Full Mecánica
Para todos los amantes de la Tecnología Mecánica
Resortes /muelles / helicoidales de compresión.
Se utilizan para absorber o almacenar energía, ejercer fuerzas, proporcionar flexibilidad. Se fabrican con alambre de sección cuadrada o circular siendo estos últimos los más utilizados.
MATERIALES PARA RESORTES:
Alambre para cuerda musical (0.8 – 0.9 C), es el más utilizado para resortes pequeños, se fabrica en diámetros de 0.12 a 3 mm. Temperatura máxima de uso 120 ºC.
Alambre revenido en aceite de uso general es más económico que el de cuerda musical. No se emplea con cargas de impacto o choque, se fabrica en diámetros de 3 – 12mm, no se usa a mas de 180 ºC.
Alambre estirado duro 0.6 – 0.7 C de uso general y de menor costo produce resortes de menos calidad, no se usa a mas de 120 ºC.
Acero al cromo vanadio, produce resortes durables y de alta resistencia a la fatiga así como para cargas de impacto, se usa en válvulas para motores de aviación resiste temperaturas de hasta 220ºC.
Acero al cromo silicio para resortes de larga duración sometidos a cargas de choque resiste hasta 250ºC
CALCULO: El material de los resortes helicoidales trabaja a "torsión". las formulas presentadas en la tabla se basan en este hecho y permiten calcular algunas de las características de resortes cuyas medidas se conocen, sin embargo diseñar uno implica un proceso inverso. Se sugiere partir de unas medidas pre-seleccionadas he ir probando si el diseño cumple con los requerimientos de seguridad aplicando la formula (4) de la figura al final de la página. Puede ser útil seleccionar un índice
C = D / d = 4 a 12.
Ejemplo: se requiere un resorte cuya deformación sea de 30 mm con una carga máxima aplicada de 200 N. Las formulas aplicadas son las de la figura al pie.
Primer tanteo:
Diámetro del alambre (d=2. mm)
Diámetro medio del resorte (D=15mm)
La fuerza máxima permisible según la fórmula (3) es:
Fmax.adm = 2060 x 2 (3 - 0.163) / (5.88 (15 + 0.5 x 2)) = 156 N
El factor de seguridad calculado con la fórmula (4) es:
n = 156 / 200 = 0.78
Este valor es menor que UNO por tanto habrá de formación permanente del material debemos variar por lo tanto las medidas iniciales del resorte.
Segundo tanteo:
Diámetro del alambre (d=2 mm)
Diámetro medio del resorte (D=10 mm)
Aplicando el mismo procedimiento encontramos que:
Fmax.permisible = 228 N
Fmax aplicada = 200 N
Factor de seguridad:
n = 228 / 200 = 1.14 OK este es el resorte correcto.
Calculamos el numero de espiras con la formula (2) :
N = G x Y x d4 / (8 x F x D3 )
= 79300 x 30 x 24 / ( 8 x 200 x 103 ) = 23.79 = 24 espiras
2.- ENERGÍA ALMACENADA EN UN RESORTE
La energía almacenada en un resorte de compresión o tensión es igual a:
E = K * X2 / 2
donde:
X = deformación del resorte
K= constante elástica del resorte
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