Los resortes son componentes mecnicos que se caracterizan por
absorber deformaciones considerables bajo la accin de una fuerza
exterior, volviendo a recuperar su forma inicial cuando cesa la
accin de la misma, es decir, presentan una gran elasticidad.Para su
fabricacin se emplean aceros de gran elasticidad (acero al carbono,
acero al silicio, acero al cromo vanadio, acero al cromo-silicio,
etc.), aunque para algunas aplicaciones especiales pueden
utilizarse el cobre endurecido y el latn.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.CLASIFICACIONExisten diferentes tipos de resortes, cada uno de
ellos con sus aplicaciones determinadas. La clasificacin puede
realizarse desde diferentes parmetros. Segn la forma del resorte:
helicoidal cilndrico, helicoidal cnico, en espiral, laminar. Segn
la forma de la seccin transversal del hilo: circular, cuadrada,
rectangular.Segn el tipo de carga que soportan: de compresin, de
traccin, de torsin, de flexinPARMETROS PRINCIPALES DE UN RESORTEA
continuacin realizaremos una descripcin de los parmetros ms
importantes de un resorte, centrando nuestro estudio en el resorte
helicoidal cilndrico de compresin, por ser el ms utilizado en los
mecanismos. NMERO DE ESPIRAS TILES (n): nmero de espiras utilizadas
para obtener la flecha mxima del resorte. NMERO TOTAL DE ESPIRAS
(nt): nmero de espiras tiles ms 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, alejndose, en el sentido de las agujas del reloj, y a la
izquierda (LH) si la espira gira, alejndose, en el sentido
contrario al de las agujas del reloj. PASO (p): distancia entre dos
espiras tiles contiguas del resorte en estado libre, medida
axialmente entre los centros de las secciones transversales del
hilo de material. DIMETRO INTERIOR (Di): dimetro de la superficie
cilndrica envolvente interior del resorte. DIMETRO EXTERIOR (De):
dimetro de la superficie cilndrica envolvente exterior del resorte.
DIMETRO MEDIO (D): dimetro 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 hlice. L3,14Dnt LONGITUD EN ESTADO
LIBRE (L0): longitud total que presenta el resorte cuando no acta
sobre el mismo ninguna fuerza exterior. L0=np+1,5d LONGITUD CON LAS
ESPIRAS UNIDAS (LC): longitud total que presenta el resorte cuando
todas las espiras estn completamente comprimidas. FLECHA MXIMA
(sc): diferencia de longitud que presenta el resorte entre el
estado libre y con la carga mxima. Para un resorte de compresin, 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.
REPRESENTACIN Y ACOTACIN DE RESORTESLa norma UNE-EN ISO 2162
establece una clasificacin de los diferentes tipos de resortes, los
datos tcnicos de los mismos, as como su representacin y acotacin.
En este apartado incluimos una serie de ejemplos sobre la forma de
representar y acotar un resorte helicoidal cilndrico de compresin.
Con la finalidad de simplificar el dibujo, cuando el resorte
presenta gran nmero de espiras, se puede utilizar una representacin
interrumpida, representando nicamente las espiras de apoyo y las
dos ltimas espiras activas de cada extremo del resorte. En dibujos
simplificados o cuando son de tamao reducido, se puede utilizar una
representacin simplificada. En este caso el resorte se representa
por medio de una lnea quebrada en zig-zag coincidente con el eje
del hilo metlico. En los dibujos de fabricacin, los resortes se
representan con su eje en posicin horizontal y con la forma que
presentan en estado libre, es decir, sin tener en cuenta la carga
exterior que provoca su deformacin. A su vez, en caso de que el
extremo del resorte presente alguna forma especial, se aadirn las
vistas necesarias para su total definicin.
RESORTE HELICOIDAL CILINDRICO DE COMPRESINEste tipo de resorte
es de uso general, utilizndose en vlvulas, engrasadores,
amortiguadores, etc. Est formado por un hilo de acero de seccin
redonda o cuadrada, arrollado en forma de hlice cilndrica a derecha
con paso uniforme. Trabaja tratando de extenderse en la direccin de
su eje, oponindose 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) estn ms prximas entre s (disminucin del paso) y
esmeriladas.A su vez, las espiras extremas se pueden presentar
arrolladas con un dimetro ms pequeo (cola de cerdo), para facilitar
su montaje en cilindros con ensanche lateral.RESORTE HELICOIDAL
CONICO DE COMPRESINEn este caso, el hilo de acero se arrolla en
forma de hlice cnica a derecha, concebida de manera que, bajo el
efecto de una determinada carga, la altura del resorte sea
mnima.
