RESORTES

- Posición. - Vibraciones.- Metrología.- Almacenar energía.

APLICACIONES

Tensión - Deformación

Curva esfuerzo deformación unitaria para un ciclo completo de carga.

Coeficiente de pérdida∆v= ∆ U/2U

∆ U.-cambio de energía en un ciclo.U.- energía elástica almacenada.

Medida de pérdida de energía/ciclo

Tensión - Deformación

Performance indexPerformance index

Indice de Rendimiento

Valores usualesValores usuales

• Polímeros: 0.01 – 0.1• Metales: 0.001 – 0.01• Compuestos y madera: 0.01• Elastómeros: 0.1 -1.0

ES

Materiales empleados en resortesNombre común Especificación Módulo

Elástico, E, psi

Módulo de elasticidad

cortante, G, psi

Densidad, ,

lbf/in.3

Máxima temperatura de servicio

°F

Principales características

Aceros alto contenido en carbono Alambre de piano ASTM A228 30 x 106 11.5 x 106 0.283 250 Alta resistencia; excelente

vida a la fatiga Estirado en frio ASTM A227

30 x 106

11.5 x 106

0.283

250 Uso general; pobre vida a la

fatiga Aceros inoxidables Martensítico AISI 410, 420 29 x 106 11 x 106 0.280 500 No satisfactorio para

aplicaciones sub-cero Austenítico AIAI 301, 302 28 x 106 10 x 106 0.282 600 Buena resistencia a

temperaturas moderadas;baja relajación de esfuerzos

Aleaciones con base cobre Latón para resorte

ASTM B134 16 x 106 6 x 106 0.308 200 Bajo costo; alta conductividad; propiedades mecánicas deficientes

Bronce fosforado ASTM B159 15 x 106 6.3 x 106 0.320 200 Capacidad para soportar flexiones repetidad; aleación muy común.

Cobre al berilio ASTM B197 19 x 106 6.5 x 106 0.297 400 Alta resistencia elástica y a la fatiga; Templable

Aleaciones con base níquel Inconel 600 - 31 x 106 11 x 106 0.307 600 Buena resistencia; Alta

resistencia a la corrosión Inconel X-750 - 31 x 106 11 x 106 0.298 1100 Endurecimiento por

precipitación; para altas temperaturas

Ni-Span C - 27 x 106 9.6 x 106 0.294 200 Módulo constante sobre un amplio rango de temperatura

Propiedades generales

Coeficientes de Tensión

Coeficientes Ap y m, para materiales empleados en resortes.

mp

ut dA

S

Resortes helicoidales

(a) alambre recto antes de arrollarlo;

(b) alambre arrollado que muestra el cortante transversal(o directo); (c) alambre arrollado que

presenta el cortante de torsión.

Esfuerzos Combinados.

Esfuerzos cortantes que actúan sobre el alambre y la espira. (a) torsión pura ; (b) carga transversal; (c) esfuerzos combinados, sin efectos de curvatura; (d) mismo caso, teniendo en cuenta los efectos de la curvatura.

Resortes de compresión: Terminaciones

Comunmente se emplean estos cuatro tipos. (a) Simple; (b) Simple y rectificado; (c) cuadrado; (d) Cuadrado y rectificado.

Se obtiene una mejor transferencia de la carga empleando extremos rectificados

Resortes de compresión: Formulación

Tipo de extremo de resorte Termino Simple Simple y

rectificado Cuadrado o

cerrado Cuadrado y rectificado

Número de espiras en los extremos, Ne

0 1 2 2

Número total de espiras, Nt Na Na+1 Na+2 Na+2 Longuitud libre, lf pNa+d p(Na+1) pNa+3d pNa+2d Longuitud de bloque, lb d(Nt+1) dNt d(Nt+1) dNt paso, p (lf-d)/Na lf/(Na+1) (lf-3d)/Na (lf-2d)/Na

Varias longuitudes y fuerzas aplicables a resortes helicoidales de compresión. (a) Sin carga; (b) Bajo carga inicial; (c) Carga de operación; (d) Carga de bloque.

Resortes de compresión: Longuitudes y fuerzas

Fuerza vs. Deflección

Representación gráfica de la deflexión, la fuerza y la longuitud para las mencionadas posiciones del resorte.

Condiciones críticas de alabeo para extremos paralelos y no paralelos de resortes de compresión.[Engineering guide to spring design,Barnes group, Inc.

Resortes de compresión: Alabeo y oscilación

Resortes de extensión: Terminaciones

(a) Diseño convencional; (b) Vista lateral del caso (a); (c) diseño mejorado del caso anterior; (d) vista lateral del mismo.

uttywwB

B

bA

bA

A

t

it

ti

SSdRC

CCKK

dCP

dRC

CCCCK

dPK

drP

NaCdGPPK

NaCdGPP

)67.06.0(/2/4414/8

2/)1(414/432

8,

8

22

2

2222

11

11

12

123

1

33

Carga inicial

Rango preferido del esfuerzo de precarga para varios índices de resortes. [adaptado de Almen and Laszlo (1936).]

)(3840434277,139987,2

)(2864033875,181231,4

,23

2

,23

1

psiCCC

psiCCC

máxii

mínii

Resortes de Torsión

DNdEMK

dEDNM

CCCCKK

dM

arev

arev

ii

18,10/18,10

)1(414/32

2

2

2

3

revaaa

aii

eeba

NNNNDD

DllNNNN

''

'

21

//

3/

Resortes de hojas (Ballestas)

(a) Resorte en voladizo de placa triangular; (b) resorte de hojas múltiples equivalente.

3

3

3

3

22

6

6

66

lEnbtPk

EnbtPl

btPx

btM

IMc

Resortes Belleville

i

od

d

d

d

DDR

RR

RK

tthhDK

EP

2

2

1

322

01

)1(ln6

)2

)(()1(

4

)1(4

221

3

oplana DK

EhtP

Comportamiento de un resorte Belleville

Respuesta fuerza - deflexión de un resorte Belleville [de Norton, R.L. Machine Design (1996)].

Resortes Belleville

Diferentes disposiciones.

(a) En paralelo; º (b) En serie.

Fuerza vs Deformación

Unidad de alimentación Dickerman

[de SME(Society of Manufacturing Engineers) (1984).]

Unidad de alimentación Dickerman