Fluencia del material: Reducción de la tensión del resorte
Cuando empiezan a producirse fluencia y fatiga, el ciclo de vida y el rendimiento del resorte pueden verse afectados negativamente, lo que, a su vez, puede afectar a la capacidad de la aplicación para funcionar según lo previsto. ¿Qué es la fluencia?
Fluencia del material: Reducción de la tensión del resorte
Los muelles se utilizan en una variedad de aplicaciones y operaciones. A menudo, los muelles son el último componente que se debe considerar y diseñar en una aplicación, pero esto no los convierte en un aspecto no crítico de la máquina. Los muelles experimentarán desgaste y fatiga con el tiempo, incluso si no están conectados a la parte más activa de la aplicación. Cuando empiezan a producirse fluencia y fatiga, el ciclo de vida y el rendimiento del muelle pueden verse afectados negativamente, lo que, a su vez, puede afectar a la capacidad de la aplicación para funcionar según lo previsto.
¿Qué es la fluencia?
La fluencia es un aumento de la tensión plástica bajo tensión o carga constante. Se trata de un proceso que se produce durante un largo periodo de tiempo y que se acelera a medida que aumentan las temperaturas de servicio. Es único porque se produce cuando la condición de tensión se encuentra en el rango elástico de la curva tensión-deformación del material.
Además, es único porque el material de los resortes comienza a deformarse plásticamente, la deformación permanente que se produce cuando un material se somete a tensiones que superan su límite elástico, aunque no se haya alcanzado el límite elástico. El resultado es que el resorte pierde fuerza o elasticidad.
La fluencia puede demostrarse colgando un peso de una goma elástica y observando el cambio de longitud. Si se retira el peso rápidamente, la banda de goma volverá a su longitud original, pero si se retira el peso después de un período prolongado, la banda de goma tendrá un aumento permanente de longitud después de retirar el peso, lo que ocurre debido a la fluencia.
La misma situación se producirá con un resorte. Un resorte de compresión mostrará una reducción de la longitud libre, y un resorte de extensión tendrá un aumento de la longitud.
Si la fluencia se vuelve excesiva, la deformación del resorte reducirá la cantidad de energía potencial disponible y es posible que el resorte ya no funcione según lo previsto en la aplicación. En este punto, será necesario sustituir el muelle. La fluencia puede provocar el fallo del muelle si no se detecta, lo que puede ser peligroso para la maquinaria y el personal.
¿Cómo se evita la fluencia?
Las variables que afectan a la fluencia son la tensión, el tiempo y la temperatura. Los aumentos en cualquiera de estos aumentarán la cantidad de fluencia.
Para la mayoría de las aplicaciones, la reducción de las tensiones del material suele ser la forma más sencilla de mitigar la fluencia. Algunas formas de reducir el estrés (asumiendo que todo lo demás se mantiene constante en el diseño) incluyen:
- Aumentar el grosor del material o el diámetro del cable
- Utilizar un muelle más grande para aumentar el diámetro exterior del mismo
- Reducir el porcentaje de deflexión máxima en el muelle
Además, la vida útil de un resorte se puede prolongar con las mismas condiciones o parámetros con lo siguiente:
- Cambio de material o aleación
- Procesos especiales de tratamiento térmico
- Procesos avanzados de acabado de superficies
ASRaymond ofrece una variedad de materiales, acabados y capacidades de prueba que pueden ayudar a reducir la fluencia de tensión. Visite la página Fabricación y acabado para obtener una lista de la oferta estándar. Póngase en contacto con nosotros para obtener más información sobre nuestras capacidades y obtener el componente de resorte adecuado para su aplicación.
Acerca de ASRaymond
ASRaymond, una empresa de Barnes Group Inc., es líder global en el suministro de soluciones de ingeniería de precisión para el control de fuerzas y movimiento a fabricantes de marcas de renombre mundial como Raymond®, Industrial Gas Springs™, SPD™ y SPEC®. ASRaymond presta servicio a una amplia variedad de mercados industriales, incluidos construcción y agricultura, equipos de elevación, marítimos, médicos y camiones de servicio pesado, y tiene la amplitud y la profundidad de los productos estándar para satisfacer las demandas de cualquier aplicación. Además, el equipo global de ingenieros de ASRaymond está disponible para personalizar componentes cuando los productos estándar no sean suficientes. Para obtener más información, visite ASRaymond.com.