Herramienta de ingeniería gratuita #064
Calculadora de diseño de resortes de compresión helicoidales
Diseñe resortes de compresión helicoidales. Ingrese el diámetro del alambre, el diámetro de la bobina, la longitud libre, las bobinas activas y el módulo de corte para calcular la rigidez del resorte, la carga máxima, el esfuerzo cortante y la altura del sólido.
Resultados
Tasa de resorte
Esfuerzo cortante con corrección de Wahl
Factor Wahl
donde C = D/d es el índice de resorte.
Altura sólida
| Material | G (GPa) | Uso típico |
|---|---|---|
| Alambre de música (A228) | 79.3 | Uso general, alta vida útil por fatiga. |
| Cromo-vanadio | 77.2 | Altas tensiones, cargas de choque |
| Acero inoxidable 302 | 69.0 | Resistencia a la corrosión |
| Bronce fosforado | 41.4 | Eléctrico, no magnético |
| Cobre-berilio | 44.8 | Antichispa, conductor |
Dada: d = 4 mm, D = 30 mm, L₀ = 80 mm, n = 10, G = 79 300 MPa
C = 30/4 = 7,5
k = 79300 × 4⁴ / (8 × 30³ × 10) = 79300 × 256 / 2.160.000 = 9,39 N/mm
Altura del sólido = (10+2) × 4 = 48 mm → Recorrido = 80 − 48 = 32 mm
Fsólido = 9,39 × 32 = 300,5 N
⚠️ Nota: Nunca comprima un resorte hasta su altura sólida durante el servicio. Diseñe una carrera útil de ≤80% de deflexión disponible. Compruebe si hay pandeo si la longitud libre/diámetro medio es > 4.
Constante elástica del resorte k = Gd⁴/(8D³n), donde G es el módulo de cortadura (rigidez), d es el diámetro del alambre, D es el diámetro medio de la espira y n es el número de espiras activas. Esto supone alambre redondo y ángulo de paso despreciable.
El factor de Wahl Kw = (4C−1)/(4C−4) + 0.615/C tiene en cuenta la curvatura y el cortante directo. C = D/d es el índice del resorte. Incrementa la tensión cortante calculada, especialmente en espiras cerradas (C bajo).
Lo habitual es C = 4 a 12. C < 4 es difícil de fabricar y genera tensiones elevadas. C > 12 favorece el enredo y el pandeo. El rango óptimo es C = 6–10.
Altura de bloqueo (con espiras en contacto) = número total de espiras × diámetro del alambre. Es la longitud del resorte totalmente comprimido. Nunca comprima un resorte hasta el bloqueo en servicio: limite la deflexión de trabajo al 80% de la carrera disponible.
Alambre de cuerda de piano: 79,3 GPa, Inoxidable 302: 69 GPa, Cromo-vanadio: 77,2 GPa, Bronce fosforoso: 41,4 GPa. G varía ligeramente con la temperatura.
Los procedimientos descritos en esta página fueron desarrollados y probados en campo por el equipo de Vibromera utilizando el Balanset-1A, un equilibrador portátil de dos canales y analizador de vibraciones para el equilibrado de rotores in situ.
Instrumentos y software de equilibrado de campo profesionales. Utilizados en más de 50 países.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko es ingeniero de análisis de vibraciones y fundador y director ejecutivo de Vibromera. Desde hace más de 15 años equilibra equipos rotativos en campo y no en un banco de pruebas: desbrozadoras, ventiladores industriales, trituradoras, centrifugadoras, ejes y husillos. De ese trabajo nacieron los instrumentos Balanset — se concibieron como una herramienta que el especialista puede llevar hasta la máquina y utilizar solo, in situ, y no como equipo de laboratorio. Vibromera se fundó en 2017 y desde 2023 tiene su sede en Oporto, Portugal. Aquí se realizan el desarrollo, el montaje y el soporte de la línea Balanset. El instrumento insignia es el Balanset-1A, un analizador portátil para el equilibrado en uno y dos planos y para el diagnóstico de vibraciones. Nikolai participa personalmente en la atención al cliente, en la resolución de casos de equilibrado difíciles y en el desarrollo del software. Trabaja con clientes de todo el mundo, en cualquier idioma.
