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 de inercia de doble masa 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]
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. A través de la fuerza dirigida a lo largo de este eje helicoidal y el brazo de palanca hasta el punto central del sistema , se puede transmitir un par alrededor de un eje . El alambre del resorte de arco está sometido principalmente a tensión de torsión . [3] [4]
Un resorte de arco necesita un soporte adecuado para transmitir el par . El soporte suele proporcionarse desde el exterior en forma de un canal arqueado (carcasa deslizante) o placas de soporte con forma radial. Esto evita el pandeo del resorte de arco. Otro resultado de este soporte es una histéresis entre las curvas de carga y descarga en la curva característica. Esto resulta de la fricción del resorte en el soporte radial y es un efecto previsto para lograr la amortiguación en el sistema. [5]
Al igual que en el caso de los resortes de compresión , también se pueden utilizar sistemas de resortes para resortes de arco. Los diseños principales son la conexión en serie y en paralelo. Con ellos se pueden lograr características de resorte de una o varias etapas. Para aprovechar al máximo el espacio disponible, a menudo se utilizan sistemas que consisten en resortes de arco internos y externos.
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. Los configuradores CAD , que generan un modelo CAD después de ingresar ciertos parámetros, pueden contribuir a un diseño óptimo. [6]
El resorte de arco es adecuado para aplicaciones estáticas y cuasiestáticas, así como dinámicas. Algunos ejemplos son:
En principio, los aceros para muelles que se utilizan para muelles helicoidales convencionales también se pueden utilizar para muelles de arco. Son los siguientes:
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 [°] |
do | ángulo sólido [°]; ángulo del arco-resorte en el que las bobinas tienen contacto |
bobinas activas | |
a | bobinas totales |
tasa de resorte [Nmm/°] |