Este documento trata sobre resortes helicoidales. Explica que los resortes helicoidales se utilizan comúnmente en máquinas para absorber energía y controlar movimientos. Describe los diferentes tipos de secciones transversales de resortes helicoidales y los materiales más usados para su fabricación, como aceros al carbono y aleados. También cubre temas como el diseño para cargas variables y la fatiga causada por ciclos repetitivos.
4.3 Subestaciones eléctricas componentes principales .pptx
Resortes helicoidales: materiales y falla por fatiga
1. RESORTES
Diseño De Máquina 1
Ingeniero Roberto Guzmán
Primer Semestre 2015
Escuela De Ingeniería Mecánica
CARNÉ
2006 11263
2005 16273
2011 15113
NOMBRE
Javier Alejandro Xitimul Lajuj
Daniel Alejandro López Cruz
Donal Gildardo Estrada Cifuentes
2.
LAS
MÁQUINAS
DEBEN
TRABAJAR.
LA
GENTE
DEBE
PENSAR.
R I C H A R D
H A M M I N G
“
3.
En el diseño de la mayoría de los
elementos mecánicos, es deseable que
la deformación inducida por el estado de
cargas actuantes, sean lo más baja posible.
Los resortes helicoidales cumplen en las
maquinas la misión de elementos flexibles,
pudiendo sufrir grandes deformaciones por
efectos de cargas externas sin llegar a
transformarse en permanentes. Su
propiedad de elementos elásticos se utilizan
en la concepción de muchas maquinas,
como aislador de vibraciones, se
utilizan para absorber energía
debida a la súbita aplicación de una
fuerza, para controlar los
movimientos de piezas de un
mecanismo, para mantener el
contacto entre un vástago y una leva.
Existe una variedad de casos en la cual
siempre resalta la presencia de un resorte
helicoidal, por tal razón, es de primordial
importancia conocer los valores de límites
de resistencia del material con el cual se
fabrica, para efectos de un correcto cálculo
de resorte.
INTRODUCCIÓN OBJETIVOS
General
Asir conceptos generales sobre
resortes helicoidales relacionados
con el área mecánica.
Específicos
1. Describir un resorte helicoidal.
2. Mencionar el tipo de carga
más común que provoca la
falla de resortes helicoidales.
3. Enumerar los aceros usados
comercial e industrialmente
para la fabricación de
resortes helicoidales.
4.
RESORTE
HELICOIDAL
Este tipo de resorte es de uso general, y se encuentra formado por un hilo de acero
de sección redonda, cuadrada u ovalada, enrollado en forma de hélice cilíndrica a la
izquierda o a la derecha, y a su vez con paso uniforme o variable.
Los resortes helicoidales de sección redonda son los que presentan mejores atributos
debido a que soportan tensiones inferiores a los otros tipos de sección.
Por otro lado los resortes helicoidales de sección cuadrada presentan una mayor
tensión respecto a los resortes de sección redonda. La duración de estos resortes es
ligeramente inferior debido a una distribución de las tensiones más desfavorable.
Y por último los resortes helicoidales de sección ovalada presentan una mayor
tensión respecto a los resortes de sección redonda. La duración de estos muelles es
ligeramente inferior debido a una distribución de las tensiones más desfavorable.
5.
La diferencia entre un paso variable o uniforme es que en un resorte con paso uniforme la relación
entre la fuerza ejercida y la deformación es lineal, mientras que con un paso variable esta relación
no es proporcional. Con esta variante se logra obtener una mayor fuerza para un determinado
desplazamiento comparado con otro resorte dimensionalmente igual pero de paso constante. En
aplicaciones especiales en que se necesita eliminar el efecto de resonancia, esta es una solución de
la misma.
