Uniones Roscadas

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 torsióndebido al 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 torsión1,35 anteriormente 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
(ii) Fuerza de montaje:

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

-En el caso de que no exista fuerza separadora posterior al apriete:
B

B

FMmax = σ · AT -En el caso de que exista fuerza separadora posterior al apriete:
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 B B B B B B B B B B

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

(iii)

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 B B B B B B 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)
P P P P P P

Diámetro nominal “d” (mm)

Paso “P”

Diámetro flancos “d2”
B B

Diámetro de núcleo “d3”
B B

Sección de núcleo “A3”
B B

Sección resistente “A3”
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 9,853 142 12,701 11,546 16 2 14,701 13,546 18 2,5 16,376 14,933 20 2,5 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 21,02620,16 24 2 22,701 21,546 27 2 25,701 24,546 30 2 28,701 27,546 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

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 36 56,3 86 81,1 116 157 205 259 319 364 473 596 732 820 979
6,6 6,8 6,9

5,03 6,78 8,78 11,314,2 20,1 28,9 36,6 58 84,3 115 157 192 245 303 353 459 561 694 817 976 39,2 61,2 92,1 88,1 125 167 216 272 333 354 496 621 761 865 1030
8,8 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 P P B B P P

4A 340 200 4

4D 400 240

4S 400 320

5D 500 300 5 500

5S 500 400...