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Grado de rendimiento de sujetadores de válvulas

Creado 06.30
Grados de Rendimiento de Tornillos para Conexiones de Estructuras de Acero en la Industria de Válvulas
Los tornillos utilizados en conexiones de estructuras de acero para la industria de válvulas se clasifican en más de diez grados de rendimiento, incluyendo 3.6, 4.6, 4.8, 5.6, 6.8, 8.8, 9.8, 10.9 y 12.9. Los tornillos de Grado 8.8 y superiores se fabrican a partir de acero aleado de bajo carbono o acero de medio carbono y se someten a tratamiento térmico (temple y revenido). Estos se denominan generalmente tornillos de alta resistencia, mientras que todos los demás se denominan comúnmente tornillos ordinarios.
Interpretación de las Designaciones de Grado de Rendimiento de Tornillos
La designación del grado de rendimiento de un tornillo consta de dos números, que indican respectivamente la resistencia a la tracción nominal y la relación de límite elástico a tracción (relación de rendimiento) del material del tornillo.
Por ejemplo, para un tornillo de grado de rendimiento 4.6:
  1. La resistencia a la tracción nominal del material del tornillo es de 400 MPa;
  2. La relación de rendimiento del material del tornillo es de 0.6;
  3. La resistencia a la fluencia nominal del material del tornillo es de 400 × 0.6 = 240 MPa.
Para un tornillo de alta resistencia Grado 10.9, después del tratamiento térmico, el material alcanza:
  1. Una resistencia a la tracción nominal de 1000 MPa;
  2. Una relación de fluencia de 0.9;
  3. Una resistencia a la fluencia nominal de 1000 × 0.9 = 900 MPa.
El significado de los grados de rendimiento de los pernos es un estándar reconocido internacionalmente. Los pernos del mismo grado de rendimiento, independientemente de las diferencias en el material o el lugar de fabricación, poseen propiedades mecánicas idénticas. Por lo tanto, en el diseño, es suficiente especificar el grado de rendimiento requerido.
Resumen de Grados de Resistencia
Los grados de resistencia 8.8 y 10.9 se refieren a los grados de tensión cortante de los pernos, específicamente 8.8 GPa y 10.9 GPa.
  • Grado 8.8: Resistencia a la tracción nominal = 800 N/mm²; Resistencia a la fluencia nominal = 640 N/mm².
  • En general, la resistencia del perno se denota como "X.Y", donde:
    • X × 100 = Resistencia a la tracción del tornillo (MPa);
    • X × 100 × (Y/10) = Límite elástico del tornillo (MPa), según la regla de designación: Límite Elástico / Resistencia a la Tracción = Y/10.
Ejemplo: Para un tornillo de Grado 4.8:
  • Resistencia a la tracción = 400 MPa;
  • Límite elástico = 400 × 8/10 = 320 MPa.
Nota adicional sobre tornillos de acero inoxidable:
Los tornillos de acero inoxidable suelen designarse como A4-70 o A2-70, que siguen una interpretación diferente de las propiedades mecánicas.
Sistemas de Medición
A nivel mundial, existen dos sistemas principales de medición de longitud:
  • Sistema Métrico
    • 1 m = 100 cm = 1000 mm
  • Sistema Imperial
    • 1 pulgada = 8 fracciones (1/8 pulgada)
    • 1 pulgada = 25.4 mm
    • Ejemplo: 3/8 pulgada = 3/8 × 25.4 = 9.52 mm
Para tamaños inferiores a 1/4 de pulgada, los productos se designan mediante números de llamada para indicar el diámetro nominal, como: 4#, 5#, 6#, 7#, 8#, 10# y 12#.
Rosca – Definición General y Clasificación
Una rosca es una cresta helicoidal continua de sección transversal uniforme en la superficie externa o interna de una pieza cilíndrica.