PROPIEDADES
DE
LOS
MATERIALES
En cuanto a los materiales que se utilizan para su fabricación, cabe destacar que tanto los aceros al
carbono como los aleados son ampliamente utilizados. Los aceros que se utilizan para los muelles
difieren respecto a otros utilizados en construcción en:
• Pueden ser conformados en frio o en caliente dependiendo del tamaño del
alambre y de las propiedades deseadas.
• Tienen mayores contenidos de carbono.
• Tienen mayores calidades superficiales.
Para que los resortes recobren su posición primitiva después de sufrir una deformación, es necesario
que el material tenga un alto límite elástico.
En la práctica industrial, el límite de elasticidad a tracción suele oscilar entre los 90 y 130 Kg/mm2,
según sea la utilización que se va a dar al muelle y según sea también su tamaño, medidas,
composición y tratamiento que se le dé.
El valor del límite de elasticidad del acero debe ser muy elevado y próximo a las cifras antes
señaladas, y como la carga de rotura o resistencia de los aceros suele ser de un 10% a un 40%
superior al límite de elasticidad, un valor muy usual de carga de rotura puede ser de 150 Kg/mm2.
Prueba de fatiga de resorte helicoidal
Curva Típica de Esfuerzo Deformación para Ensayo a Tracción
6.
Material Designaciones Descripción
Alambre estirado en frío (estirado duro) (0.60 -0.70 C) UNSG10660
AISI/SAE1066
ASTMA227-47
Es el acero de resorte de uso general de menor costo. Se usa cuando
la exactitud de la deformación y la duración no son muy importantes
(no adecuado para cargas variables o de impacto). Diámetros de 0.8 a
12mm [3] (o 0.8 a 16mm [1])). Rango de temperaturas 0 a 120°C.
Alambre revenido en aceite (0.60 -0.70 C) UNSG10650
AISI/SAE1065
ASTMA229-41
Mayor costo que el del SAE1066 pero menor que el del SAE1085. No
es adecuado para cargas variables o de impacto. Diámetros de 3 a
12mm [3], aun que es posible obtener otros tamaños (0.5 a 16mm [1]).
Rango de temperaturas 0 a 180°C.
Alambre para cuerda musical (0.80 -0.95 C) UNSG10850
AISI/SAE1085
ASTMA228-51
Es el mejor, más resistente a la tracción, más resistente a la fatiga, más
tenaz, y más utilizado para resortes pequeños. Diámetros de 0.12 a
3mm [3] (o 0.10 a 6.5mm [1]). Rango de temperaturas 0 a 120°C.
Alambre revenido en aceite AISI/SAE1070
ASTMA230
Calidad de resorte de válvula. Adecuado para cargas variables.
Al cromo-vanadio UNSG61500
AISI/SAE6150
ASTMA231-41
Es el acero aleado más utilizado para aplicaciones con esfuerzos más
elevados que los que soportan los aceros duros al carbono, y aquellas
donde se necesiten altas resistencia a la fatiga y durabilidad. Soportan
cargas de impacto. Ampliamente utilizado en válvulas de motores de
avión. Diámetros de 0.8 a 12mm. Temperaturas hasta 220°C.
Al cromo-silicio UNSG92540
AISI/SAE9254
ASTMA401
Es excelente para aplicaciones con altos esfuerzos, en las que se
requiera tenacidad y gran duración. El segundo más resistente después
del alambre para cuerda musical. Dureza Rockwell aproximadamente
entre C50 y C53. Diámetros de 0.8 a 12mm. Temperaturas hasta
220/250°C.
Acero inoxidable SAE30302
ASTMA313(302)
Adecuado para carga variable.
Aceros Comunes:
ASTM A227 o SAE 1066 (estirado en frío)
ASTM A228 o SAE 1085 (alambre de piano)
ASTM A229 o SAE 1065 (alambre revenido al aceite)
ASTM A230 o SAE 1070 (alambre revenido en aceite)
ASTM A232 o SAE 6150 (Cromo vanadio)
Resorte a tensión de acero inoxidable 313
7.
