La tabla ISO de longitud engranada elige un grado de tolerancia, no una resistencia

Esta página no da ninguna recomendación de longitud engranada y no dice nada sobre resistencia ni barrido de rosca, porque el documento leído aquí no contiene ningún requisito de resistencia. Tampoco comenta recipientes a presión ni bridas. La pregunta procede de un sitio público de preguntas de ingeniería, consultado a través de su interfaz abierta, ya que las herramientas de navegador que este sitio usa normalmente volvían a estar fuera de servicio. Leímos la pregunta y no sus respuestas, y aquí no aparece ningún nombre de usuario.

La tabla existe, y está indexada por paso

La tabla 2 tiene tres columnas de entrada y tres de salida. Las entradas son una banda de diámetro mayor básico, expresada como «más de» y «hasta inclusive», y un paso. Las salidas son los tres grupos: S hasta un valor inclusive, N por encima de ese valor y hasta un segundo valor inclusive, y L por encima del segundo.

Fíjese en esa forma. Dentro de una banda de diámetros, las longitudes cambian solo con el paso. Dos diámetros distintos que caen en la misma banda y llevan el mismo paso reciben los mismos tres números en milímetros. La tabla nunca divide por un diámetro, y la palabra diámetro aparece en ella solo como etiqueta de la banda.

Para qué sirven los grupos

Esta es la parte que responde a la pregunta, y no está en el apartado 8. Está dos apartados antes.

Así que S, N y L son una entrada para elegir un grado de tolerancia. Una longitud engranada larga recibe un grado más holgado y una corta un grado más estrecho, porque en una longitud larga el error acumulado entre las dos roscas tiene más ocasiones de atascarse, y en una corta hay menos rosca para repartir el ajuste.

Esa es una decisión de fabricación, no de capacidad de carga. La tabla le dice con qué precisión tolerar la rosca que ha elegido. No le dice si la rosca es lo bastante larga para sujetar, y nada en este documento lo hace. Quien preguntaba quería lo segundo y habría recibido lo primero.

Y sin embargo el número conocido está justo ahí

Tome el paso grueso de cada diámetro preferente, lea sus dos límites en la tabla y divida por el diámetro. Todas las divisiones que siguen son nuestras; los valores en milímetros son de la norma.

El primer número es exactamente la mitad del diámetro en los diez casos. El segundo es exactamente una vez y media el diámetro en nueve de los diez. La única excepción es M36, donde la tabla da 53 y una vez y media treinta y seis son 54. Un milímetro.

Así que la regla práctica que todos repiten no es en absoluto una regla práctica para estos tamaños. Es el límite superior de la banda normal, reproducido al milímetro, para todos los diámetros preferentes menos uno. Y los dos límites guardan una relación de exactamente tres en esos mismos nueve casos.

Los tamaños que comparten paso no reciben números propios

Ahora los diámetros de segunda elección, los que comparten paso con un tamaño preferente.

• M14 lleva paso 2, el mismo que M16, así que recibe 8 y 24. Divididos entre 14 dan 0,571 y 1,714
• M18 lleva paso 2,5, el mismo que M20, así que recibe 10 y 30: 0,556 y 1,667
• M22 también lleva 2,5 y también recibe 10 y 30: 0,455 y 1,364
• M27 lleva paso 3, el mismo que M24, así que recibe 12 y 36: 0,444 y 1,333
• M33 lleva 3,5 como M30 y recibe 15 y 45: 0,455 y 1,364

Ninguno cae en las cifras redondas. El límite superior va de 1,333 a 1,714 veces el diámetro en esos cinco, una dispersión de casi el treinta por ciento, mientras que los tamaños preferentes se sitúan todos en 1,500.

