Resistencia Mecánica De Los Tornillos De Acero

Para el ingeniero de mantenimiento y diseño, al igual que para los técnicos de mantenimiento mecánico y eléctrico, es de suma importancia conocer las características mecánicas del acero de fabricación de los tornillos para determinar los pares de ajustes necesarios en las uniones apernadas o sus capacidades de carga para alguna aplicación en particular.

Es una pifia común el desconocimientoparcial o total de esta información por parte de nuestros técnicos de mantenimiento, creándose por esta causa una serie de acontecimientos y fallas que repercuten directamente sobre el proceso de producción e incluso llegando a establecer las condiciones para un accidente laboral.

Las características mecánicas de los aceros de los tornillos la podemos encontrar en el mismo tornillo. Lo que serequiere es el conocimiento básico sobre la interpretación de los símbolos y números empleados por los fabricantes para mostrar la información según la norma de fabricación del perno o de la tuerca.

En Venezuela coexisten principalmente dos sistemas, el imperial americano y el métrico europeo, este último ha migrado con éxito al sistema internacional o ISO. En ambos sistemas, los fabricantes detornillería están obligados por las normas de fabricación suministrar los valores de resistencia mecánica del material, estampando en los tronillos y tuercas estos valores, los cuales pueden estar expresados por números como lo exigen las normas DIN/ISO o por símbolos como lo imponen las normas ISO y norteamericanas.

Los símbolos para la identificación del material se encuentran normalmentesobre la cabeza de los tornillos hexagonales o más raramente en una de las caras del hexágono (ISO).

Para los tornillos tipo “allen” la información se coloca en el borde superior o a un costado en la parte inferior de la cabeza cilíndrica.

En el caso de las tuercas, esta información puede estar en una de las caras o en una de las superficies de apoyo de la tuerca en la arandela.

En lastuercas métricas y con demarcación por medio de números, sólo se contempla el valor de la resistencia a la tracción del material, la cual debe de coincidir con la del tornillo.
Cuando la identificación del material que está estampada sobre el tornillo viene expresada por números, no es necesario disponer de tablas para determinar los valores de resistencia mecánica del acero del tornillo o de latuerca, este es el caso de las normas DIN y de la ISO, aunque esta última contempla también un código encriptado.

La información numérica marcada en los tornillos de acuerdo a las normas DIN/ISO está formada por dos números separados por un punto. Por ejemplo 5.6. Estos números son la llamada “calidad” del material.
El primer número multiplicado por 100 nos está indicando LA RESISTENCIA A LATRACCIÓN (R) del acero del tornillo expresado en Newton sobre milímetro cuadrado. El segundo número indica la relación entre el valor del PUNTO DE FLUENCIA PROPORCIONAL (Rp) y el valor de RESISTENCIA A LA TRACCIÓN, (Rp/R).

Para el caso anterior de 5.6 tenemos:
El 5 multiplicado por 100 nos da 500 N/mm2 de RESISTENCIA A LA TRACCIÓN, valor de “R” del acero.
El segundo número es .6, nos indica queel valor del PUNTO DE FLUENCIA PROPORCIONAL (Rp) es el 60% del valor de la resistencia a la tracción del acero del tornillo, que para el ejemplo es 300 N/mm2, valor que corresponde al 60% de 500 N/mm2, (500x0,6=300).

Otra manera de determinar el punto de fluencia es multiplicado el primer número por el segundo (5x6) nos da la décima parte del punto de fluencia del material, de manera que almultiplicar por 10 el resultado tenemos el valor DEL PUNTO DE FLUENCIA (Rp), que para el ejemplo es 300 N/mm2, (5x6x10=300).

Si tenemos un tornillo con calidad 8.8, los valores de resistencia mecánica son:
Resistencia a la tracción (R) es igual al producto: 8 x 100 = 800 N/mm2.
Punto de fluencia proporcional (Rp) es igual al 80% de la resistencia a la tracción; 800 x 0.8 = 640 N/mm2 de...