Preguntas Frecuentes
El proceso de roscado por torbellino desarrollado por Bornemann es uno de los procesos de fabricación más interesantes. En este proceso, un aro de corte equipado homogéneamente con cuchillas gira rápidamente alrededor de la pieza, que gira más lentamente en el mismo sentido. Los ejes de rotación paralelos están aquí desplazados entre sí. Este desplazamiento permite una buena formación de virutas, lo que favorece la disipación del calor de la pieza y posibilita la fabricación de componentes de rosca muy precisos.
Mediante la inclinación del aro de torbellinado se puede generar el paso de rosca. Se distingue entre roscado por torbellino exterior e interior. En el roscado por torbellino exterior, las cuchillas del aro de torbellinado están orientadas hacia el interior para mecanizar el exterior de la pieza. Un ejemplo de ello son los husillos roscados. En el roscado por torbellino interior, las cuchillas de la herramienta se encuentran en el exterior. Aquí penetra la herramienta en el agujero de la pieza para mecanizarla desde el interior. El principio es el mismo. Un ejemplo de pieza roscada por torbellino interior es una tuerca.
Las ventajas principales de las roscas torbellinadas radican en la mejor situación de lubricación, la elevada precisión y los costes de fabricación comparativamente menores de cantidades pequeñas de piezas.
Alta precisión
El proceso de fabricación de roscas optimizado por Bornemann permite alcanzar una mayor exactitud dimensional que el laminado de roscas, especialmente en lo tocante a la precisión de paso. Ello se debe al corte que se realiza, más limpio y homogéneo, así como al hecho de que el material no se ve sometido a tensiones. La calidad de la superficie de las roscas de Bornemann es equiparable a la de las roscas rectificadas y se pueden lograr precisiones de paso de 0,03 mm en una longitud de 300 mm.
Mejor lubricación
De otro modo que en el proceso de torneado, en los husillos roscados de Bornemann no se forma un círculo, sino un polígono cuyas pequeñas elevaciones son de tan solo pocos µm como en una superficie raspada. Esto se traduce en una situación de lubricación en la rosca notablemente mejor.
Y es que en los flancos de la rosca laminada, técnicamente muy lisos, el movimiento y la presión superficial entre las superficies de fricción hacen que el lubricante se escape por empuje o presión de forma más o menos rápida.
Esto no ocurre en los flancos de rosca ligeramente poligonales de los husillos roscados de Bornemann: en las cavidades de tamaño microscópico se acumula el lubricante, por lo que estos huecos se aprovechan casi como bolsas de lubricación. De este modo, las roscas de Bornemann suelen estar mejor lubricadas que las roscas laminadas.
Esta mejor lubricación reduce la aparición del efecto stick-slip y reduce también la inclinación para fresar la rosca.
Distintos materiales, diámetros y pasos
El proceso de fabricación desarrollado por Bornemann es un proceso muy flexible que se puede adaptar rápidamente a las geometrías, tamaños y longitudes individuales de las roscas. Se puede aplicar sin problemas con todos los materiales mecanizables, también los exóticos como hastelloy, incolloy, inconel, monel, titanio, aceros templados, plásticos o aceros antimagnéticos.
Menor riesgo de microfisuras
Cada vez hay más clientes del ámbito de la técnica de elevación que exigen que los husillos de elevación se inspeccionen en cuanto a la presencia de microfisuras y que se utilicen únicamente materias primas en las que se haya probado la ausencia de fisuras.
Las roscas prensadas mediante moldeo en frío pueden cerrar, y así disimular, las microfisuras en la materia prima. Después, estas fisuras dejan de estar visibles y no se pueden detectar con los métodos de prueba convencionales.
En el proceso de fabricación de Bornemann se corta la fibra del material y este no se ve sometido a tensiones adicionales. De este modo, la comprobación posterior en cuanto a la presencia de fisuras es siempre posible y las microfisuras se pueden excluir al 100 %.
