La clase vacía recibió sus números, y una receta antigripado

El documento es el Report of the National Screw Thread Commission, revisión de 1928, aprobado el 22 de junio de 1928 e impreso en 1929 como Miscellaneous Publications del Bureau of Standards n.º 89. Su propio prefacio lo llama el tercer informe, revisión del informe de 1924, de modo que la secuencia es informe de avance de 1921, informe de 1924, revisión de 1928. Es una publicación del gobierno de los Estados Unidos y el escaneo completo está en el Internet Archive.

Un cambio de ese prefacio merece registrarse por sí solo. La designación de las normas que promulga la comisión se cambió de National a American National. De ahí viene el prefijo, y tiene fecha.

De dónde salieron los números

El anexo dice de dónde los sacó, y la respuesta resultará familiar a quien haya leído los otros documentos de este sitio. Las especificaciones provisionales se basan en parte en datos experimentales obtenidos en una investigación realizada por el Bureau of Standards, y en parte en datos de fabricantes sobre la práctica existente.

Mitad experimento, mitad encuesta sobre lo que ya hacían los talleres. Whitworth promedió los talleres ingleses en 1841, el comité de Filadelfia tomó en 1864 lo que llamó un promedio razonable de las proporciones en uso, y la comisión de 1920 dimensionó sus tolerancias según los machos de roscar que ya estaban a la venta. El instrumento no cambia; aquí simplemente se combina con un laboratorio.

Y todavía no está terminado. Las especificaciones son completas solo para espárragos colocados en materiales duros, que se citan como fundición, acero y bronce, y no son completas para espárragos colocados en aluminio, para los que se admite una interferencia de metal mayor.

En qué se convirtió la clase

La definición ha pasado de una mano en la llave a una máquina: espárragos roscados y agujeros roscados montados de forma permanente con máquina. Y el propio perfil de la rosca se modifica para esta clase. Se usa el perfil American National, pero en el agujero roscado la cresta está truncada más de lo normal, de modo que la profundidad mínima de engrane de la rosca es la mitad de la profundidad básica de la rosca.

Dos números que conviene conocer

El primero se refiere a la longitud de la unión. Las tolerancias y las holguras se basan en una longitud de rosca engranada de una vez y media el diámetro mayor básico para espárragos colocados en materiales duros, y de dos veces para materiales blandos. Y se da la razón de la más larga: dos diámetros son especialmente deseables para espárragos colocados en materiales blandos cuando están sometidos a tensiones alternas o a vibración.

El segundo es el que hay que recordar, porque es una decisión de diseño sobre el mantenimiento. Las interferencias mínimas se fijan para que en todos los casos se obtenga un ajuste apretado a llave y, si las superficies de la rosca son lisas y se conserva la forma de la rosca, para que permitan desmontar y volver a montar el mismo espárrago en el mismo agujero hasta cuatro veces y aun así obtener un ajuste apretado a llave satisfactorio.

Cuatro. Un ajuste con interferencia con un número especificado de veces que se puede desmontar. No es una advertencia ni una regla práctica; es el número alrededor del cual se trazó la banda de interferencia.

Las interferencias máximas se fijan desde el otro lado. Se eligen para que, si las roscas están bien lubricadas, no se produzca gripado ni agarrotamiento, y para que los espárragos de acero dulce, incluso en los tamaños más pequeños, no se rompan si la velocidad de montaje no es excesiva. Las tolerancias del agujero roscado son las mismas que las de la clase 4, ajuste estrecho, lo que, según el anexo, exige el uso de machos de roscar con rosca rectificada.

La pasta

La palabra que usa el anexo para el lubricante es lute (masilla), y da dos. Es una norma nacional que, en 1928, imprime una formulación antigripado por proporciones y tamaño de tamiz.

Se citan como texto histórico y ninguna es una recomendación. El albayalde es un compuesto de plomo y este sitio no sugiere usarlo. Lo que vale la pena trasladar es la estructura del razonamiento, no la química: la banda de interferencia se trazó suponiendo que habría un lubricante, y la norma dice cuál. Una unión moderna está en la misma situación, y por eso aplicar pasta antigripado cambia el valor del par en lugar de solo facilitar el montaje.

Y el otro cabo suelto: la entrecaras

El informe de 1928 contiene también una sección sobre pernos y tuercas de cabeza para llave, y aberturas de llave, y su primera frase cierra el segundo círculo. Un proyecto al que la comisión prestó atención temprana fue la normalización de las proporciones de pernos y tuercas, en particular de la entrecaras, por la conveniencia de reducir el número de tamaños de barra, terrajas y llaves necesarios.