La razón es la indexación. Dos diámetros comparten paso, la tabla se basa en el paso, y el segundo hereda los milímetros del primero. Lo que significa que la relación limpia no es una regla de diseño incorporada en la tabla. Es una consecuencia de que la serie de pasos se trazara desde el principio en torno a los diámetros preferentes, un patrón que este sitio encontró desde el otro lado cuando resultó que todas las roscas gruesas suben casi con el mismo ángulo.

Lo que esto resuelve y lo que deja abierto

Quien preguntaba quería una referencia normativa. La hay, y ahora tiene número de apartado y número de tabla. Lo que no hará es decirle a nadie cuánta rosca meter en un agujero, porque la magnitud que regula es un grado de tolerancia.

Por qué las reglas prácticas que se citan se contradicen entre sí es un asunto aparte con su propia respuesta, y este sitio ya lo trató: los multiplicadores son el mismo cálculo hecho para distintos pares de materiales y luego enunciado sin el par. Eso se cubre en la página sobre por qué cada fuente da un mínimo distinto y aquí no se repite.

Conviene señalar un límite más. Es la tercera vez que este sitio lee esta norma en concreto, después de su tabla de diferencias fundamentales y su apartado de designación. La vista previa llega hasta la página impresa 9. Los apartados que conectarían algo de esto con la carga no están en ella, y tampoco ninguna afirmación de que existan.

Qué conviene quedarse

• Existe una tabla ISO de longitudes engranadas, en tres grupos llamados S, N y L
• Está indexada por una banda de diámetros y un paso, y dentro de una banda las longitudes solo varían con el paso
• Su finalidad es elegir un grado de tolerancia. Grado 6 para calidad media y longitud normal, por debajo de 6 para fina y corta, por encima de 6 para gruesa y larga
• No contiene ningún requisito de resistencia, así que no puede responder cuánta rosca basta para sujetar
• Para todos los tamaños preferentes de rosca gruesa, el grupo corto termina exactamente en medio diámetro, diez de diez
• El grupo normal termina exactamente en un diámetro y medio en nueve de esos diez. M36 da 53 donde uno y medio daría 54
• Los diámetros de segunda elección se desvían, de 1,333 a 1,714 veces el diámetro, porque heredan los milímetros del tamaño preferente con el que comparten paso
• Así que el múltiplo conocido es real, pero es un subproducto de cómo se trazó la serie de pasos, no una regla que la tabla enuncie

Una regla práctica que coincide al milímetro con una norma en diez tamaños merece conocerse. También el hecho de que la norma respondía a otra pregunta cuando produjo esos números, y de que cinco tamaños comunes no la cumplen.

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

¿Existe una norma ISO para la longitud de rosca engranada?

Existe una tabla. El apartado 8 de la norma de tolerancias de roscas métricas dice que la longitud engranada se clasifica en uno de tres grupos, S, N o L, conforme a su tabla 2. La tabla está indexada por una banda de diámetro mayor básico y por el paso.

¿Me dice esa tabla cuánta rosca necesito para la resistencia?

No. Su finalidad se fija dos apartados antes: el grado 6 se usa para calidad de tolerancia media y longitud engranada normal, los grados por debajo de 6 para calidad fina y longitud corta, y los grados por encima de 6 para calidad gruesa y longitud larga. Los grupos son una entrada para elegir un grado de tolerancia. El documento no contiene ningún requisito de resistencia.

¿De dónde sale la regla de una vez y media el diámetro?

Coincide con el límite superior del grupo normal en los tamaños preferentes de rosca gruesa. Leyendo la tabla y dividiendo por el diámetro, que es aritmética nuestra, de M6 a M42 dan exactamente 1,500 en nueve de diez casos. La excepción es M36, donde la tabla da 53 mm y una vez y media 36 son 54.

¿Y el límite inferior del grupo normal?

Exactamente la mitad del diámetro, en los diez tamaños preferentes de rosca gruesa: 3 en M6, 4 en M8, 5 en M10, 6 en M12, 8 en M16, 10 en M20, 12 en M24, 15 en M30, 18 en M36 y 21 en M42. Por tanto, los dos límites guardan una relación de tres en esos mismos nueve casos.

