Druckfedern

Los muelles de compresión o los muelles helicoidales son acumuladores de fuerzas mecánicas que absorben las fuerzas cuando se comprimen y las liberan cuando se sueltan. Gutekunst Federn ofrece 4536 tamaños diferentes en acero normal EN 10270-1 y acero inoxidable EN 10270-3-1.4310 directamente desde el almacén en su programa de catálogos en Federnshop. com para la rápida selección y adquisición de muelles de compresión. Y si no hay ningún muelle de compresión adecuado en la tienda, Gutekunst Federn también fabrica cualquier muelle de compresión deseado de hasta 12 mmm de grosor de alambre a partir de una amplia gama de aceros para muelles en pequeñas cantidades y en grandes lotes.

Propiedades de los muelles de compresión

Los muelles de compresión se fabrican con alambres de acero para muelles redondos, ovalados o cuadrados. La mayor parte del alambre de acero para muelles se moldea en cualquier forma deseada en un proceso de conformación en frío, ya sea enrollándolo alrededor de un mandril o, en el caso de las máquinas de enrollado de muelles totalmente automáticas, con la ayuda de pasadores guía de alambre. Los muelles de compresión suelen fabricarse de forma cilíndrica y con un paso constante. Las tolerancias de fabricación se definen desde el grado 1 (tolerancia más pequeña) hasta el grado 3 (tolerancia más grande) según la norma DIN EN 15800. El cálculo de los muelles de compresión se basa en la norma EN 13906-1. El cálculo de los muelles se realizó con el programa de cálculo de muelles WinFSB de Gutekunst. A
Colección de fórmulas para el cálculo de muelles de compresión
está disponible aquí.

Extremos del muelle enrollados en el bloque
Extremos del muelle enrollados en el bloque

Estructura de las bobinas, diseños de muelles y sistemas de muelles de compresión

Además de los clásicos muelles de compresión con un paso constante, la distancia entre espiras también puede variar para influir en la curva característica del muelle. Además, las bobinas del centro o de los extremos de los muelles suelen estar enrolladas en bloque para evitar que se enganchen al manipular los muelles de compresión. Además del diseño del muelle cilíndrico, con una curva característica del muelle uniforme, también se utilizan con mucha frecuencia los muelles cónicos, cónicos dobles o de colmena con una curva característica del muelle variable y ventajas parciales en la resistencia a la fatiga. También se utilizan habitualmente diferentes sistemas de muelles, como circuitos en serie, en paralelo o mixtos, cuando se distribuyen fuerzas o características variables de los muelles.

Extremos de muelle y cojinetes de extremo de muelle para muelles de compresión

Después de enrollar los muelles de compresión, se templan para aliviar las tensiones residuales en el muelle y aumentar el límite de elasticidad al corte. Esto reduce la cantidad de ajuste del muelle de compresión. Las temperaturas y los tiempos de templado respectivos dependen del tipo de material; el enfriamiento tiene lugar en el aire a temperatura ambiente. A partir de un grosor de alambre de 0,5 mm, los extremos del muelle suelen estar dispuestos y rectificados para garantizar un rodamiento plano-paralelo del muelle, así como una transmisión óptima de la fuerza. Un ángulo de lijado entre 270° y 330° es óptimo. Los extremos de los muelles con diámetros de hilo inferiores a 0,5 mm sólo se aplican. Para poder garantizar las propiedades del muelle requeridas, como la estabilidad dimensional o las propiedades de fuerza después de la producción, se toleran ciertas dimensiones del muelle como compensación de la producción.

Límites de pandeo según la norma EN 13906-1
Límites de pandeo según la norma EN 13906-1

Los muelles de compresión tienden a doblarse cuanto más largos y delgados son. Para comprobar/determinar el límite de pandeo del respectivo muelle de compresión, depende del cojinete del extremo del muelle. En la norma EN 13906-1, punto 9.14, se describen los diferentes cojinetes de extremo de muelle. Cuando está guiado por un mandril o un manguito, el muelle de compresión no puede doblarse. Sin embargo, la fricción creada por la guía influye en el comportamiento de la suspensión, que se representa en forma de bucle de histéresis. En el proceso, parte del trabajo del muelle se convierte en calor y, por tanto, se pierde. Además, un cierto porcentaje de la fuerza del muelle se pierde cuando éste se comprime durante un período más largo a temperaturas más altas. Esta pérdida de fuerza se denomina relajación, y aumenta con el aumento de la temperatura y la tensión.

Diagrama tensión-deformación de los materiales de los muelles
Diagrama tensión-deformación de los materiales de los muelles

Esfuerzo de cizallamiento y fuerza de resorte para resortes de compresión

Además, si al cargar el muelle de compresión el esfuerzo cortante supera el valor admisible del límite elástico Rp, se produce una deformación permanente que se manifiesta en la reducción de la longitud no tensada. Este proceso se denomina «fraguado» en la tecnología de los muelles, lo que equivale a los términos «fluencia» y«relajación» de la tecnología de los materiales. Para contrarrestar el comportamiento de ajuste, los resortes de compresión se enrollan más largos por la cantidad de ajuste esperada y se comprimen posteriormente hasta la longitud del bloque. Este preajuste permite un mejor aprovechamiento del material y permite una mayor carga en su uso posterior.

La fuerza/rigidez del muelle depende del alambre de acero del muelle y del índice de muelle, o de la constante del muelle. El índice de muelle también define la relación entre la fuerza del muelle y su recorrido. Básicamente, el dimensionamiento de la fuerza del muelle puede verse influido por las siguientes medidas.

  • Diámetro del hilo (d) mayor = muelle más duro
  • Diámetro de la bobina (De) mayor = muelle más blando
  • Número de espiras del muelle (n) mayor = muelle más blando

Alambre de acero para muelles

La elección del alambre de acero para mu elles no sólo influye en la fuerza del muelle, sino que también proporciona las propiedades del material adecuadas para las distintas aplicaciones de los muelles. Además de los alambres normales de acero para muelles sin aleación, también se utilizan aceros inoxidables para muelles de acero inoxidable, alambres para muelles de válvulas con aleación de SiCr para aplicaciones de resistencia a la fatiga, aleaciones de cobre para buenas propiedades eléctricas, aleaciones de níquel para alta resistencia al calor y a la corrosión, así como aleaciones de titanio para las más altas exigencias de la ingeniería aeronáutica.

Ofrecer resortes de compresión

Gutekunst Federn ofrece muelles de compresión en 4536 tamaños diferentes directamente desde el almacén o fabricados individualmente a partir de una amplia gama de aceros para muelles de hasta 12 mm de grosor de alambre en pequeñas cantidades y grandes series. Puede encontrar la tienda de muelles de compresión aquí. Para obtener una oferta individual y sin compromiso de muelles de presión, envíe los datos de los muelles necesarios a service@gutekunst-co.com o póngase en contacto directamente con nuestro departamento de ofertas en el (+49) 07123 960-197.

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