Un resorte de torsión es un resorte en espiral, también conocido como resorte helicoidal. Están diseñados para aplicar el par radialmente. Son opuestos a los resortes de compresión utilizados para mantener el mecanismo separado. El resorte de torsión fija dos mecanismos juntos, y su estanqueidad es proporcional a la energía almacenada en su interior. La tensión debe eliminarse para que el resorte libere la energía almacenada.

Utilice resortes de torsión cuando se requiera un par de rotación. Hay dos diseños de resortes de torsión: resortes de torsión simples y resortes de torsión dobles, siendo los resortes de torsión simples el tipo más común. Al ensamblar el resorte de torsión en el eje, debe tenerse en cuenta que cuando el resorte gira en la dirección normal, el diámetro interior disminuirá, lo que puede hacer que el resorte se atasque con el eje y genere una tensión innecesaria en el resorte; Hay que tener en cuenta el diámetro interior del muelle y el tamaño del eje sobre el que actúa. Por lo general, cuando se requiere un radio de curvatura estrecho para torcer las patas del resorte, se utilizan materiales de resorte más dúctiles, como el alambre de acero para piano ASTM A228, el alambre de acero templado al aceite ASTM A229 y el acero inoxidable 302 ASTM A313. La configuración de las patas y el gran radio de flexión en cualquier área curva ayudan a evitar que el material de resorte utilizado se rompa.

Los resortes retorcidos tienen múltiples ventajas, lo que los convierte en una opción popular en diversas aplicaciones.
Durabilidad: Los resortes de torsión están diseñados para soportar cargas pesadas y altas tasas de uso, y generalmente tienen una vida útil más larga que otros tipos de resortes. Su robusta estructura le permite soportar más ciclos, reduciendo así la frecuencia de sustitución y mantenimiento.
Diseño: El diseño del resorte de torsión le permite distribuir el peso de manera uniforme, lo que lo convierte en una opción ideal para aplicaciones que requieren un movimiento estable y controlado. Este diseño equilibrado también ayuda a mejorar su fiabilidad y eficiencia a largo plazo.
Funcionamiento suave: El resorte de torsión proporciona un movimiento suave y controlable, que es particularmente útil en aplicaciones que requieren una aplicación de fuerza gradualmente uniforme. Este funcionamiento suave puede reducir la presión sobre los componentes de conexión, prolongando así la vida útil de todo el sistema.

Tipos de muelles de torsión
Resorte de torsión simple: un resorte helicoidal simple adecuado para aplicaciones que requieren una fuerza de rotación media a alta.
Resorte de torsión doble: el resorte helicoidal doble se enrolla en direcciones opuestas, lo que puede soportar cargas más altas y proporcionar una mayor estabilidad. Son una opción ideal para aplicaciones de servicio pesado.
Tipos de plegado
Flexión radial: La bobina se dobla a lo largo de un radio, lo que es muy adecuado para aplicaciones que requieren fuerza vertical, como componentes de automóviles.
Flexión axial: La bobina se dobla a lo largo del eje, adecuada para aplicaciones en las que la fuerza es paralela al eje del resorte, como dispositivos electrónicos.
Doblado en espiral: El doblado en espiral continuo proporciona una fuerza suave y consistente, lo que lo hace ideal para instrumentos de precisión y maquinaria especializada.
Flexión tangencial: La bobina se dobla tangencialmente a lo largo del eje central, proporcionando características de fuerza únicas.

Diseñar un muelle de torsión
El diseño de un resorte de torsión es un proceso sistemático que requiere una consideración cuidadosa de los requisitos de la aplicación, las propiedades del material y los principios mecánicos. La siguiente guía paso a paso proporciona un método estructurado para crear diseños efectivos de resortes de torsión.
Guía paso a paso
1. Definir los requisitos de la aplicación
Par requerido (M): Determine el par requerido para realizar la función esperada.
Deflexión angular (θ): Calcula el ángulo en el que debe girar el resorte.
Condiciones ambientales: Evalúe factores como la temperatura, la corrosión y la exposición a productos químicos.
2. Determinar las limitaciones de espacio
Diámetro interior (ID): debe ser adecuado para cualquier eje o varilla en el que se instale el resorte. El diámetro interior del muelle de torsión debe ser siempre al menos un 15% mayor que el eje o la varilla en la que se instala el muelle de torsión. ¿Por qué? Porque cuando la pata del resorte de torsión se mueve, el diámetro interior se encogerá y no querrás que el resorte de torsión se atasque en el eje. Si el resorte de torsión se atasca en la varilla o el eje, el resorte de torsión perderá todo el par y no podrá funcionar.
Diámetro exterior (OD): No debe interferir con los componentes circundantes o las carcasas.
Longitud del cuerpo: Asegúrese de que la longitud del resorte sea adecuada para el espacio disponible.
Longitud y orientación de las patas: Tenga en cuenta cómo están conectadas las patas a la aplicación.
3. Elige los materiales
Requisitos de rendimiento: seleccione materiales que cumplan con los requisitos de resistencia, flexibilidad y medio ambiente.
Consideraciones de costos: Equilibre el rendimiento con los costos de material y fabricación.
4. Calcular las dimensiones clave
Diámetro medio (MD): MD=OD − d
Diámetro del alambre (d): Estime el valor en función de las limitaciones de par y espacio.
Índice de resorte: Índice de resorte = MD ÷ d
El valor objetivo está entre 5 y 12.
5. Determine el número de bobinas efectivas (N)
Cálculo de la deflexión angular:
Estime N utilizando la deflexión angular requerida y las propiedades del material.
Equilibrar:
Asegúrese de que el número de bobinas permita la deflexión requerida y no exceda el límite de tensión.
6. Diseño de la configuración de las patas
Función: Las patas deben transmitir eficazmente el par a la aplicación.
Simplicidad: Mantenga el diseño de la pata simple para reducir la complejidad de la fabricación.
Ángulo y curvatura: especifique ángulos y longitudes precisos para adaptarse a la aplicación.
7. Calcular la rigidez del muelle (k)
Usando la fórmula de la tasa de resorte: Rt = Ed ^ 4/10.8 DN S = 10.2 M / d ^ 3
Ajuste:
Modifique d, D o N para obtener el k deseado.
8. Prototipo y pruebas
Ejemplo de compilación: cree un prototipo basado en las dimensiones calculadas.
Ensayo:
Instale aplicaciones reales o pruebe configuraciones.
Mida el par, la deflexión y observe el rendimiento.
Iteración:
Ajuste los parámetros de diseño en función de los resultados de las pruebas.