Los distintos tipos de tornillos y pernos se identifican con mayor facilidad por la forma de la cabeza, el accionamiento, la rosca y su aplicación. Los tornillos de cabeza hexagonal son adecuados cuando se dispone de acceso con llave; los tornillos de cabeza cilíndrica con hexágono interior utilizan un accionamiento interno; los tornillos de cabeza plana se alojan en un avellanado. Los tornillos autorroscantes generan su propia rosca de acoplamiento, mientras que los prisioneros y los tornillos con resalte cumplen funciones más especializadas.
Esta guía compara 12 familias de producto habituales utilizadas en la construcción de maquinaria y el mantenimiento. Estas categorías no son excluyentes: un tornillo autorroscante también puede incorporar cabeza redondeada, y un tornillo con resalte puede llevar hexágono interior. Las varillas roscadas y los espárragos se incluyen como elementos de fijación roscados relacionados, en lugar de clasificarse como pernos con cabeza.
Para conocer la diferencia de diseño entre tornillos y pernos, consulte nuestra guía de pernos frente a tornillos. Para localizar una referencia una vez identificada, consulte el catálogo de tornillos y pernos de LILY Bearing por tamaño, material y tipo de accionamiento.
12 tipos de tornillos y pernos de un vistazo
Tipo | Cabeza o característica distintiva | Uso típico |
|---|---|---|
Tornillo de cabeza hexagonal | Hexágono exterior; llave o vaso | Bastidores de máquinas y montaje general |
Tornillo de cabeza cilíndrica con hexágono interior | Cabeza cilíndrica; hexágono interior o Torx | Dispositivos y uniones con acceso lateral limitado |
Tornillo de cabeza plana | Cabeza avellanada; varios tipos de accionamiento | Uniones que requieren una superficie enrasada |
Tornillo de cabeza redondeada | Cabezas tipo pan, abombada, truss y perfiles afines | Cubiertas, conjuntos de chapa y paneles de equipos |
Tornillo de mariposa | Cabeza diseñada para apriete manual | Cubiertas y ajustes que requieren acceso frecuente |
Tornillo de hombro | Hombro liso sin rosca; extremo roscado de menor diámetro | Pivotes, guías y mecanismos de articulación |
Tornillo de 12 puntas | Cabeza externa de 12 puntas | Uniones de maquinaria específicas con acceso limitado para herramientas |
Tornillo autorroscante | Diseño para conformar o cortar la rosca | Taladros previos adecuados en metal o plástico |
Tornillo prisionero | Por lo general, sin cabeza; la punta se acopla a un componente | Fijación de collares, poleas y engranajes en ejes |
Tornillo cautivo para panel | Un elemento retenedor mantiene el tornillo unido al panel | Paneles de acceso en los que no se desean tornillos flojos |
Perno de carruaje | Cabeza abombada y cuello cuadrado; tuerca apretada | Uniones de madera o metal con orificios cuadrados adecuados |
Varilla roscada / espárrago | Sin cabeza; rosca a lo largo de toda la longitud o en los extremos | Barras de unión, conexiones ajustables y conjuntos de espárragos |
Tipos de cabeza de tornillo y sus aplicaciones
La geometría de la cabeza influye en la superficie de apoyo, la altura montada y el acceso de la herramienta. No determina la clase de resistencia del elemento de fijación. Verifique por separado el plano y la especificación mecánica.
Tornillos de cabeza hexagonal
Un tornillo de cabeza hexagonal presenta una cabeza externa de seis caras para llave o vaso. Resulta adecuado cuando existe espacio alrededor de la cabeza para accionar la herramienta. Verifique si la pieza tiene rosca total o parcial y si su clase es compatible con la precarga requerida. Consulte tornillos de cabeza hexagonal.
Tornillos de cabeza cilíndrica con hexágono interior
Un tornillo de cabeza cilíndrica con hexágono interior suele presentar una cabeza cilíndrica con accionamiento hexagonal interno; también existen versiones Torx. La herramienta se aplica en línea con el eje del tornillo, por lo que este diseño resulta útil en útiles de fijación y conjuntos con espacio reducido. Las versiones de perfil bajo pueden tener límites de carga distintos de los tornillos de altura estándar. Consulte tornillos de cabeza cilíndrica con hexágono interior.
