Resortes

R E S O R T E S INTRODUCCION Los resortes son componentes mecánicos que se caracterizan por absorber deformaciones considerables bajo la acción de una fuerza exterior, volviendo a recuperar su forma inicial cuando cesa la acción de la misma, es decir, presentan una gran elasticidad. Para su fabricación se emplean aceros de gran elasticidad (acero al carbono, acero al silicio, acero al cromovanadio, acero al cromo-silicio, etc), aunque para algunas aplicaciones especiales pueden utilizarse el cobre endurecido y el latón. Los resortes se utilizan con gran frecuencia en los mecanismos para asegurar el contacto entre dos piezas, acelerar movimientos que necesitan gran rapidez, limitar los efectos de choques y vibraciones, etc. CLASIFICACION Existen diferentes tipos de resortes, cada uno de ellos con sus aplicaciones determinadas. La clasificación puede realizarse desde diferentes parámetros. Según la forma del resorte: helicoidal cilíndrico, helicoidal cónico, en espiral, laminar. Según la forma de la sección transversal del hilo: circular, cuadrada, rectangular. Según el tipo de carga que soportan: de compresión, de tracción, de torsión, de flexión. PARÁMETROS PRINCIPALES DE UN RESORTE A continuación realizaremos una descripción de los parámetros más importantes de un resorte, centrando nuestro estudio en el resorte helicoidal cilíndrico de compresión, por ser el más utilizado en los mecanismos. NÚMERO DE ESPIRAS ÚTILES (n): número de espiras utilizadas para obtener la flecha máxima del resorte. NÚMERO TOTAL DE ESPIRAS (nt): número de espiras útiles mas las espiras que forman los extremos (espiras de apoyo). nt=n+1,5 SENTIDO DE ARROLLAMIENTO: sentido en el que gira la espira para un observador situado en uno de los extremos del resorte. El sentido es a la derecha (RH) si la espira gira, alejándose, en el sentido de las agujas del reloj, y a la izquierda (LH) si la espira gira, alejándose, en el sentido contrario al de las agujas del reloj. PASO (p): distancia entre dos espiras útiles contiguas del resorte en estado libre, medida axialmente entre los centros de las secciones transversales del hilo de material. DIÁMETRO INTERIOR (Di): diámetro de la superficie cilíndrica envolvente interior del resorte. DIÁMETRO EXTERIOR (De): diámetro de la superficie cilíndrica envolvente exterior del resorte. DIÁMETRO MEDIO (D): diámetro medio de las espiras. D=1/2(Di+De) LONGITUD DEL HILO DE ALAMBRE (L): longitud total del hilo de alambre una vez desarrollada la hélice. L 3,14Dnt LONGITUD EN ESTADO LIBRE (L0): longitud total que presenta el resorte cuando no actúa sobre el mismo ninguna fuerza exterior. ≅

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L0=np+1,5d LONGITUD CON LAS ESPIRAS UNIDAS (LC): longitud total que presenta el resorte cuando todas las espiras están completamente comprimidas. FLECHA MÁXIMA (sc): diferencia de longitud que presenta el resorte entre el estado libre y con la carga máxima. Para un resorte de compresión, se trata de la diferencia entre la longitud en estado libre y la longitud con las espiras unidas. Sc=L0-Lc CARGA DEL RESORTE (Fcth): fuerza ejercida sobre el resorte para poder comprimirlo a la longitud LC con las espiras unidas. CARGA DEL RESORTE (F1): fuerza ejercida sobre el resorte para poder comprimirlo a una longitud L1, presentando una flecha de valor S1. L d p ØD ØD L Sc 0 c i e ØD L S F1 Fcth 1 1 REPRESENTACIÓN Y ACOTACIÓN DE RESORTES La norma UNE-EN ISO 2162 establece una clasificación de los diferentes tipos de resortes, los datos técnicos de los mismos, así como su representación y acotación. En este apartado incluimos una serie de ejemplos sobre la forma de representar y acotar un resorte helicoidal cilíndrico de compresión. En general, los resortes se pueden representar en vista o seccionados por un plano secante axial. En ambos casos, en la proyección según un plano paralelo al eje del resorte, las sinusoides que representan los contornos de las espiras se sustituyen por líneas rectas que unen las partes del contorno o sección transversal de la espira. Con la finalidad de simplificar el dibujo, cuando el resorte presenta gran número de espiras, se puede utilizar una representación interrumpida, representando únicamente las espiras de apoyo y las dos últimas espiras activas de cada extremo del resorte. En dibujos simplificados o cuando son de tamaño reducido, se puede utilizar una representación simplificada. En este caso el resorte se representa por medio de una línea quebrada en zig-zag coincidente con el eje del hilo metálico.

