Diseño de resortes

INTRODUCCIÓN

Los resortes son un elemento flexible que se utilizan en las máquinas con el propósito de ejercer fuerzas, proporcionar flexibilidad y almacenar o absorber energía. Estos dispositivos permiten la aplicación controlada de una fuerza o de un par de torsión; el almacenamiento y la liberación de energía representan otro posible propósito. La flexibilidad permite la distorsióntemporal para el acceso y la restauración inmediata de la función.
Debido al valor que la maquinaria tiene para los diseñadores, los resortes se han estudiado con meticulosidad; además, se producen en masa (y, por lo tanto, son de bajo costo) y se han determinado configuraciones ingeniosas para lograr una variedad de propiedades deseadas.
En general, los resortes se pueden clasificar como resortes dealambre, resortes planos o resortes con formas especiales, y existen variaciones dentro de estas divisiones. Los resortes de alambre incluyen a los resortes helicoidales de alambre redondo o cuadrado, hechos para resistir cargas de tensión, de compresión y de torsión. En los resortes planos se incluyen los tipos en voladizo y elípticos, así como los resortes de tipo motor arrollado y de tipo dereloj y las arandelas planas de resorte, que por lo general se denominan resortes Belleville.
En este capítulo se analizan los tipos de resortes empleados con más frecuencia, así como su evaluación de adecuación y su diseño.














OBJETIVOS

GENERAL

Definir que son los resortes, sus características principales y criterios de diseño.

ESPECIFICOS

Identificar ydescribir varios tipos de resortes.
Especificar los materiales adecuados para resortes, con base en parámetros de resistencia duración y deflexión.
Analizar el diseño de los resortes de compresión, de tensión y de torsión.
Conocer las aplicaciones de los resortes en la industria en general














1. Definiciones Básicas

Resortes
Los resortes o muelles, que son elementos demáquinas muy empleados e importantes, se utilizan para muchos fines: para absorber energía o cargas de choque, por ejemplo, como muelles de chasis de automóviles y como resortes de topes de ferrocarril; como elementos motores o fuentes de energía, por ejemplo, en los relojes; para producir una presión o fuerza, por ejemplo, a fin de mantener presión entre las superficies de fricción de embragues opara mantener el contacto entre una leva y su seguidor, y para absorber vibraciones.
Constante De Resorte
La constante k de un resorte se determina de acuerdo con la ley de Hooke, fuerza por unidad de deformación elástica; siendo el valor medio

K =

F

=
ΔF

δ

Δδ
Donde F es la fuerza total que produce la deformación total δ en el resorte y ΔF es el incremento (o decremento) de lafuerza co0rrespondiente a un aumento (o disminución) de la deformación Δδ. Otros nombres que se dan a la constante de los resortes son módulo, relación (empleado especialmente cuando la «constante» es de valor variable), escala de resorte y gradiente de resorte. En general es un parámetro importante.
Esfuerzos Residuales
Cuando un alambre se enreda como una hélice, se desarrollan esfuerzosresiduales de tensión en la superficie interior, mientras en la superficie exterior hay esfuerzos residuales de compresión. Ninguno de estos esfuerzos residuales es benéfico, por lo que se eliminan al del esfuerzo (recocer) al resorte.
Índice De Resorte
El índice C de resorte es la razón entre el diámetro D de la espiral y el diámetro d del alambre.

C =

D

d
El rango preferido de C seencuentra entre 4 y 12.
Altura De Cierre y Longitud Libre
La altura de cierre de un resorte helicoidal es la longitud total del resorte cuando esta comprimido hasta que todas las espiras contiguas se toquen. La longitud de un resorte helicoidal sin carga se llama longitud libre.
Deformación De Resortes Helicoidales De Alambre Redondo

θ =

T L
Radianes,

G J

La deformación por...