¿Se cumple la regla para todos los tamaños?

No. Los diámetros de segunda elección comparten paso con uno preferente y heredan sus milímetros. M14 recibe los números de M16 y resulta en 1,714 diámetros, M18 en 1,667, M22 en 1,364, M27 en 1,333 y M33 en 1,364. La dispersión entre esos cinco es de casi el treinta por ciento.

¿Por qué la tabla está indexada por paso y no por diámetro?

Esta página no lo sabe y el documento no lo dice. Lo que se puede observar es la consecuencia: dentro de una banda de diámetros las longitudes cambian solo con el paso, de modo que dos diámetros con el mismo paso reciben los mismos tres números en milímetros.

Entonces, ¿cuánta rosca debe quedar engranada?

Esta página no responde a eso y no da ninguna recomendación. No tiene ninguna fuente sobre resistencia, y la norma que lee no tiene ningún requisito de resistencia. Por qué las distintas reglas prácticas se contradicen se trata por separado en este sitio.

¿Cómo se llaman los grupos S, N y L?

Corto, normal y largo. La norma los escribe solo como S, N y L en el apartado 8 y la tabla 2, y usa las palabras corto, normal y largo en el apartado 6 al describir qué grados de tolerancia corresponden a cada grupo.

¿Una longitud engranada mayor necesita una tolerancia más holgada?

Eso es lo que indica el apartado 6: los grados por encima de 6 están previstos para calidad de tolerancia gruesa y/o longitudes engranadas largas, y los grados por debajo de 6 para calidad fina y/o longitud corta. La norma enuncia la asociación sin explicarla, y esta página no añade ninguna explicación.

Referencias

• ISO 965-1:1998, ISO general purpose metric screw threads, Tolerances, Part 1: Principles and basic data. Vista previa gratuita de once páginas que llega hasta la página impresa 9, con el apartado 6 sobre grados de tolerancia y el apartado 8 y la tabla 2 sobre longitudes de rosca engranada
• La pregunta, en un sitio público de preguntas de ingeniería. Tres votos, dos respuestas

La norma de tolerancias se leyó en su vista previa gratuita de once páginas, que llega hasta la página impresa 9 y contiene completos el apartado 6, el apartado 7, la tabla 1, el apartado 8 y la tabla 2. Cada frase citada y cada valor en milímetros se comprobó contra una imagen renderizada de la página y no contra el texto extraído. Es la tercera vez que este sitio usa este documento, después de su tabla de diferencias fundamentales y su apartado de designación; los apartados usados aquí no se tocaron en ninguna de las dos, y nada de esas páginas se repite. Lo siguiente es aritmética nuestra, no afirmaciones de la norma: cada relación con el diámetro en esta página; la constatación de que el grupo corto termina exactamente en medio diámetro en los diez tamaños preferentes de rosca gruesa y de que el grupo normal termina exactamente en un diámetro y medio en nueve de ellos; la identificación de M36 como la excepción, con 53 frente a 54; las cifras de los cinco diámetros de segunda elección y su dispersión de 1,333 a 1,714; y la observación de que los dos límites guardan una relación de tres. El paso grueso de cada diámetro procede del plan general, que este sitio leyó por separado. Esta página no da ninguna recomendación de longitud engranada ni hace afirmación alguna sobre resistencia, barrido de rosca o carga, porque el documento leído aquí no contiene ningún requisito de resistencia y no se usó ninguna otra fuente. Tampoco comenta la aplicación a recipientes a presión de la pregunta. ISO 898-1, la norma del perfil básico y la norma de tamaños seleccionados no se leyeron para esta página. La pregunta procede de un sitio público de preguntas de ingeniería y no de las herramientas de foros que este sitio usa normalmente, que siguen fuera de servicio. Leímos la pregunta y no sus respuestas, y aquí no aparece ningún nombre de usuario.