El paso P es la distancia entre dos flancos de rosca vecinos. El avance Ph es lo que se desplaza la tuerca en una vuelta del husillo. En un husillo de una entrada son iguales; en uno de varias entradas el avance es un múltiplo del paso. Confundirlos da una velocidad equivocada, un par de motor equivocado y, en ejes verticales, un husillo que ya no retiene la carga.
TorqueMath · comprobado con las normas indicadas abajo y los casos de prueba de la calculadora · Actualizado
Paso, avance y número de entradas
Un husillo puede tener una o varias roscas enrolladas una junto a otra, como las franjas de un poste de barbería. Cada una es una entrada. Entre flancos vecinos siempre se mide el paso; la misma rosca vuelve a aparecer solo después de que hayan pasado todas las demás entradas.
Ph avance (mm por vuelta), n número de entradas, P paso (mm).
Velocidad lineal en mm/min a partir del avance en mm y la velocidad del husillo en rpm. Ejemplo: Ph 4 mm a 300 rpm da 1200 mm/min = 20 mm/s.
Use la velocidad del husillo. Si entre motor y husillo hay una transmisión por correa o un reductor, velocidad del husillo = velocidad del motor / relación. El rendimiento no cambia el recorrido por vuelta: el avance es pura geometría y el rendimiento solo influye en el par.
Cómo leer las designaciones
Las roscas trapeciales según ISO 2904 / DIN 103 indican el diámetro nominal y el avance, y añaden el paso tras la P cuando no coinciden. Los husillos de bolas suelen designarse con el diámetro y el avance en dos grupos de dos cifras.
| Designación | Tipo | Paso P | Entradas | Avance Ph |
|---|---|---|---|---|
| Tr 16×4 | trapecial, 30° | 4 mm | 1 | 4 mm |
| Tr 16×8 P4 | trapecial, 30° | 4 mm | 2 | 8 mm |
| Tr 8×8 P2 | trapecial (impresoras 3D) | 2 mm | 4 | 8 mm |
| SFU 1605 | husillo de bolas Ø16 | – | según fabricante | 5 mm |
| SFU 1610 | husillo de bolas Ø16 | – | según fabricante | 10 mm |
| SFU 2005 | husillo de bolas Ø20 | – | según fabricante | 5 mm |
En los husillos de bolas solo el avance cuenta para la velocidad y el par; el número de circuitos de bolas es un detalle del fabricante. En roscas trapeciales compruebe siempre si el segundo número es el avance o el paso.
Cómo medir el avance
- Cuente las entradas en el extremo del husillo: el número de comienzos de rosca alrededor del perímetro es el número de entradas.
- Mida el paso con un calibre sobre varios flancos, por ejemplo 10 pasos, y divida entre 10. Para pasos habituales también sirve un peine de roscas.
- Multiplique: avance = entradas × paso.
- Compruebe girando: marque la tuerca, gire el husillo exactamente una vuelta y mida el desplazamiento. Así obtiene el avance directamente y detecta errores al contar las entradas.
No mida de un flanco al siguiente en una foto o un plano sin conocer el número de entradas: en un husillo de una entrada eso es el avance, pero en uno de varias entradas es solo una fracción.
Qué cambia el avance
Con la misma velocidad de motor, un avance mayor da proporcionalmente más velocidad lineal, pero el motor tiene que dar proporcionalmente más par y es menos probable que el husillo retenga la carga por sí solo.
T par de accionamiento, F carga axial, d₂ diámetro de flancos, λ ángulo de hélice, ρ' ángulo de rozamiento = atan(μ / cos 15°) en rosca trapecial de 30°. Con el rozamiento dinámico μ = 0,12 resulta ρ' = 7,08°. Para comprobar la autorretención, la calculadora usa el rozamiento estático μs = 1,25 × μ = 0,15, es decir ρ's = 8,83°. Si λ es menor que ρ's se cumple la condición calculada de autorretención con los rozamientos supuestos. No es una función de retención garantizada: golpes, vibraciones y cambios del rozamiento pueden hacer deslizar el husillo.
