El tornillo es un elemento mecánico utilizado tanto para sujetar piezas como para transformar el movimiento y la fuerza. En las prensas y otras máquinas, puede actuar como mecanismo de apriete, sistema de transmisión o dispositivo para convertir un movimiento giratorio en un desplazamiento lineal.
La prensa o tornillo de banco es una herramienta de sujeción muy útil en todos los talleres de mecanizado, carpintería y labores de bricolaje. El tornillo de banco es una herramienta indispensable en los talleres por los beneficios que ofrece. Este se utiliza para inmovilizar piezas sobre las cuales se realiza un trabajo y, de esta manera, poder hacer el mecanizado de forma eficiente y segura.
Qué es el tornillo de una prensa
En la construcción de máquinas, el tornillo es un elemento normalmente cilíndrico y circular, provisto de un filete helicoidal continuo, que se utiliza como elemento de fijación o como modificador de fuerza y movimiento.
En una prensa de banco, el tornillo roscado se conecta a las mordazas y atraviesa el cuerpo de la prensa de banco. Este tornillo se mueve accionado por una manivela o palanca que se coloca en el extremo exterior de la herramienta. Cuando se gira dicha manivela, entonces se ejerce una presión a través del tornillo. Es la que mueve la mordaza superior o móvil.
Cuando se hace el giro en el sentido contrario a las agujas del reloj, la mordaza movible se aleja de la mordaza fija (se abre) y permite la apertura del espacio entre ellas. Cuando la palanca se gira en el sentido del reloj, entonces la mordaza móvil se cierra.
Prensa o tornillo de banco
Los tornillos de banco o prensa de banco están formados por dos mordazas paralelas, una fija y otra móvil. La prensa de banco se coloca fija sobre la mesa de trabajo para poder realizar la sujeción del objeto y poder realizar múltiples mecanizados sobre el mismo: taladrado, cepillado, corte, serrado, etcétera.
La función principal del tornillo de banco es mantener sujeta la pieza dentro de sus mordazas; esta pieza se mantiene de forma fija, estable y segura. Con ello, realizar el mecanizado de la pieza será mucho más fácil que si se sujeta solo con la mano.
Además, la prensa de banco aporta seguridad para el operario, pues reduce el riesgo de accidentes en operaciones de corte y con sierras manuales.
Funcionamiento del tornillo de banco
La prensa de banco tiene un funcionamiento bastante simple. Está formada por una base, que es la que permite ajustar la prensa a la mesa de trabajo a través de uno o varios tornillos especiales. Además, se compone de las dos mordazas paralelas que, al accionarse, funcionan en conjunto para poder sujetar fuertemente el objeto y mantenerlo en su sitio.
Una de las mordazas del tornillo es fija y se mantiene unida a la base y a la mesa, que forman el conjunto estacionario de la herramienta. Por su parte, la mordaza móvil es la que realiza los desplazamientos para abrir o cerrar la prensa y ajustarla en función del objeto a mecanizar.
El giro de la manivela transmite el movimiento al husillo roscado. La rosca convierte ese movimiento giratorio en un desplazamiento longitudinal de la mordaza móvil. De este modo, una fuerza aplicada en la palanca se transforma en presión sobre la pieza.
Partes principales
- Dos mandíbulas. Estas son la parte más característica de esta herramienta y se llaman mordazas, pues son las que sujetan la pieza a mecanizar.
- Base perforada. La base es la que permite que se atornille la herramienta a la mesa de trabajo.
- Guía. Permite el desplazamiento de la mandíbula móvil de la prensa de banco.
- Palanca. Esta parte atraviesa el husillo y lo hace girar.
- Husillo roscado. Es el mecanismo que permite abrir y cerrar la prensa de banco.
- Yunque. Es la superficie destinada a realizar determinados trabajos de golpeo o apoyo.
