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, ascendentes o escalonadas, simplemente modificando la forma de bobinado.
Resorte plano vs. resorte de alambre
Un resorte de alambre almacena la energía principalmente mediante torsión en el alambre enrollado. En cambio, una tira plana la almacena por flexión a lo ancho de su sección. Puede parecer una diferencia menor, pero explica por qué una tira plana puede anidarse con gran compacidad sobre sí misma —tal como se construyen los resortes de fuerza constante y de fuerza variable— y por qué el material plano se presta con tanta facilidad al estampado o al fotograbado para fabricar resortes personalizados de contacto e interruptor.
Principales tipos de resortes planos
Todos los tipos enrollados que se presentan a continuación forman parte de lagama de resortes de tirade LILY:
Resortes de fuerza constante— tira plana enrollada, con gradiente de fuerza prácticamente nulo después del recorrido inicial. Consulte nuestra guía completa sobre resortes de fuerza constante para conocer el principio de funcionamiento.
Resortes de fuerza variable— variación de radio diseñada para obtener una curva de fuerza ascendente o regresiva.
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Resortes de fuerza constante con clip— misma salida de fuerza plana, con montaje mediante clip de cambio rápido en lugar de cubo prensado.
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Resortes de disco— diseño cónico en material plano (variantes Belleville, de onda y curvadas) concebido para soportar cargas elevadas en un espacio axial muy reducido, en lugar de un gran recorrido lineal.
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 norma DIN 17224, correspondiente al estándar 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), en función de la carga. El factor limitante es la relajación por tensión, no la oxidación: la tira va perdiendo gradualmente su forma fijada mucho antes de que el propio metal llegue a dañarse por efecto del calor.
El acero para resortes al carbono 1074/1075 tiene un menor costo y cubre la mayoría de las aplicaciones en ambientes secos, interiores y no corrosivos; sin embargo, pierde el temple a temperaturas notablemente más bajas que el acero inoxidable. El cobre berilio se emplea cuando la conductividad eléctrica debe coexistir con la función elástica, como en los resortes de contacto.
Cómo elegir el resorte plano adecuado
El punto de partida es el perfil de fuerza que exige la aplicación — constante, progresivo o de alta carga y corto recorrido —, criterio que por sí solo ya acota la selección entre resorte de fuerza constante, resorte de fuerza variable o resorte de disco. A partir de ahí, el entorno define el material y la disposición конструкional determina el método de montaje (montado en tambor, a presión o en paquete atornillado).
En materia de materiales, no debe asumirse que “el inoxidable es simplemente la opción más robusta”: un 301/302 no necesariamente ofrece mayor resistencia a la fatiga que un buen acero para resortes al carbono; se selecciona por su resistencia a la corrosión, no por una vida a ciclos superior. El criterio realmente decisivo es este: si la pieza estará sometida a flexión frecuente y trabajará en un entorno húmedo, sometido a lavado o a la intemperie, conviene especificar acero inoxidable desde el inicio.
Una lámina de acero al carbono con recubrimiento puede comportarse adecuadamente si solo se considera la fatiga en ciclos secos. Pero, una vez que la flexión repetida desgasta el recubrimiento, los picados de corrosión expuestos se convierten en focos de iniciación de grietas: el modo de fallo pasa de la fatiga simple a la fatiga por corrosión, y la pieza puede fallar muy por debajo de su vida nominal en ciclos secos. Precisamente en entornos secos y con bajo riesgo de corrosión es donde el acero al carbono recubierto justifica su menor costo.
Como referencia concreta, el resorte de fuerza constante JCJDKBBC de stock de LILY está fabricado en acero inoxidable 301 de 0.004 in., con una capacidad nominal de aproximadamente 3,000 ciclos — consulte nuestraguía de resortes de fuerza constanteguía completa 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— recogedores de cable y manguera, contrapesos para 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 durante el movimiento, y no mantenerse constante.
Resortes de fuerza constante de fijación a presión— las mismas aplicaciones de contrapeso y recogida que los resortes de fuerza constante estándar, en conjuntos donde el resorte debe sustituirse sin desmontar el tambor.
Resortes de disco— precarga de uniones atornilladas, absorción de la expansión térmica en conexiones bridadas y eliminación del juego axial en conjuntos de rodamientos.
Resorte plano frente a resorte de potencia
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AResorte rotativo(resorte de potencia o de motor) también se enrolla a partir de una banda 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 tracción o empuje constantes? Consulte los tipos de resortes planos descritos arriba. ¿Necesita un rebobinado con resorte? Eso corresponde a un resorte rotativo, no a un resorte plano en el sentido utilizado aquí.
Preguntas frecuentes
¿Un resorte plano es lo mismo que una ballesta automotriz?
Ambos son resortes de banda plana, pero la ballesta es un diseño robusto y de bajo número de ciclos, concebido para absorber impactos y soportar cargas estáticas en las suspensiones de vehículos. Los resortes planos tratados aquí — de fuerza constante y de fuerza variable — son componentes de precisión, de alto número de ciclos, diseñados para fuerza lineal y control de movimiento. Mismo material de partida, distinto objetivo de ingeniería.
¿Los resortes planos pueden fabricarse con una forma personalizada para un conjunto específico?
Sí. La banda plana puede estamparse, fotograbarse o cortarse por láser, por lo que son habituales las geometrías personalizadas de resortes en voladizo y de contacto. Esta vía de personalización es distinta de la de los tipos bobinados de fuerza constante o variable, cuya respuesta se ajusta mediante el ancho de la banda, el espesor y el diámetro de la espira, y no por la forma del contorno.
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