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EJERCICIO 1 RESORTES MECÁNICOS A COMPRESIÓN // ELEMENTO DE MAQUINAS

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Es un dispositivo mecánico en espiral que almacena y libera energía para absorber impactos o golpes y para resistir fuerzas de compresión o tracción entre objetos. Están hechos de un material elástico en forma de hélice que vuelve a su longitud natural cuando se estira.

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Ejercicio 05.01 - P - RESORTES HELICOIDALES DE ESPIRAS CERRADAS

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Este tipo de resortes se componen de varias láminas de acero dispuestas una encima de la otra, en forma curva o recta y se utilizan como parte de los amortiguadores de los vehículos para resistir los golpes producidos por las imperfecciones del camino por el que se transita.

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Formas de finalizar los resortes de compresión

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Formas de finalizar los resortes de compresión

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Los resortes de compresión pueden tener diferentes terminaciones según su diseño y aplicación.

Extremos sencillos o abiertos: En esta configuración, los extremos del resorte están abiertos, sin ningún tipo de curvatura especial. Es la forma más básica y se utiliza en aplicaciones generales.

Extremos sencillos y rectificados (esmerilado): En este caso, los extremos también están abiertos, pero se han rectificado o esmerilado para lograr una superficie más uniforme. Esto puede ayudar a reducir la fricción y mejorar la estabilidad del resorte.

Terminaciones cerradas: Los extremos están doblados hacia adentro, formando un bucle o gancho. Estas terminaciones proporcionan mayor seguridad y evitan que el resorte se deslice fuera de su alojamiento.

Terminaciones cónicas o en forma de reloj de arena: En este diseño, los extremos se curvan hacia adentro o hacia afuera, creando una forma cónica. Esto permite una distribución uniforme de la carga y reduce el riesgo de fractura en los extremos.

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Es un dispositivo mecánico fabricado con alambre, fleje o una barra de material elástico, al que se le da la forma de una hélice. A diferencia de los resortes de compresión, los resortes de extensión son helicoidales y cerrados. Están diseñados para crear tensión, almacenar energía y luego liberarla. Algunos ejemplos sencillos de aplicaciones de estos resortes son en puertas de garaje

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Es un tipo especial de resorte helicoidal que tiene una sección cónica en ambos extremos. A diferencia de los resortes cónicos regulares, que solo tienen una sección cónica, los resortes biconicos almacenan energía potencial tanto en compresión como en extensión. Estos resortes se utilizan en diversas aplicaciones, como válvulas, engrasadores y amortiguadores

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Se utilizan en diversas aplicaciones para resistir fuerzas de compresión o para almacenar energía. Algunos de sus usos comunes incluyen:

-Automotriz: En sistemas de suspensión, amortiguadores y frenos.

-Aeroespacial: En componentes de aeronaves y satélites.

-Industria general: En maquinaria, herramientas y sistemas de sujeción.

-Electrónica: Para mantener la presión en contactos eléctricos o interruptores.

-Muebles: En asientos y mecanismos de ajuste.

-Construcción: En puertas, ventanas y sistemas de cierre.

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Es un tipo de resorte caracterizado porque su longitud en reposo es superior a la longitud de trabajo, de modo que, al ser comprimido, ejerce una fuerza de reacción también de compresión en la dirección de su eje.

Es el resorte más habitual, construido con alambre de sección circular, sin embargo, existen también resortes de compresión con forma de barrilete o cónicos. El paso también puede ser constante o variable.

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Son aquellos que se someten a cargas de tracción y se caracteriza por tener un ángulo de inclinación muy pequeño, además debe contar con algún elemento que permita la transmisión de la carga desde el soporte hasta el cuerpo del resorte, para lo cual suele fabricarse un gancho fijo en el extremo del resorte.

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Elasticidad, al aplicarse una fuerza tiene la capacidad de deformarse elásticamente y luego recupera su forma original al retirar dicha fuerza

Permite almacenar y liberar energía de manera eficiente

Pueden absorber golpes y mantener una fuerza de contacto entre dos superficies

En la industria automotriz absorbe las vibraciones del camino y en otros lugares como palancas, frenos, transmisiones y motores

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1. Según su forma:

Helicoidal cilíndrico: Este tipo de resorte tiene una forma cilíndrica y se utiliza para resistir fuerzas de compresión aplicadas o para almacenar energía.

Helicoidal cónico: Similar al cilíndrico, pero con una sección cónica.

En espiral: Estos resortes tienen una forma más abierta y se utilizan en aplicaciones como relojes y juguetes.

Laminar: Estos resortes están formados por láminas superpuestas y se utilizan en aplicaciones de baja carga.

2. Según la forma de la sección del hilo:

Circular: El hilo del resorte tiene una sección circular.

Cuadrada: La sección del hilo es cuadrada.

Rectangular: La sección del hilo es rectangular.

3. Según el tipo de carga que soportan:

De compresión: Diseñados para resistir la compresión.

De tracción: Diseñados para resistir el estiramiento.

De torsión: Diseñados para resistir acciones de torsión.

De flexión: Utilizados en aplicaciones donde se requiere flexión.

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¿Qué es la suspensión de muelle helicoidal y como funciona?

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-Absorber, expulsar o controlar energía producto de choques y vibraciones.

-Control de movimiento.

-Medición y control de fuerzas

-Anclaje con otras piezas

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Análisis de esfuerzo en resortes helicoidales sujetos a compresión

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Análisis de esfuerzo en resortes helicoidales sujetos a compresión

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Los resortes helicoidales de compresión están diseñados para soportar cargas axiales o de compresión.

El esfuerzo máximo en un resorte helicoidal de compresión se calcula como la suma del esfuerzo cortante directo y el esfuerzo de torsión.

La fórmula general para el esfuerzo máximo es:

tmax= tcortante directo + ttorsion

El esfuerzo cortante directo se relaciona con la carga axial aplicada al resorte, mientras que el esfuerzo de torsión está relacionado con el momento torsor debido a la deformación del resorte.

La constante del resorte (k) y las dimensiones del resorte (diámetro del alambre, diámetro de la espira, número de espiras) afectan la dinámica del sistema.

Diseño y Materiales:

El diseño de resortes helicoidales de compresión implica considerar la geometría, los materiales y las condiciones de carga.

Los materiales para resortes deben tener características específicas, como alta resistencia a la tensión y baja relajación.

Los tratamientos térmicos y mecánicos pueden mejorar las propiedades del material.

Estabilidad y Extremos:

Los extremos del resorte también son importantes. Los más comunes son los extremos cerrados y los extremos abiertos.

La estabilidad del resorte se evalúa para evitar el pandeo o la inestabilidad bajo carga.

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La energía de deformación es una medida de la cantidad de energía almacenada en un objeto debido a su deformación. Es una forma de energía potencial, ya que se almacena en un objeto cuando se lo somete a una fuerza externa que lo deforma. La energía de deformación es proporcional a la cantidad de deformación que experimenta un objeto, por lo que cuanto más se deforma un objeto, mayor será la cantidad de energía de deformación que se almacena en él.