RESORTE DE DISCOEs un resorte de compresin formado por arandelas
elsticas en forma de tronco de cono (arandelas Belleville),
montadas individualmente o en grupo superpuestas.Este tipo de
resorte tiene gran aplicacin, dada la simplicidad de su composicin
y las cualidades que rene, 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 deformacin, varias
arandelas superpuestas en oposicin permiten multiplicar la
deformacin elstica con igual carga, presentan una gran resistencia
a la fatiga, mxima seguridad de funcionamiento ya que la rotura de
una arandela no deja el resorte fuera de servicio
RESORTE HELICOIDAL BICONICO DE COMPRESINEn los extremos del
resorte el hilo est arrollado en forma de hlice cnica, mientras que
en la parte central elhilo se arrolla en forma de hlice
cilndrica.
RESORTE HELICOIDAL DE TRACCINEs un resorte helicoidal cilndrico
que ejerce la accin hacia su interior, oponindose a una fuerza
exterior que trata de estirarlo en la direccin de su eje. En
reposo, las espiras de este tipo de resorte estn normalmente
juntas, por lo que el paso de las espiras es igual al dimetro del
hilo.Por su modo de accin, un resorte de traccin debe presentar sus
extremos curvados en forma de gancho, los cuales pueden presentar
diversas formas, segn la finalidad a que estn destinados. Segn lo
anterior, habr que representarlos y acotarlos siguiendo las normas
de carcter general.
RESORTES DE TORSIN
Los resortes de torsin son resortes helicoidales que ejercen
torque o fuerza rotativa. Los extremos de los resortes de torsin
estn unidos a otros componentes, y cuando esos componentes rotan
alrededor del centro del resorte, ste intenta volver a su posicin
original. Aunque el nombre implica otra cosa, los resortes de
torsin estn sujetos ms bien a un esfuerzo flexin que a un esfuerzo
de torsin. Pueden almacenar y liberar energa angular o mantener
esttico un mecanismo en su posicin reflexionando las piernas al eje
central del cuerpo.los resortes de torsin tienen extremos que se
giran en deflexin angular u ofrecen resistencia a fuerzas de torsin
aplicadas externamente.El alambre mismo es sometido a fuerzas de
flexin ms que de torsin (como se esperara por su nombre).
Los resortes de torsin de este tipo suelen tener un enrollado
cerrado, tienen un dimetro de espiral reducido y aumentan en
longitud corporal cuando se flexionan. El diseador debe considerar
los efectos de la friccin y la deflexin del brazo sobre la
torsin.Los resortes de torsin pueden consistir en un resorte de
torsin doble y tener un espacio entre las espirales para minimizar
la friccin. Los resortes de torsin dobles consisten en una seccin
de espiral derecha y otra izquierda conectadas, y funcionan en
paralelo. Las secciones se disean en forma separada, y la torsin
total que se ejerce es la suma de las dos.
