calculo uniones roscadas y par de apriete tornillos 2013 02 21 17 29 16 UTC

Cálculo de uniones roscadas.

Fernando López López
15.03.2004

GUÍA PRÁCTICA DE ELECCIÓN DE PAR DE APRIETE Y RESISTENCIA DE
DIFERENTES TIPOS DE TORMILLOS DE ROSCA MÉTRICA Y APRETADOS CON
LLAVE DINAMOMÉTRICA.
U

En el momento en que un tornillo es roscado, queda sometido a tracción y torsión. Tracción debido
a las fuerzas normales entre los filetes de la tuerca y el tornillo, y de torsión debidoal par ejercido
por la llave sobre el tornillo o sobre la tuerca.
En el caso de una rosca normalizada y con un coeficiente de rozamiento usual µ=0,15, es suficiente
calcular el tornillo únicamente a tracción y para tener en cuenta la torsión (que no se calcula), se le
aplica el factor 1,35.
En las uniones roscadas con fuerza separadora posterior al apriete, se considera el factor de
torsión 1,35anteriormente citado, útil a la hora de calcular la fuerza máxima resistente del tornillo
una vez apretado, es decir una vez apretado el tornillo, la fuerza de torsión desaparece, con lo cual
la reducción de resistencia introducida para calcular el máximo par de apriete puede ser
aprovechada ahora como fuerza resistente a tracción.
-Cálculo del par máximo de apriete.
(i)

Tensión admisible:

σadm =Re/1.4 (Coeficiente de seguridad=1,4)
B

B

B

B

σ U Re/1.4/1,35 (Factor de torsión =1,35)
B

(ii)

B

Fuerza de montaje:
-En el caso de que no exista fuerza separadora posterior al apriete:
FMmax = σ · AT
-En el caso de que exista fuerza separadora posterior al apriete:
B

B

B

B

B

B

FMmax-sep = σ*1,35 · AT – Fsep + [FMmax · (1-(1/1.35))] = (σ*1,35 · AT – Fsep)+0.259 FMmax)
B

B

B

B

BB

B

B

B

B

B

B

B

B

Este cálculo es válido solo en el caso en que FMmax-sep< FMmax
B

(iii)

B

B

B

Momento de montaje:
M’m = 0.2 · FMmax · d = (Re/1,35/1,4) · AT · 0,2 · d
M’m-sep = 0.2 · FMmax-sep · d = (Re/1,35/1,4) · AT · 0,2 · d
B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

Siendo:
AT
d
FMmax
FMmax-sep
B

B

B

B

Sección resistente total. (ver tabla 1) [mm2]
Diámetro nominal deltornillo [mm]
Fuerza máxima de montaje sin fuerza separadora posterior[N]
Fuerza máxima de montaje con fuerza separadora posterior[N]
P

P

B

B

1

M’m
M’m-sep
Re
σadm
σ
B

Par de apriete máximo sin fuerza separadora posterior [Nm]
Par de apriete máximo con fuerza separadora posterior [Nm]
Límite elástico del material (N/mm2) (ver tabla 2)
Tensión de tracción admisible (N/mm2)
Tensión de cálculo.(N/mm2)

B

B

B

B

B

B

Diámetro
nominal “d”
(mm)

P

P

B

P

P

Paso “P”

Diámetro
flancos “d2”
B

B

P

P

Diámetro de
núcleo “d3”
B

B

Rosca normal
3
0,5
2,675
2,387
3,5
0,6
3,11
2,764
4
0,7
3,545
3,141
4,5
0,75
4,013
3,58
5
0,8
4,480
4,019
6
1
5,35
4,773
7
1
6,35
5,773
8
1,25
7,188
6,466
10
1,5
9,026
8,16
12
1,75
10,863
9,853
14
2
12,701
11,546
16
2
14,701
13,546
18
2,5
16,376
14,933
202,5
18,376
16,933
22
2,5
20,376
18,933
24
3
22,051
20,319
27
3
25,051
23,319
30
3,5
27,727
25,706
33
3,5
30,727
28,706
36
4
33,403
31,093
39
4
36,402
34,093
Rosca fina
8
1
7,35
6,773
10
1,25
9,188
8,466
12
1,25
11,188
10,466
12
1,5
11,026
10,16
14
1,5
13,026
12,16
16
1,5
15,026
14,16
18
1,5
17,026
16,16
20
1,5
19,026
18,16
22
1,5
21,026
20,16
24
2
22,701
21,546
27
2
25,701
24,546
30
2
28,70127,546
33
2
31,701
30,546
36
3
34,051
32,319
39
3
37,051
35,319
Tabla 1. Medidas normalizadas de tornillos.
Tornillo

Clase de

Antes

3,6

4,6

4,8

5,6

5,8

Sección de
núcleo “A3”
B

Sección
resistente “A3”

B

B

4,47
6,00
7,75
10,1
12,7
17,9
26,2
32,8
52,3
76,2
105
144
175
225
282
324
427
519
647
759
912

5,03
6,78
8,78
11,3
14,2
20,1
28,9
36,6
58
84,3
115
157
192
245
303
353
459
561
694
817
97636
56,3
86
81,1
116
157
205
259
319
364
473
596
732
820
979

39,2
61,2
92,1
88,1
125
167
216
272
333
354
496
621
761
865
1030

6,6

6,8

6,9

8,8

B

10,9

12,9

14,9

2

Tuerca

resistencia
Resistencia a
la tracción
Límite
elástico
Clase de
resistencia
Tensión de
prueba

Ahora
Rm
(N/mm2)
Re
(N/mm2)
B

B

B

P

P

P

P

B

(N/mm2)
P

P

4A
340

4D
400

4S
400

5D
500

5S
500

6D
600

6S
600

6G...