PROYECTO
ÓPTIMO FATIGA
En muchas aplicaciones, un resorte funciona a través de una gama de
operaciones y debe diseñarse para satisfacer las siguientes condiciones:
En la condición más extendida el resorte deber ser capar de ejercer una fuerza.
En su condiciones más comprimida, el esfuerzo cortante torsional no debe
exceder un valor especifico.
El resorte es un ejemplo que satisface esos requisitos. Las partes giran entre sí
respecto a un centro común. Cuando la bola está en la muesca, el resorte debe
ejercer suficiente fuerza para mantener las partes en posición entre sí. Después
de que un movimiento relativo ha tenido lugar y la bola este fuera da la muesca,
el esfuerzo en el resorte no debe exceder un valor seguro.
Si solo se consideran el esfuerzo cortante torsional y las espiras activas, es fácil
demostrar que si el resorte se diseña de manera que la carga, el esfuerzo y la
deflexión mínimas sean exactamente la mitad de la carga, del esfuerzo y de la
deflexión máximas, el resortEn muchas aplicaciones, un resorte funciona a
través de una gama de operaciones y debe diseñarse para satisfacer las siguientes
condiciones:
La mayoría de las roturas en los resortes helicoidales están causadas por la fatiga.
Una superficie irregular es el mayor defecto de los resortes formados en caliente.
Usualmente se inicia una imperfección superficial en una zona de concentración
de tensiones/esfuerzos como la superficie interna del resorte. La tensión límite a
fatiga para las barras de acero simple laminado puede ser de 206 a 309 Mpa tanto
para aceros al carbono como los aceros aleados de peor calidad.
Si la superficie está muy picada, el límite de fatiga puede ser tan bajo como 120
o 140 Mpa. Se ve que estos valores para resortes reales son mucho más bajos que
los límites de fatiga para el mismo material cuando se ensayan en el laboratorio
con probetas pulidas. Por esta razón, las resistencias a la fatiga experimentales
de los alambres de un determinado diámetro, tienen una dispersión natural
grande.
La fatiga depende más de otros factores que del diámetro. También puede ser
origen de debilidad una capa de material descarburizado en la superficie como
resultado del tratamiento térmico ya que el límite de fatiga de la superficie puede
entonces ser inferior a la tensión de trabajo del resorte.
En el caso de ejes y muchos otros elementos de máquinas, la carga a fatiga en la
forma de esfuerzos completamente reversibles es muy común. Por otro lado, los
resortes helicoidales nunca se utilizan como resortes de compresión y de
extensión. De hecho, a menudo se ensamblan con una precarga, de manera que la
carga de trabajo es adicional. Entonces, la peor condición ocurrirá cuando no hay
precarga.
Prueba de la bola para determinar la
eficiencia del resorte en su condición
más comprimida.
8.
Falla típica por fatiga en un resorte.
Si la carga en el resorte fluctúa continuamente, deberá tomarse en cuenta en el diseño, la fatiga y la
concentración de esfuerzos. El triángulo de esfuerzo de trabajo debe modificarse, donde el material del
resorte se prueba a cortante pulsante entre un valor cero y un valor máximo de esfuerzo.
Para estas condiciones de carga donde interviene la fatiga, el estado superficial del resorte es de interés
primordial, dado que cualquier defecto por poco importante que parezca, puede ocasionar un fallo por fatiga.
Los defectos tales como: picaduras, marcas de herramientas, grietas de temple, ralladuras accidentales, dan como
resultado que las resistencias a la fatiga experimentales para alambres de un determinado tamaño posean una
dispersión natural grande, aunque dichas diferencias no dependen del diámetro.
Dependiendo de los ciclos de vida, que se les exige a los resortes helicoidales, los mismos pueden poseer vida
finita o infinita. En condiciones de ciclos elevados, los resortes helicoidales para trabajar a compresión y a
tracción, no deben fallar en su cuerpo debido a esfuerzos cortantes, y además en su cuerpo se debe verificar la
probabilidad de fallo en los dispositivos de transferencia de carga por efecto de los esfuerzos involucrados.
