Resortes Mec Nicos Helicoidales Carlos Gerez 10 14

Resortes Mecánicos
helicoidales
Ing. Carlos Gerez
cgerez@gmail.com

Buenos Aires
Octubre de 2014

Ing. Carlos Gerez

Resortes mecánicos helicoidales

Contenido
Resortes mecánicos helicoidales
Introducción, (3)
Características de los resortes helicoidales, (4)
Materiales, (5)
Tipos de Carga, (7)
Carga Estática, (7)
Carga variable, (8)
Principales tipos de resortes helicoidales, (9)
Resortes deTracción o extensión, (9)
Resortes de Compresión, (10)
Estabilidad en los Resortes de Compresión, (13)
Cálculo de tensiones en resortes de tracción-Compresión, (14)
Planteo del problema. (14)
Primera aproximación. (16)
Cálculo aproximado de tensiones, considerando la curvatura del alambre. (18)
Cálculo de tensiones para secciones de alambre no circulares. (24)
Sección Cuadrada (24)
Secciónrectangular (24)
Sección elíptica (25)
Cálculo de deflexión en resortes de tracción-Compresión, (25)

ANEXO I
Tabla de Aceros para resortes de alto Carbono y aleación, (28)

Bibliografía, (29)

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Resortes mecánicos helicoidales

Resortes mecánicos helicoidales
Introducción
Un resorte mecánico, es un elemento de máquina que posee la capacidad de acumular
energía mecánica para liberarlaoportunamente con el fin de ejercer fuerza, brindar
flexibilidad o reducir vibraciones
La variedad de sus formas es muy amplia y sus aplicaciones que van desde un simple
interruptor eléctrico hasta la suspensión de un transbordador espacial o el mecanismo
antivibratorio del telescopio de Monte Palomar, son innumerables.
Los resortes mecánicos, como puede observarse en la Figura 1, pueden tenerformas
especiales o bien pueden estar constituídos por láminas metálicas planas o por alambre

Figura 1: Distintos tipos de resortes

Asimismo, los resortes de alambre pueden tener secciones circulares, elípticas, cuadradas
o rectangulares y distintas configuraciones geométricas
De estas posibles configuraciones, dada la universalidad de sus aplicaciones, nos interesa
estudiar el arrollamiento de unalambre (usualmente de sección circular) sobre un cilindro
base de modo que el eje longitudinal del alambre conforma un helicoide de inclinación ,
paso p y diámetro proyectado D (figura 2.a). A los resortes mecánicos de alambre así
constituídos, se los denomina helicoidales cilíndricos o simplemente, Resortes helicoidales.
En la figura 2.b puede observarse el desarrollo de una espira de este tipode resorte.

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Resortes mecánicos helicoidales

a. Helicoide cilíndrico
p

D

p

b. Desarrollo de
una espira

d
D

a
p .D
Figura 2: Helicoide cilíndrico (a) y desarrollo de
una espira de resorte helicoidal (b)

Características de los resortes helicoidales
Las principales características de estos resortes son:






Material del alambre
Diámetro del alambre, d
Diámetroproyectado del helicoide, D
Inclinación del helicoide, 
Cantidad de espiras, N

4

p

Ing. Carlos Gerez

Resortes mecánicos helicoidales

Figura 3: Corte de resorte helicoidal

Otros elementos que caracterizan a los resortes helicoidales son:




Tipo de terminación en los extremos del resorte para permitir su montaje.
Tratamientos térmicos
Acabado superficial del alambre



Longitud delalambre,



Paso de la Hélice, p = p

L= p

.D.N

.D . tg a

(Válido para pequeños valores de a)

~ p

.D . sen a

(si a es pequeño)

 Índice del resorte,



Longitud Libre, L0
Longitud Sólida, LS

Materiales
Usualmente, los resortes experimentan grandes deformaciones ante una carga dada, por
lo que en la posición de deflexión debe acumularse una cantidad relativamente grande de
energía.
Dado quela deformación o deflexión (f) y la carga (P), en la mayoría de los resortes son
proporcionales a la tensión y que la energía es proporcional al producto f x P, se deduce
que la energía almacenada es proporcional al cuadrado de la tensión. Esto explica porque
los resortes trabajan a tensiones mucho más altas que la mayoría de los elementos de
máquina y porque sus materiales suelen tener altos...