Diferentes tipos de resortes y su aplicación

Los resortes son componentes mecánicos de inmensa importancia que se utilizan para efectuar el movimiento, mejorar las capacidades de absorción de impactos, etc., en muchos productos. En otras palabras, los servicios de creación rápida de prototipos, como la impresión 3D y el mecanizado CNC, pueden hacer que se empleen diferentes tipos de resortes para efectuar y fabricar productos como relojes, teléfonos celulares, etc.

Algunos de los productos más utilizados incorporan resortes en su diseño. Esto requiere la necesidad de conocimiento y selección, y esto da lugar a la necesidad de comprender los resortes y sus aplicaciones. Este artículo, por lo tanto, habla sobre los resortes, sus ventajas y desventajas, y los diferentes tipos de resortes y sus aplicaciones.

Principio de Primavera

Comencemos con algo sobre la primavera. Spring es un dispositivo que almacena energía cuando hay una aplicación de fuerza (de una carga) y libera la energía después de la eliminación de la carga. En condiciones normales, independientemente de los tipos de resortes utilizados en un producto, el resorte volverá a su forma original al retirar la carga.

El uso de resortes en cualquier producto se basa en la Ley de Hooke. La ley de Hooke simplemente demuestra la relación entre la "fuerza" ejercida sobre un resorte y su elasticidad. En términos simples, la ley de Hooke establece que la fuerza necesaria para la compresión y extensión del resorte es directamente proporcional al desplazamiento.

Matemáticamente la Ley de Hooke se expresa como F=-kX,

F =fuerza aplicada al resorte

X =desplazamiento del resorte (el valor negativo indica que la fuerza de restauración es opuesta a la dirección.

k =es la constante del resorte. Depende de los tipos de resortes y muestra rigidez.

Diferentes tipos de resortes y sus aplicaciones

Los resortes están hechos de diferentes materiales, formas, funciones, etc., lo que requiere varias aplicaciones. Y los manantiales tienen tres categorías principales, y cada categoría tiene diferentes subcategorías.

Primera categoría:Muelles helicoidales

Los resortes helicoidales son los tipos de resortes más comunes en la fabricación de productos. El alambre enrollado en forma de hélice (de ahí el nombre) con diferentes secciones transversales puede hacer resortes helicoidales. A continuación se muestran los tipos de resortes de categoría uno.

1. Resortes de compresión

Los resortes de compresión son resortes helicoidales de espiral abierta con un diámetro espiral constante y una forma variable que resiste la compresión axial.

El ejemplo más sencillo de su aplicación es en el bolígrafo, donde es el responsable del efecto “popping”. También es aplicable en válvulas y suspensión.

2. Resortes de extensión

A diferencia de los resortes de compresión, los resortes de extensión son resortes helicoidales helicoidales cerrados. Son adecuados para crear tensión, almacenar energía y usar la energía para devolver el resorte a su forma original.

Un ejemplo sencillo de sus aplicaciones es en puertas de garaje. Otros se encuentran en palancas de tracción, alicates de mordaza y máquinas de pesaje.

3. Muelles de torsión

Un resorte de torsión se une a dos componentes diferentes usando sus dos extremos. Esto mantiene los dos componentes separados en cierto ángulo. Estos resortes usan dirección radial cuando la fuerza actúa radialmente debido a la rotación. Además, las capacidades de mecanizado CNC pueden producir resortes de torsión de dos cuerpos personalizados en grandes volúmenes.

4. Resortes en espiral

Los resortes en espiral se fabrican enrollando tiras de metal rectangulares en espirales planas. Al activarse, almacena una cantidad razonable de energía y puede liberarla a un ritmo constante. La liberación constante lo hace adecuado para relojes mecánicos, juguetes y sillones reclinables.

Categoría Dos:Ballestas

Los resortes de hojas son tipos de resortes hechos de placas de metal rectangulares, también conocidas como hojas. Las placas metálicas rectangulares normalmente se atornillan y sujetan, y tienen un uso importante en vehículos pesados. A continuación se muestran los diferentes tipos de ballestas y sus aplicaciones.

1. Resorte de hoja elíptica

Mediante la conexión de dos resortes semielípticos en dirección opuesta se puede construir el resorte de lámina elíptica. Esto forma una forma elíptica. El eje y el marco unen los resortes de plomo elípticos. No hay necesidad de grilletes de resorte ya que los dos resortes semielípticos se alargan en la misma cantidad durante la compresión. Las ballestas elípticas solo eran aplicables en automóviles antiguos, pero no en la actualidad.