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en caso de que el extremo del resorte presente alguna forma especial, se añadirán las vistas necesarias para su total definición. L d p ØD 0 i ØD D A T O S nº total de espiras nº de espiras útiles sentido de la hélice longitud del hilo de alambre nn L RH/LH t L d p ØD 0 e ØD D A T O S nº total de espiras nº de espiras útiles sentido de la hélice longitud del hilo de alambre nn L RH/LH t Tal como se observa en las figuras anteriores, los diferentes parámetros del resorte se indican en el dibujo mediante cotas; añadiendo en una tabla otra serie de datos. Si el resorte va estar alojado en el interior de un orificio cilíndrico, se acota el diámetro exterior De, tal como se observa en la figura de la izquierda; en cambio, si el resorte va estar alojado en una espiga cilíndrica, se acota el diámetro interior Di, según se observa en la figura de la derecha. Cuando un resorte ha de satisfacer una serie de requisitos respecto a los esfuerzos a los que debe estar sometido, se acompaña el diagrama de ensayo, el cuál indicará la dependencia entre la carga que recibe y la deformación experimentada por el mismo. L d p ØD L 0

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D A T O S nº total de espiras nº de espiras útiles sentido de la hélice longitud del hilo de alambre nn L RH/LH t L1 F1 RESORTE HELICOIDAL CILINDRICO DE COMPRESIÓN Este tipo de resorte es de uso general, utilizándose en válvulas, engrasadores, amortiguadores, etc. Está formado por un hilo de acero de sección redonda o cuadrada, arrollado en forma de hélice cilíndrica a derecha con paso uniforme. Trabaja tratando de extenderse en la dirección de su eje, oponiéndose a una fuerza externa que lo comprima. Para conseguir un buen apoyo y un funcionamiento correcto, los extremos del resorte han de presentar superficies de apoyo planas y perpendiculares a su eje; por este motivo, las dos espiras extremas (espiras de apoyo) están más próximas entre sí (disminución del paso) y esmeriladas. A su vez, las espiras extremas se pueden presentar arrolladas con un diámetro más pequeño (cola de cerdo), para facilitar su montaje en cilindros con ensanche lateral. RESORTE HELICOIDAL CILINDRICO DE COMPRESION REPRESENTACION DETALLADA REPRESENTACION VISTA CORTE SIMPLIFICADA TIPO DE RESORTE Resorte helicoidal cilindrico de compresión con hilo de sección circular Resorte helicoidal cilindrico de compresión con hilo de sección cuadrada RESORTE HELICOIDAL CONICO DE COMPRESIÓN En este caso, el hilo de acero se arrolla en forma de hélice cónica a derecha, concebida de manera que, bajo el efecto de una determinada carga, la altura del resorte sea mínima.

