Resortes

Resortes

1-       Los resortes pueden ser del tipo helicoidales(a compresión, de extensión o tracción, de torsión) resortes de arandelas, resortes planos y de ballesta o de hojas.

Helicoidales

2-       En los resortes helicoidales actúan fuerzas de tracción o compresión que generan a su vez un momento de torsión en el resorte. Estas fuerzas generan esfuerzos de corte puro y corte torsional. El punto más solicitado de un resorte a compresión se produce en la fibra interna de la espira del resorte ya que se suma al esfuerzo de corte puro, generado por la carga, el esfuerzo de corte torsional generado por el momento torsor. Además se suma a esto el efecto de concentración de esfuerzos (coeficiente de Whall) debido a la mayor curvatura de la fibra interna del resorte helicoidal. Durante la fabricación se debe tener especial cuidado en la terminación superficial del resorte (especialmente la fibra interior), ya que al solicitarlos con cargas variables (fatiga) son susceptibles a fallar por la propagación de grietas o discontinuidades en el material (juntas, costuras, picaduras, marcas de herramientas o matriz, grietas de temple, inclusiones o ralladuras accidentales) ya que ellas pueden originar falla por fatiga ya que se convierten en concentradores de esfuerzos.

                Helicoidales

1-       ¿Qué fuerzas actúan en resortes helicoidales? ¿Qué esfuerzos generan? ¿Cuál es el punto más solicitado? ¿Qué cuidados hay que tener durante la fabricación? ¿Por qué?

2-       ¿Cuantos tipos de resortes conoce?

De Ballestas

1-¿Cómo se construye un resorte de ballestas?

2-     Resorte de Ballesta: ¿Cómo es el espesor? ¿Porque tiene esa forma?

3- ¿Para qué es el pinzado?

4- ¿Qué son tensiones residuales?

5-     El estado de compresión: ¿mejora la resistencia a qué? ¿Cuál es la solicitación preponderante?

6-  ¿Cómo son los esfuerzos de flexión?

7-  ¿Qué forma tendría si lo haríamos en una sola lamina?

8-   Los esfuerzos sobre el resorte ¿qué provocan?

9- ¿ Como relaciona el estado de compresión con la fatiga?

10- Para igual material, Igual número de hojas, igual dimensión e igual curvatura. ¿Qué le hago y dónde?

11-  ¿Cómo se hace el cálculo de ballesta?

12- ¿ Caso de aplicación de fuerzas?

13- ¿Cómo obtengo K?

De Ballestas

1-Un resorte de ballestas se construye de igual manera que una viga de resistencia uniforme, donde la sección de la viga es reducida a medida que el momento flector disminuye en la longitud de la viga. Esta viga es formada por hojas de igual espesor  conformadas o dobladas de modo de formar un resorte de hoja semielíptica. La comba o contra flecha es determinada de tal manera que bajo carga la hoja principal quede casi recta. Esta viga además está formada por abrazaderas y un ojo de ballesta a cada extremo para poder anclarlo. Los extremos de cada hoja pueden ser de extremos ovalados o adelgazados.

2-El espesor de las hojas de un resorte de ballesta es relativamente pequeño respecto a las demás dimensiones de un resorte de este tipo, las hojas son de igual espesor, y su forma semielíptica está dada de modo tal que bajo carga la hoja principal quede casi recta.
El espesor h de las hojas determina la flecha que se producirá, el ancho de la hoja b depende o  regula la carga P.

3-El pinzado es para unir y alinear las distintas hojas del resorte y permitir el deslizamiento relativo entre ellas ante variación de la carga. Este pinzado genera, ante cargas, una fricción entre las hojas lo que hace que en los cálculos estos resortes sean menos exactos que los helicoidales. Debe tenerse en cuenta en los puntos de pinzado los efectos de concentración de esfuerzos, como así también en los puntos de escalonamiento de la sección. Además evita el ingreso de polvos entre las hojas y las mantiene en contacto en los rebotes.

4- Se denomina tensión residual a la existencia de tensiones internas en una pieza que no se encuentra bajo carga. Las tensiones residuales en resortes es inducida a propósito de manera de mejorar su resistencia a fatiga.

5- Un estado de tensiones residuales de compresión en el sector donde el resorte trabaja a tracción mejora la resistencia a fatiga, esto es porque la carga genera tracción, y al estar la hoja sometida a compresión residual, una primera carga solicitará esta parte de la hoja anulando la compresión y luego, al superarse esta tensión residual de compresión, el estado tensional empieza a ser de tracción. En un estado de tensiones residuales de compresión una pieza está sometida a esfuerzos de compresión cuando ésta no está siendo sometida a esfuerzos externos.

 En un resorte de ballestas tendremos en la fibra exterior de cada hoja esfuerzos residuales de tracción y en el interno de compresión. Al solicitarlo el esfuerzo será de tracción en la fibra interna y de compresión en la fibra externa. Por lo que el pretensado ocasiona una unión de las hojas y un esfuerzo residual favorable a la resistencia del resorte.

6-Los esfuerzos de flexión en cada sección de esta viga de resistencia uniforme son constantes (al menos esa es la idea).

7- Si haríamos el resorte ballesta con una sola lamina tendría la siguiente forma:

8-  Los esfuerzos sobre el resorte provocan compresión en la fibra externa y tracción en la fibra interna. Las láminas se encuentran sometidas a un momento flector y a un esfuerzo de corte.

9-El estado de compresión se relaciona con la fatiga ya que al introduciendo un esfuerzo residual de compresión en sobre la superficie que trabaja a tracción (interna) ya sea por pre conformado o por granallado se aumenta la resistencia a la fatiga como de ordinario.

10- Para igual material, numero de hojas, dimensiones y curvatura se aumenta la resistencia del resorte por granallado o pre conformado de modo de inducir tensiones residuales de compresión en las fibras sometidas a tracción. Otro modo es aumentando la curvatura de las láminas más largas y disminuyendo el radio de curvatura de las demás hojas de tal manera que al ensamblarlas se generan tensiones que solicitan al resorte de un modo contrario al que genera una carga durante su uso.

11-  El cálculo de ballesta se hace tal cual como si fuese una viga de resistencia uniforme o igual resistencia.

12---Casos de aplicación de fuerzas.--

13-  El factor K (Factor de corrección para la deformación de Wahl) se obtiene de tabla (Fig. 6.25  Faires), En helicoidales se usa el K_w de AF15. Para Ballestas se usa el K_b de AF15 o AT18