Un resorte plano es cualquier resorte fabricado a partir de una tira o lámina metálica plana, en lugar de alambre redondo, diseñado para doblarse, flexionarse o enrollarse mientras almacena y libera energía mecánica. Como su sección transversal es rectangular y no circular, de una misma tira básica pueden obtenerse curvas de fuerza planas, progresivas o escalonadas, simplemente modificando la forma de bobinado.

Resorte plano frente a resorte de alambre

Un resorte de alambre almacena energía principalmente por torsión en el propio alambre bobinado. En cambio, una tira plana la almacena por flexión a lo ancho de su sección. Puede parecer una diferencia menor, pero de ello depende que una tira plana pueda anidarse con gran compacidad sobre sí misma — exactamente el principio de fabricación de los resortes de fuerza constante y variable — y también que el material plano sea tan fácil de troquelar o fotograbar para producir resortes de contacto y de interruptor a medida.

Resorte de alambre frente a resorte plano: cómo almacena energía cada uno Comparación lado a lado que muestra una espira de alambre redondo almacenando energía por torsión en el alambre, junto a una espira de tira plana que la almacena por flexión a lo ancho de la tira. Resorte de alambre redondo Energía almacenada por torsión en el alambre bobinado Resorte de tira plana Energía almacenada por flexión a lo ancho de la tira

Principales tipos de resortes planos

Todos los tipos bobinados que se indican a continuación forman parte de lafamilia de resortes de tirade LILY:

Materiales

El acero inoxidable 301/302 es la opción estándar cuando la resistencia a la corrosión o los entornos de lavado son determinantes; en ese material se suministra la línea estándar de resortes de fuerza constante de LILY. Según la DIN 17224 (la norma de fleje para resortes en acero inoxidable), la temperatura práctica de aplicación para fleje inoxidable templado para resorte se sitúa aproximadamente entre 120–250°C (250–480°F), según la carga. El factor limitante es la relajación por esfuerzo, no la oxidación: la tira va perdiendo progresivamente su conformación mucho antes de que el calor llegue a dañar el metal.

El acero al carbono para resortes 1074/1075 ofrece un menor costo y cubre la mayoría de las aplicaciones secas, interiores y no corrosivas, pero pierde su revenido a temperaturas sensiblemente más bajas que el inoxidable. El cobre-berilio se emplea en aplicaciones en las que la conductividad eléctrica debe coexistir con la función elástica, como en los resortes de contacto.

Cómo elegir el resorte plano adecuado

Comience por definir el perfil de fuerza que exige la aplicación — constante, progresivo o de alta carga con carrera corta —; con ese criterio, el campo de selección se reduce a resortes de fuerza constante, de fuerza variable o resortes de disco. A partir de ahí, el entorno determina el material y la configuración define el método de montaje (montaje en tambor, clip o apilado atornillado).

En cuanto al material, no dé por hecho que el acero inoxidable es simplemente la opción más robusta: el 301/302 no necesariamente ofrece mejor resistencia a la fatiga que un buen acero al carbono para resortes; se selecciona por su resistencia a la corrosión, no por una mayor vida en ciclos. La decisión realmente relevante es esta: si la pieza estará sometida a flexiones frecuentes y trabajará en un entorno húmedo, con lavado a presión o en exteriores, especifique acero inoxidable desde el diseño inicial.

Una tira de acero al carbono recubierta puede comportarse correctamente si solo se considera la fatiga en ciclo seco. Pero, una vez que la flexión repetida desgasta el recubrimiento, los picados de corrosión expuestos se convierten en puntos de iniciación de grietas; el modo de falla pasa de la fatiga simple a la fatiga por corrosión, y la pieza puede fallar mucho antes de alcanzar su vida nominal en ciclo seco. Los entornos secos y con bajo riesgo de corrosión son donde el acero al carbono recubierto justifica su menor costo.

Como referencia concreta, el resorte de fuerza constante de catálogo JCJDKBBC de LILY incorpora acero inoxidable 301 de 0.004 in. y está clasificado para aproximadamente 3,000 ciclos — consulte nuestraguía de resortes de fuerza constantepara ver el desglose completo de especificaciones, un punto de partida razonable si está dimensionando un componente de la misma clase de carga.

Aplicaciones por tipo

Cada tipo de resorte plano suele emplearse en un ámbito distinto del mismo problema general: controlar la fuerza en un conjunto compacto:

  • Resortes de fuerza constante— retractores de cable y manguera, contrapesos de hojas de ventana y retornos de cabezales de herramienta.

  • Resortes de fuerza variable— tensores ergonómicos y equipos de ejercicio en los que la resistencia debe aumentar o disminuir a lo largo del recorrido, y no mantenerse constante.

  • Resortes de fuerza constante con clip— con las mismas aplicaciones de contrapeso y retracción que los resortes de fuerza constante convencionales, en conjuntos donde el resorte debe poder sustituirse sin desmontar el tambor.

  • Resortes de disco— precarga de uniones atornilladas, absorción de la dilatación térmica en conexiones bridadas y compensación del juego axial en conjuntos de rodamientos.

Resorte plano vs. resorte de potencia

Unresorte rotor(resorte de potencia o de motor) también se fabrica a partir de una tira plana, pero está diseñado para almacenar energía rotacional durante muchas vueltas y liberar par en una carrera de retorno, no para generar una fuerza lineal constante. ¿Necesita un esfuerzo de tracción o empuje constante? Considere los tipos de resorte plano indicados arriba. ¿Necesita un rebobinado con resorte? Entonces corresponde un resorte rotor, no un resorte plano en el sentido utilizado aquí.

Preguntas frecuentes

¿Un resorte plano es lo mismo que una ballesta automotriz?

Ambos son resortes de fleje plano, pero una ballesta es un diseño de alta robustez y bajo número de ciclos, concebido para absorber impactos y soportar cargas estáticas en suspensiones vehiculares. Los resortes planos tratados aquí — de fuerza constante y de fuerza variable — son componentes de precisión, aptos para un alto número de ciclos, diseñados para generar fuerza lineal y controlar el movimiento. Mismo material de base, distinto objetivo de ingeniería.

¿Se pueden fabricar resortes planos con una geometría personalizada para un conjunto específico?

Sí. El material plano puede troquelarse, fotograbarse o cortarse por láser, por lo que son habituales las geometrías personalizadas de tipo voladizo y de resorte de contacto. Esta vía de personalización es distinta de la de los resortes arrollados de fuerza constante o variable, cuyo ajuste depende del ancho de la tira, el espesor y el diámetro de la espira, y no de la geometría exterior.