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• Luciano Martinez

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Trabajo práctico

MATERIALES Y PROCESOS

“Muelles Helicoidales”

Alumno: Manno, Lucio (m-4314/1) Año lectivo: 2010

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ÍNDICE

Introducción a Resortes Helicoidales ………………………… 3 Resortes para suspensión de automóviles………………….. 4 Proceso de fabricación de Resortes ………………………….. 4 Característica de los aceros para muelles …………………... 5 Composición de los aceros para muelles ……………………. 6 Fracasos en la fabricación de muelles ………………………... 7 Aceros al Carbono y aleados adecuados para la fabricación de resortes………………………………………………………………. 8

Anexo: Resultado de ensayos Acero SAE 6150 ……………. 11

Bibliografía …………………………………………………………. 12

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Introducción a Resortes Helicoidales DEFINICIONES FUNDAMENTALES Resortes helicoidales. 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. Tipos de resortes helicoidales. Los resortes helicoidales pueden ser de tres tipos básicos: A.- Resortes helicoidales a compresión o presión. B.- Resortes helicoidales a tracción o tensión. C.- Resortes helicoidales a torsión. Existen también los tipos de resortes de espiral o voluta (tipo cuerda y parachoques) y los de anillo discoidal o belleville. RESORTES HELICOIDALES A COMPRESIÓN. Se los reconoce porque tienen sus espiras separadas. Trabajan con cargas aplicadas que comprimen al resorte.

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Resortes para suspensión de automóviles El automóvil es por encima de muchos tipos de máquinas, una que requiere de los resortes para su operación. Con la ayuda de resortes, un vehículo consigue la habilidad de mantenerse estable en condiciones de camino irregulares y riesgosas. Una clase de resortes utilizados en los vehículos es de los helicoidales. Los resortes helicoidales son unos dispositivos diseñados especialmente para almacenar energía y liberarla cuando es necesario. También se usan con el propósito adicional de funcionar en modo parecido a los amortiguadores y mantener la fuerza entre superficies que deben mantener contacto. Definición específica Elementos de máquinas que poseen la propiedad de experimentar grandes deformaciones (tal vez por excelencia), dentro del período elástico, por la acción de las cargas que los solicitan, construidos con materiales de alta elasticidad (típicamente acero). El resorte helicoidal de compresión, como parte de los automotores, sustenta las carrocería y carga de los mismos transmitiendo la carga total a los ejes (puntas de eje) y / o árboles (palieres) de ruedas. El resorte helicoidal de compresión es utilizado también en los motores alternativos de combustión interna y en los compresores alternativos de gases, como elemento asegurador del cierre de las válvulas de admisión y escape.

Proceso de fabricación de Resortes 1- Arrollado: Se realiza en frío o en caliente. En frío se puede realizar con bobinas de hasta 18mm de sección. Generalmente se enrolla el cable alrededor de un eje llamado mandril, aunque también se puede espiralar sin la necesidad de un mandril. En caliente se pueden enrollar alambres de hasta 75 – 150mm de sección. Se enrolla el acero al rojo vivo, luego es retirado inmediatamente de la máquina que enrolla y es sumergido en aceite para que se enfríe rápidamente y se endurezca. A esta altura el resorte es muy frágil y no puede ser utilizado, por eso luego del temple se debe realizar un revenido. 2- Eliminación de tensiones: El proceso de enrollado ha producido tensiones en el acero. Para aliviar estas tensiones y devolverle al material las características el espiral es calentado en un horno, hasta una temperatura determinada con anterioridad y se deja enfriar lentamente.

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3- Acabado: incluye distintas actividades como el acabo de los extremos a partir de un proceso abrasivo hasta que se logra el grado de acabado necesario. También se realiza un granallado el cual permite fortalecer al acero para resistir la fatiga y el agrietamiento. Por último, para evitar la corrosión los resortes son pintados o sumergidos en caucho líquido.

Características de los aceros para muelles 1. Es indispensable que los aceros posean un alto límite elástico, es decir, que el coeficiente de trabajo no sobrepase el límite de elasticidad. 2. En la practica industrial, el limite de elasticidad a la tracción suele oscilar entre 700 MPa y y 1500 MPa, dependiendo del uso y de las características de dimensión, composición, etc. 3. Para que un muelle funcione normalmente, el valor del límite de elasticidad debe ser muy elevado y próximo a las cifras antes señaladas, y como la resistencia a la rotura suele oscilar de un 10 a un 40% superior al límite elástico, es decir, de 770 MPa y 2100 MPa. 4. Es importante que los muelles, posean resistencia a la fatiga, pues muchos de los muelles, en vida útil, reciben los esfuerzos en forma cíclica y repetitiva. 5. Es necesario evitar la descarburación de los muelles en sus procesos térmicos y de fabricación, pues esto cataliza el proceso de fatiga, porque la descarburación, se produce inicialmente en la periferia, y es por la periferia donde el muelle tiende a comenzar su falla. Igualmente hay que cuidar la presencia de grietas, defectos que pueda tener el muelle.

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Composición de los aceros para muelles Composición en %P