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El resorte está formado por un fleje de acero de sección rectangular arrollado en forma de hélice cónica. Este tipo de resorte se emplea principalmente para amortiguar fuerzas de choque de gran intensidad en un corto recorrido, por ejemplo en amortiguadores de topes de vagones de ferrocarril. RESORTE HELICOIDAL CONICO DE COMPRESION CON HILO DE SECCION RECTANGULAR REPRESENTACION DETALLADA REPRESENTACION SIMPLIFICADA VISTA CORTE RESORTE HELICOIDAL BICONICO DE COMPRESIÓN En los extremos del resorte el hilo está arrollado en forma de hélice cónica, mientras que en la parte central el hilo se arrolla en forma de hélice cilíndrica. RESORTE HELICOIDAL BICONICO DE COMPRESION REPRESENTACION DETALLADA REPRESENTACION VISTA CORTE SIMPLIFICADA TIPO DE RESORTE Resorte helicoidal bicónico en forma de tonel Resorte helicoidal bicónico en forma de diabolo RESORTE DE DISCO Es un resorte de compresión formado por arandelas elásticas en forma de tronco de cono (arandelas Belleville), montadas individualmente o en grupo superpuestas. Este tipo de resorte tiene gran aplicación, dada la simplicidad de su composición y las cualidades que reúne, entre las cuales podemos destacar las siguientes: dimensiones reducidas con gran capacidad de carga, varias arandelas superpuestas en el mismo sentido permiten multiplicar la carga que soportan con igual deformación, varias arandelas superpuestas en oposición permiten multiplicar la deformación elástica con igual carga, presentan una gran resistencia a la fatiga, máxima seguridad de funcionamiento ya que la rotura de una arandela no deja el resorte fuera de servicio. A R A N D E L A S E L A S T I C A S REPRESENTACION DETALLADA REPRESENTACION VISTA CORTE SIMPLIFICADA TIPO DE RESORTE Arandela elástica Arandelas elásticas superpuestas

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Es un resorte helicoidal cilíndrico que 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. 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. Según lo anterior, habrá que representarlos y acotarlos siguiendo las normas de carácter general. RESORTE HELICOIDAL CILINDRICO DE TRACCION REPRESENTACION DETALLADA REPRESENTACION SIMPLIFICADA VISTA CORTE RESORTE HELICOIDAL DE TORSIÓN Este tipo de resorte se deforma al ser sometido por sus extremos a un par de fuerzas perpendiculares a su eje. Esta formado por un hilo de acero arrollado en forma de hélice cilíndrica con dos brazos extremos, los cuales se deforman angularmente al estar apoyados en los elementos que tienen el giro relativo. Las diferentes formas que pueden presentar sus extremos son muy variadas, en consecuencia, habrá que representarlos y acotarlos siguiendo las normas de carácter general. Este tipo de resorte tiene infinidad de aplicaciones: pinzas de sujeción, juguetes mecánicos, etc. RESORTE HELICOIDAL CILINDRICO DE TORSION REPRESENTACION DETALLADA REPRESENTACION SIMPLIFICADA VISTA CORTE RESORTE EN ESPIRAL Es un resorte de torsión que requiere muy poco espacio axial. Está formado por una lámina de acero de sección rectangular enrollada en forma de espiral. Se utiliza para producir movimiento en mecanismos de relojería, cerraduras, persianas, metros enrollables, juguetes mecánicos, etc. R E S O R T E S E N E S P I R A L TIPO DE RESORTE REPRESENTACION DETALLADA REPRESENTACION SIMPLIFICADA Resorte en espiral con lámina de sección rectangular Resorte de tracción de fuerza constante Resorte de tracción de fuerza constante de dos ejes con pares opuestos Resorte de tracción de fuerza constante de dos ejes con pares de igual sentido RESORTE DE LAMINAS

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por el centro a través de un tornillo o por medio de una abrazadera sujeta por tornillos. 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. R E S O R T E S D E L A M I N A S TIPO DE RESORTE REPRESENTACION DETALLADA REPRESENTACION SIMPLIFICADA Resorte de láminas sin ojos Resorte de láminas con ojos Resorte de láminas con ojos y resorte auxiliar superior Resorte de láminas con ojos y resorte auxiliar inferior Resorte parabólico monolaminar con ojos Resorte parabólico sin ojos Resorte parabólico con ojos Resorte parabólico con ojos y resorte auxiliar superior Resorte parabólico con ojos y resorte auxiliar inferior