Wikichicos: Cómo funcionan las cosas/Tornillo
Los tornillos son un tipo de máquina simple. Tienen una cresta en forma de sacacorchos, conocida como rosca, que envuelve un cilindro. La cabeza tiene una forma especial para que el destornillador o la llave puedan sujetar el tornillo al introducirlo.
Los usos más comunes de los tornillos son unir objetos -como la madera- y colocarlos. A menudo, los tornillos tienen una cabeza en un extremo que permite girarlos. La cabeza suele ser más grande que el cuerpo del tornillo. La parte cilíndrica del tornillo, desde la parte inferior de la cabeza hasta la punta, se denomina vástago.
Los pernos son un tipo de tornillo que suele estar diseñado para trabajar con una tuerca u otro elemento de fijación roscado.
¿Quién lo inventó?[editar]
Los historiadores no saben quién inventó el tornillo. Aunque parece que se inventó en los últimos miles de años. El primer uso conocido de un tornillo fue como parte de la bomba de tornillo de Senaquerib, rey de Asiria, para los sistemas de agua de los Jardines Colgantes de Babilonia y Nínive en el siglo VII a.C.
Alrededor del año 250 a.C., el inventor griego Arquímedes fabricó una bomba de tornillo. La máquina de Arquímedes tenía una cuchilla giratoria en forma de tornillo dentro de un cilindro. La cuchilla se hacía girar a mano. Este tipo de máquina se llama tornillo de Arquímedes. Todavía hoy se utiliza para bombear líquidos y otros materiales como carbón y grano. En el siglo I a.C., los tornillos de madera ya se utilizaban en todo el mundo mediterráneo en aparatos como prensas de aceite y vino.
El tornillo metálico no se convirtió en un elemento de fijación habitual hasta que se desarrollaron máquinas para su fabricación en serie, a finales del siglo XVIII, porque los clavos, que son rectos, son mucho más fáciles de fabricar que los tornillos. En la década de 1770, el fabricante de instrumentos inglés Jesse Ramsden inventó una máquina que fabricaba tornillos de metal. Los destornilladores manuales aparecieron por primera vez hacia 1800. Estos avances provocaron un gran aumento del uso de elementos de fijación roscados.
A lo largo del siglo XIX, los tipos más comunes de cabezas de tornillo eran redondas con ranuras simples que se giraban con destornilladores y cuadradas y hexagonales que se giraban con llaves. A principios de la década de 1930, Henry F. Phillips inventó el tornillo de cabeza Phillips. Este tornillo tiene un hueco en forma de cruz en la cabeza para el destornillador.
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¿Para qué sirve?[editar]
Los tornillos hacen una cosa básica. Convierten una fuerza que gira y gira en una fuerza que sube y baja. Esta fuerza puede utilizarse para empujar un objeto.
Las máquinas que utilizan tornillos para empujar otros objetos se llaman prensas. Una prensa se utiliza para hacer sidra o vino aplastando fruta para extraerle el zumo. También se utilizaban prensas para imprimir libros.
La fuerza hacia arriba y hacia abajo generada por un tornillo también puede utilizarse para mantener cosas unidas. Los tornillos pueden enroscarse en una tuerca metálica y la fuerza ascendente y descendente los mantiene unidos. Una gran ventaja de los tornillos utilizados como elementos de fijación es que se pueden quitar y volver a poner muchas veces sin que pierdan su eficacia. Tienen mayor fuerza de sujeción que los clavos y pueden desmontarse y reutilizarse fácilmente.
Los tornillos también sirven para levantar objetos. Para elevar o bombear agua u otro líquido se utiliza un dispositivo llamado tornillo sinfín. Cuando el tornillo gira en el agua, ésta se eleva. Así es también como una hormigonera (camión) descarga su carga de hormigón.
¿Cómo obtiene energía?[editar]
Un tornillo es accionado por el movimiento del destornillador. Convierte esta fuerza de rotación (llamada par de torsión) en fuerza hacia arriba y hacia abajo.
La potencia de un tornillo depende de lo juntas que estén las roscas y de la distancia a la que se aplique la fuerza desde el centro del tornillo. Se puede obtener más potencia haciendo que las roscas estén más juntas. Si las roscas están juntas, cada vuelta del tornillo recorre una distancia más corta pero ejerce más fuerza. Si las roscas están más juntas, tendrás que girar el tornillo más veces antes de que quede apretado.
También puedes conseguir más fuerza utilizando un objeto que te permita aplicar la fuerza más lejos del centro del tornillo. Por eso es más fácil girar un tornillo o perno con una llave larga que con una más corta. Pero utilizar una llave más larga tiene sus inconvenientes. Con una llave más larga, tienes que mover la llave más lejos para girar el tornillo la misma distancia.
¿Es peligroso?[editar]
Los tornillos pueden ser peligrosos para cualquier persona, especialmente para los niños. Los tornillos con una punta afilada en el vástago están diseñados para perforar el material y pueden perforar y dañar de verdad la piel o dondequiera que te hagas daño, si no eres cuidadoso y precavido.
El clavijero de un contrabajo utiliza un tornillo sin fin que es un tipo de tornillo.
¿Cómo varía?[editar]
Algunos tornillos pueden tener diferentes formas, tamaños, etc. para adaptarse a diferentes necesidades.
Algunas roscas de tornillo están diseñadas para acoplarse a una rosca complementaria, conocida como rosca interna, a menudo en forma de tuerca o un objeto que tiene la rosca interna formada en ella. Otras roscas de tornillo están diseñadas para cortar una ranura helicoidal en un material más blando a medida que se inserta el tornillo.
La mayoría de los tornillos se aprietan girando en el sentido de las agujas del reloj, lo que se denomina rosca a derechas. Los tornillos con rosca a la izquierda se utilizan en casos excepcionales. Por ejemplo, cuando el tornillo va a estar sometido a fuerzas en sentido contrario a las agujas del reloj (que actuarían para aflojar una rosca a derechas), un tornillo con rosca a izquierdas sería una elección adecuada.
Las fijaciones roscadas pueden tener un vástago cónico o un vástago no cónico. Los elementos de fijación con vástago cónico están diseñados para introducirse directamente en el sustrato o en un orificio piloto en el sustrato. Las roscas de acoplamiento se forman en el sustrato a medida que se introducen estos elementos de fijación. Las fijaciones con vástago no cónico están diseñadas para acoplarse a una tuerca o para introducirse en un orificio roscado.
¿Cómo ha cambiado el mundo?[editar]
Inventos como el automóvil no serían posibles sin el tornillo.
¿Qué idea(s) y/o inventos tuvieron que desarrollarse antes de que pudiera crearse?[editar]
El tornillo es como una rampa o un plano inclinado enrollado alrededor de un poste, así que primero hubo que inventar la rampa. Aunque se han hecho algunos tornillos de madera, los tornillos de metal son mucho más útiles porque pueden ser más precisos.
Se necesitaron fundiciones para purificar el mineral y forjas para trabajar el metal con el fin de fabricar tornillos que fueran elementos de fijación eficaces. Para fabricar tornillos en serie, hubo que desarrollar un torno especial.