Es la tercera vez que este sitio lee esa razón en un documento de primera mano. Whitworth quería en 1841 una rosca común para que bastara un solo juego de herramientas de roscar. El comité de Filadelfia señaló en 1864 que repetir un paso en dos diámetros favorecía la economía de los aparatos de roscar. Ahora, en 1928, el mismo argumento llega a las llaves.

Los tamaños pretendían sustituir todas las normas existentes que habían ido surgiendo para cabezas de perno y tuercas comerciales estándar, y el número de aberturas de llave se redujo eliminando los tamaños en treintaidosavos de pulgada y descartando tamaños poco usados. La norma se publicó, en forma sustancialmente igual, como informe n.º B18b-1926 de la American Standards Association.

El mecanismo es la parte que vale la pena conservar, porque explica por qué una llave encaja siquiera:

La tuerca solo puede ser más pequeña que el valor nominal; la llave solo puede ser más grande. Así que la llave siempre entra, y la holgura se mantiene tan pequeña como lo toleran las esquinas. Dos bandas de tolerancia unilaterales que apuntan en sentidos opuestos, una disposición más ordenada de lo que la mayoría supone detrás de una llave.

Una consecuencia está impresa en la herramienta. Las llaves deben marcarse con la entrecaras básica, que es el ancho máximo de la tuerca. El número de una llave es una indicación sobre el elemento de fijación, no sobre la abertura de la propia llave. Las cifras máximas y mínimas de la tabla de la comisión se describen como medidas de bloques calibradores pasa y no pasa usados para inspeccionar llaves, y no son medidas de producto. Lo que decide el número en primer lugar sigue siendo una tabla y no una fórmula.

Lo que un lector puede sacar de esto

• Un vacío en una norma puede tardar siete años y seguir siendo provisional. La clase se definió en 1921, se completó en 1928, y aun entonces se publicó en un anexo como información, en modo alguno obligatoria e incompleta para el aluminio
• Los ajustes con interferencia pueden tener un número de reutilizaciones previsto en el diseño. Cuatro en este caso, con la condición de que las superficies de la rosca sigan lisas y se conserve la forma
• El lubricante formaba parte del cálculo de tolerancias, no era un extra opcional, y la norma daba la formulación
• Una llave encaja porque dos tolerancias apuntan en sentidos opuestos. Tuerca solo en negativo, abertura de llave solo en positivo, y el número estampado en la herramienta es el ancho máximo de la tuerca
• La razón para normalizar no ha cambiado en casi un siglo. Menos tamaños de barra, terrajas y llaves, escrito en 1841, 1864 y 1928

El hábito que vale la pena tomar de las tres comisiones es el que nunca anunciaron. Cuando no sabían, lo escribían, publicaban el vacío y volvían sobre él. El volumen de 1928 es una revisión que dice qué partes de la anterior estaban mal, un documento más raro que una norma que simplemente parece completa.

Este artículo trata el paso 2: rosca. El orden completo es sustrato, rosca, cabeza, accionamiento, acabado y documentación. El artículo inglés Specifying a screw explica por qué alterarlo genera retrabajo.

Preguntas frecuentes

¿La clase de ajuste a llave llegó a tener sus valores de tolerancia?

Sí, con la revisión del informe de 1928, que los imprime en el anexo 5 como clase 5, ajuste a llave para espárragos roscados, especificaciones provisionales. El informe de avance de 1921 había señalado que la comisión no tenía información ni datos suficientes para incluir valores de tolerancias y holguras para los ajustes a llave. El anexo de 1928 dice que sus valores se basan en parte en una investigación realizada por el Bureau of Standards y en parte en datos de fabricantes sobre la práctica existente.

¿Era obligatoria la clase 5?

No. El anexo indica que las especificaciones se presentan para información de quienes puedan tener uso para ellas, pero no son obligatorias en modo alguno. También señala que solo están completas para espárragos colocados en materiales duros como fundición, acero y bronce, y que no lo están para espárragos colocados en aluminio, para los que se admite una interferencia de metal mayor.

¿Cuántas veces se puede desmontar y volver a montar un espárrago con ajuste a llave?