Tornillos de cabeza avellanada
Un tornillo de cabeza avellanada tiene una superficie de apoyo avellanada que puede quedar a ras de la pieza. El ángulo y el diámetro del avellanado deben corresponder al tornillo. Una cabeza enrasada resulta útil cuando un elemento de fijación saliente interferiría con el movimiento o con una superficie de acoplamiento. Consulte tornillos de cabeza avellanada.
Tornillos de cabeza redondeada
Las cabezas tipo pan, botón y truss son opciones habituales de cabeza sobresaliente. La cabeza truss ofrece una amplia superficie de apoyo; la cabeza de botón presenta un perfil redondeado y bajo. Las cabezas fillister y cheese son otros perfiles presentes en esta familia de productos. Seleccione las dimensiones reales de la cabeza y no se base únicamente en el nombre de la familia. Véase tornillos de cabeza redondeada.
Tornillos de apriete manual
Los tornillos de apriete manual están diseñados para apretarse a mano, a menudo con cabeza moleteada o de tipo mariposa. Son adecuados para tapas y ajustes que requieren acceso frecuente. El apriete manual no proporciona una precarga controlada, por lo que debe utilizarse un método de apriete especificado cuando la carga de sujeción sea crítica. Véase tornillos de apriete manual.
Tornillos de hombro
Un tornillo de hombro tiene un hombro liso, sin rosca, y un extremo roscado de menor diámetro. El hombro puede guiar una pieza móvil o actuar como superficie de pivote, mientras que el extremo roscado asegura el conjunto. Deben especificarse por separado el diámetro y la longitud del hombro, así como el tamaño de la rosca; el componente móvil no debe quedar atrapado por un hombro de dimensiones incorrectas. Véase tornillos de hombro.
Tornillos de 12 puntos
Una cabeza externa de 12 puntos se acciona con una llave de vaso o una llave fija de 12 puntos compatible. Ofrece más posiciones de indexación de herramienta que una cabeza hexagonal externa. Las dimensiones de la cabeza y el grado especificado determinan su idoneidad; el número de puntos por sí solo no demuestra mayor resistencia ni mayor capacidad de par. Véase tornillos de 12 puntos.
Formas de cabeza de tornillo de un vistazo
Estos perfiles laterales ayudan a distinguir las formas de cabeza más comunes. Son ilustraciones orientativas y no dibujos de producto acotados.
Ilustración esquemática; utilice el dibujo del producto para consultar dimensiones y ajuste de herramienta.
Tipos de accionamiento para tornillos: Phillips, Torx, hexagonal y más
El accionamiento es la característica que se acopla con la herramienta. Una cabeza hexagonal externa se acciona con una llave o un vaso; un accionamiento hexagonal interior requiere una llave Allen o una punta hexagonal. Por tanto, un tornillo de cabeza hexagonal y un tornillo de hexágono interior requieren herramientas diferentes.
Phillips y Pozidriv son sistemas de ranura en cruz diferentes. Utilice para cada uno el tipo y el tamaño de punta correctos.
Los accionamientos ranurados requieren una punta plana que se ajuste al ancho y a la profundidad de la ranura.
Torx utiliza un alojamiento de seis lóbulos. Una punta del tamaño correcto garantiza un acoplamiento seguro y ayuda a reducir el deslizamiento de la herramienta.
Los accionamientos hexagonales internos y cuadrados requieren llaves o puntas compatibles; las herramientas desgastadas o de dimensión incorrecta pueden dañar el alojamiento.
Los accionamientos unidireccionales y otros sistemas antimanipulación limitan la extracción o requieren una herramienta específica. No son intercambiables con alojamientos estándar.
Ilustración esquemática; utilice el plano del producto para verificar dimensiones y ajuste de la herramienta.
¿Qué tipos de cabeza se acoplan a los destornilladores para tuercas?
Los destornilladores para tuercas se acoplan a cabezas hexagonales externas y a tuercas hexagonales. No son compatibles con Phillips, ranurado, Torx ni con alojamientos hexagonales internos. Seleccione la herramienta según la medida entre caras de la cabeza, que no coincide con el diámetro nominal de la rosca del tornillo.