Las superficies de los husillos roscados de Bornemann se pueden comparar con las superficies rectificadas y pueden alcanzar una precisión de paso de menos de 0,03 mm en una longitud de 300 mm. Con excepción del costoso rectificado de roscas, ningún otro proceso de fabricación de la competencia es capaz de alcanzar una precisión así.
Aparte de la precisión de paso, en el acabado de los husillos roscados y en el mecanizado de tuercas se realizan tolerancias en el rango de la centésima.
El proceso de roscado por torbellino optimizado por Bornemann es especialmente adecuado para roscas de precisión y roscas especiales que se necesitan en cantidades pequeñas a medias de piezas (< 5.000 unidades). Las cuchillas para las roscas especiales se pueden fabricar de forma individual y económica, no como en el laminado de roscas para el que se tienen que fabricar primero costosos peines de roscado.
Además, las roscas de Bornemann disponen de las llamadas bolsas de lubricación, que se forman mediante el corte ininterrumpido que se realiza durante el proceso de fabricación. Durante este proceso se genera en los flancos de rosca una forma poligonal mínima en cuyas cavidades se puede depositar muy bien el lubricante. Gracias a ello, las roscas de Bornemann son ideales para aplicaciones en la técnica de elevación de cargas pesadas, ya que cuando la presión superficial es elevada, una lubricación constante es imprescindible. Además, la situación de lubricación mejorada de las roscas de Bornemann las hace menos susceptibles del efecto stick-slip.
Con la herramienta de cálculo de roscas, que puede encontrar en nuestra página, podemos dimensionar la rosca que necesite. Usted recibe un cálculo sin compromiso. Rápido y preciso.
El efecto stick-slip es en principio un deslizamiento intermitente, una adhesión y un deslizamiento que se alternan continuamente. Cuando un sistema se encuentra en estado de adhesión y pasa al estado de deslizamiento, puede producirse el efecto stick-slip. Este aparece especialmente a velocidades de deslizamiento bajas y cuando la fricción estática es claramente mayor que la fricción dinámica. Es similar a un seísmo, en el que 2 placas se tensan generando fuerza para superar la fricción estática.
En cuanto la fricción estática está superada, se necesita mucha menos fuerza para el deslizamiento. La fuerza excedente se disipa en forma de un deslizamiento intermitente, vibraciones y los ruidos consiguientes. En un sistema con husillo roscado y tuerca, este efecto tiene consecuencias similares. El sistema da una sacudida al arrancar y puede emitir vibraciones, lo que con el cuerpo de resonancia correspondiente provoca la emisión de un ruido desagradable y parcialmente chirriante. Una puerta que chirría se encuentra también bajo el efecto stick-slip. La aparición de este efecto es algo que nunca se desea, ya que interfiere en la secuencia de movimientos y aumenta el desgaste. En el peor de los casos, el efecto puede provocar una soldadura en frío de todo el sistema.
El efecto stick-slip aparece principalmente cuando la fricción estática es claramente mayor que la fricción dinámica. Para evitar este efecto, es por tanto necesario reducir la fricción estática. Si observamos la fórmula de la fricción estática:
FH = µH x FN
FH = Fuerza de fricción estática o fricción estática
µ= Coeficiente de fricción estática
FN = Fuerza normal
La fricción estática es el producto de la fuerza normal y el coeficiente de fricción estática. La fuerza normal es la fuerza que actúa verticalmente sobre los flancos de rosca y resulta del peso propio y la carga (las fuerzas que actúan en la rosca). Esta no se debe cambiar a ser posible.
El coeficiente de fricción estática indica la calidad del deslizamiento o de adhesión de una superficie. Lo mejor es reducir este coeficiente. La forma más fácil de conseguirlo es mediante la lubricación de los flancos de rosca.
En los husillos roscados de Bornemann esto se consigue especialmente bien gracias a las bolsas de lubricación y su lubricación constante.
