Calculo de resortes

CONCIDERACIONES DE INSTALACION
Con frecuencia, un resorte se instala en un orificio cilíndrico, o bien alrededor de un vástago cuando esto sucede deben proporcionarse holgaduras, adecuadas. Cuando se comprime un resorte de compresión su diámetro aumenta. Así el diámetro interior de un orificio alrededor del resorte deben ser mayor que el diámetro exterior del resorte para eliminar el frotamientose recomienda dar una holgadura diametral inicial de una decima del diámetro del alambre para resortes de 0.50 pulgadas (12mm) de diámetro o mayor. Si se requiere un cálculo más preciso del diámetro exterior del, resorte se puede emplear la formula siguiente, del DE en el estado de longitud comprimida.
DES=Dm2+p2-Dw2π2+Dw
Aun cuando el DI del resorte se agranda, también se recomienda que laholgadura en el DI sea igual a 0.1Dw aproximadamente.
A los resortes con extremos escuadrados o escuadrados y rectificados se les monta con frecuencia en un asiento tipo botón, aun uno de cavidad, con profundidad igual a la altura de solo algunas espiras, para definir su ubicación.
HOLGADURA EN ESPIRAS
El termino holgadura de espira se refiere al espacio que existe entre espiras adyacentes,cuando el resorte se comprime hasta su longitud de operación, LO la holgadura real de espira cc, puede ser estimada con
cc=(LO-LS)/Na
Un lineamiento determina que la holgadura de espira sea mayor que Dw/10, en especial resortes de carga cilíndrica. Otra recomendación se relaciona con la deflexión total del resorte:
(LO-LS)>0.15(Lf-LS)
MATERIALES PARA RESORTES
En un resorte se puede usarvirtualmente cualquier material elástico. Sin embargo en la mayor parte de aplicaciones mecánicas se usa alambre metálico: de acero al alto carbón (lo más común), acero aleado acero inoxidable, latón, bronce, cobre al berilio o aleaciones a base de níquel. La mayor parte de los materiales para resortes se obtiene con las especificaciones de la ASTM. La tabla 19-3 contiene algunos materiales comunesTIPOS DE CARGA Y ESFUERZOS ADMISIBLES
El esfuerzo admisible que se utiliza en un resorte depende del tipo de carga, el material y el tipo del alambre, según una clasificación frecuente, hay tres tipos de carga:
Servicio ligero: cargas estáticas o hasta 10000ciclos de carga, con baja rapidez de carga (sin impacto)
Servicio promedio: casos típicos en el diseño de maquinas: aplicación conrapidez moderada y hasta un millón de ciclos.
Servicio severo: ciclos rápidos, con más de un millón de ciclos; posibilidad de choques o impactos: un buen ejemplo son los resortes de válvulas de motor.
Al comprimir un resorte de compresión mediante una carga axial, el alambre se tuerce por consiguiente el esfuerzo desarrollado en el alambre es un esfuerzo cortante por torsión y se puede calcular apartir de la ecuación clásica T=TC/J
Cuando la ecuación se aplica en forma específica a un resorte helicoidal de compresión se necesitan algunos factores por modificación, para considerar la curvatura del alambre del resorte y el esfuerzo cortante directo que se crea cuando las aspiras resisten la carga vertical. También conviene expresar el esfuerzo cortante, en función de las variables de diseñomanejadas con los resortes.la ecuación que resulta para calcular el esfuerzo se atribuye a Wahl. (Vea la referencia 9.) El esfuerzo cortante máximo, que está en la superficie del alambre es

T=8KFDmπDw3=8KFCπDw2

Estas son dos formas de la misma ecuasion, lo que se demuestra con la definición de c=Dm/Dw. Se puede calcular el esfuerzo cortante para cualquier fuerza F aplicada. Por lo comúnse considera el esfuerzo cuado el resorte se comprime hasta su longitud comprimida, bajo la influencia de fs, y cuando el resorte trabaje con su carga normal máxima, fo.Observe que el esfuerzo es inversamente proporcional al cubo del diámetro del alambre .Esto ilustra el gran efecto que tiene la variación de tamaño del alambre sobre el funcionamiento del resorte.
El factor Wahl, k, en la...