Diseño de Muelles: Perpendicularidad, Paralelismo y Rectificado

Perpendicularidad del Muelle

La perpendicularidad del muelle es la diferencia angular entre el límite más externo del diámetro de un muelle en comparación con una regla colocada en ángulo recto sobre una placa horizontal plana en la que está colocado el muelle. Esto afecta cómo la fuerza axial producida por el muelle puede ser transferida a las partes adyacentes en un mecanismo. Los extremos abiertos pueden ser completamente adecuados para algunas aplicaciones, sin embargo, cuando el espacio lo permite, los extremos cerrados proporcionan una mayor perpendicularidad y reducen la posibilidad de enredos con un pequeño aumento en el costo. Los muelles de compresión con extremos cerrados pueden funcionar bien sin rectificado, particularmente en tamaños de alambre menores a .020 pulgadas o con índices de muelle superiores a 12.

 

Paralelismo del Muelle

El paralelismo del muelle se refiere a los extremos del muelle y qué tan paralelos son entre sí. Un muelle de compresión no puede cerrarse y rectificarse de manera tan consistente que sus extremos siempre estén cuadrados (en planos paralelos a ángulos rectos con respecto a su eje). Además, los ángulos de hélice adyacentes a las bobinas del extremo del muelle no tendrán una configuración uniforme y tensión de cierre, y estos muelles no pueden enrollarse tan exactamente como para permitir que todas las bobinas se cierren simultáneamente bajo carga. Como resultado de estos efectos de las bobinas finales, la tasa de muelle tiende a rezagarse durante el 20 por ciento inicial del rango de deflexión, a menudo siendo considerablemente menor que el calculado. A medida que los extremos se asientan durante la primera etapa de deflexión, la tasa de muelle aumenta al valor calculado. En contraste, la tasa de muelle para el último 20 por ciento del rango de deflexión tiende a aumentar a medida que las bobinas se cierran progresivamente.

 

Rectificado de Muelles

Muchas aplicaciones requieren rectificar los extremos del muelle para proporcionar un mayor control sobre la perpendicularidad del muelle. El rectificado de muelles es un proceso utilizado durante la fabricación de muelles para dar forma a las bobinas finales a una forma plana o cuadrada.

El rectificado de muelles y la perpendicularidad del muelle pueden ser importantes para los diseños de muelles en las siguientes condiciones:

• Aplicaciones de muelles de alta calidad
• Se requieren tolerancias de muelle cercanas en carga o tasa
• La altura sólida debe ser minimizada
• Se requiere un asentamiento preciso y presiones de rodamiento uniformes
• Se debe reducir la tendencia al pandeo

Dado que los muelles son flexibles y las fuerzas externas tienden a inclinar los extremos, rectificar a un nivel extremo de perpendicularidad puede ser difícil. Un muelle puede especificarse para rectificado cuadrado en la condición no cargada o cuadrado bajo carga, pero no en ambas condiciones con ningún grado de precisión. Cuando se requiera perpendicularidad en una carga o altura específica, debe especificarse.

Recursos Adicionales de Diseño de Muelles: 

Diseño de Muelles de Compresión y Consideraciones Generales
Características Básicas de los Muelles de Compresión
Materiales de los Muelles
Recubrimientos y Tratamientos de Superficie de los Muelles