TEORIA RESORTES

Resortes Helicoidales -- Pág. 1 de 13

República Argentina
Universidad de Buenos Aires
Facultad de Ingeniería
Departamento de Ingeniería Mecánica

67.12 - MECANISMOS ‘B’

RESORTES HELICOIDALES
(TEÓRICO)

Prof. Ing. MAYER, Omar E.
omayer@fi.uba.ar

NOVIEMBRE 2 008
Agradezco a mi actual alumno SANTAROSA Juan Ignacio
( juansantarosa@hotmail.com ), padrón 87 740, quien se ha servidoescribir expresiones matemáticas varias en MathType, realizar
correcciones idiomáticas varias y subindicar y supraindicar
variables.

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DEFINICIÓN:

Elementos de máquinas que poseen la propiedad de
experimentar grandes deformaciones (tal vez por excelencia), dentro del
período elástico, por la acción de las cargas que los solicitan, construidos
conmateriales de alta elasticidad (típicamente acero).
El resorte helicoidal de compresión, como parte de los automotores, sustenta
las carrocería y carga de los mismos transmitiendo la carga total a los ejes
(puntas de eje) y / o árboles (palieres) de ruedas.
El resorte helicoidal de compresión es utilizado también en los motores
alternativos de combustión interna y en los compresoresalternativos de
gases, como elemento asegurador del cierre de las válvulas de admisión y
escape.
RESORTES HELICOIDALES CILÍNDRICOS DE TRACCIÓN - COMPRESIÓN
Construidos (ver FIGURA 01 adjunta) por un alambre arrollado en forma de
hélice cilíndrica o cónica, poseen sus extremos con una configuración
‘ad – hoc’, a efectos la aplicación de la carga axial (tracción o compresión) se
realice encorrespondencia con el eje de simetría de los cilindros o conos
que sustentan las hélices que conforman las distintas ‘fibras’ del alambre.
Muy por el contrario de lo que se pueda sospechar y como ya se verá, el
alambre, ante la acción de una carga axial para el resorte, es sometido
fundamentalmente a torsión.
Las características definitorias de un resorte ‘helicoidal cilíndrico’, el que se
somete alpresente estudio, son:
a)

d

= Diámetro del alambre si el mismo es de sección circular (puede

r

no ser así).
= Radio del alambre si el mismo es de sección circular (puede no
ser así).

b)

D
R

= Diámetro de la espira o ‘vuelta’ del resorte (hélice ‘central’).
= Radio de la espira o ‘vuelta’ del resorte (hélice ‘central’).

c)

ta

= Paso axial de la espira o ‘vuelta’ delresorte.

d)

Lr

= Longitud del resorte.

e)

Material conque esta construido.
(constante de elasticidad y límites de proporcionalidad y elástico).

Antes de tratar los resortes en sí, se recordará que una ‘línea’ helicoidal
cilíndrica es una ‘línea’ desarrollable (‘volcable’ sobre un plano) y que una
vez desarrollada, la ‘línea’ resulta en una recta.
El

esquema

izquierdode

la

FIGURA 02

adjunta,

representa

un

plano

rectangular (practíquese con una hoja de papel) de lados 2 * Nºπ * R
(desarrollo o perímetro de un cilindro de radio R) y ta y con un trazo
diagonal.

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Arrollado el plano (la hoja de papel) en forma de cilindro, como muestra el
esquema derecho de la misma figura, resulta un cilindro deradio R y altura
ta, con una línea helicoidal o hélice (formada por la diagonal de la hoja) de

radio R y de paso ‘axial’ ta. El ángulo β, a llamar ángulo de inclinación
de la hélice, es también ángulo entre cualquier tangente a la hélice y
cualquier plano transversal al cilindro que sustenta la hélice.
Así las cosas, el paso ta de una hélice cilíndrica resulta ser la distancia que
existeentre dos puntos sucesivos de la misma, cuando dicha distancia es
medida sobre la generatriz del cilindro que sustenta la hélice.
Pudiendo haberse trazado en el plano rectangular la diagonal ‘vista espejo’,
resulta una hélice ‘vista espejo’ y consecuentemente de comprender la
existencia de hélices ‘derechas’ y hélices ‘izquierdas’.
Dispuestos N planos (hojas) en forma de ‘escalera’, unidos...