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CAPITULO VI: MUELLES MECÁNICOS [116]

6.6.-OBTENCION DE LAS RELACIONES ENTRE ESFUERZO, FUERZA Y
DEFORMACIÓN PARA LOS MUELLES DE BALLESTA

En la figura se tiene una viga en voladizo de resistencia constante y espesor
uniforme t, cortada en n franjas de espesor b, apiladas de forma gradual.

El esfuerzo de flexión es igual en todas las secciones de la viga triangular.

Ejemplo:

Un muelle helicoidal a compresión ha de proyectarse para trabajar en un agujero
de 5/8” plg de diámetro. El muelle ha de montarse con una carga previa de 10
lb, y, durante el funcionamiento, ha de someterse a una carga máxima de 50 lb.
La seguridad funcional ha de ser del 99 por 100 para una vida 50.000 ciclos de
operación. Además, el muelle ha de montarse en un espacio no superior a las 3
plg de longitud y ha de tener una rigidez de 50 lb por plg. Hay que especificar
todos los detalles del proyecto.

Solución:
El proyecto de muelles es esencialmente un tipo de problema de aproximaciones
sucesivas. Cuando se esté familiarizado con los métodos de proyecto de
muelles y se tenga, además, una amplia experiencia, se podrán advertir muchos
métodos abreviados de obtener proyectos óptimos. El principiante, sin
embargo, debe aprender primero los fundamentos y por ello es mejor utilizar los
métodos más sencillos de tanteo al demostrar los principios fundamentales.
El tamaño del orificio de 5/8” de plg junto con el huelgo necesario restringe el
diámetro exterior del muelle a unos 9/16” de plg. Probablemente se necesitará
una relación D/d no demasiado pequeña y, puesto que D/d = 6 no es grande,
tendremos:

d = 0,072 plg D = 0, 4905 plg D/d = 6, 82
d = 0,080 plg D = 0, 4825 plg D/d = 6, 04
d = 0,091 plg D = 0, 4715 plg D/d = 5, 19

Puesto que D = 9/16” – d. La sustitución de cada uno de estos valores de
ensayo o tanteo en las respectivas ecuaciones nos dirá si sirven para obtener la

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