PROYECTO
PARA
CARGAS
VARIABLES
Esquemas que representan los esfuerzos para cargas variables.
Resorte con falla (ruptura) por carga variables.
9.
Los materiales empleados en la fabricación de resortes helicoidales deben ser los
apropiados para que el producto final cumpla con todos los requisitos establecidos.
Apariencia:
Deben presentar una superficie lisa, libre de exfoliaciones, fisuras ampollas de
oxido, pliegues de laminación, inclusiones no metálicas o cualquier otro defecto
similar que afecte su normal funcionamiento.
Carga:
Los resortes helicoidales deben presentar una tolerancia de carga nominal en
función de la constante elástica.
Fatiga:
No deben fracturarse y la pérdida de carga no debe ser mayo al 10% de la cantidad
de ciclos al que serán sometidos.
Dimensiones:
El diámetro interior o exterior de los resortes helicoidales debe cumplir con lo
especificado con las siguiente tablas:
TOLERANCIAS
COMERCIALES
10.
11.
Para los extremos de los resortes helicoidales de compresión,
se suelen utilizar cuatro tipos de extremos: simple (a), a
escuadra y rectificado (b), a escuadra o cerrado (c), y simple y
rectificado (d).
Los extremos simples resultan del corte de las espiras, dejando
los extremos con el mismo paso que el resto del resorte. Se
trata de la terminación más económica, pero no permite buena
alineación con la superficie contra la cual se oprime el resorte.
Las espiras terminales se rectifican planas y perpendiculares
en el eje del resorte para conseguir superficies normales para
la aplicación de carga.
Cuadrar los extremos implica doblar las espiras terminales, y
aplastarlas para eliminar su paso. Con eso se mejora la
alineación. Para una correcta operación se recomienda una
superficie plana en la espira terminal de por lo menos 270o.
Al combinar el aplastado con el rectificado se consigue una
superficie de aplicación de la carga. Es el tratamiento de
mayor coste, pero es el recomendado, sin embargo, para
resortes de maquinaria, a menos de que el diámetro del
alambre sea muy pequeño (< 0.02 in, es decir, 0.5 mm), en
cuyo caso se doblan sin rectificar.
EFECTO
DE
LOS
EXTREMOS
DE
COMPRESIÓN
12.
PORQUE
ESCUDO
ES
LA
CIENCIA,
Y
ESCUDO
ES
EL
DINERO;
MAS
LA
SABIDURÍA
EXCEDE,
EN
QUE
DA
VIDA
A
SUS
POSEEDORES.
E C L E S I A S T E S
7 . 1 2
“
13.
RESORTE
HELICOIDAL
DE
TRACCIÓN
Un resorte helicoidal cilíndrico de extensión ejerce la acción hacia su interior,
oponiéndose a una fuerza exterior que trata de estirarlo en la dirección de su eje. En
reposo, las espiras de este tipo de resorte están normalmente juntas, por lo que el paso de
las espiras es igual al diámetro del hilo.
La mayoría de los resortes de extensión incorporan una tensión inicial. Dicha tensión es
una fuerza interna que mantiene unidas a las espirales. La magnitud de la tensión inicial
es la carga necesaria para vencer la fuerza interna e iniciar la separación de las espirales.
A diferencia de los resortes de compresión que no tienen ninguna carga aplicada cuando
la deflexión es igual a cero, los resortes de extensión pueden estar sujetos a una carga
aunque la deflexión sea igual a cero. Esta carga incorporada previamente, denominada
tensión inicial, puede ajustarse dentro de ciertos límites y su magnitud se reduce a
medida que el índice del resorte aumenta.
Por su modo de acción, un resorte de tracción debe presentar sus extremos curvados en
forma de gancho, los cuales pueden presentar diversas formas, según la finalidad a que
están destinados.
