Cálculo del par de apriete y esfuerzos en un tornillo M8 – Guía técnica
22 July 2025
🔩 Introducción
Los tornillos métricos, como el M8, son muy comunes en aplicaciones estructurales y mecánicas. Es fundamental conocer cómo calcular correctamente su par de apriete, así como los esfuerzos a tracción, compresión, cortante y fatiga que puede soportar.
En esta guía práctica, te mostramos cómo estimar estos valores de forma sencilla y segura.
📐 Datos del tornillo M8
- Diámetro nominal: 8 mm
- Paso de rosca estándar: 1.25 mm
- Área resistente (As): ≈ 36.6 mm²
- Clase del tornillo (resistencia): 8.8
- Límite elástico (Rp0.2): 640 MPa
- Resistencia última (Rm): 800 MPa
🔧 Cálculo del par de apriete
Se usa la fórmula:
[ T = K \cdot d \cdot F ]
- ( T ): Par de apriete (Nm)
- ( K ): Coeficiente de fricción (≈ 0.2)
- ( d ): Diámetro del tornillo (m)
- ( F ): Fuerza de apriete (N)
Carga de diseño para M8 clase 8.8:
[ F = 0.9 \cdot A_s \cdot R_{p0.2} = 0.9 \cdot 36.6 \cdot 640 = 21,000 \, \text{N (aprox.)} ]
Par de apriete:
[ T = 0.2 \cdot 0.008 \cdot 21000 = \boxed{33.6 \, \text{Nm}} ]
✅ Se recomienda aplicar entre 30 y 35 Nm para tornillos M8 clase 8.8.
✂️ Resistencia a corte
[ F_{\text{corte}} = 0.6 \cdot A_s \cdot R_m = 0.6 \cdot 36.6 \cdot 800 = \boxed{17,600 \, \text{N (aprox.)}} ]
Esto representa la carga máxima que puede soportar el tornillo en una unión sometida a esfuerzos cortantes puros.
♻️ Análisis de fatiga
Para esfuerzos cíclicos se aplica el criterio de Goodman:
[ \frac{\sigma_a}{\sigma_e} + \frac{\sigma_m}{\sigma_u} \leq 1 ]
- ( \sigma_e ): Límite de fatiga ≈ 400 MPa
- ( \sigma_u ): Resistencia última = 800 MPa
- ( \sigma_a ): Tensión alternante
- ( \sigma_m ): Tensión media
Ejemplo:
Carga variable entre 5,000 y 15,000 N:
[
\sigma_a = \frac{(15000 - 5000)/2}{A_s} = 137 \, \text{MPa}
\quad\quad
\sigma_m = \frac{(15000 + 5000)/2}{A_s} = 273 \, \text{MPa}
]
[ \frac{137}{400} + \frac{273}{800} = 0.34 + 0.34 = \boxed{0.68 < 1} \Rightarrow ✅ Apto para fatiga ]
🧮 Resumen
| Parámetro | Valor estimado |
|---|---|
| Par de apriete | 33–35 Nm |
| Carga axial límite (tracción) | ≈ 21,000 N |
| Carga de corte máxima | ≈ 17,600 N |
| Apto para cargas cíclicas | Sí (variación hasta 10 kN) |
📎 Conclusión
Calcular correctamente el par de apriete y los esfuerzos admisibles es clave para garantizar la seguridad y durabilidad en cualquier sistema atornillado. En aplicaciones críticas, nunca olvides considerar la fatiga y el tipo de carga.
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