Información sobre las roscas de tornillo
Antecedentes históricos
Algunos consideran que la rosca de tornillo fue inventada en aproximadamente 400 a.C. por Arquitas de Tarento (428 a. C. – 350 a. C.). Arquitas es a veces llamado el fundador de la mecánica y fue contemporáneo de Platón. Una de las primeras aplicaciones del principio de tornillo fue en prensas para la extracción de aceites de aceitunas y jugos de uvas. Las prensas de aceite en Pomeii fueron trabajadas por el principio de tornillo.
Arquímedes (287 a.C. – 212 a. C.) desarrolló el principio de tornillo y lo utilizó para construir dispositivos para elevar el agua. El tornillo de agua puede haberse originado en Egipto antes de la época de Arquímedes. Se construyó con madera y se utilizó para el riego de tierras y para eliminar el agua de sentina de los barcos. Los romanos aplicaron el tornillo Arquimedeo al drenaje de la mina. El tornillo fue descrito en el siglo I d. C. en Mecánica de Garza de Alejandría.
La construcción de la rosca del tornillo dependía del ojo y la habilidad del artesano. Los avances sobre esto ocurrieron en el siglo XVIII. Antoine Thiout, alrededor de 1750, introdujo la innovación de equipar un torno con un accionamiento por tornillo que permite mover el carro de herramientas longitudinalmente de forma semiautomática. Los tornillos de paso fino son esenciales en una amplia variedad de instrumentos, como micrómetros. Para construir tal hilo, un torno era esencial. Jesse Ramsden en 1770 hizo el primer torno de corte de tornillo satisfactorio. Usando sus tornos, se cortará un tornillo largo a partir de un original pequeño cuidadosamente cortado. Los tornillos de precisión permitieron la fabricación de instrumentos de precisión para permitir la construcción de máquinas de vapor y máquinas herramientas. Mediante su uso en instrumentos topográficos, ayudaron en la construcción y el desarrollo de canales, carreteras y puentes.
Las roscas de tornillo para sujetadores se cortaron a mano, pero las crecientes demandas consideraron necesario fabricarlas en fábrica. J y W Wyatt patentaron un sistema de este tipo en 1760. La falta de estandarización de los hilos hizo que la intercambiabilidad de los sujetadores fuera problemática.
Para superar estos problemas, Joseph Whitworth recogió tornillos de muestra de un gran número de talleres británicos y en 1841 presentó dos propuestas:
1. El ángulo de los flancos de rosca debe estandarizarse a 55 grados.
2. El número de roscas por pulgada debe estandarizarse para varios diámetros.
Sus propuestas se convirtieron en una práctica estándar en Gran Bretaña en la década de 1860.
En 1864 en Estados Unidos, William Sellers propuso de forma independiente otro estándar basado en una forma de rosca de 60 grados y varios pasos de rosca para diferentes diámetros. Esto se adoptó como el Estándar Estadounidense y posteriormente se desarrolló en la Serie Gruesa Estándar Estadounidense (NC) y la Serie Fina (NF). La forma de rosca tenía raíces y crestas planas que hacían que el tornillo fuera más fácil de hacer que el estándar Whitworth que tiene raíces y crestas redondeadas.
Aproximadamente al mismo tiempo, se estaban adoptando estándares de rosca métrica en Europa continental con una serie de ángulos de flanco de rosca diferentes. Por ejemplo, el Loewenherz alemán tenía un ángulo de flanco de rosca de 53 grados y 8 minutos y el hilo suizo de Thury un ángulo de 47,5 grados. El hilo métrico internacional estándar evolucionó a partir de los estándares métricos alemanes y franceses, basados en un ángulo de flanco de 60 grados con crestas planas y raíces redondeadas.