Rosca (mecánica) para niños
Una rosca es como un camino en espiral que se enrolla alrededor de un eje. Imagina un tornillo: la parte que tiene el camino en espiral por fuera es una rosca. Si ese camino en espiral está por dentro, como en una tuerca, también es una rosca.
Las roscas se usan para muchas cosas, pero principalmente para dos propósitos:
- Unir o sujetar dos o más piezas.
- Transmitir fuerza para que algo se mueva.
Por ejemplo, las roscas ayudan a que las uniones sean muy apretadas y no dejen escapar líquidos o gases. También sirven para mover cosas, como en un gato para levantar un coche, o para ajustar herramientas de precisión.
Contenido
¿Qué partes tiene una rosca?
Las roscas tienen varias partes que siempre podemos identificar:
Elementos principales de una rosca
- Filete: Es la parte que sobresale y forma la espiral de la rosca. Una rosca puede tener uno o varios filetes.
- Hilo: Es cada vuelta completa que da el filete alrededor del centro.
- Núcleo: Es el cilindro imaginario en el centro, sobre el cual se enrolla el filete.
- Flanco: Son las caras laterales del filete.
- Fondo: Es la parte más baja del surco, donde se unen los flancos por dentro.
- Cresta: Es la parte más alta y saliente del filete, donde se unen los flancos por fuera.
- Vano: Es el espacio vacío que queda entre dos flancos seguidos.
- Base: Es una línea imaginaria donde el filete se apoya en el núcleo.
Medidas importantes de las roscas
Lo que hace que una rosca sea diferente de otra son las medidas de sus partes. Estas medidas son las que definen cómo se diseña y fabrica cada tipo de rosca (como la métrica o la Whitworth).
- Profundidad de rosca (h): Es la distancia desde la cresta hasta el fondo del filete.
- Paso (P): Es la distancia entre dos filetes o hilos seguidos, medida en paralelo al eje. Si una rosca tiene un solo filete, el paso es igual al avance. Cuanto más pequeño es el paso, más vueltas hay que dar para que el tornillo avance, pero se necesita menos fuerza.
- Avance (A): Es la distancia que un tornillo o tuerca se mueve al dar una vuelta completa. Si tiene un solo filete, el avance es igual al paso. Si tiene dos filetes, el avance es el doble del paso, y así sucesivamente.
- Ángulo de rosca (α): Es el ángulo que forman dos flancos vecinos. Los ángulos más comunes están entre 40° y 70°.
- Diámetro exterior (d): En los tornillos, es el diámetro más grande, el que toca las crestas. En las tuercas, es el diámetro que toca los fondos.
- Diámetro interior o de fondo (d1): Es el diámetro del cilindro sobre el que se apoya el filete. En un tornillo, se mide entre los fondos de los valles. En una tuerca, se mide entre las crestas.
- Diámetro medio o de flanco (d2): Es el diámetro que pasa por la mitad de los flancos.
- Perfil: Es la forma de la sección del filete. El perfil es muy importante porque define el tipo y las características de la rosca. Hay perfiles triangulares, cuadrados, trapezoidales, redondos o de diente de sierra.
- Triangulares (figura A): Tienen mucha superficie de contacto y son ideales para sujetar cosas. Son muy comunes.
- Cuadradas: Se usan para cosas que necesitan mucha resistencia. No son tan comunes.
- Trapezoidales (figura B): Sus filetes tienen forma de trapecio. Son los más usados para transmitir fuerza y como guías.
- Redondas (figura C): Se usan en roscas que deben soportar golpes, ya que su forma redondeada evita que se rompan. También resisten bien el desgaste. Un ejemplo común es la rosca de muchas bombillas, conocida como Rosca Edison.
- Diente de Sierra (figura D): Son fáciles de enroscar, por eso se usan mucho en envases de uso diario como botellas de bebidas o tubos de pasta de dientes.
- Sentido de la hélice: Una rosca puede ser "a derechas" (se aprieta girando en sentido horario) o "a izquierdas" (se aprieta girando en sentido antihorario). Las roscas a izquierdas son menos comunes.
- Número de filetes: Pueden ser sencillas (un filete), dobles (dos filetes), triples, etc.
- Calidad: En las roscas, la calidad se refiere al tipo de paso. Los pasos normales o gruesos son los más usados, seguidos de los finos.