El anexo de 1928 dice cuatro. Las interferencias mínimas especificadas son tales que en todos los casos se obtiene un ajuste apretado a llave y, si las superficies de la rosca son lisas y se conserva la forma de la rosca, permiten desmontar y volver a montar el mismo espárrago en el mismo agujero hasta cuatro veces y aun así obtener un ajuste apretado a llave satisfactorio.

¿Qué lubricante especificaba la norma de 1928 para los espárragos con ajuste a llave?

Da dos, y los llama lutes. Una mezcla de albayalde y aceite, de consistencia fluida espesa y aplicada en abundancia, sobre todo con roscas finas en materiales duros. O una pasta con un 40 por ciento de polvo de zinc pasado por un tamiz de 200 mallas y un 60 por ciento de vaselina, que reduce considerablemente la tendencia al gripado o al agarrotamiento con la interferencia máxima. Son textos históricos. El albayalde es un compuesto de plomo y esta página no recomienda ninguna de las dos formulaciones.

¿Por qué una llave siempre encaja en la tuerca?

Porque las dos tolerancias apuntan en sentidos opuestos. El informe de 1928 establece que las entrecaras básicas de cabezas de perno y tuercas se toman como medidas máximas y sus tolerancias son solo negativas, mientras que las aberturas de llave mínimas dan una holgura positiva entre la tuerca máxima y la llave mínima y las tolerancias de las aberturas de llave son solo positivas. Las tolerancias son tan grandes como es posible sin que la llave deforme las esquinas.

¿Qué significa el número estampado en una llave?

Es la medida de la tuerca, no la abertura de la llave. El informe establece que las llaves deben marcarse con la entrecaras básica, que es el ancho máximo de la tuerca. Añade que las cifras máximas y mínimas de su tabla de aberturas de llave son medidas de bloques calibradores pasa y no pasa usados para inspeccionar llaves, y no son medidas de producto.

¿De dónde viene el nombre de rosca American National?

De esta revisión. El prefacio del informe de 1928 indica que la designación de las normas de rosca promulgadas por la comisión se cambió de National a American National. El mismo prefacio describe el documento como el tercer informe, revisión del informe de 1924.

Referencias

• Report of the National Screw Thread Commission, revisión de 1928, aprobado el 22 de junio de 1928, Miscellaneous Publications del Bureau of Standards n.º 89, impreso en 1929. Prefacio, sección VIII A sobre pernos y tuercas de cabeza para llave y aberturas de llave, y anexo 5 sobre la clase 5, ajuste a llave para espárragos roscados
• El informe de avance de 1921 de la misma comisión, que definió la clase y la publicó sin valores
• El informe del comité del Franklin Institute de 1864, que fijó la entrecaras mediante una fórmula

El informe es una publicación del gobierno de los Estados Unidos y es de dominio público. Se leyó a partir del texto escaneado del ejemplar del Internet Archive con el identificador reportofnational89unse, que no tiene restricciones de acceso. El reconocimiento óptico de caracteres corrompe las cifras, así que los números citados arriba se comprobaron con imágenes de las páginas impresas, en concreto las páginas 232 y 233; el intervalo de tamaños de un cuarto de pulgada a una pulgada y media se leyó en la imagen de la página a resolución completa. Aquí no se cita ningún valor de ninguna tabla, incluidas las tablas de holguras y tolerancias de la clase 5 y la tabla de aberturas de llave. Las dos formulaciones de pasta se recogen como texto histórico y ninguna se recomienda; el albayalde es un compuesto de plomo. El informe de 1924 no se leyó y no se le atribuye nada. El volumen de 1925, Miscellaneous Publications n.º 61, se descargó y se revisó; no contiene ninguna mención del ajuste a llave ni de la clase 5, así que no se extrae nada de él. No se afirma nada sobre qué fue de la clase 5 ni de estas entrecaras en ninguna norma posterior o moderna, ninguna de las cuales se leyó para esta página. El anexo de 1928 indica que las tolerancias del diámetro de paso de la clase 5 incluyen las variaciones de ángulo pero no las de avance, mientras que la cláusula general citada en nuestra página sobre 1921 indica que las tolerancias del diámetro de paso incluyen las variaciones de avance y de ángulo; son una regla general y una regla específica de una clase, y esta página no afirma que una revisara a la otra, ya que las cláusulas generales de 1928 no se comprobaron línea por línea. No se cita el paso de la serie de rosca gruesa para el tamaño de 3 pulgadas recién añadido, porque esa cifra está corrompida en la capa de texto y no se comprobó con una imagen.