2. Ballesta semielíptica

Estos son los resortes de hojas más populares en los automóviles. Están fabricados con hojas de acero de diferentes longitudes pero del mismo ancho y grosor. La hoja superior/más larga en los dos extremos es la hoja maestra. La disposición de las hojas de acero se asemeja a una forma semielíptica.

Las ballestas semielípticas tienen un extremo fijado rígidamente al chasis del vehículo y el otro al grillete. Esto ayuda a variar las longitudes y absorber los impactos cuando se viaja por terrenos irregulares. Las ballestas semielípticas requieren menos mantenimiento, son fáciles de reparar y tienen una larga vida útil.

3. Resorte plano de cuarto elíptico

También conocido como ballesta tipo voladizo, la ballesta elíptica de un cuarto también es una ballesta antigua. Tienen un extremo fijado en el miembro lateral del marco con la ayuda de una abrazadera en U o un perno en I. El otro está conectado libremente al eje delantero. Cuando la viga del eje delantero se somete a una carga de impacto, las hojas se enderezan para absorber el impacto.

4. Ballesta elíptica de tres cuartos

Un ejemplo simple de su aplicación es una bisagra de puerta. Aquí, cuando abres la puerta, el resorte almacenará su energía de rotación; cuando suelta la puerta, el resorte usa la energía almacenada para devolver la puerta a su posición original. La fuerza de rotación depende de la rotación del resorte.

Este resorte plano es una combinación del resorte elíptico de un cuarto y el resorte semielíptico. Una parte semielíptica de un extremo está unida al bastidor del vehículo, mientras que la otra está unida al resorte elíptico de un cuarto. El otro extremo del resorte elíptico de un cuarto está unido a los marcos y la cabeza mediante el perno en I.

5. Ballesta transversal

La ballesta transversal proviene del montaje transversal de una ballesta semielíptica a lo largo del ancho del vehículo. La disposición es tal que la hoja más larga del resorte se encuentra en la parte inferior, la parte media se fija al marco con la ayuda de un perno en U. Las ballestas transversales utilizan dos grilletes. Sin embargo, pueden hacer que rueden, lo que los hace inadecuados para los automóviles.

Categoría tres:resortes de disco

Los resortes de disco de resorte de hoja transversal son resortes únicos o múltiples apilados juntos en arreglos en serie o en paralelo. Esta disposición les permite absorber una gran carga en espacios reducidos. Los tipos de resortes de disco incluyen:

1. Resorte de disco Belleville

También conocido como resorte de disco en forma de cono, el resorte de disco Belleville tiene una construcción ahuecada. No se acuestan. En cambio, toman una forma canónica que se comprime y les permite manejar cargas pesadas.

2. Resorte de disco curvo

También conocidas como arandelas de media luna, aplican una ligera presión a su par de acoplamiento para resistir el aflojamiento como resultado de la vibración. Son adecuados para distribuir uniformemente cargas de pernos roscados, tornillos y tuercas en máquinas que producen vibraciones constantes.

3. Resorte de disco ranurado

Las ranuras en el diámetro exterior e interior de un resorte de disco pueden hacer que el disco ranurado sea un resorte. Esto dará como resultado una palanca que reduce la carga del resorte y aumenta la desviación. Los resortes de disco ranurado tienen una amplia aplicación en transmisiones automáticas, embragues y acoplamientos de sobrecarga.

4. Muelles de disco ondulado

Los resortes de disco ondulado tienen múltiples ondas por vuelta y son adecuados para proporcionar precios y cargas predecibles. Aquí, pueden actuar como un colchón al absorber el estrés debido a la compresión axial.

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Materiales utilizados para fabricar resortes

A diferencia de la suposición convencional de que los resortes provienen del hierro, es importante saber que los resortes provienen de diferentes materiales. Los tipos de materiales, por lo tanto, determinan las propiedades, los tipos de resortes y sus aplicaciones. A continuación se muestran los materiales comunes:

· Aleación de cobre y berilio

Los resortes hechos de esto permiten tener alta resistencia, baja fluencia y excelente conductividad. También son adecuados para formar figuras y formas complejas. En consecuencia, es bueno usar aleación de cobre para fabricar resortes que se usan en instrumentos musicales, ciertos dispositivos de medición, balas, etc.

