Resortes de compresión de 1/4: materiales y uso seguro

Tipos comunes de resortes de compresión de 1/4 en el mercado

un 1/4 resorte de compresión se refiere a un resorte helicoidal con un diámetro exterior nominal (OD) de 1/4 de pulgada (6,35 mm). Sin embargo, tenga en cuenta que "1/4" a menudo se refiere al diámetro exterior, pero a veces al diámetro interior (ID) o al diámetro del alambre. Siempre verifique las especificaciones. Estos pequeños resortes se utilizan en bolígrafos, pequeños interruptores, botones de electrodomésticos, mecanismos de válvulas, juguetes y dispositivos médicos. Los siguientes tipos se distinguen por el diámetro del cable, el estilo del extremo y la capacidad de carga.

Estándar de 1/4 de diámetro exterior con cable musical (cable de 0,020 a 0,048 pulgadas). Más común. Diámetro exterior fijado en 6,35 mm (0,250 pulgadas). Diámetros de alambre: 0.020" (ligero), 0.030" (medio), 0.038" (pesado), 0.048" (extrapesado). Las tasas de resorte varían desde 0,5 N/mm (alambre de 0,020", 10 bobinas) hasta 25 N/mm (alambre de 0,048", 4 bobinas). Longitudes libres: 0,5 a 3 pulgadas. Los extremos cerrados y rectificados son estándar. Se utiliza para compresión de uso general donde el espacio es reducido. Los números de código industrial como "LC-xxx" o "C-xxx" de los fabricantes (Lee Spring, Century Spring) siguen este patrón.

Resortes de compresión de 1/4 de diámetro interior (para deslizarse sobre una varilla o pasador guía). Aquí, el diámetro interior es de 6,35 mm, por lo que el diámetro exterior es mayor (normalmente de 8 a 10 mm, según el diámetro del alambre). Se utilizan cuando el resorte debe enrollarse alrededor de un eje o perno de 1/4 de pulgada. Diámetros de alambre: 0,028–0,062". Común en resortes de varillaje de automóviles, resortes de gatillo de armas de fuego y resortes de retén de maquinaria. El resorte se asienta sobre un pasador de acero endurecido (a menudo de 6,35 mm de diámetro) para evitar que se doble.

Pequeño 1/4 de diámetro exterior con alambre muy fino (0,010 a 0,018 pulgadas). Para fuerzas extremadamente bajas (0,1–0,5 N/mm). Longitudes libres: 0,25 a 1 pulgada. Se utiliza en interruptores táctiles, conjuntos de botones de membrana e instrumentos delicados. Las espiras son tan finas que el resorte parece un tubo de metal delgado. Estos resortes se dañan fácilmente por una sobrecompresión (una sobrecarga puede colapsarlos permanentemente). A menudo está hecho de alambre musical o cobre berilio.

Resortes de compresión cónicos (cónicos) de 1/4. El diámetro exterior se estrecha desde 1/4 de pulgada en la parte inferior hasta 3/16 o 1/8 de pulgada en la parte superior. Cuando se comprimen, las espiras pequeñas se anidan dentro de las espiras más grandes, lo que permite que el resorte se comprima a una altura sólida muy corta (a menudo entre el 30% y el 40% de la longitud libre). Se utiliza en contactos de baterías, mecanismos telescópicos y bolígrafos donde existe espacio limitado. La velocidad del resorte no es constante: aumenta a medida que el resorte se comprime porque el número de espiras activas disminuye.

