Muelle en espiral

Un resorte helicoidal es un dispositivo mecánico que se utiliza normalmente para almacenar energía y luego liberarla, para absorber impactos o para mantener una fuerza entre superficies en contacto. Están hechos de un material elástico con forma de hélice que vuelve a su longitud natural cuando no se carga.

Bajo tensión o compresión, el material (alambre) de un resorte helicoidal sufre torsión. Por lo tanto, las características del resorte dependen del módulo de corte .

Un resorte helicoidal también puede utilizarse como resorte de torsión : en este caso, el resorte en su conjunto se somete a torsión alrededor de su eje helicoidal. El material del resorte se somete así a un momento de flexión , que reduce o aumenta el radio helicoidal. En este modo, es el módulo de Young del material el que determina las características del resorte.

La tasa de resorte es la medida de cuánto puede sostener un resorte helicoidal hasta comprimirse 1 pulgada (2,54 cm). La tasa de resorte normalmente la especifica el fabricante. Si un resorte tiene una tasa de 100, entonces se comprimiría 1 pulgada con 100 libras (45 kg) de carga. ^[1]

Los tipos de resorte helicoidal son:

• Resortes helicoidales de tensión/extensión, diseñados para resistir el estiramiento. Por lo general, tienen un gancho o un ojo en cada extremo para su fijación.
• Resortes helicoidales de compresión, diseñados para resistir la compresión. Un uso típico de los resortes helicoidales de compresión es en los sistemas de suspensión de automóviles .
  • Los resortes de voluta se utilizan como resortes de compresión para cargas pesadas. Se enrolla una tira de placa en forma de hélice y espiral. Cuando se comprime, la tira es más rígida de canto que una bobina de alambre, pero la disposición en espiral permite que las espiras se superpongan en lugar de tocar fondo una con otra.
  • Los resortes de arco son una forma especial de resorte helicoidal que se desarrolló originalmente para su uso en el volante de inercia de doble masa de los trenes de transmisión de motores de combustión interna . La fuerza se aplica a través de los extremos del resorte. Se puede transmitir un par alrededor de un eje a través de la fuerza dirigida a lo largo de este eje helicoidal y el brazo de palanca hasta el punto central del sistema .${\displaystyle M=F\cdot r}$${\estilo de visualización F}$${\estilo de visualización r}$
• Resortes de torsión, diseñados para resistir acciones de torsión. A menudo se asocian a pinzas para la ropa o puertas de garaje basculantes.

Los resortes helicoidales tienen muchas aplicaciones; las más notables incluyen:

• Resortes de pandeo en teclados de ordenador
• Muelles de colchón en colchones con muelles internos
• Muelles helicoidales para tapicería

Los resortes helicoidales se utilizan comúnmente en la suspensión de vehículos . Estos resortes son resortes de compresión y pueden diferir mucho en fuerza y ​​tamaño según la aplicación. Una suspensión de resorte helicoidal puede ser rígida o blanda según el vehículo en el que se use. El resorte helicoidal se puede montar con un amortiguador o por separado. Los resortes helicoidales en camiones les permiten andar suavemente cuando están descargados y una vez cargados, el resorte se comprime y se vuelve rígido. Esto permite que el vehículo rebote menos cuando está cargado. La suspensión de resorte helicoidal también se usa en automóviles de alto rendimiento para que el automóvil pueda absorber los golpes y tener un bajo balanceo de la carrocería. En vehículos todoterreno se usan debido a su rango de recorrido que permiten al volante.

Los resortes helicoidales que se utilizan en el motor son resortes de compresión y desempeñan un papel importante en el cierre de las válvulas que alimentan el aire y dejan salir los gases de escape de la cámara de combustión. El resorte está unido a un balancín que está conectado a la válvula.

Los resortes helicoidales de tensión y extensión de un material determinado, diámetro de alambre y diámetro de bobina ejercen la misma fuerza cuando están completamente cargados; un mayor número de bobinas simplemente aumenta (linealmente) la longitud libre y la longitud comprimida/extendida.

Los resortes helicoidales de metal se fabrican enrollando un alambre alrededor de un molde moldeado; se utiliza un cilindro para formar resortes helicoidales cilíndricos.

Los resortes helicoidales para vehículos suelen estar hechos de acero endurecido . Una máquina llamada bobinadora automática toma un alambre de resorte que se ha calentado para que se pueda moldear fácilmente. Luego se introduce en un torno que tiene una varilla de metal con el tamaño de resorte helicoidal deseado. La máquina toma el alambre y lo guía sobre la varilla giratoria, además de empujarlo a través de la varilla para formar múltiples bobinas. Luego, el resorte se expulsa de la máquina y un operador lo pone en aceite para que se enfríe. Luego, el resorte se templa para perder la fragilidad que se produce al enfriarse. El tamaño y la resistencia de la bobina se pueden controlar mediante el tamaño de la varilla del torno y el material utilizado. Se utilizan diferentes aleaciones para obtener ciertas características del resorte, como rigidez, amortiguación y resistencia ^[2]

• Carretón
• Ballesta
• Amortiguador
• Resorte (dispositivo)
• Seductor
• Sistema Timmis

• Resorte helicoidal de Sándor Kabai en el Proyecto de Demostraciones Wolfram .
• Instituto de Tecnología de Primavera
• Instituto de Fabricantes de Resortes Archivado el 28 de septiembre de 2020 en Wayback Machine
• [1], tutorial de Dave Silberstein.
• "You Spring From Morning To Night", artículo de Popular Science de abril de 1949 sobre los principios básicos de la fabricación de resortes helicoidales de acero.