Tolerancia de par de resorte de torsión y control de diámetro de alambre
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Tolerancia de par de torsión de resortes de torsión: por qué el diámetro del alambre establece el límite
La mayoría de las disputas sobre resortes de torsión personalizados no se refieren al grado del material. Se refieren al par medido en el accesorio del cliente que cae fuera de la tolerancia del dibujo. La razón es casi siempre el alambre, no la máquina de enrollar: el par depende del diámetro del alambre a la cuarta potencia, por lo que cada micrómetro de variación del diámetro se amplifica antes de que el resorte se forme.
Este artículo explica la cadena de tolerancias detrás del par de resortes de torsión y cómo especificar el alambre para que el resorte terminado pase la galga a la primera.
La regla de la cuarta potencia
Para un resorte de torsión de alambre redondo, el par es proporcional al módulo de elasticidad, el diámetro del alambre a la cuarta potencia, el ángulo de deflexión e inversamente proporcional al diámetro medio de la bobina y el número de bobinas activas. La consecuencia práctica: un cambio del 1% en el diámetro del alambre cambia el par en aproximadamente un 4%, mientras que un cambio del 1% en el diámetro de la bobina lo cambia en un 1%.
En alambre de 1,0 mm, una tolerancia h9 estándar de 0,025 mm ya es el 2,5% del diámetro. Esto se traduce en aproximadamente un 10% de variación del par, antes de cualquier contribución de la dispersión del módulo o la geometría de las patas. Es por eso que una tolerancia de par más ajustada que más o menos 10% no se puede entregar en alambre comercial estándar.
La cadena de tolerancias completa
Diámetro del alambre
h9 es el punto de partida normal para el alambre de resorte. Donde se especifica una tolerancia de par inferior al 8% en el dibujo, recomendamos h8 o una banda de diámetro fijo acordada con la trefilería, por ejemplo, 1,00 mm más o menos 0,008 mm. La banda más ajustada debe pedirse como un lote de fábrica, porque los lotes mixtos reintroducen la dispersión.
Módulo de elasticidad
El acero 302 y 304 trefilado en frío se sitúa alrededor de 193 GPa con una dispersión típica por lote de más o menos 2%. Esa dispersión mueve el par en el mismo 2%, por lo que debe incluirse en la acumulación en lugar de medirse una vez y asumirse constante.
Geometría de las patas
La longitud de la pata, el ángulo de la pata y el radio de curvatura en la raíz de la pata afectan dónde el resorte entra en contacto con la pieza de acoplamiento. Mantenemos el ángulo de la pata en más o menos 2 grados y la longitud de la pata en más o menos 0,3 mm en resortes de más de 2 mm de alambre, ajustando ambas cifras bajo pedido. El radio de curvatura en la raíz de la pata no debe ser inferior a la mitad del diámetro del alambre, de lo contrario, la pata se convierte en el primer sitio de fatiga.
Alivio de tensiones después del enrollado
El enrollado deja tensiones residuales que se relajan en los primeros cientos de ciclos, por lo que el par medido en frío no es el par que el cliente ve en servicio. Un alivio a baja temperatura a 200-300 grados C durante 30-60 minutos estabiliza la geometría y reduce la pérdida de par inicial, especialmente en resortes con un índice alto.
Ventana de especificación típica
| Parámetro | Estándar | Opción ajustada |
|---|---|---|
| Diámetro del alambre | 0,15 - 12 mm | Banda fija bajo pedido |
| Tolerancia del alambre | h9 | h8 o banda acordada |
| Diámetro exterior | 1 - 100 mm | Según dibujo |
| Tolerancia de par | más o menos 10% | más o menos 8% |
| Ángulo de la pata | más o menos 2 grados | más o menos 1 grado |
| Longitud de la pata | más o menos 0,3 mm | más o menos 0,15 mm |
| Grados | 201, 302, 304, 316 | Otros grados bajo pedido |
| Acabado | Pasivado, brillante | Según estándar del cliente |
Aplicaciones
- Clips, pestillos y mecanismos amortiguadores
- Bisagras de puertas y tapas en electrodomésticos
- Clips de retención para interiores de automóviles
- Cierres médicos e instrumentales
- Resortes de interruptores y contactos eléctricos
Cómo escribir el dibujo
Indique el diámetro y la tolerancia del alambre, el diámetro exterior, el número de bobinas, las longitudes de las patas y el ángulo de la pata, el ángulo de deflexión de trabajo en el que se verifica el par y el espacio del accesorio utilizado para la medición. Especifique la tolerancia de par frente a un ángulo de deflexión definido en lugar de una posición libre, porque el ángulo libre se mueve después del alivio de tensiones mientras que el par en un ángulo fijo no lo hace.
TOPONE ha producido alambre de acero inoxidable desde 1993 y suministra tanto el alambre como los resortes de torsión enrollados, lo que significa que la tolerancia del alambre y la tolerancia del resorte se acuerdan en un solo lugar en lugar de negociarse entre dos proveedores.
