El resorte de arco (también conocido como resorte de arco, resorte curvo, resorte circular o resorte "banana") es una forma especial de resorte helicoidal que se desarrolló originalmente para su uso en el volante bimasa de los trenes de transmisión de motores de combustión interna . El término "resorte de arco" se utiliza para describir resortes de compresión helicoidales precurvados o en forma de arco. Tienen un eje de bobina en forma de arco. [1]
Función
Al igual que otros resortes técnicos , los resortes de arco se basan en el principio fundamental de almacenar trabajo mecánico en forma de energía potencial y la capacidad de liberar esta energía nuevamente. La fuerza se aplica a través de los extremos del resorte. Un par se puede transmitir alrededor de un eje a través de la fuerza dirigido a lo largo de este eje helicoidal y el brazo de palanca al punto central del sistema . El alambre del resorte de arco está sometido principalmente a esfuerzos de torsión . [3] [4]
Apoyo
Un resorte de arco requiere un soporte adecuado para transmitir el par . El soporte se proporciona normalmente desde el exterior en forma de canal arqueado (carcasa deslizante) o placas de soporte de forma radial. Esto evita el pandeo del resorte de arco. Otro resultado de este apoyo es una histéresis entre las curvas de carga y descarga en la curva característica. Esto resulta de la fricción del resorte sobre el soporte radial y es un efecto previsto para lograr la amortiguación en el sistema. [5]
Sistemas de muelles de arco
Al igual que con los resortes de compresión , los sistemas de resortes también se pueden utilizar para resortes de arco. Los diseños principales son la conexión en serie y en paralelo. Con estos, se pueden lograr características de resorte de una o varias etapas. Con el fin de hacer un uso óptimo del espacio disponible, a menudo se utilizan sistemas que consisten en resortes de arco interior y exterior.
Además, la característica del resorte puede verse influenciada por otros parámetros como la geometría de la sección transversal del alambre, el diámetro de la bobina o el número de bobinas.
Aplicaciones
El resorte de arco es adecuado para aplicaciones estáticas y cuasiestáticas, así como dinámicas. Ejemplos incluyen:
- Aplicaciones dinámicas:
- Volante bimasa
- Convertidor de par
- Embrague de resorte de arco
- Tensores de correa, desacopladores de polea
- Aplicaciones estáticas y cuasi estáticas:
- Retorno de la posición central en una articulación de robot
- Elemento elástico en exoesqueletos
- Reset de portones traseros o respaldos
Materiales y su estandarización
En principio, los aceros para muelles utilizados para muelles helicoidales ordinarios también se pueden utilizar para muelles de arco. Estos son:
- DIN EN 10270-1 Alambre de acero para muelles sin alear trefilado patentado
- DIN EN 10270-2 Alambre de acero para muelles templado al aceite
- DIN EN 10270-3 Alambre de acero inoxidable para muelles
Parámetros importantes
Término | Definición |
---|---|
diámetro del alambre [mm] | |
diámetro medio de la bobina [mm] | |
mi | diámetro exterior de la bobina [mm] |
radio activo del resorte [°] | |
0 | ángulo libre [°] |
C | ángulo sólido [°]; ángulo del arco-resorte en el que las bobinas tienen contacto |
bobinas activas | |
t | bobinas totales |
tasa de resorte [Nmm / °] |
Referencias
- ^ Albers, Albert (abril de 1994). "Fortschritte beim ZMS - Geräuschkomfort für moderne Kraftfahrzeuge" . LuK Kolloquium. Nr. 5 .
- ^ "Arco de resortes - Brandgroup - Sitio web" . brand-group.com . Consultado el 26 de febrero de 2021 .
- ^ Kletzin, Ulf (2015). Metallfedern Grundlagen, Werkstoffe, Berechnung, Gestaltung und Rechnereinsatz . Manfred Meissner, Hans-Jürgen Schorcht (3. Aufl. 2015 ed.). Berlín, Heidelberg. pag. 120. ISBN 978-3-642-39123-1. OCLC 920444823 .
- ^ Steinhilper, Waldemar; Sauer, Bernd, eds. (2012). Konstruktionselemente des Maschinenbaus 1 . Springer-Lehrbuch. Berlín, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg. pag. 204. doi : 10.1007 / 978-3-642-24301-1 . ISBN 978-3-642-24300-4.
- ^ Kletzin, Ulf (2015). Metallfedern Grundlagen, Werkstoffe, Berechnung, Gestaltung und Rechnereinsatz . Manfred Meissner, Hans-Jürgen Schorcht (3. Aufl. 2015 ed.). Berlín, Heidelberg. pag. 10. ISBN 978-3-642-39123-1. OCLC 920444823 .