Se habla de «gripaje» o de «desgaste adhesivo» de roscas cuando la tuerca y el husillo se pegan y se arrancan repetidamente por motivo de falta de lubricación. Este efecto aparece frecuentemente en componentes de rosca con elevada carga tribológica cuando se ha producido un desprendimiento de la película lubricante.
Como consecuencia, puede producirse una soldadura en frío o soldadura por prensado en frío. Soltar roscas gripadas o soldadas en frío es extremadamente difícil, cuando no imposible. Incluso cuando una rosca gripada se puede soltar de nuevo, los flancos portadores suelen quedar tan dañados que quedan inservibles y se deben sustituir por completo.
Los flancos de rosca demasiado ásperos son susceptibles de corrosión y generan una elevada fuerza de adhesión que favorece el gripaje. Una vuelta de rosca que no se haya desbarbado correctamente o un paso que no sea constante pueden provocar que la rosca se atasque y se gripe o suelde en frío.
De forma similar, una superficie demasiado lisa puede provocar que los flancos de rosca se «peguen» entre sí, como si fueran dos lunas de cristal pegadas una sobre otra. En las roscas con superficies de contacto muy lisas, el lubricante se ve expulsado por la presión, de modo que la película lubricante entre los elementos de deslizamiento desaparece. Esto provoca el contacto a nivel atómico de muchos átomos de metal en las superficies de contacto. Especialmente cuando estas superficies de contacto se encuentran bajo presión, esto provoca que se formen redes de átomos estables que no se pueden separar sin destruirlas. En este caso se habla de soldadura por prensado en frío.
Por ello, las roscas fabricadas mediante laminado y que por tanto presentan superficies muy lisas tienden a «griparse» con más frecuencia que las roscas de precisión de Bornemann.
Una carga excesiva puede provocar el gripaje o incluso la soldadura en frío.
A temperaturas muy elevadas, una lubricación insuficiente y fuerzas elevadas pueden provocar también la soldadura de las piezas.
Resumen de las causas del gripaje de roscas:
- Lubricación insuficiente / desprendimiento de la película lubricante
- Emparejamiento de materiales desfavorable
- Carga elevada (alta presión superficial en la rosca)
- Altas temperaturas
La suciedad de los husillos roscados suele ser la causa de graves averías. Partículas de tamaño mínimo actúan como si fueran papel de lija y provocan un mayor desgaste o el bloqueo de sistemas de husillo y tuerca completos, especialmente cuando no se utilizan fuelles para proteger los husillos roscados.
Para poder identificar lo antes posible la causa de una avería, se recomienda siempre realizar un análisis de la grasa lubricante para poder excluir desde el principio la suciedad como causa de la avería.
Podemos enviar a nuestros clientes un set de análisis con el que tomar una prueba en la que se analizarán todas las partículas férreas, el contenido de agua, los aditivos y, dado el caso, la suciedad y nuestros clientes reciben en pocos días un informe detallado con recomendaciones de intervención.
En una pieza en el rango estándar, 6.000 y 7.500 mm. A veces son posibles laminados especiales de hasta 12.000 mm. Sin embargo, podemos fabricar husillos de varias piezas, que unimos mediante espigas, enroscamos y pegamos. El husillo más largo que hemos producido de este modo tenía una longitud de más de 80.000 mm.
Podemos fabricar roscas con un diámetro máximo de aprox. Ø450 mm. Los diámetros máximos dependen también de la disponibilidad del material y del contorno exterior de los husillos roscados.
Gracias a nuestra construcción de un llamado torbellinador elevador podemos fabricar tuercas roscadas extremadamente largas, así como roscas interiores extremadamente empinadas. También nos permite fabricar roscas interiores con una longitud de hasta 2.500 mm.
La precisión de paso de un husillo roscado define la finalidad de este. Cuanto mayor es la precisión de paso, más preciso puede ser el caso de aplicación.
