Muelles de compresión

Cómo trabaja un muelle de compresión

El muelle se enrolla dejando paso entre espiras y genera una fuerza opuesta al comprimirse en su eje. Pese a las apariencias el alambre no flexa, se retuerce — toda la carga se convierte en tensión cortante en la sección. Por eso se usa el módulo de cizalladura y la constante se obtiene de k = G·d⁴ / (8·Dm³·n).

El diámetro de alambre entra a la cuarta potencia: un alambre un diez por ciento más grueso da un muelle aproximadamente un 46 % más rígido. Es el error más frecuente al reponer — se copian las medidas y se falla la fuerza.

Formas de extremo

Los dos extremos determinan cómo asienta el muelle y con qué uniformidad transmite la carga. Al cambiar la forma cambia el número de espiras activas y por tanto la constante — por eso se pregunta como campo aparte.

• Cerrado y rectificado — la última espira apoya en el cuerpo y la cara se rectifica plana. Transmisión más uniforme y mayor resistencia al pandeo.
• Cerrado, sin rectificar — la última espira apoya pero no se rectifica. La forma más común en maquinaria agrícola y general.
• Abierto, sin rectificar — el paso se mantiene también en los extremos. La forma más económica; el muelle no asienta totalmente plano.
• Abierto y rectificado — forma poco frecuente; el extremo queda abierto y solo se rectifica la cara.

Material

Material según EN 10270-1 (Ck67, Ck75, C60, C70) o EN 10270-3 para ejecuciones inoxidables (1.4310, AISI 302, 304). El alambre se suministra con certificado de colada según EN 10204.

Las formas del muelle de compresión

El muelle de compresión no es un producto único sino una familia. Las distinciones se hacen sobre tres ejes: la geometría del arrollamiento, el material del alambre y el lugar donde el muelle trabaja.

• Muelle cilíndrico — la forma más común. El diámetro se mantiene constante a lo largo de su longitud y la fuerza crece linealmente con el recorrido. Es lo que se entiende cuando se dice solo «muelle de compresión».
• Muelle cónico — un arrollamiento que se estrecha a lo largo de su longitud. Como las espiras se encajan unas dentro de otras al cerrarse, ocupa poca altura y resiste mejor el pandeo.
• Muelle inoxidable — de alambre inoxidable para ambientes expuestos a la corrosión. En alimentación, pulverización y ambiente húmedo la respuesta es el material, no el recubrimiento.
• Muelle de acero galvanizado — la posición estándar en agricultura y mecánica general. El recubrimiento no es estético: la corrosión reduce la sección y con ella la fuerza del muelle.
• Muelles pequeños y largos — nuestra línea de arrollamiento trabaja de 0,20 a 40 mm de diámetro de alambre, desde el muelle milimétrico alojado en un mecanismo hasta el muelle pesado del brazo de un cultivador.
• Muelles para maquinaria agrícola — empacadoras, sembradoras, hileradores y cultivadores. El catálogo está ordenado por grupo de máquina, no por medida.

Por qué no existe una tabla de medidas ya hecha

Quien busca un muelle de compresión desea casi siempre una tabla de medidas o una referencia de catálogo. No la publicamos, y la razón es técnica, no comercial: las medidas de un muelle no dicen nada por sí solas. Dos muelles con el mismo diámetro exterior y la misma longitud libre dan fuerzas opuestas si el diámetro de alambre y el número de espiras difieren. Copiar las medidas y errar la fuerza es el fallo más frecuente al reponer.

El camino correcto es el inverso: primero se establecen la fuerza y el recorrido que el mecanismo necesita, y de ahí se deducen las medidas. Si dispone de una muestra que funciona, la tarea es sencilla: cinco medidas bastan y el muelle se reproduce idéntico.

Por eso nuestro catálogo es una lista de grupos de máquina y no una lista de medidas: está ordenado según qué muelle trabaja en qué grupo de qué máquina.

Las medidas que necesitamos para un presupuesto

Cinco medidas bastan para un presupuesto en firme. Se toman de la pieza antigua con un pie de rey; si no es posible, una fotografía de la pieza junto a una regla sirve para la mayoría de las posiciones.

• Diámetro de alambre d — medido sobre el propio alambre, no sobre la espira. Entra a la cuarta potencia en la constante elástica: un alambre un diez por ciento más grueso da un muelle un 46 % más duro aproximadamente.
• Diámetro exterior De — medido sobre la espira. En alojamientos ajustados indique además el diámetro del agujero o del mandril.
• Longitud libre L0 — la longitud del muelle en reposo.
• Espiras útiles n — las espiras sin contar las dos de extremo. Junto con d y el diámetro medio determinan la constante elástica.
• Forma de los extremos — cerrados y rectificados, cerrados sin rectificar o abiertos. Modifica el número de espiras útiles y por tanto la fuerza.
• Fuerza y recorrido, si se conocen — si se conoce el punto de trabajo (qué fuerza a qué longitud), podemos dimensionar sin muestra.

Qué determina el precio

No publicamos tarifa, porque no existe un precio unitario único para un muelle de compresión: el mismo muelle cuesta muchas veces más o menos según la cantidad y el número de operaciones. Intervienen el diámetro y la calidad del alambre, el peso del muelle, la cantidad, si los extremos se rectifican, el tipo de recubrimiento y un embalaje especial.

El factor más decisivo es la cantidad. Un recambio suelto y una serie para un fabricante salen de la misma línea pero no al mismo precio: el reglaje de la enrolladora es un trabajo fijo que la cantidad divide. Indicar la cantidad en la consulta es por tanto el camino más corto hacia un precio fiable.

Un pedido puede partir de tres cosas: una muestra, un plano o simples medidas. Como trabajamos sin dependencia de utillaje, no hay que encargar ningún útil para un muelle que no figure en el catálogo.

Preguntas frecuentes

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