Los más comunes serían: ganchos de centros cruzados; extremos reducidos con ganchos
pivotantes; ganchos extendidos para maquinaria; ganchos estándar para maquinaria;
barras con ganchos; ganchos expandidos; extremos rectangulares; extremos en forma de
gota; inserciones roscadas; ganchos en forma de “V”.
14.
RESORTE
HELICOIDAL
A
TORSIÓN
Los resortes de torsión son resortes helicoidales que ejercen torque o fuerza rotativa. Los
extremos de los resortes de torsión están unidos a otros componentes, y cuando esos
componentes rotan alrededor del centro del resorte, éste intenta volver a su posición
original. Aunque el nombre implica otra cosa, los resortes de torsión están sujetos más
bien a un esfuerzo flexión que a un esfuerzo de torsión. Pueden almacenar y liberar
energía angular o mantener estático un mecanismo en su posición reflexionando las
piernas al eje central del cuerpo.
Este tipo de resorte normalmente está devanado de manera ajustada pero puede tener paso
para reducir la fricción entre las espiras. Dependiendo de la aplicación, los resortes de
torsión pueden diseñarse para trabajar con rotación a favor o en contra del sentido de las
manecillas del reloj, determinándose así la dirección del devanado.
Los resortes de torsión están diseñados y se devanan para ser accionados de manera
rotativa, proporcionando así una fuerza angular de retorno.
15.
Parámetros:
Diámetro Interior, Diámetro Exterior, Diámetro
de Alambre y Longitud del Resorte.
• El Diámetro Interior se especifica cuando se
requiere que el resorte se deslice sobre una
varilla o flecha con el suficiente espacio para
operar libremente.
• El Diámetro Exterior se especifica cuando se
requiere que el resorte se ajuste en un orificio
circular con suficiente espacio exterior para
operar libremente, o si hay consideraciones
de espacio entre una cubierta exterior.
• La Longitud del Resorte es la longitud de la
espira del resorte.
Aplicaciones:
Los resortes de torsión comunes se utilizan en
pinzas para colgar ropa, tablas para apuntes, tapas
de cajas de camionetas o camiones y puertas de
cochera. Los resortes de torsión se utilizan en
bisagras, contrabalanzas y aplicaciones de retorno
de palanca. Los tamaños varían desde miniatura,
utilizados en aparatos eléctricos, hasta grandes
resortes de torsión utilizados en unidades de
control de asientos. La carga debe aplicarse en la
dirección del devanado; no se recomienda liberar
el devanado desde la posición libre. A medida que
se devanan, los resortes de torsión reducen su
diámetro y se alarga su longitud de cuerpo. Esto
debe ser tomado en cuenta cuando el espacio
diseñado es limitado. Los Resortes de Torsión se
desempeñan mejor cuando están soportados por
una varilla o un tubo. El diseñador debe
considerar los efectos de la fricción y la deflexión
del brazo en el torque.
Configuraciones y parámetros de un resorte a torsión.
Bisagra de resorte a torsión.
16.
RESORTE
DE
LÁMINAS
O
BALLESTA
Este tipo de resorte se conoce con el nombre de ballesta. Está formado por una serie
de láminas de acero de sección rectangular de diferente longitud, las cuales trabajan
a flexión; la lámina de mayor longitud se denomina lámina maestra.
Existen dos tipos de resortes de láminas, monolaminar o multilaminar. Un resorte de
monolaminar sólo tiene una lámina de acero en forma de arco, que es generalmente
muy gruesa en el centro con extremos mucho más delgados. Un resorte de hojas
múltiples, se construye de varias láminas de acero en forma de arco de longitud
variable que se apilan juntos, con la lámina más larga en la parte superior y la más
corta en la parte inferior.
El número de hojas y su espesor está en función de la carga que han de soportar.
Todas las hojas se unen en el centro mediante un tornillo pasante con tuerca, llamado
“capuchino”.