Ejemplo: 200 pasos × 16 micropasos / 4 mm = 800 pasos/mm. Es una resolución de mando de 1,25 µm por micropaso, no una precisión de posicionamiento garantizada: no incluye pérdidas de pasos, deformación elástica, holgura ni la no linealidad de los micropasos. Con correa o reductor entre motor y husillo, incluya su relación.
| Husillo | Velocidad lineal | Par | Rendimiento | ¿Autorretención calculada? |
|---|---|---|---|---|
| Tr 16×4 | 1200 mm/min | 3,05 N·m | 42 % | sí: λ 5,2° < ρ's 8,8° |
| Tr 16×8 P4 | 2400 mm/min | 4,39 N·m | 58 % | no: λ 10,3°, la carga necesita 0,79 N·m de par de retención |
| Husillo de bolas 1605 | 1500 mm/min | 1,67 N·m | 95 % | no: los husillos de bolas en general no son autobloqueantes |
La autorretención calculada no es una función de seguridad. En ejes verticales o con cargas relevantes para la seguridad se necesita un freno o una función de retención diseñados por separado.
Ejemplo resuelto: Tr 16×4 o Tr 16×8 P4 para un eje de elevación de 2 kN
- Tarea: elevar 2 kN a 20 mm/s o más, con un motor a 300 rpm. El eje es vertical.
- Tr 16×4: una entrada, P = 4 mm, Ph = 4 mm. Velocidad = 4 × 300 = 1200 mm/min = 20 mm/s. La calculadora da 3,05 N·m de par y un 42 % de rendimiento. El ángulo de hélice de 5,20° es menor que el ángulo de rozamiento estático de 8,83° (μs 0,15), así que en el modelo estático simplificado Tr 16×4 cumple la condición de autorretención. Eso no garantiza la retención: en un eje vertical sigue haciendo falta una función de retención o de seguridad independiente.
- Tr 16×8 P4: dos entradas, P = 4 mm, Ph = 2 × 4 = 8 mm. La velocidad se duplica a 40 mm/s y el rendimiento sube al 58 %, pero el par sube a 4,39 N·m y el ángulo de hélice de 10,31° supera el de rozamiento: la carga puede hacer girar el husillo, así que hace falta un freno o un reductor autobloqueante.
- Con un motor paso a paso de 200 pasos y 16 micropasos: Tr 16×4 da 800 pasos/mm y Tr 16×8 P4, 400 pasos/mm.
Tr 16×4 alcanza 20 mm/s y cumple la condición calculada de autorretención; Tr 16×8 P4 es el doble de rápido y más eficiente, pero retrocede. En este eje vertical ambos necesitan un freno o una función de retención diseñados por separado; la autorretención nunca es la función de seguridad.
Errores frecuentes
- Leer Tr 16×8 P4 como paso 8: el 8 es el avance, el paso es 4 mm.
- Ajustar los pasos por mm con el paso en lugar del avance en un husillo de varias entradas: cada movimiento sale mal en un factor igual al número de entradas.
- Confiar en la autorretención en un eje vertical. Los husillos de bolas, por su alto rendimiento, en general no son autobloqueantes, e incluso un husillo trapecial con autorretención calculada puede deslizar con vibraciones: prevea un freno o una función de retención adecuados.
- Medir de un flanco al siguiente y llamarlo avance sin contar las entradas.
- Pedir una tuerca solo por el paso. Tuerca y husillo deben coincidir en diámetro, paso, número de entradas y sentido de la hélice (a derechas o a izquierdas).
Fuentes y normas
- DIN 103 – roscas trapeciales métricas ISO, incluida la designación de roscas de varias entradas (Tr d × Ph P). ISO 2901–2904 – roscas trapeciales métricas ISO: perfil básico, plan general, tolerancias y dimensiones básicas.
- ISO 3408 – Husillos de bolas (diámetro nominal y avance).
- Par, rendimiento y autorretención: fórmulas de rozamiento en roscas según Roloff/Matek Maschinenelemente y Shigley's Mechanical Engineering Design, implementadas en nuestra calculadora de husillos, cómo se comprobó.