EoW July 2014

Artículo técnico

Efectos del tratamiento térmico en las propiedades de los resortes de extensión Por Mark Hayes, Asesor Técnico del Institute of Spring Technology de Sheffield, Reino Unido

Resumen Durante un programa de trabajo realizado en 2013, para responder a las numerosas demandas de los fabricantes de resortes, se fabricaron resortes de extensión con alambres para resortes de acero al carbono y acero inoxidable. Estos resortes fueron medidos y sometidos a pruebas de carga para evaluar su tensión inicial y límite elástico. Los resultados indican que convendría revisar la norma EN 13906-2. 1 Introducción Los productores de resortes saben que con el tratamiento térmico de alivio de tensiones aplicado a los resortes de extensión durante la fabricación se obtienen los efectos siguientes: • cambia el diámetro exterior y, por consiguiente, la constante elástica del resorte • se reduce la tensión inicial que se genera durante el enrollado • además, aumenta el límite elástico Según la norma EN 13906-2, la tensión máxima de diseño (no corregida) para resortes de extensión es un 45 por ciento de la resistencia a la rotura Rm. Es decir, que al cuerpo de un resorte de extensión se le puede aplicar una tensión de hasta un 45 por ciento de la resistencia a la rotura del alambre sin que ocurra deformación plástica. Esto supone que los resortes han sido sometidos a recocido después del enrollado. El autor sostiene que a menudo al límite elástico se le asigna valores demasiado altos. Se ha realizado esta investigación para estudiar el límite elástico y cómo se ve afectado por la temperatura del tratamiento térmico. Al mismo tiempo, se ha aprovechado esta ocasión para investigar sobre el efecto de la temperatura del tratamiento térmico en el diámetro exterior, la tensión inicial y la constante elástica del resorte. La mayor parte de los resortes presentan

CARGA frente a DEFLEXIÓN

No precargado 29 insistidos demasiado en N

Carga (N)

DEFLEXIÓN (mm)

▲ ▲ Figura 1 : Características de carga/deflexión

▲ ▲ Figura 2 : Resortes de prueba

Todas las normas de diseño interna- cionales para resortes de extensión suponen que los ganchos son perfecta- mente rígidos y no sufren ninguna deflexión de tipo elástico o plástico hasta su tensión de diseño máxima. Esto no es correcto, pero en el caso de los resortes de extensión con más de 20 espiras, el error en que se incurre no considerando la deflexión del gancho realmente es bastante pequeño. La gran parte de los resortes de extensión está hecha de acero al carbono trefilado (a veces con un revestimiento de Zn o Zn/Al) según la norma EN 10270-1 o de

una característica carga/deflexión teórica similar a la de los resortes de prueba estudiados en esta investigación, como se puede ver en la Figura 1 . Se supone que cuando se carga un resorte de extensión por encima de su límite elástico (29N en la Figura 1 ), toda la deformación plástica se produce en el cuerpo del resorte, generando una reducción de la tensión inicial. La mayor parte de los resortes de extensión están provistos de ganchos con el mismo diámetro exterior nominal que el cuerpo del resorte, igual que los resortes realizados para esta investigación, ilustrados en la Figura 2 .

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Julio de 2014