Tornillos autorroscantes: conformación o corte de la rosca correspondiente
Un tornillo autorroscante forma o corta su rosca correspondiente durante la instalación. Muchos tornillos autorroscantes aún requieren un orificio piloto de dimensión correcta. Los diseños de conformación de rosca desplazan material; los de corte de rosca lo eliminan. Seleccione el tipo en función del sustrato, el espesor y el diámetro de orificio especificado.
Los tornillos autoperforantes también generan el orificio mediante una punta similar a la de una broca. Por tanto, autorroscante y autoperforante son términos relacionados, pero no equivalentes. Verifique la capacidad de perforación del producto antes de utilizarlo en chapa. Consulte tornillos autorroscantes.
Tornillos prisioneros: fijación de componentes en ejes
El tornillo prisionero sin cabeza más común se enrosca en un collarín, una polea o un engranaje y apoya sobre el eje. Las puntas cóncavas pueden marcar la superficie; las puntas planas y sin muesca son adecuadas cuando es necesario limitar el daño superficial. Las puntas cilíndricas pueden posicionarse en un orificio o ranura de acoplamiento.
El tipo de punta, la dureza del eje, el par aplicado y la vibración influyen en la capacidad de retención. Por sí solo, un tornillo prisionero puede no ofrecer la capacidad de sujeción necesaria en un accionamiento exigente. Verifique si el diseño requiere chaveta, abrazadera u otro método de retención. Consulte tornillos prisioneros.
Tornillos cautivos para paneles: retenidos durante el mantenimiento
Un tornillo cautivo para panel permanece unido al panel después de desacoplarse de la rosca correspondiente. Su retenedor reduce el riesgo de extraviar el tornillo durante las intervenciones de servicio. Verifique el espesor del panel, el método de montaje y el recorrido disponible del tornillo. Los cierres de cuarto de vuelta cumplen una función similar en paneles de acceso, pero utilizan un mecanismo de bloqueo diferente. Consulte tornillos cautivos para paneles.
Tornillos de carruaje, varillas roscadas y espárragos
Tornillos de carro
Un tornillo de carro tiene cabeza abombada y cuello cuadrado, lo que evita la rotación en madera o en un alojamiento cuadrado adecuado. La tuerca aporta el apriete. En metal, un orificio pasante circular convencional no ofrece el mismo bloqueo antirrotación. Véase tornillos de carro.
Varillas roscadas y espárragos
La varilla roscada suele presentar rosca a lo largo de toda su longitud y puede utilizarse con tuercas para realizar uniones ajustables. Los espárragos pueden ir totalmente roscados o llevar rosca en uno o ambos extremos. Un espárrago puede anclarse en un componente roscado mientras una tuerca sujeta la pieza acoplada. Estos elementos de fijación sin cabeza están relacionados con los pernos y los tornillos, pero constituyen una familia de producto diferenciada.
Verifique el material especificado, la clase de propiedad y el enganche de rosca. La geometría de una varilla o una designación de grado no estandarizada no bastan para determinar la carga de trabajo admisible. Véase varillas roscadas y espárragos.
Cómo se expresan las dimensiones de los tornillos
La designación de una rosca en pulgadas indica el diámetro, el número de hilos por pulgada y la longitud. Por ejemplo, #8-32 × 1 in. describe una rosca #8 con 32 hilos por pulgada y una longitud nominal de 1 pulgada. Una designación métrica como M6 × 1.0 × 20 indica un diámetro nominal de rosca de 6 mm, un paso de 1.0 mm y una longitud nominal de 20 mm. Las roscas en pulgadas y métricas no son intercambiables.
Los tornillos avellanados de cabeza plana se miden, por lo general, desde la parte superior de la cabeza hasta el extremo. Los tornillos de cabeza hexagonal, allen y cilíndrica se miden normalmente desde debajo de la cabeza. Los tornillos de hombro incorporan dimensiones adicionales del resalte, y los tipos de cabeza especiales pueden seguir criterios distintos. Para la designación final, utilice el plano del producto.
Ilustración esquemática; utilice el plano del producto para las dimensiones y la compatibilidad con la herramienta.
Materiales y acabados para tornillos y pernos
Seleccione el material en función tanto de la carga como del entorno de servicio. El nombre del material por sí solo no define la resistencia a la tracción, la carga de prueba ni el par de apriete de montaje.