Tipos de tornillos de banco
Hoy en día es posible encontrar dos tipos diferentes de tornillo de banco que se ajustan a las necesidades de mecanizado del taller o fábrica. Estos pueden ser portátiles y permanentes o fijos.
| Tipo | Características |
|---|---|
| Portátil | Puede moverse y ser acoplado a diferentes superficies y mesas de trabajo. |
| Permanente o fijo | Se ajusta sobre la mesa de trabajo de forma fija y estable. |
Los tornillos de banco portátiles, como su nombre indica, pueden moverse y ser acoplados a diferentes superficies y mesas de trabajo. Los tornillos de banco permanente, al contrario, se ajustan sobre la mesa de trabajo de forma fija y estable.
Estas son las herramientas más utilizadas porque gracias a ellas es posible realizar la sujeción de objetos de gran peso y volumen.
Tornillos de fundición y de acero forjado
Además de la clasificación según la sujeción de la herramienta, los tornillos de banco pueden ser de fundición y de acero forjado.
Los de fundición son las herramientas más económicas, pero tienen la desventaja de ser bastante más frágiles y no soportan grandes presiones ni golpes fuertes. Por eso se recomiendan para labores de bricolaje o trabajos más sencillos.
Los modelos de acero forjado se destinan a condiciones de trabajo más exigentes, especialmente cuando la herramienta debe soportar esfuerzos elevados, golpes o piezas pesadas.
Usos de la prensa de banco
Por su eficiencia, la prensa de banco puede utilizarse en distintos sectores industriales como la metalmecánica, la construcción, cerrajería, carpintería, etcétera.
La prensa permite mantener inmóviles las piezas durante operaciones de taladrado, cepillado, corte y serrado. También facilita trabajos de ajuste, limado, montaje, reparación y preparación de componentes.
La sujeción estable mejora la precisión del trabajo y evita que la pieza se desplace durante el mecanizado. Al mismo tiempo, libera las manos del operario y disminuye el riesgo asociado a sujetar directamente el material durante operaciones de corte.
El tornillo en otras máquinas
Los tornillos que modifican la fuerza y el movimiento se conocen como tornillos de potencia. Un gato de tornillo convierte el par de giro en empuje. El empuje, normalmente utilizado para elevar un objeto pesado, se crea al girar el tornillo dentro de una tuerca estacionaria.
Al utilizar una barra larga para girar el tornillo, una fuerza pequeña aplicada en el extremo de la barra puede crear una gran fuerza de empuje.
Las mesas de las máquinas herramienta se desplazan linealmente sobre guías mediante tornillos que giran en cojinetes situados en los extremos de las mesas y engranan con tuercas fijadas al bastidor de la máquina.
En estos mecanismos, la rosca cumple una doble función: transmite el movimiento y permite obtener una ventaja mecánica. La relación entre el paso de rosca, la longitud de la palanca y la fuerza aplicada determina el desplazamiento y la capacidad de empuje.
Clases de tornillos mecánicos
En la construcción moderna de máquinas, los tornillos de cabeza cilíndrica y los tornillos para máquinas se utilizan para unir piezas, ya sea cuando una de ellas tiene un orificio roscado o junto con una tuerca.
Estos tornillos se estiran al apretarse, y la carga de tracción creada mantiene unidas las piezas. Los tornillos para máquinas presentan distintos tipos de cabeza, la mayoría con ranuras para destornillador.
El tornillo prisionero se introduce en un orificio roscado de una pieza. Cuando se aprieta, su punta en forma de copa presiona contra la pieza correspondiente, normalmente un eje, e impide el movimiento relativo.
Los tornillos prisioneros también se fabrican con puntas cónicas y cilíndricas que encajan en orificios correspondientes, así como con cabezas ranuradas y cuadradas.
Un espárrago es una varilla roscada en ambos extremos. Se atornilla permanentemente en una pieza y se fija mediante una tuerca en el otro extremo.
Tornillos autorroscantes y tornillos para madera
Los tornillos autorroscantes forman o cortan roscas complementarias en materiales como metales, plásticos, fibra de vidrio, amianto y madera contrachapada impregnada de resina cuando se introducen o atornillan en orificios taladrados o fundidos.
