Tornillo De Potencia

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
ESCUELA DE MECANICA
CATEDRA DE DISEÑO

TORNILLOS
DE
POTENCIA
MÉRIDA 2010

ELEMENTOS DE MAQUINAS II
INTRODUCCIÓN
A través de estos elementos de maquinas, denominados también
tornillos de fuerza, es posible transformar un movimiento de
rotación en un movimiento rectilíneo con el objeto de trasmitir
fuerza o potencia, derivándose de esto ultimo el nombre detornillos de potencia.
Generalmente trabajan con un roce elevado, por lo que la
eficiencia, el desgaste y el calentamiento son consideraciones
importantes para su diseño, además de las consideraciones de
resistencia mecánica, donde entra en juego el estado de
esfuerzos involucrados como resultado del estado de cargas
actuante en el punto critico.

ELEMENTOS DE MAQUINAS II
TIPOS DE ROSCASUTILIZADAS
Los tipos de roscas utilizados frecuentemente en los tornillos de
potencia son la cuadrada (Fig 2a) y la Acme (Fig. 2b).
La rosca cuadrada es la que posee mayor rendimiento, aunque
se prefiere comúnmente la rosca Acme, con un ángulo de 29°,
por su buen ajuste; además tomando en consideración que la
rosca cuadrada no esta normalizada mientras que la Acme es de
fácilconstrucción

existentes.

mediante

todos

los

procedimientos

ELEMENTOS DE MAQUINAS II
TIPOS DE ROSCAS UTILIZADAS

Figura 2. (a) Rosca Acme,

(b) Rosca Unificada

ELEMENTOS DE MAQUINAS II
TIPOS DE ROSCAS UTILIZADAS

Figuras 3. Detalles del perfil de la rosca Acme (para dimensiones en pulg.)

ELEMENTOS DE MAQUINAS II
TIPOS DE ROSCAS UTILIZADAS

Figura 4. Tipos de rosca, (a)simple, (b) doble, (c) Rosca de triple entrada.

ELEMENTOS DE MAQUINAS II
APLICACIONES
Las aplicaciones de los tornillos de potencia se derivan de sus
cualidades mas resaltantes, entre las que se encuentran:
•
•
•
•
•

Sencillez en su diseño
Posibilidad de fabricación con gran exactitud
Bajo costo
Elevado rozamiento entre las roscas
Baja eficiencia en la transmisión.

La ultimacualidad que constituye una característica
desventajosa puede solventarse por medio del uso de
rodamientos de bolas, que tienden a disminuir el rozamiento y
por tanto a incrementar dicha eficiencia.

ELEMENTOS DE MAQUINAS II
APLICACIONES
Todo lo anteriormente descrito, determina el campo de
aplicación de estos elementos mecánicos, como son:
•
•
•
•
•

Gatos mecánicos
Prensa detornillo
Tornillos de avance de maquinas herramientas
Dispositivos de apriete de trenes de laminado
Maquinas universales de tracción y compresión

ELEMENTOS DE MAQUINAS II
APLICACIÓN DE CARGA
En la figura 5 se muestra una rosca cuadrada simple de un
tornillo de potencia, indicándose sus características principales:

λ : ángulo de avance
α : ángulo de hélice
p : paso
dp : diámetro medioFigura 5 rosca cuadrada simple de un
tornillo de potencia

ELEMENTOS DE MAQUINAS II
APLICACIÓN DE CARGA
A continuación se realizara un análisis para determinar las
expresiones matemáticas a utilizar cuando se gira un tornillo
contra la carga, es decir, cuando se vence el roce y se eleva la
carga. En la figura 6 a y 6 b se representan las cargas que
interactúan entre las roscas.
W
1NP

l
dp
(a)

N

(b)

Figura 6 Cargas interactuando sobre la rosca durante la elevación de una carga W

ELEMENTOS DE MAQUINAS II
APLICACIÓN DE CARGA
Bajo la acción de cargas definidas en la fig. 6, el sistema se
encuentra en equilibrio estático, por tanto:

F

 P  μ1 Ncosα  Nsenα  0

(Ec 2.1)

F

 W  μ1 Nsenα  Ncosα  0

(Ec 2.2)

H

V

De donde seobtiene que N es:

W
N
cosα  μ1senα

(Ec 2.3)

ELEMENTOS DE MAQUINAS II
APLICACIÓN DE CARGA
La componente P representa la carga necesaria para producir el
movimiento hacia la izquierda, dando lugar a que esta tienda a
desplazarse hacia arriba a medida que P lo impulsa en esa dirección. El
valor de la carga P se determina a partir de:

senα  μ1cosα
P
W
cosα  μ1senα

(Ec...