resorte practica
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lab de resistencia de los materiales practica 6TRANSCRIPT
República Bolivariana De Venezuela
Ministerio del poder popular para la educación
Universidad nacional experimental
Francisco de miranda
Complejo académico “el sabino”
Punto fijo, Edo falcón
Integrantes:
Perez Josleidys 24.659.346 Ramirez Vismar 24.705.432
Sanquiz Jose 24.308.527
Punto fijo, Abril del 2014.
RESORTES
PRACTICA N#4
Introducción
En el diseño de la mayoría de los elementos mecánicos es deseable que la deformación inducida por el estado de cargas actuante sea la más baja posible, sin embargo los resortes mecánicos cumplen en las maquinas la misión de elementos flexibles pudiendo sufrir grandes deformaciones por efecto de cargas externas sin llegar a transformarse en permanentes, es decir que pueden trabajar con un alto grado de resilencia (capacidad de un material para absorber energía en zona elástica).
En pocas palabras los resortes son componentes mecánicos que se caracterizan por absorber deformaciones considerables bajo la acción de una fuerza exterior, volviendo a recuperar su forma inicial cuando cesa la acción de la misma, es decir, presentan una gran elasticidad. Para su fabricación se emplean aceros de gran elasticidad (acero al carbono, acero al silicio, acero al cromo vanadio, acero al cromo-silicio, etc), aunque para algunas aplicaciones especiales pueden utilizarse el cobre endurecido y el latón. Los resortes se utilizan con gran frecuencia en los mecanismos para asegurar el contacto entre dos piezas, acelerar movimientos que necesitan gran rapidez, limitar los efectos de choques y vibraciones, etc.
Resorte: Se conoce como resorte o muelle a un operador elástico capaz de almacenar energía y desprenderse de ella sin sufrir deformación permanente cuando cesan las fuerzas o la tensión a las que es sometido, en la mecánica es conocido erróneamente como "la muelle" varían así de la región o cultura. Son fabricados con materiales muy diversos, tales como acero al carbono, acero inoxidable, acero al cromo-silicio, cromo-vanadio, bronces, plástico, entre otros, que presentan propiedades elásticas y con una gran diversidad de formas y dimensiones.
Se les emplean en una gran cantidad de aplicaciones, desde cables de conexión hasta disquetes, productos de uso cotidiano, herramientas especiales o suspensiones de vehículos. Su propósito, con frecuencia, se adapta a las situaciones en las que se requiere aplicar una fuerza y que esta sea retornada en forma de energía. Siempre están diseñados para ofrecer resistencia o amortiguar las solicitaciones externas.
Tipos de resorte
Se clasifican de la siguiente forma:
De acuerdo a las fuerzas o tensiones que puedan soportar, se distinguen tres tipos principales de resortes:
Resortes de tracción: Estos resortes soportan exclusivamente fuerzas de tracción y se caracterizan por tener un gancho en cada uno de sus extremos, de diferentes estilos: inglés, alemán, catalán, giratorio, abierto, cerrado o de dobles espira. Estos ganchos permiten montar los resortes de tracción en todas las posiciones imaginables.
Resortes de compresión: Estos resortes están especialmente diseñados para soportar fuerzas de compresión. Pueden ser cilíndricos, cónicos, bicónicos, de paso fijo o cambiante.
Resortes de torsión : Son los resortes sometidos a fuerzas de torsión (momentos).
Existen muelles que pueden operar tanto a tracción como a compresión. También existen una gran cantidad de resortes que no tienen la forma de muelle habitual; quizás la forma más conocida sea la arandela grower.
· Según la forma del resorte:
Helicoidal: Los resortes o muelles helicoidales son elementos mecánicos que se montan entre dos partes mecánicas de una máquina, con el fin de amortiguar impactos o de almacenar energía y devolverla cuando sea requerida. Consiste en un arrollamiento de espiras de alambre normalmente redondo y de sección cuadrada o rectangular; el material del alambre debe poseer alto límite de elasticidad para que cumpla con las solicitaciones indicadas.
Cilíndrico: se usa en válvulas engrasadores, posicionadores, amortiguadores etc. Está formado por un hilo de acero de sección redonda o cuadrada, arrollado en forma de hélice cilíndrica a derecha con paso uniforme. Trabaja tratando de extenderse en la dirección de su eje, oponiéndose a una fuerza externa que lo comprima.
Helicoidal cónico: en este caso el acero se enrolla en forma de hélice cónica a derecha concebida de manera que bajo el efecto de una determinada carga la altura del resorte sea mínima.
En espiral: es un resorte de torsión que requiere muy poco espacio axial. Está formado por una lamina de acero de sección rectangular enrollada en forma de espiral.se utiliza para producir movimiento en mecanismos de relojería, cerraduras, persianas, metros enrollables, juguetes mecánicos, etc.
Resorte de láminas (ballesta): está formado por una especie de láminas de acero de sección rectangular de diferente longitud las cuales trabajan a flexión.
Terminología
Diámetro de la Perforación - Identifica el diámetro exterior (DE) del resorte de troquel. Los resortes de troquel Raymond están disponibles en 8 diferentes tamaño de diámetro de perforación que igualan los tamaños de broca comunes. Cada resorte está diseñado para caber en las perforaciones por lo que el DE es menor a la perforación.