Nuestros husillos roscados ofrecen una precisión de paso de 0,03 mm en una longitud de 300 mm. Por este motivo, nuestras roscas de precisión son especialmente adecuadas para aplicaciones en las que se necesitan una elevada exactitud de posicionamiento y una larga vida útil.
Las bolsas de lubricación incorporadas conscientemente por Bornemann en el proceso de fabricación pueden almacenar y distribuir muy bien el lubricante. En la técnica de elevación de cargas pesadas, una buena lubricación es muy importante, ya que cuando la presión superficial es tan grande, el husillo se puede soldar a la tuerca. Gracias a la presencia de bolsas de lubricación, la tuerca roscada no expulsa completamente el lubricante. Además se reduce drásticamente el efecto stick-slip, que con tales cargas podría tener efectos muy fuertes.
Una buena lubricación permite reducir frecuentemente las dimensiones del accionamiento de los husillos roscados, ya que la fuerza de adhesión a superar se reduce claramente.
Muchas de nuestras máquinas y herramientas han sido construidas y producidas por nosotros para la fabricación de perfiles de rosca especiales. Gracias a este flexible parque de máquinas, único en su clase, podemos fabricar prácticamente todos los perfiles de rosca que conocemos. Entre ellas se encuentran, entre otras, roscas trapezoidales, roscas diente de sierra, roscas ACME, roscas finas, roscas métricas, roscas de paso empinado, roscas redondeadas, roscas triangulares, roscas cruzadas, sinfín-corona, así como las tuercas roscadas correspondientes. Además de ello, también podemos fabricar ángulos de flanco específicos del cliente adaptados a las necesidades individuales de la aplicación.
Las roscas ACME presentan un ángulo de flanco de 29° y se utilizan principalmente en EE.UU. En Europa se ha impuesto la rosca trapezoidal según DIN 103 con ángulo de flanco de 30°. Ambas roscas son autobloqueables.
La vida útil de un husillo roscado depende del caso de aplicación, de la utilización, del emparejamiento del material, de la lubricación y de otros factores externos.
En la mayoría de los componentes de la construcción de maquinaria se utiliza un daño por fatiga (= rotura) para el cálculo de la vida útil, pero para calcular la vida útil de las roscas de deslizamiento es el desgaste el que juega el papel decisivo. La tribología / fricción se ve fuertemente influenciada por la lubricación y la temperatura (= factores externos) y, sorprendentemente, hasta ahora las fuerzas de fricción no se pueden calcular o predecir exactamente.
Por este motivo, es necesario reproducir el desgaste mediante ensayos reales. Para ello hemos desarrollado un método que reproduce el desgaste de muchos años en pocas semanas. De este modo nos es posible comparar distintos tipos de roscas y lubricantes entre sí de forma específica para el cliente para identificar la solución óptima. Encontrará más detalles al respecto a través de este video www.youtube.com/watch?v=nAz_4hwC_G0
Los husillos reversibles o husillos de roscas cruzadas con un sentido de giro sirven, p. ej., para enrollar cables en la construcción con grúas, cables en cabestrantes offshore o hilos en la producción textil. Tanto en formato XXL o para aplicaciones de formato pequeño, fabricamos roscas cruzadas o husillos reversibles según sus planos individuales, de cualquier material mecanizable y no sólo en las dimensiones estándar.
En una rosca de entrada múltiple se encuentran varias roscas desplazadas paralelamente entre sí. El número de roscas corresponde al número de pasos. Gracias al mayor número de roscas de entrada, se puede conseguir una mejor distribución de la fuerza.
También es posible una avance axial mayor. Por ello, en el caso de las roscas de entrada múltiple se habla también de roscas de paso empinado. Los husillos de rosca de paso empinado transmiten por tanto un movimiento radial menor a un movimiento axial mayor.
Enlace al vídeo.