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Cálculo de muelles con tabla:

Q es la carga que soporta en kg. lQ es lo que disminuye la separación entre espiras bajo la carga Q P=d+l

Problema:

Tenemos que calcular un muelle para un perforador de folios, tiene que soportar 1.5 kg. Bajo estos 1.5 kg tiene que medir 9.5mm, sin carga tiene que medir 15.5mm. Calcular las dimensiones del muelle, De, d, r, paso, número de espiras. Solución: Vamos a la tabla y vemos que hay muchas posibilidades que soportan 1.5 ó más kg. Vamos a tomar De=10mm d=1mm que es capaz de soportar Q=1.75kg causando una separación entre espiras l1.75=1.4 Pero como la carga es de 1.5kg la flecha l es ligeramente diferente. Como el comportamiento del muelle es lineal, aplicamos una regla de tres: l1.5= 1.5x1.4/1.75=1.2mm Con una carga de 1.5, cada espira se habrá comprimido 1.2mm. Tenemos que comprimir 15.5-9.5=6 por lo tanto dividimos: 6/1.2=5 espiras. Tomaremos 5 Si tenemos el muelle cargado, tiene que medir 9.5=5x(1+m) entonces m=0.9 por lo tanto el paso del muelle comprimido será P comprimido=1.9mm Si no hay carga, cada espira aumentará su separación l1.5=1.2mm por lo tanto el paso en vacío P0= 1+0.9+1.2=3.1 que multiplicado por 5 espiras L0=3.1x5=15.5 Resumen de parámetros: De=10, d=1, r=4.5, número de espiras =5, paso=3.1, L0=15.5 CRITICAS AL CÁCULO Y DISEÑO: Para la situación cargada, hemos tomado una separación entre espiras de 0.9 que es arbitraria. Por fenómenos de torsión y de pandeo, no es lo mismo tomar una separación de 0.9 que tomarla de 3 o de 30. Equivalentemente no es lo mismo un muelle sin carga de De=10, d=1, r=4.5, número de espiras =5, paso=3.1, L0=15.5, que otro de De=10, d=1, r=4.5, número de espiras =5, paso=5.2, L0=26 Si trabajamos con tablas estamos limitados a los valores de entrada. Esta tabla esta sacada de las fórmulas, en mm y kg:

7.85 × d 3 r= Q r2 l = 0.067 d Estamos limitados porque no podemos variar los parámetros del material. En este caso trabajamos con tensión límite de cortadura 40 Kg/mm2. Por ello hay fórmulas más completas.