Basándose en las características estructurales y las aplicaciones, las roscas se clasifican en tres categorías principales:
  1. Roscas de Uso General (Roscas de Sujeción):
  2. Roscas de Transmisión:
  3. Roscas de Sellado:
Clases de Ajuste de Rosca
El ajuste de rosca se refiere al grado de holgura o apriete entre roscas internas y externas que encajan. La clase de ajuste es una combinación especificada de holguras y tolerancias aplicadas a las roscas internas y externas.
(1) Roscas Unificadas en Pulgadas:
  • Las roscas externas tienen tres clases: 1A, 2A y 3A.
  • Las roscas internas tienen tres clases: 1B, 2B y 3B.
  • Todos son ajustes con holgura; cuanto mayor es el número de clase, más apretado es el ajuste.
  • Para roscas en pulgadas, las desviaciones se especifican solo para las Clases 1A y 2A; la Clase 3A tiene desviación cero, y las desviaciones para 1A y 2A son iguales. Cuanto mayor es el número de clase, menor es la tolerancia.
    • 1A y 1B:
    • 2A y 2B:
    • 3A y 3B:
    • Para roscas externas, las Clases 1A y 2A tienen una tolerancia de ajuste, mientras que la Clase 3A no. La tolerancia de la Clase 1A es un 50% mayor que la de la Clase 2A y un 75% mayor que la de la Clase 3A. Para roscas internas, la tolerancia de la Clase 2B es un 30% mayor que la de la Clase 2A; la Clase 1B es un 50% mayor que la de la Clase 2B y un 75% mayor que la de la Clase 3B.
(2) Roscas métricas:
  • Las roscas externas tienen tres clases de tolerancia: 4h, 6h y 6g.
  • Las roscas internas tienen tres clases de tolerancia: 5H, 6H y 7H.
  • (La norma JIS especifica tres grados de precisión: I, II y III; generalmente se utiliza el Grado II).
Para roscas métricas, las desviaciones básicas para H y h son cero. G tiene una desviación básica positiva, mientras que e, f y g tienen desviaciones básicas negativas.
  • H:
Posición de tolerancia de uso común para roscas internas; generalmente no se utiliza con recubrimientos superficiales, excepto para capas de fosfatación muy finas.
  • G:
Se utiliza para casos especiales que requieren recubrimientos más gruesos, como galvanizado pesado; rara vez se usa en la práctica.
  • g:
Se utiliza a menudo para recubrimientos delgados de 6-9 µm. Por ejemplo, si un plano de producto especifica un tornillo 6h, la rosca antes del recubrimiento se mecaniza típicamente a la banda de tolerancia 6g.
  • Combinaciones de ajuste de rosca recomendadas:
H/g, H/h o G/h. Para fijaciones de precisión como tornillos y tuercas, la norma recomienda un ajuste 6H/6g.
(3) Marcado de roscas: (Referencia a las prácticas de designación estándar.)
Parámetros Geométricos Clave para Roscas Autoperforantes y Autorroscantes
  1. Diámetro Mayor (Diámetro Exterior, d₁):
  2. Diámetro Menor (Diámetro de Raíz, d₂):
  3. Paso (p):
Tabla de Referencia Común de Paso/Recuento de Roscas
(1) Roscas Métricas Autoperforantes:
Especificación
ST1.5
ST1.9
ST2.2
ST2.6
ST2.9
ST3.3
ST3.5
ST3.9
ST4.2
ST4.8
ST5.5
ST6.3
ST8.0
ST9.5
Paso (mm)
0.5
0.6
0.8
0.9
1.1
1.3
1.3
1.3
1.4
1.6
1.8
1.8
2.1
2.1
(2) Roscas Autoperforantes en Pulgadas:
Especificación
4#
5#
6#
7#
8#
10#
12#
14#
Hilos por Pulgada (AB)
24
20
20
19
18
16
14
14
Hilos por Pulgada (A)
24
20
18
16
15
12
11
10
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