El tornillo autorroscante forma la rosca desplazando el material adyacente a un orificio piloto, de modo que dicho material fluye alrededor del tornillo.
Los tornillos autorroscantes de corte tienen filos de corte y cavidades para virutas que producen una rosca complementaria al retirar material.
Los tornillos para madera se fabrican en una amplia variedad de diámetros y longitudes. Cuando se utilizan los tamaños más grandes, se taladran orificios piloto para evitar que la madera se parta.
Los tirafondos son tornillos grandes para madera utilizados para fijar objetos pesados a este material.
Prensas industriales
En el mundo de la producción industrial, las prensas industriales son herramientas esenciales para moldear, cortar y conformar materiales de todo tipo.
Una prensa industrial es una máquina diseñada para aplicar presión y transformar materiales mediante procesos como el corte, el estampado, el prensado y el conformado.
Una prensa industrial es una máquina que destaca por la gran proporción de energía que genera de forma controlada.
Las prensas industriales son herramientas clave en el sector manufacturero. Conocer los diferentes tipos y sus aplicaciones te ayudará a tomar una decisión informada.
Tipos de prensas industriales
Prensas hidráulicas
Las prensas hidráulicas emplean un sistema de fluidos para generar presión.
En cambio, la prensa hidráulica consigue el movimiento a través de los cilindros y el fluido como el aceite.
Las prensas hidráulicas resultan adecuadas cuando se necesita aplicar una fuerza elevada de forma controlada durante el recorrido de trabajo.
Prensas mecánicas
Las prensas mecánicas son herramientas utilizadas en la fabricación para deformar piezas a alta presión, como bronce, hierro, acero, cobre o aluminio.
La fuerza varía según la velocidad y la magnitud a lo largo de la distancia del golpe. Esta energía es similar al efecto de un martillo al golpear un clavo.
Normalmente, las prensas mecánicas cuentan con un motor eléctrico que hace girar un volante, que sirve como acumulador de energía. Convierte el movimiento circular en movimiento lineal.
La prensa mecánica ofrece la fuerza mediante las conexiones mecánicas entre el volante y sus piezas que están todas conectadas entre sí.
Por lo general, este tipo de prensa tiene una ventaja muy diferencial porque es rápida, económica y productiva pero también es más ruidosa y peligrosa.
Prensas neumáticas
Funcionan mediante aire comprimido, lo que las hace ideales para trabajos de bajo tonelaje y series pequeñas.
Prensas de tornillo
Este tipo de prensas utiliza un sistema de tornillos para aplicar presión.
La prensa de tornillo utiliza la energía rotacional de un motor para girar un tornillo de grandes dimensiones.
El tornillo de la prensa permite aplicar presión de forma progresiva mediante la rotación del husillo. Su funcionamiento se basa en el mismo principio de conversión entre movimiento giratorio y desplazamiento lineal que se observa en el tornillo de banco y en los gatos de tornillo.
Prensas de manivela
La prensa de manivela utiliza una biela que se implementa por medio de un cigüeñal. El volante de la parte superior de la máquina gira mediante un motor eléctrico.
Cuando es necesario hacer una acción, un embrague conecta el eje del volante al cigüeñal y aplica toda su fuerza.
Prensas de piñón y cremallera
La prensa de piñón y cremallera acciona el motor eléctrico a través de un engranaje conectado directamente al eje de transmisión.
La cremallera es en realidad un engranaje circular con un radio infinito. El engranaje giratorio, o piñón, proporciona fuerza a través de la cremallera.
Prensas combinadas articuladas
La prensa combinada articulada convierte la potencia del motor a través de un potente diseño de biela y puede transmitir una gran potencia.
La manivela del eje de transmisión gira completamente.
Aplicaciones de las prensas industriales
Las prensas mecánicas, aquellas con un motor eléctrico que hace girar un volante de inercia que sirve de acumulador de energía, se usan para los trabajos de corte, estampación, forja y pequeñas embuticiones.
