Diseño en ingenieria mecanica de Shigley

CAPÍTULO 10 Resortes mecánicos 503
Figura 10-2
Tipos de extremos de resortes
de compresión: a) ambos
extremos sencillos; b) ambos
extremos a escuadra y esmerilados;
c) extremo a escuadra
o cerrado a la derecha;
d) ambos extremos planos y
esmerilados.
+ +
a) Extremo plano a la derecha c) Extremo a escuadra y
esmerilado a la izquierda
+ +
b) Extremo a escuadra o
errado a la derecha
d) Extremo plano y
esmerilado a la izquierda
Tabla 10-1
Fórmulas para calcular
las dimensiones de
resortes de compresión.
(N a = Número de espiras
activas)
(Fuente: De Design
Handbook, 1987, p. 32.
Cortesía de Associated
Spring.)
Tipo de extremos de resortes
Plano y A escuadra A escuadra
Término Plano esmerilado y cerrado y esmerilado
Espiras de extremo, N e 0 1 2 2
Espiras totales, N t N a N a 1 N a 2 N a 2
Longitud libre, L 0 pN a d p(N a 1) pN a 3d pN a 2d
Longitud sólida, L s d(N t 1) dN t d(N t 1) dN t
Paso, p (L 0 d)N a L 0 (N a 1) (L 0 3d)N a (L 0 2d)N a
con frecuencia sin cuestionarlos, pero es necesario examinar algunos más a fondo, puesto
que pueden no ser números enteros. Lo anterior depende de cómo el fabricante haga los extremos.
Forys 3 señaló que los extremos a escuadra y esmerilados dan una longitud sólida L s de
L s = (N t − a)d
donde a varía, con un promedio de 0.75, por lo cual la entrada dN t en la tabla 10-1 puede ser
una sobrestimación. La verificación de estas variaciones consiste en tomar resortes de un fabricante
particular, cerrarlos hasta su longitud sólida y medir su altura sólida. Otra manera es
inspeccionar el resorte y contar los diámetros del alambre en el apilamiento sólido.
La remoción de deformación o predeformación es un proceso que se emplea en la manufactura
de resortes de compresión para inducir esfuerzos residuales útiles. Esta tarea se realiza
alargando el resorte más allá de lo necesario y luego comprimiéndolo hasta su longitud sólida.
Esta operación deforma el resorte hasta la longitud libre final que se requiere y, puesto que la
resistencia elástica torsional se ha excedido, induce esfuerzos residuales opuestos en dirección
a los inducidos en el servicio. Los resortes que experimentarán predeformación se deben
diseñar de manera que del 10 al 30 por ciento de la longitud libre inicial se remueva durante
la operación. Si el esfuerzo en la altura sólida es mayor que 1.3 veces la resistencia elástica
torsional, puede ocurrir distorsión. Si el esfuerzo es mucho menor que 1.1 veces este límite,
resulta difícil controlar la longitud libre resultante.
La remoción de la deformación incrementa la resistencia del resorte, por lo cual es muy
útil cuando el resorte se emplea para fines de almacenamiento de energía. Sin embargo, la
remoción de la deformación no se debe utilizar cuando los resortes se someten a fatiga.
3
Edward L. Forys, “Accurate Spring Heights”, en Machine Design, vol. 56, núm. 2, 26 de enero de 1984.