Diámetro del Vastago - Denominación común para el diámetro interior (DI) del resorte de troquel. Los resortes de troquel Raymond están disponibles en 8 diferentes tamaños de perforación que igualan los tamaños comunes de birlo del troquel. Cada resorte está diseñado para los birlos estándar por lo que el DI es mayor al birlo.
Longitud Libre - Longitud del resorte antes de ser sometido a cualquier fuerza.
Precarga - La distancia de Longitud libre se reduce por la presión de la herramienta ensamblada.
Viaje de Operación - La distancia que se resta del largo total después de aplicar la fuerza de operación.
Deflexión .- Cambio en la longitud del resorte después de aplicar la fuerza de operación. La longitud comprimida se calcula al restar la compresión original y el viaje de operación, a la longitud libre.
Altura Sólida - La longitud de un resorte completamente comprimido
Remover Pérdida de Carga - Proceso de manufactura donde se comprime totalmente el resorte para eliminar pérdida de carga en la operación.
Pérdida de Carga Permanente - Sucede cuando los límites de elasticidad se exceden y el resorte no regresa a su longitud original cuando se libera la carga.
Límite de elasticidad - La Compresión máxima que un resorte soporta antes de llegar a la pérdida de carga permanente.
Carga - La fuerza que se acumula al comprimir el resorte. Se expresa en Newton, y es la carga en un resorte por una unidad específica de deflexión. La carga se genera y se eleva la tensión en los giros.
Esfuerzo - En un Resorte, describe la fuerza interna que resiste la deflexión bajo carga. Esta fuerza es igual y en dirección opuesta, a la carga externa. La tensión se expresa en Newtons sobre milímetro cuadrado de un área seccionada.
Aplicaciones
Las aplicaciones de los resortes son muy variadas entre las más importantes pueden mencionarse las siguientes:
Como elementos absolvedores de energía o cargas de choque como por ejemplo en chasis y topes de ferrocarril.
Como dispositivos de fuerza para mantener el contacto entre elementos tal como aparece en los mecanismos de leva y en algunos tipos de embragues.
En sistemas de suspensión y/o amortiguación percibiendo la energía instantánea de una acción externa y devolviéndola en forma de energía de oscilaciones elásticas.
Como elemento motriz o fuente de energía como en mecanismos de reloj y juguetes, dispositivos deportivas etc.
Como absolvedores de vibraciones
Materiales de fabricación para los resortes
Los tipos de acero que se utilizan en la fabricación de resortes son:
SAE 5160: Acero especialmente para resortes.
SAE 6150: Acero experimental para resorte con la mismas características del 5160 a este acero se lo hace un revenido y luego un tratamiento térmico de bonificado.
Ensayos a los que son sometidos los resortes
Ensayo uniaxial de muelles helicoidales
Constante del Resorte
Cuando se determina un constante de resorte de compresión hay 2 diferentes fórmulas que se pueden utilizar según la información que tiene disponible.La primera fórmula es más comúnmente utilizada cuando se conocen las dimensiones del resorte, pero no se sabe la carga ni la distancia recorrida en el Resorte.
Constante de un resorte de compresión:
k = Gd^4 / 8D^3N
Dónde:
d = Diámetro de Alambre (pulgadas)
D = Diámetro medio (pulgadas)
N = Numero de Vueltas activas
D / d = Índice de corrección
G = Módulo de cizallamiento del material
K = Constante del Resorte
Ejemplo en Calculo del Constante de un Resorte de Compresion
Diámetro de Alambre: d = 0,035 pulgadas
Diámetro Externo: DE = 0,500 pulgadas
Diámetro de Medio: D = 0,465 pulgadas Numero de espirales activas: N = 8 Tipo de alambre: Alambre Musico Módulo de cizallamiento del material G = 11,5 x 10 ^ 6 psi Longitud Libre: LL = 1.000 pulgadas
Solución:
k = Gd^4 / 8D^3N
k = (11.5 x 10^6) (0.035)^4) / 8 (0.465)^3 (8)
k = 17.2571875 / 6.434856
k = 2.68 lbs / pulgada
Conclusion
Se puede llegar a la conclusión que las deformaciones sufridas por un resorte y el periodo de oscilación del mismo son proporcionales a la masa. Los resortes son materiales necesarios en todos los sentidos ya que se les puede dar un gran uso desde el más pequeño hasta el más grande esfuerzo que a este se le aplique; que dependiendo su forma o material del cual se encuentre hecho siempre tienes una función en específico ya sea como que forme parte de un juguete para niños o que sea parte de la fuente de energía de un motor de un camión o un ferrocarril.
Los conocimientos obtenidos a lo largo de esta investigación son sencillos y concretos en cuanto a las conformación del resorte, para desarrollo académico son precisos más sin embargo no está de más recordar que los resortes son de gran utilidad actualmente y es bueno tener un conocimiento general sobre ellos, sobre todo para la carrera de ingeniería.
Bibliografía
http://www.zwick.com/es/aplicaciones/muelles-y-resortes.html
http://www.acxesspring.com/constante-de-un-resorte.html