Barras de torsin Unabarra de torsines un elemento deaceroque
conecta los ejes de lasuspensincon el fin de reducir el movimiento
delchasis causado por una fuerte demanda en los giros. El objetivo
es mantener sin cambios lageometradelcoche, aumentando as la
estabilidad.La barra de torsin puede montarse delante o detrs,
adems puede conectarse a un tercer punto, estableciendo un tringulo
que aumenta su efecto estabilizador. Diversos automviles la
incluyen desde hace algn tiempo: elFord Fiestay elOmega3.0 y
4.1.1Labarra de torsinacta tambin como unresorte de torsin, donde
los impactos son absorbidos al torcerse la barra de acero sobre su
eje longitudinal. Este tipo de suspensin se puede encontrar en las
suspensiones traseras delescarabajo de VW, entre otros
vehculos.2Las barras de torsin pueden ir montadas longitudinalmente
o transversalmente al eje del coche. En un montaje tpico la barra
de torsin est sujeta alchasisy conectada a la tapa de la rueda. En
otros casos el extremo posterior de la barra est fijo al chasis y
el delantero, al brazo de la suspensin.3Son muy comunes de
encontrar en vehculos blindados, debido al gran peso de los mismos
y la necesidad de maniobrar rpidamente, lo que genera grandes
cargas de tensin sobre los ejes.Los resortes de torsin son de muy
alta calidad, pueden soportar grandes fuerzas de torcedura,
rotacin, laterales y angulares, pero tambin son a prueba de
condiciones variables de temperatura, clima y presin, por eso es
que los resortes de torsin se pueden utilizar en automviles,
productos electrnicos o mquinas de manufactura. Algunos ejemplos de
aplicaciones de estos resortes son:-Ratoneras-Tablas sujeta
papeles-Lavadoras-Secadoras-Aspiradoras-Pinzas para ropa-Puertas
mvilesVentajas y desventajasLas principales ventajas de una
suspensin de barra de torsin son la durabilidad, fcil ajuste de
altura de la carrocera, y el perfil de pequeo a lo largo de la
anchura del vehculo. Ocupa menos del volumen interior del vehculo
de muelles helicoidales. Una desventaja es que las barras de
torsin, a diferencia de los muelles en espiral, por lo general no
pueden proporcionar una tasa de resorte progresivo. En la mayora de
sistemas de barra de torsin, altura de la carrocera se puede
cambiar, simplemente ajustando los pernos que conectan las barras
de torsin a las rtulas de direccin. En la mayora de los coches con
este tipo de suspensin, el intercambio de las barras de torsin para
una rigidez diferente suele ser una tarea fcil.NivelacinAlgunos
vehculos utilizan barras de torsin para proporcionar nivelacin
automtica, utilizando un motor de pre-tensin de las barras para
proporcionar una mayor resistencia a la carga y, en algunos casos,
para responder a los cambios en las condiciones del camino.
Suspensin ajustable en altura se ha utilizado para poner en prctica
un modo de la rueda de cambio, donde el vehculo se eleva en tres
ruedas de manera que la rueda restante se levant del suelo sin la
ayuda de un gato.
RESORTES DE LMINAS Este tipo de resortes se conoce tambin como
ballestas Tienen un recorrido menor que los resortes helicoidales
pero resisten mayor carga Formado por una serie de lminas de acero
de seccin recta ngular de diferente longitud, las cuales trabajan a
flexin La lmina de mayor longitud se denomina lmina maestralas
lminas que forman la ballesta pueden ser planas o curvadas en forma
parablica, y estn unidas entre s por el centro a travs de un
tornillo o por medio de una abrazadera sujeta por tornillo
Montaje de las ballestasEl montaje de las ballestas puede
realizarse longitudinal o transversalmente al sentido de
desplazamiento del vehculo.Montaje longitudinal: montaje utilizado
generalmente en camiones y autocares, se realiza montando la
ballesta con un punto "fijo" en la parte delantera de la misma
(segn el desplazamiento del vehculo) y otro "mvil", para permitir
los movimientos oscilantes de la misma cuando se deforma con la
reaccin del bastidor. El enlace fijo se realiza uniendo
directamente la ballesta (1) al soporte (2) y, la unin mvil,
interponiendo entre la ballesta (1) y el bastidor un elemento mvil
(3), llamado gemela de ballesta.
El montaje de la ballesta sobre el eje (4), puede realizarse con
apoyo de la ballesta sobre el eje (figura superior) o con el eje
sobre la ballesta (figura inferior); este ultimo montaje permite
que la carrocera baje, ganando en estabilidad. La misin se realiza
por medio de unas abrazaderas que enlazan la ballesta al eje.
Montaje transversal: utilizado generalmente en turismos, se
realiza uniendo los extremos de la ballesta (1) al puente (2) o
brazos de suspensin, con interposicin de elementos mviles (3)
(gemelas) y la base de la ballesta a una traviesa del bastidor o
carrocera
Modo de trabajo El nmero de hojas y el espesor de las mismas
estn en funcin de la carga que han de soportar. Funcionan como los
muelles de suspensin, haciendo de enlace entre el eje de las ruedas
y el bastidora ) Como solido compacto
b) Como solido de n laminas
