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DISEÑO DE RESORTES HELICOIDALES SOMETIDOS A CARGA DE COMPRESION I. DATOS PARA EL DISEÑO El análisis de una sección cualquiera de este tipo de resortes, muestra que el esfuerzo predominante es de torsión. De allí la categoría de resortes a la que pertenecen. En el desarrollo del presente diseño, los datos que se tomaran son del plano de una máquina para cortar alcachofas, y en el cual verificaremos al final si los resultados son los mismos que se hallan en el plano. 1.1. Del plano; De la sección base del trinquete: F n = 15 Kgf de compresión. El resorte será montado en un alojamiento de diámetro interno 10mm. Material del resorte: Acero C85W. Considerar espiras unidas y amoladas.
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DISEÑO DE RESORTES HELICOIDALES SOMETIDOS A CARGA DE COMPRESION
I. DATOS PARA EL DISEÑO
El análisis de una sección cualquiera de este tipo de resortes, muestra que el esfuerzo
predominante es de torsión. De allí la categoría de resortes a la que pertenecen.
En el desarrollo del presente diseño, los datos que se tomaran son del plano de unamáquina para cortar alcachofas, y en el cual verificaremos al final si los resultados son los
mismos que se hallan en el plano.
1.1. Del plano; De la sección base del trinquete:
F n = 15 Kgf de compresión.
El resorte será montado en un alojamiento de diámetro interno 10mm.
Material del resorte: Acero C85W.
Considerar espiras unidas y amoladas.
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II. ECUACIONES PARA EL CALCULO
III. CALCULO DE RESORTES A COMPRESION FORMADOS EN FRIO
Se debe cumplir:
Y adicionalmente:
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Los valores de dependen del material y además del diámetro del
alambre (d). Del gráfico siguiente se pueden obtener los valores
correspondientes
Además de la tabla 9.2 se puede observar algunos tipos de aceros que son muy
utilizados para alambre de acero de resortes conformados en frio.
El acero a utilizar en el diseño es el Acero de clase C según DIN 17223.
IV. DESARROLLO Y CALCULOS DEL DISEÑO
Tenemos: Da < 10
Como no conocemos los valores de Dm y d, entonces no podemos determinar
.
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Asumiremos el valor de d y con la ecuación (1), obtendremos el valor de D m;
entonces iterando, nos resulta:
Fn d(mm) Dm(mm) i (kgf/mm2) i Adm(Kgf/mm2)
15 0.5 9.5 2902.979 123
15 1 9 343.774 115.5
15 1.1 8.9 255.413 114
15 1.2 8.8 194.522 112.5
15 1.3 8.7 151.258 111
15 1.4 8.6 119.714 110
15 1.5 8.5 96.200 109
15 1.6 8.4 78.334 108
15 1.7 8.3 64.530 106.5
15 1.8 8.2 53.706 105
15 1.9 8.1 45.108 104
15 2 8 38.197 10315 3 7 9.903 94
15 4 6 3.581 87
15 5 5 1.528 82
Tomamos d = 1.5 mm
Número de espiras efectivas :
Donde: G = 8300 Kgf/mm
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Fn = 15 Kgf
f n = ¿?
Observación: Como no conocemos el valor de fn, de aquí el adelante nuestras
ecuaciones quedaran en función de esta; mas adelante mostraremos nuestro
cuadro de resultados para diferentes valores de fn. Pero para seguir el cálculo de
nuestro diseño, veamos cómo se realiza todo el cálculo; asumiendo: fn = 7mm.
Se aconseja tomar n, 5 espiras:
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Número de espiras reales:
Suma de distancias mínimas entre espiras:
x, se calcula con el siguiente grafico:
Con
:
Longitud de bloqueo:
Longitud del resorte sin carga:
Tomamos
Re calculando
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Verificación de la resistencia:
Como:
Para este valor no cumple.
Verificación del pandeo:
Para nuestro caso no es necesario tomar precauciones adicionales, pues el resorte
trabajara dentro de un alojamiento.
Ahora si fuera necesario prevenir el pandeo; se procede de la siguiente manera:
Con elasticidad en porcentaje:
Y con el factor de esbeltez:
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Con estos datos vamos al grafico mostrado:
Observamos que no hay peligro de pandeo.
