Forma de rosca trapezoidal

Las formas de rosca trapezoidal son perfiles de rosca con contornos trapezoidales. Son las formas más comunes utilizadas para tornillos de avance (tornillos de potencia). Ofrecen alta resistencia y facilidad de fabricación. Por lo general, se encuentran donde se requieren grandes cargas, como en un tornillo de banco o en el husillo de un torno. Las variaciones estandarizadas incluyen roscas de inicio múltiple, roscas a la izquierda y roscas autocentrantes (que tienen menos probabilidades de atascarse bajo fuerzas laterales).

La forma de rosca trapezoidal original, y todavía probablemente la más común en todo el mundo, con un ángulo de rosca de 29°, es la forma de rosca Acme (AK-mee). La rosca Acme se desarrolló en 1894 como un perfil muy adecuado para tornillos eléctricos que presenta varias ventajas sobre la rosca cuadrada, que había sido la forma elegida hasta entonces. Es más fácil de cortar con rosca de un solo punto o con matriz que con rosca cuadrada (porque la forma de esta última requiere una broca o una geometría de diente de matriz que no se adapta bien al corte). Se desgasta mejor que un hilo cuadrado (porque el desgaste se puede compensar) y es más resistente que un hilo cuadrado de tamaño similar. Permite un acoplamiento más suave de las medias tuercas en un husillo de torno que en una rosca cuadrada. Es uno de los perfiles de rosca simétricos más resistentes; sin embargo, para cargas en una sola dirección, como prensas, el perfil de rosca de contrafuerte asimétrico puede soportar cargas mayores.

La forma de rosca métrica trapezoidal es similar a la forma de rosca Acme, excepto que el ángulo de la rosca es de 30°. Está codificado según DIN 103. Mientras que las roscas de tornillo métricas son más frecuentes en todo el mundo que las roscas imperiales para las formas de rosca triangular, las roscas Acme de tamaño imperial predominan en la forma de rosca trapezoidal.

Características del hilo Acme

La forma de rosca Acme tiene un ángulo de rosca de 29° con una altura de rosca de la mitad del paso; el ápice (o cresta) y el valle (o raíz) son planos. Esta forma es más fácil de mecanizar (corte más rápido, mayor vida útil de la herramienta) que una rosca cuadrada. La forma del diente también tiene una base más ancha, lo que significa que es más fuerte (por lo tanto, el tornillo puede soportar una carga mayor) que una rosca cuadrada de tamaño similar. Esta forma de rosca también permite el uso de una tuerca dividida, que puede compensar el desgaste de la tuerca.

La línea de roscas Acme de uso general (GP) (ASME/ANSI B1.5-1997) no está diseñada para soportar cargas radiales externas y, idealmente, tanto la tuerca como el perno están soportados de forma independiente (la tuerca mediante una guía lineal y el tornillo por cojinetes del eje). Esto se debe a la necesidad de evitar el "acuñamiento" de los flancos de la rosca cuando se someten a cargas radiales, lo que contribuiría sustancialmente a las fuerzas de fricción y al desgaste de la rosca. Sin embargo, existe un estándar de rosca centralizada Acme (también especificado en ASME/ANSI B1.5-1997) que atiende a aplicaciones donde las roscas no están soportadas radialmente, donde las raíces y crestas de las roscas opuestas están diseñadas para entrar en contacto antes. los flancos lo hacen bajo cargas radiales. Esto agrega el requisito de que la suma de los márgenes (holguras) y tolerancias de los diámetros principales de tuercas y pernos sea menor que la suma de los márgenes de los diámetros de paso (PD). El inconveniente es que para una determinada cantidad de juego axial (juego axial debido únicamente a los juegos de PD), se necesitan tolerancias más estrechas y un ambiente de trabajo más limpio en la aplicación de una rosca Acme centralizada.

En comparación con las roscas cuadradas, las desventajas de la forma de rosca Acme son una menor eficiencia debido a una mayor fricción y cierta carga radial en la tuerca (desplazamiento angular respecto al cuadrado).

Cuando se crearon antes de 1895, las roscas de tornillo Acme estaban destinadas a reemplazar las roscas cuadradas y una variedad de roscas de otras formas utilizadas principalmente con el propósito de atravesar máquinas, herramientas, etc. Las roscas de tornillo Acme ahora se usan ampliamente para una variedad de propósitos. Las roscas Acme de longitud larga se utilizan para movimientos controlados en máquinas herramienta, máquinas de prueba, gatos, flaps de aviones y transportadores. Las roscas de longitud corta se utilizan en vástagos de válvulas, conectores de mangueras, tapas de cilindros de presión, mecanismos de dirección y movimiento de lentes de cámaras.

La forma del hilo que se muestra en la figura (perfil de hilo ACME básico) se llama "básico". Las alturas reales de las roscas tanto en la rosca interna (tuerca) como en la externa (perno) difieren de P/2 por asignaciones (o autorizaciones):

• Un mínimo desbloqueo de 0,01 en (0,25 mm) (diametral) entre hilos opuestos con 10 tpi (hilos por pulgada) o menos, y 0,005 en (0,13 mm) para parcelas más finas. (Esto también es cierto para los diámetros menores del hilo de Acme centralizante, aunque no sus diámetros principales, donde el subsidio se hace menos que el subsidio de PD).
• Un subsidio de PD, que hace que el PD sea más pequeño que "básico" en el caso del GP y los hilos de Acme centralizante externo, pero mayor en el caso del hilo de Acme centralizador interno.

El efecto neto es que las alturas mínimas del hilo son mayores que las alturas "básicas" para roscas GP internas y externas y para roscas centralizadoras externas, y la altura máxima para roscas centralizadoras internas Acme es más corta que la "básica". El diámetro máximo (dentro de la tolerancia) en la cresta de las roscas externas (llamado diámetro mayor máximo de la rosca externa) es el de la forma de rosca básica y es igual al "diámetro nominal" ;, D, indicado en la designación del tornillo. El diámetro mínimo (dentro de la tolerancia) en la cresta de la rosca interna (llamado diámetro menor mínimo de la rosca interna) es el de la forma de rosca básica y es igual al diámetro nominal menos el doble de la altura de la rosca básica. (es decir, D − P).

También hay un "Stub Acme" estándar de hilo, idéntico en todos los aspectos al que acabamos de describir excepto que la altura del hilo básico es 0,3P.

Características de la rosca trapezoidal métrica

En el caso de la forma de rosca trapezoidal, el ángulo es de 30° en lugar de 29°. Todas las dimensiones estan en milimetros.

Las roscas trapezoidales se definen de la siguiente manera según las normas ISO:

Tr 60×9

donde Tr designa una rosca trapezoidal, 60 es el diámetro nominal en milímetros y 9 es el paso en milímetros. Cuando no hay ningún sufijo, es un hilo de inicio único. Si hay un sufijo, entonces el valor después del signo de multiplicación es el principio y el valor entre paréntesis es el tono. Por ejemplo:

Tr 60×18(P9)LH

indicaría dos salidas, ya que la ventaja dividida por el campo es dos. El "LH" denota una rosca a la izquierda.

Otras roscas trapezoidales

Para el mantenimiento de sistemas de aire acondicionado que utilizan gas R134a, se puede utilizar un gas no estándar "ACME" La rosca se especifica para bombonas de gas.