La ballesta, que presenta cierta curvatura, tiende a ponerse recta al subir la rueda con
las desigualdades del terreno, aumentando con ello su longitud. Por este motivo, su
unión al chasis deberá disponer de un sistema que permita su alargamiento.
Generalmente, este dispositivo se coloca en la parte trasera de la ballesta y consiste
en la adopción de una gemela que realiza la unión al chasis por medio de un tornillo
pasante.
17.
Además, en el ojo de la ballesta, se coloca un
casquillo elástico, llamado silentblock,
formado por dos manguitos de acero unidos
entre sí por un casquillo de caucho, que se
interpone a presión entre ambos.
De esta manera, el silentblock actúa como
articulación para movimientos pequeños, como
los de la ballesta en este lugar, sin que se
produzcan ruidos ni requiera engrase.
Las ballestas se utilizan como resortes de
suspensión en los vehículos, realizando la
unión entre el chasis y los ejes de las ruedas.
Su finalidad es amortiguar los choques debidos
a las irregularidades de la carretera. La
suspensión por ballestas suele emplearse en
vehículos dotados de puentes delantero y
trasero rígidos.
Partes de un resorte de ballesta.
18.
PROCESO
DE
FABRICACIÓN
DE
RESORTES
Resortes helicoidales de envolvente y alambre cilíndricos bajo compresión; el
alambre redondo se enrolla sobre una superficie cilíndrica con paso constante entre
espiras adyacentes, se usan principios de deformación torsional.
Ahora bien, los resortes de compresión pueden presentar diferentes circunstancias de
deformación de acuerdo con la fuerza que se ejerza hasta llegar al contacto pleno de
cada espira con las contiguas. Esto situación se denomina de “contacto sólido”.
Cuando el resorte no tiene ninguna carga actuante, la longitud de resorte se
denomina “longitud libre” y cuando hay “contacto sólido”, la longitud del resorte se
denomina “longitud sólida”. Cuando se carga paulatinamente un resorte de
compresión al acercarse al contacto sólido, el comportamiento del resorte deja de
poseer características lineales
19.
Por otro lado Zimmerli ha efectuado estudios sobre la influencia del
tratamiento superficial en la resistencia a fatiga por corte aceros al alto
carbono, aceros de aleación (corregidos para condición de superficie,
temperatura ambiente, medio no corrosivo) y de alambres para resorte
(llamados alambre para piano o para instrumentos). Estos resultados, que
comprendían componentes de tensión alternante y de tensión media se
muestran en la siguiente tabla con diferentes condiciones de tratamiento
superficial. Estos valores son valores de rotura.
Componente Unidades Superficie sin granallar Superficie granallada
Ssa MPa 241 398
Ssm MPa 379 534
Las terminaciones o extremos de los resortes revisten un papel muy
importante dado que dependiendo de la terminación, varían el paso, la
longitud libre, la longitud sólida, y otras propiedades. En la figura se
muestran cuatro tipos convencionales de terminación denominados:
(A) Simple sin Maquinado
(B) Simple Rectificado
(C) Cuadrado sin Maquinado
(D) Cuadrado rectificado
Tipos de terminaciones. De izquierda a derecha: (A), (B), (C) y (D).
Los resortes helicoidales a compresión moderadamente largos, deben
verificarse adicionalmente al pandeo o al alabeo. Wahl propuso una
expresión simple para calcular el desplazamiento crítico, luego del cual se
verifica pandeo o alabeo.
Frecuentemente en los resortes la carga varía en forma cíclica, en
consecuencia se debe considerar una seguridad adicional para este efecto.
Se debe tener presente que los resortes helicoidales nunca se usan a
compresión y a tracción en una misma aplicación. Con esto se deslinda
que los resortes helicoidales tendrán solicitaciones con valor medio
distinto de cero y un determinado valor alternante.
Máquina para manufacturar resortes a torsión.
20.
