 | 0.34 |
| 1 | 1.315 | 11.5 | 0.4 |
| 1 ¼ | 1.66 | 11.5 | 0.42 |
| 1 ½ | 1.9 | 11.5 | 0.42 |
| 2 | 2.375 | 11.5 | 0.436 |
| 2 ½ | 2.875 | 8 | 0.682 |
| 3 | 3.5 | 8 | 0.766 |
| 3 ½ | 4 | 8 | 0.821 |
| 4 | 4.5 | 8 | 0.844 |
| 5 | 5.563 | 8 | 0.937 |
Preguntas frecuentes
¿Qué es el compromiso de rosca?
El engrane del hilo se refiere a la cantidad de hilo que está en contacto entre sí cuando se unen dos hilos. Es una medida de la seguridad con la que se sujeta un elemento de fijación.
¿Cuál es el porcentaje típico de participación en los hilos?
Los diseños típicos en ingeniería utilizan un compromiso de rosca del 75% y una longitud de compromiso de 1,5 veces el diámetro del tornillo.