- Fina (f): Tiene un paso más pequeño y menos profundidad que una rosca media para el mismo diámetro.
- Media (m)
- Basta (g)
Breve historia de las roscas
La historia de la rosca está muy ligada a la del tornillo. Las primeras menciones de roscas se remontan a Arquímedes en el siglo III antes de Cristo, a quien se le atribuye la invención del Tornillo de Arquímedes. Más tarde, Herón de Alejandría también las describió. En esa época, los tornillos de madera ya se usaban mucho en el Mediterráneo para prensas de aceite de oliva y uva.
Durante muchos siglos, no hubo grandes avances en las roscas, aunque Johannes Gutenberg las usó en su imprenta. Fue durante la Revolución Industrial (entre 1750 y 1830) cuando las roscas se volvieron muy importantes y su uso creció mucho.
A mediados de 1830, en Inglaterra, Joseph Whitworth creó un sistema para estandarizar los pasos de los tornillos, con un ángulo de rosca fijo de 55° y un paso estándar para cada diámetro. Este fue el primer sistema de roscas de uso común y fue adoptado por las compañías de trenes. Un siglo después, se convirtió en la "rosca Whitworth" oficial.
En 1864, en Estados Unidos, William Sellers diseñó y popularizó la rosca que lleva su nombre. Esta rosca todavía se usa en la industria automotriz de Estados Unidos. Su perfil es un triángulo con la punta y el fondo cortados, y el ángulo de la rosca es de 60°.
En 1946, en Europa, se estandarizaron las roscas basándose en el sistema métrico decimal, creando la rosca métrica.
En 1949, Estados Unidos, Canadá e Inglaterra crearon el Estándar de rosca unificado, que reemplazó a la rosca Sellers.
Hoy en día, la Organización Internacional de Normalización (ISO) ha definido la rosca métrica como el estándar mundial, y es la más usada en casi todo el mundo.
Tipos de sistemas de rosca y sus usos
Algunos de los sistemas de rosca más utilizados son:
- Rosca métrica: También se les llama 'roscas del sistema métrico' o 'SI'. Se estandarizaron en 1946, basándose en el Sistema Internacional de Unidades. El ángulo de su diente es de 60°, y sus bordes son más redondeados. Se identifican con la letra M. Las roscas métricas no son herméticas por sí solas; necesitan juntas o superficies de metal para sellar.
- Rosca Sellers o NPT: Se diferencia de otras roscas en que su ángulo de diente es de 60° y sus bordes son más marcados. También tienen diferencias en el paso. Las roscas NPT suelen ser cónicas (se estrechan ligeramente), aunque hay algunas cilíndricas.
- Rosca BSP o rosca gas: Son roscas tipo Whitworth con perfil "Gas". Pueden ser:
- Cilíndrica: Tanto el tornillo como la tuerca tienen roscas cilíndricas. Se designa con la letra G.
- Cónica: El tornillo cónico puede unirse a una tuerca cónica o cilíndrica. Se designa con R para el tornillo y Rp (cilíndrica) o Rc (cónica) para la tuerca.
Una buena forma de encontrar información sobre tipos de roscas y sus normas es consultar los catálogos de los fabricantes, ya que ellos son los más interesados en tener información precisa sobre sus productos.
Materiales de las roscas
Las primeras roscas se hacían en tornillos de madera y luego de metal. Pero hoy en día, podemos encontrar o fabricar objetos con rosca de casi cualquier material, como metal, plástico, madera o cristal. Esto se logra con diferentes métodos de fabricación, como quitar o añadir material, moldear, fundir o sinterizar.
¿Cómo se comprueban las roscas?
Existen varias formas de verificar una rosca y saber a qué paso pertenece.
El paso se puede identificar con unos peines especiales, también llamados galgas para roscas. Esta herramienta tiene láminas numeradas con diferentes tamaños de pasos. Solo la lámina que coincide con la rosca que se está midiendo encajará perfectamente, indicando el paso. Este método no es el más preciso, especialmente para roscas muy pequeñas.
Para mayor precisión, en laboratorios se usan proyectores de perfiles y micrómetros especiales. Estas herramientas permiten identificar con exactitud elementos como el ángulo o el diámetro medio. Estos métodos se usan mucho en los controles de calidad.
Véase también
En inglés: Screw thread Facts for Kids
- Roscado
- Rosca Edison
- Rosca métrica
- Rosca Whitworth
- Tornillo