TIPOS
DE
FALLA
EN
RESORTES
Por falla se puede entender que un componente o un miembro de un
equipo no puede cumplir más con su función original de una manera
satisfactoria, segura y confiable. La falla ocurre usualmente en forma de:
a) Fractura
b) Deformación excesiva
c) Deterioro
21.
En general las fallas en servicio pueden presentarse por un número
ilimitado de causas. Para el equipo mecánico estas pueden dividirse
genéricamente en tres categorías:
Diseño inadecuado:
Se puede incluir: esquinas rectas y filosas o zonas con alta concentración
de esfuerzos, sujeciones impropias, material erróneo o tratamiento
térmico inadecuado: condiciones de operación no previstas y por un
análisis de esfuerzos impreciso.
Fabricación y Procesamiento:
Un porcentaje considerable de fallas (50%) se pueden deber a factores
metalúrgicos como grietas de temple; tratamiento térmico impropio;
defectos de forja, fundición, laminado, etc.; inclusiones no metálicas o
suciedad excesiva del metal; deformación en frío excesiva y crecimiento
anormal de grano. La otra mitad pueden deberse a desalineamientos;
defectos de soldadura; maquinado impreciso o ensamble pobre; grietas
por desbaste; enderezado en frío excesivo; etc.
Deterioro ambiental y por servicio:
Estas pueden abarcar sobrecargas, ataque químico, desgaste por abrasión,
corrosión, difusión y mantenimiento ineficiente entre otras.
El mecanismo de falla usualmente es controlado por una serie combinada
de los factores citados y su correcta consideración permitirá establecer un
diagnostico viable. Por ejemplo la relación entre la carga y los “esfuerzos
pico” no son lineales en los casos donde se tienen juntas remachadas en
las alas de aeronaves. Así, una falla por fatiga del ala de un avión, que si
bien es una falla del material, depende mucho más del diseño y
fabricación de la aeronave, que solo de la elección de la aleación. La
prevención de la falla puede lograrse con pequeños cambios de diseño y
fabricación, mientras que la selección de un material novedoso o distinto
podrá resultar en la multiplicación tanto de fallas similares como de
pérdida económica.
Ensayo a compresión (prensa) de resorte de hojas.
Sistema de suspensión.
22.
APLICACIONES
EN
LA
INDUSTRIA
Los resortes tienen la doble misión de aportar una fuerza o un momento según la geometría del resorte y almacenar energía. La energía se almacena en forma de deformación elástica, esto es
energía de deformación, causada por una solicitación y se recupera al liberarse la solicitación. Los resortes deben tener la capacidad de soportar grandes desplazamientos.
Entre las aplicaciones más comunes de los resortes se pueden hallar:
1. Para almacenar y retornar energía, como el mecanismo de retroceso de las armas de fuego
2. Para mantener una fuerza determinada como en los actuadores y en las válvulas
3. Como aislador de vibraciones en vehículos
4. Para retornar o desplazar piezas como los resortes de puertas o de pedales o de actuadores mecánicos o de embragues.
5. Como actuadores de cierre o de empuje, tal como los resortes neumáticos.
Se utilizan resortes en casi todos los sectores de la industria: automovilística, médica, electrodoméstico, médica, agrícola, de construcción, mecánica y electromecánica, etc. Asimismo muchas
máquinas y herramientas usan resortes para su funcionamiento.
23.
Los resortes de compresión se usan en toda aplicación donde se quiera dar soporte y suspensión a
una pieza determinada, siéndolas aplicaciones más usuales: sistemas de suspensión, partes internas
de colchones, máquinas vibratorias, etc. son uno de los tipos de resorte más utilizados dentro del
ramo industrial, se utilizan en objetos cotidianos como bolígrafos retráctiles, en las tapas de las
ollas de presión o en las máquinas de mayor complicación mecánica, como los vagones de un
ferrocarril. Este tipo de resortes satisfacen los requerimientos de la mayoría de los proyectos
industriales gracias a que ejercen una gran resistencia a las fuerzas de compresión y de almacenar
energía de empuje.