Material o acabado | Motivo habitual de selección | Qué verificar |
|---|---|---|
Acero al carbono o aleado | Uniones de maquinaria que requieren una clase de resistencia específica | Calidad del material, tratamiento térmico y protección anticorrosiva; el óxido negro ofrece por sí solo una protección limitada |
Acero inoxidable 18-8 | Resistencia general a la corrosión | Capacidad mecánica real; no constituye un sustituto directo de todos los grados de acero aleado |
Acero inoxidable 316 | Mayor resistencia al picado por cloruros en comparación con los grados comunes 304 / 18-8 | La severidad de la exposición, las ranuras y la resistencia nominal; el 316 no es inmune a la corrosión por agua de mar |
A286 | Elementos de fijación especificados que requieren resistencia a altas temperaturas | Tratamiento térmico, especificación del producto y temperatura de servicio; no debe considerarse sinónimo de 316 |
Latón o bronce | Requisitos eléctricos, estéticos o de corrosión específicos de la aplicación | Aleación exacta, resistencia mecánica y compatibilidad con los metales circundantes |
Nailon u otro plástico | Aislamiento eléctrico y bajo peso | Fluencia, temperatura, exposición química y carga de apriete admisible |
Aluminio o titanio | Conjuntos sensibles al peso | Aleación, capacidad mecánica y compatibilidad galvánica |
En tornillos y pernos para servicio marino, evalúe la exposición al agua salada y el conjunto de la unión en su totalidad, en lugar de seleccionar “inoxidable” solo por el nombre. Los elementos de fijación inoxidables en aluminio pueden generar un par galvánico cuando la humedad actúa como electrolito. Una arandela aislante por sí sola no aísla la rosca ni el vástago; el aislamiento, el sellado y la selección de materiales compatibles deben abarcar toda la trayectoria de contacto.
Cómo elegir el tipo adecuado
Defina la función: sujetar una unión, guiar un movimiento, retener un panel o posicionar un componente en un eje.
Verifique el espacio libre de la cabeza, el acceso para el accionamiento y si se requiere una superficie enrasada.
Especifique el diámetro, el paso, la longitud, el enganche de rosca y las dimensiones del resalte o del avellanado, si las hubiera.
Seleccione la resistencia y la protección anticorrosiva requeridas en función del diseño de la unión. Evite elegir un grado basándose únicamente en una etiqueta de aplicación genérica.
Confirme el método de apriete y si el acceso de mantenimiento o la vibración exigen un elemento de retención.
Para dimensiones no estándar o tornillos y pernos especiales, el servicio de tornillería a medida de LILY Bearing puede revisar un plano y los requisitos de la aplicación.
Preguntas frecuentes
¿Puedo identificar un tornillo de reemplazo solo por la cabeza?
No. Dos tornillos pueden tener la misma cabeza, pero diámetros, pasos, longitudes, materiales o clasificaciones de resistencia distintos. Registre la rosca y las dimensiones, y después compárelas con el plano del producto. En una unión crítica, utilice la pieza especificada o un equivalente aprobado.
¿Pueden sustituirse entre sí los pernos de anclaje y los tornillos espiga?
Por lo general, no. Un perno de anclaje habitual tiene una rosca para madera en un extremo y una rosca métrica o de máquina en el otro, para una tuerca o un accesorio roscado. Un tornillo espiga habitual tiene rosca para madera en ambos extremos. Seleccione la combinación de roscas de extremo que exija la conexión.
¿Puedo sustituir un tornillo Phillips por uno Torx?
Es posible, siempre que la pieza de reemplazo coincida con la rosca, la longitud, las dimensiones de asiento de la cabeza, el material, la resistencia y demás características especificadas. Cambiar el tipo de accionamiento implica cambiar también la herramienta. Verifique la especificación de reemplazo en lugar de asumir que el alojamiento es la única diferencia.
¿El acero inoxidable determina la resistencia de un elemento de fijación?
No. La calidad inoxidable describe la familia del material, mientras que la clasificación mecánica del producto depende de su especificación y condición. Compare la resistencia declarada o la clase de propiedades antes de sustituir un elemento de fijación inoxidable por uno de acero.
Referencia técnica
El Manual de diseño de elementos de fijación de la NASA aborda la selección de materiales, la corrosión, el engrane de rosca y la carga de la unión. Utilice la norma de producto y el plano aplicables al elemento de fijación que se vaya a especificar.
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