· Cerámica

El material cerámico es adecuado para fabricar resortes que se utilizan a temperaturas muy altas. Es resistente a la abrasión, al agua y es muy duro. También tiene un bajo coeficiente de fricción y baja densidad.

· Materiales compuestos de fibra de vidrio unidireccional

El material compuesto de fibra de vidrio unidireccional es una fibra de vidrio reforzada que tiene una gran resistencia. En consecuencia, los fabricantes ahora lo están considerando como un material potencial para fabricar todos los resortes.

· Caucho/Uretano

Estos materiales son adecuados para fabricar resortes con un diseño cilíndrico/sin espiral. Son seguros y confiables, y debido a sus propiedades no conductoras, tienen aplicaciones en productos donde siempre hay problemas con el magnetismo, la corrosión y la vibración.

· Aleaciones de acero

El resorte de aleación de acero es el tipo más popular de resorte utilizado. Se pueden mejorar con otros materiales, pero independientemente, tienen una excelente resistencia y durabilidad.

Ventajas y desventajas de los resortes

Los resortes tienen algunas ventajas agradables cuando son una de las partes esenciales que componen una serie de productos ampliamente utilizados, pero también tienen algunas desventajas. Veamos a su vez las ventajas y desventajas de los resortes.

Ventajas de los Muelles

· Mejor capacidad de absorción de impactos

Los resortes tienen una amplia aplicación en muchos productos ya que son capaces de reducir el efecto de los golpes al absorberlos. Cuando el producto experimenta un golpe, el resorte se comprime y se relaja para absorberlo. En consecuencia, los resortes son partes importantes de los vehículos.

· Almacenamiento de energía

El resorte en espiral es un ejemplo de un resorte que puede servir como alternativa a una batería. En una aplicación de fuerza, el resorte puede generar energía y liberar la energía de manera constante. Esto lo convierte en un componente importante del reloj mecánico.

· Mecanismo de unión

El uso de resorte puede unir dos partes de un producto o una parte. Por ejemplo, los resortes se aplican en un garaje, puerta y máquinas de pesaje para unir dos partes para que funcionen.

· Estabilidad del producto

Por su uso en la capacidad de absorción de impactos, los resortes aseguran que los productos que los usan sean estables. La estabilidad del producto también puede ser una forma de reducción de la fricción y la vibración de la pieza.

Desventajas de los resortes

· Caro

Agregar un resorte puede ser costoso en algunas máquinas. Esto se debe a los diferentes tipos de resortes, la facilidad para fabricarlos, la disponibilidad del material adecuado y el diseño del producto.

· Pierden sus efectos con el tiempo

Los resortes pierden su efecto con el tiempo debido a la compresión y relajación simultáneas. Esto depende del material utilizado en su fabricación. Eventualmente, dejará de obedecer la ley de Hooke, es decir, no volverá a su forma original al deformarse.

Conclusión

Los resortes son una parte importante de cualquier producto que se mueva. Cuando se comprimen y expanden, pueden almacenar y liberar energía. Elegir el resorte correcto implica conocer los tipos de resortes que se utilizan hoy en día. Cada resorte tiene sus propias características y características según los tipos de materiales utilizados, el diseño y el proceso de fabricación. Por lo tanto, al elegir hacer un resorte para su producto, es mejor considerar los factores anteriores.

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Preguntas frecuentes

¿Cuáles son los 3 tipos de resortes?

Hay tres tipos principales de resortes:resortes helicoidales, resortes de disco y resortes de hojas. Cada tipo principal tiene diferentes tipos de resortes debajo. Por ejemplo, los resortes helicoidales consisten en resorte de torsión, resorte de extensión, resorte espiral y resorte de compresión.

¿Cuáles son los tipos de resortes helicoidales?

Los resortes helicoidales constan de 4 tipos diferentes de resortes, cada uno con su aplicación. Los cuatro son resorte de torsión, resorte de extensión, resorte espiral y resorte de compresión.

¿Cuál es el tipo de resorte más común?

El tipo de resorte más común es el resorte de torsión. Tienen dos extremos unidos a dos componentes diferentes para mantenerlos separados en cierto ángulo. Un ejemplo de una aplicación está en la bisagra de la puerta. Aquí, cuando abres la puerta, el resorte almacenará su energía de rotación. Cuando sueltas la puerta, el resorte usa la energía almacenada para devolver la puerta a su posición original.