Los resortes de tensión tienen los siguientes usos más comunes: como tensores, retractores, puertas
de tela caseras, uso agrícola, entre muchos otros más. Una de las industrias que más los utiliza los
resortes industriales de tracción es la automotriz dentro de: mecanismos de freno, limpiaparabrisas,
ventanas, en las puertas de los pasajeros y de los compartimientos de motores, sistemas de audio
como CD o cassette. Dentro del hogar también se encuentran en puertas para hornos (hasta hornos
industriales) o cocinas integrales, tostadoras, pinzas para ropa e interruptores de corto circuito.
El resorte de torsión su forma de trabajo es en forma de palanca, cuya característica principal es que
cuenta con dos patas o puntas de apoyo las cuales son móviles, siendo muy grande su uso y
aplicación en toda la industria y agroindustria. Se utilizan para la transmisión de fuerzas radiales o
en momentos torsionales, se pueden encontrar en pinzas para ropa, maquinaria textil, bicicletas,
artículos eléctricos, armas y muebles de acero entre otras aplicaciones.
Una buena proporción de la producción de resortes se destina a la industria automovilística.
Uno de los tipos de resortes industriales más conocidos debido a su amplio uso y confiabilidad, es el
resorte de suspensión que se utiliza en el ramo automotriz dentro del sistema suspensión-amortiguador,
para garantizar la seguridad y comodidad de los pasajeros pues su labor es la estabilización del
vehículo en las curvas así como estabilizar el peso de la carga del automóvil y los elementos que este
carga. Estos resortes, colocados bajo un motor eléctrico eliminan vibraciones o ruidos al echar a andar
al vehículo.
Las capacidades de almacenar energía en forma potencial, hacen a los resortes útiles en maquinas, herramientas y
demás.
24.
1. Un resorte helicoidal es de uso general, y se encuentra
formado por un hilo de acero de sección redonda,
cuadrada u ovalada, enrollado en forma de hélice
cilíndrica a la izquierda o a la derecha, y a su vez con
paso uniforme o variable.
2. Los resortes helicoidales tienden a fallar, comúnmente
por carga de fatiga, es decir, cargas repetitivas y
alternantes.
3.En la industria se fabrican resortes de acuerdo
a los requerimientos de la metal-mecánica,
usando generalmente los siguientes aceros:
Alambre estirado en frío (estirado duro)
(0.60 -0.70 C), Alambre revenido en
aceite (0.60 -0.70 C), Alambre para
cuerda musical (0.80 -0.95 C),
Alambre revenido en aceite, Al
cromo-vanadio, Al cromo-
silicio y Acero inoxidable.
CONCLUSIONES BIBLIOGRAFÍA
Spotts, M. F. (2002). Elementos de Máquinas. Proyecto
para cargas variables, tolerancias comerciales. México:
Reverté S.A.
Libardo Vanegas Useche. (2011). Diseño de
Resortes. Mayo 17 de 2015, de Educación
Mecánica Sitio web: http://goo.gl/5Uu9Y6
Enrique Martínez López. (2013). Cálculo de
Resortes Helicoidales de Compresión. Mayo 17 de
2015, de UPC Sitio web: http://goo.gl/iEG7MZ
Piovan, Marcelo Tulio. (2014) Proyecto de
Elementos y Accesorios Elásticos: Mecánica de
resortes y elásticos. Bahía Blanca: UTN-FRBB
Directorio Logístico e Industrial. (2011). ¿Cuáles
son los usos y aplicaciones de los resortes
industriales? Mayo 15 de 2015, de DLI
Sitio web: http://goo.gl/oGYxjO
25. LAS
MÁQUINAS
ME
SORPRENDEN
CON
MUCHA
FRECUENCIA
A L A N
T U R I N G
“