Para la mayoría de las operaciones de punzonado, recortado y desbarbado, se usan generalmente prensas del tipo manivela o excéntrica.
En este tipo de prensas, la energía del volante se puede transmitir al eje principal, ya sea directamente o a través de un tren de engranes.
La prensa de junta articulada se ajusta idealmente a las operaciones de acuñado, prensado o forja.
Las prensas industriales también pueden diseñarse para operaciones específicas de estampado y conformado de piezas en la industria automotriz.
| Tipo de prensa | Principio de funcionamiento | Aplicaciones indicadas |
|---|---|---|
| Hidráulica | Sistema de fluidos, cilindros y aceite | Operaciones que requieren presión controlada |
| Mecánica | Motor eléctrico, volante y conexiones mecánicas | Corte, estampación, forja y pequeñas embuticiones |
| Neumática | Aire comprimido | Trabajos de bajo tonelaje y series pequeñas |
| De tornillo | Tornillo de grandes dimensiones accionado por energía rotacional | Aplicación de presión mediante un sistema de tornillos |
| De manivela | Biela, cigüeñal, volante y embrague | Operaciones de conformado y transformación |
| De piñón y cremallera | Engranaje giratorio y cremallera | Transmisión de fuerza mediante engranajes |
| De junta articulada | Diseño de biela y transmisión de gran potencia | Acuñado, prensado o forja |
Cómo elegir entre una prensa mecánica y una hidráulica
En cambio, la prensa hidráulica consigue el movimiento a través de los cilindros y el fluido como el aceite. Ambas máquinas tienen sus propias ventajas, pero al elegir comprar de una prensa mecánica o hidráulica, se debe tener en cuenta múltiples factores como el tipo de operación, el tamaño y material de la pieza, la potencia requerida y la velocidad de la operación.
La elección depende de las características concretas del trabajo. El tipo de operación determina el mecanismo más conveniente; el tamaño y el material de la pieza influyen en la fuerza necesaria; la potencia requerida condiciona la capacidad de la máquina; y la velocidad de la operación permite valorar la conveniencia de un sistema mecánico, hidráulico o neumático.
Origen y evolución del tornillo
Aunque el filósofo pitagórico Arquitas de Tarento, del siglo V antes de nuestra era, es considerado el supuesto inventor del tornillo, la fecha exacta de su primera aparición como dispositivo mecánico útil no está clara.
La invención del tornillo de agua suele atribuirse a Arquímedes, en el siglo III antes de nuestra era, aunque existen pruebas de un dispositivo similar utilizado para el riego en Egipto en una fecha anterior.
La prensa de tornillo, probablemente inventada en Grecia en los siglos I o II antes de nuestra era, se utilizaba desde la época del Imperio romano para prensar ropa.
En el siglo I de nuestra era ya se utilizaban tornillos de madera en prensas de vino y aceite de oliva, y también se empleaban machos de roscar para cortar roscas internas.
Explicación del funcionamiento del Tornillo de Arquímedes
Mantenimiento y seguridad
El mantenimiento de la prensa juega un papel importante en el correcto funcionamiento.
Además, cuando antes se detectan y se corrigen mucho mejor, y a menudo, suele ser una solución más económica.
La inspección periódica debe prestar atención al estado del husillo roscado, la palanca, las guías, las mordazas, la base y los elementos de fijación. Una prensa correctamente fijada ofrece mayor estabilidad y permite trabajar con menos riesgo de desplazamientos inesperados.
En las prensas industriales, el mantenimiento debe considerar también el motor, el volante, los embragues, los cilindros, los circuitos de fluidos, los sistemas de transmisión y los elementos de protección.
La seguridad depende de seleccionar una prensa adecuada para el peso, el tamaño y el material de la pieza. Las piezas deben quedar firmemente sujetas y el operario debe evitar colocar las manos en zonas de cierre, corte o prensado durante el funcionamiento de la máquina.
Si necesitas más orientación, en Maquinaria Barriuso contamos con más de 30 años de experiencia ofreciendo asesoramiento especializado.