Tornillos

Un tornillo es una máquina simple formada por un plano inclinado que se encuentra enrollado alrededor de un eje cilíndrico.

Tornillo y tuerca hexagonal

Tornillo y tuerca hexagonal.

Afrank99 CC BY-SA 3.0 via Wikimedia Commons.

Partes de un tornillo

La denominación de las diferentes partes del tornillo es la siguiente.

Vástago
Pieza cilíndrica del tornillo donde se tallan los surcos de la rosca.
Cuello
Parte del vástago del tornillo sin tallar.
Rosca
Es el plano inclinado enrollado de forma helicoidal alrededor del vástago.
Cabeza del tornillo
Es la parte extrema del tornillo, utilizada para girar la rosca. Suele ser de forma cuadrada o hexagonal en tornillos grandes.
Filete
Es la parte saliente del surco de la rosca.
Paso
Es la distancia que hay entre dos crestas consecutivas de la rosca.
Tuerca
Es una pieza mecánica con un orificio roscado que se acopla al tornillo. La tuerca suele tener una forma cuadrada o hexagonal para facilitar su giro mediante llaves de apriete.
Partes de un tornillo y tuerca hexagonal.

Partes de un tornillo y tuerca hexagonal.

Aplicaciones de los tornillos

Uniones desmontables
Una de las aplicaciones de los tornillos consiste en realizar uniones desmontables.
Mecanismos para hacer fuerza

Otra gran aplicación de los tornillos es construir mecanismos que avanzan con precisión y haciendo mucha fuerza.

Por ejemplo, el mecanismo de un gato mecánico para levantar automóviles está basado en un tornillo que mueve unas tijeras.

Gato mecánico para levantar automóviles, con un tornillo que mueve el mecanismo.

Gato mecánico para levantar automóviles, con un tornillo que mueve el mecanismo.

Interiot Public Domain via Wikimedia Commons.

Cálculo de tornillos

Los parámetros de un tornillo son su paso o distancia entre dos filetes, el número de vueltas de giro y el avance lineal que se consigue al girar. La fórmula que relaciona estas variables es la siguiente.

Avance = Giro \cdot Paso

Siendo

Avance = distancia lineal que recorre el tornillo en milímetros

Giro = número de vueltas que gira el tornillo

Paso = distancia que avanza el tornillo por cada vuelta que gira

Tanto el Avance como el Paso deben estar expresados en las mismas unidades de distancia, normalmente milímetros.

Ejercicio silla

Una silla de taller se eleva mediante un tornillo con una rosca de paso igual a 4 milímetros por vuelta. Si queremos elevar la silla 6 centímetros ¿Cuántas vueltas será necesario dar al tornillo?

Para resolver el problema, escribimos primero los datos de los que disponemos, convirtiendo todas las distancias a la misma unidad.

Avance = 6 cm = 60 \: mm

Paso = 4 \: mm / vuelta

A continuación escribimos la fórmula y sustituimos las cantidades conocidas.

Avance = Giro \cdot Paso

60 \: mm = Giro \cdot 4 \: mm / vuelta

Para finalizar, despejamos la incógnita para hallar el resultado.

Giro = \cfrac{60}{4} = 15 \: vueltas

Ejercicio tornillo de banco

Un tornillo de banco se abre una distancia de 12 centímetros tras girar la manivela un total de 24 vueltas. ¿Cuál es el paso del tornillo?

Para resolver el problema, escribimos primero los datos de los que disponemos, convirtiendo todas las distancias a la misma unidad.

Avance = 12 cm = 120 \: mm

Giro = 24 \: vueltas

A continuación escribimos la fórmula y sustituimos las cantidades conocidas.

Avance = Giro \cdot Paso

120 \: mm = 24 \: vueltas \cdot Paso

Para finalizar, despejamos la incógnita para hallar el resultado.

Paso = \cfrac{120}{24} = 5 \: mm / vuelta

Ejercicio tornillo de microscopio

Un microscopio dispone de un tornillo para subir y bajar la platina y poder enfocar correctamente el objeto a visualizar. Si el paso del tornillo es de 0.5 milímetros y realizamos un giro de 16 vueltas ¿cuánto avanzará la platina?

Para resolver el problema, escribimos primero los datos de los que disponemos, convirtiendo todas las distancias a la misma unidad.

Paso = 0.5 \: mm / vuelta

Giro = 16 \: vueltas

A continuación escribimos la fórmula y sustituimos las cantidades conocidas.

Avance = Giro \cdot Paso

Avance = 16 \: vueltas \cdot 0.5 \: mm / vuelta

Para finalizar, no hace falta despejar y podemos calcular directamente el resultado.

Avance = 8 \: mm