Este tutorial le guiará a través de las etapas del diseño de un muelle de tracción de ejemplo.


Empieza creando un nuevo diseño de resorte de tracción:

Antes de hacer nada más, compruebe las unidades, la norma de diseño y la norma de tolerancia seleccionadas. Por defecto, están configuradas en métrico, EN 13906-2 y DIN 2097 (en el momento de redactar este documento, no existe una norma de tolerancia EN para resortes de extensión). Si necesita crear sus propias unidades para que coincidan con un plano, puede hacerlo a través de Herramientas > Opciones.

A continuación, avanzamos por el lado izquierdo, comenzando por la sección Datos requeridos, que trata de los datos básicos que probablemente ya conozca antes de iniciar un diseño, como el material y el tipo de bucle final. (A veces, la elección del material cambiará al ver los resultados del diseño, pero por lo general tendrá una idea bastante clara de por dónde empezar). Puede dejarlos tal cual por ahora.

A continuación, llegamos a la sección Parámetros de diseño. Aquí es donde se introduce la forma básica del muelle. Empezaremos dejando la opción de diseño del menú desplegable de la parte superior en «Establecer tensión inicial, longitud libre + 3 otros parámetros».

Puede ver que hay 6 parámetros, que en conjunto definen el resorte. A la izquierda hay una columna de casillas de verificación; estas nos indican qué valores están especificados. Puede ver que las variables Tensión inicial y Longitud libre ya están marcadas. Esto se debe a que las otras cuatro variables están relacionadas, pero la tensión inicial y la longitud libre del resorte son independientes, por lo que debemos especificarlas.


Haga clic en el cuadro de entrada de valores junto a «Diámetro del alambre» y escriba 3. Al hacerlo, la casilla de verificación se marca automáticamente para indicar que hemos especificado esta variable.

Pulse Intro para desplazarse hacia abajo hasta el cuadro de diámetro exterior. Introduzca 20 en este campo (también podría especificar un diámetro interior o un diámetro medio de espira haciendo clic en la etiqueta subrayada «Diámetro exterior») y, a continuación, 25 para el número total de espiras. En este punto, el cuadro de la constante elástica se desactiva y no se puede editar, al igual que la casilla de verificación situada junto a él. Esto indica que la constante elástica será la variable calculada.

Introduzca 50 para la tensión inicial y 106 para la longitud libre (y pulse Intro) y aparecerán muchos números por toda la pantalla. Esto se debe a que ahora disponemos de suficiente información para calcular nuestro muelle. No hemos introducido ningún dato de funcionamiento (cómo se utiliza el muelle), pero aún así hay mucha información.


En primer lugar, puede ver la rigidez del muelle de 6,72 N/mm. A continuación, en el lado derecho, tenemos las áreas de Datos calculados y Datos de tensión. Los Datos calculados son información general sobre el muelle en su posición libre. Puede personalizar completamente lo que se muestra en esta tabla desde Herramientas > Opciones > Datos calculados.


Si miramos la tabla de datos de tensión, vemos que hay 5 grados para el material elegido (acero al carbono trefilado EN 10270-1), que son SL, SM, DM, SH y DH. Algunos materiales tendrán un solo grado (p. ej., ASTM A228), otros varios. La resistencia a la tracción de cada uno se muestra junto al nombre. La última columna es la tensión de tracción inicial, expresada como porcentaje de la resistencia a la tracción. Así, a medida que aumenta la resistencia, el valor del % de tracción se reduce.

Volvamos a los Parámetros de diseño y ajustemos ligeramente nuestro diseño. Si desmarca la casilla junto a Total de espiras, esta se convierte en la variable calculada y ahora podemos especificar la rigidez del muelle. Cambie el valor de 6,72 a 10 y verá que el número de espiras se reduce de 25 a 16,8.


Quizá también notes que una de las variables de la tabla de datos calculados aparece ahora en rojo: el valor de Longitud añadida. Esto se debe a que, en el primer diseño, la longitud libre coincidía perfectamente con el número de espiras y la longitud de los bucles. Ahora que hemos reducido el número de espiras, tenemos que insertar algo de longitud añadida (un tramo recto de alambre) para mantener la misma longitud libre. No es un problema en sí, pero quizá le interese saberlo, por eso aparece en rojo.

Ahora introduzcamos algunos datos de funcionamiento. Haga clic en la columna titulada «1» junto a la etiqueta «Longitud» y escriba 120 (a continuación, pulse Intro). Esto calcula varios parámetros para una longitud de trabajo de L1 = 120 mm, y también crea una columna en blanco para la posición 2. Introduzca 500 en esta columna en la fila «Carga», para F2 = 500 N. También podría introducir una deflexión (desde la posición libre) o una deflexión de trabajo (en relación con L1).


Esto también rellena la tabla «Datos de tensión», uno de los resultados más importantes. Además de la tensión de tracción inicial, ahora disponemos de los valores de % de tracción para las dos posiciones de trabajo (para el grado DH, por ejemplo, 17 % en L1 y 44 % en L2).


También verá que, para los tres primeros grados, el valor % de tracción se muestra con fondo rojo en la columna L2. Esto se debe a que el límite de tensión de trabajo en la norma EN 13906-2 es del 45 % de la tracción, y para estos tres grados, el valor está por encima de este. Para SH y DH, el alambre es más resistente, por lo que está por debajo del 45 %.