Información del material del resorte de compresión 1/4

Cable de música (ASTM A228) – la opción predeterminada. El alambre musical es acero con alto contenido de carbono (0,70–1,00% carbono, 0,60–1,00% manganeso, trazas de silicio) estirado a través de matrices de diamante para lograr una alta resistencia a la tracción. Para resortes de 1/4 de diámetro exterior con alambre de 0,030", la resistencia a la tracción es de 2200 a 2400 MPa (320 a 350 ksi). El alambre tiene una superficie lisa y pulida (gris brillante) debido al proceso de trefilado. El alambre musical es el material más común para resortes de compresión de 1/4 de uso general debido a su bajo costo y alta resistencia. Sin embargo, se oxida fácilmente. Un resorte de hilo musical en un ambiente interior húmedo (60 % de humedad relativa, 25 °C) mostrará óxido en la superficie visible después de 6 a 12 meses si no se recubre. En una aplicación al aire libre (lluvia, rocío de la mañana), el óxido aparece dentro de 2 a 4 semanas y el resorte puede fallar (romperse) en 6 a 12 meses debido a la fatiga por corrosión. Para aplicaciones donde la oxidación es inaceptable (médica, alimentaria, al aire libre), no utilice cable musical incluso si está "galvanizado". El revestimiento de zinc (electrogalvanizado, de 5 a 12 µm de espesor) en los resortes de los cables musicales retrasa la oxidación, pero se desgasta en los puntos de contacto de la bobina (donde el resorte se toca a sí mismo). Después de 50.000 ciclos de compresión, el zinc en los puntos de contacto desaparece y comienza la oxidación.

Acero al cromo-silicio (ASTM A401) – para una vida útil elevada. El acero al cromo-silicio contiene entre 0,50 y 0,70% de carbono, entre 0,60 y 0,90% de cromo y entre 1,80 y 2,20% de silicio. El silicio actúa como desoxidante y fortalece el acero mediante una solución sólida. Para resortes de 1/4 de diámetro exterior (alambre de 0,030 a 0,048"), la resistencia a la tracción es de 1900 a 2100 MPa, ligeramente menor que la del cable musical, pero la vida útil a la fatiga es de 3 a 5 veces más larga con la misma tensión. Los resortes de cromo-silicio también toleran temperaturas más altas (máximo 220 °C frente a 120 °C para el cable musical). Son menos susceptibles a la flexión (relajación de la tensión) cuando se mantienen comprimidos durante períodos prolongados. Un resorte de cromo-silicio comprimido al 80% de su altura sólida durante 1 año a 100 °C pierde entre el 5 y el 8% de su longitud libre; un resorte de alambre musical en las mismas condiciones pierde entre el 15 y el 25%. El cromo-silicio es el material para resortes de válvulas de automóviles y mecanismos industriales de ciclo alto. La superficie suele ser de color gris oscuro (por granallado, lo que mejora la vida útil ante la fatiga).

Acero inoxidable (ASTM A313, tipos 302, 304, 316) – para resistencia a la corrosión. Los resortes de acero inoxidable están hechos de alambre de acero inoxidable austenítico. La resistencia a la tracción del cable de 0,030" es de 1600 a 1800 MPa (inferior a la del cable musical entre un 30 y un 35%). En consecuencia, para las mismas dimensiones de resorte, un resorte de acero inoxidable tiene una tasa de resorte entre un 20% y un 30% menor y una capacidad de carga máxima menor antes del fraguado permanente. Para muchas aplicaciones de baja fuerza (botones, pestillos), esto es aceptable. La velocidad del resorte se puede aumentar usando un alambre más grueso o menos bobinas. El tipo 302 es el más común para resortes. El tipo 304 es un poco más blando pero más moldeable. El tipo 316 contiene entre un 2% y un 3% de molibdeno, lo que mejora la resistencia a los cloruros (agua de mar, niebla salina). Un resorte de compresión de 1/4 de acero inoxidable 316 no se oxidará después de 2 años en un ambiente marino; un resorte 302 puede presentar picaduras menores. Todos los resortes de acero inoxidable deben pasivarse después de su fabricación (baño de ácido nítrico o cítrico) para eliminar el hierro libre de la superficie. Sin pasivación, un resorte "inoxidable" puede oxidarse en los extremos donde los cortadores de alambre dejaron residuos de hierro. Costo: 3 a 5 veces el cable musical.

Bronce fosforado (ASTM B159) – para corrosión eléctrica y leve. El bronce fosforado (cobre con 5% de estaño y 0,2% de fósforo) no es tan resistente como el acero. La resistencia a la tracción para un cable de 0,030" es de 700 a 1000 MPa. La tasa de resorte es aproximadamente el 40 % de la del cable de música para las mismas dimensiones. Se utiliza donde el resorte debe conducir electricidad (contactos de batería, resortes de relé) o donde el ambiente es moderadamente corrosivo pero no lo suficientemente severo como para requerir acero inoxidable (algunas plantas químicas, agua dulce). El bronce fosforado no produce chispas (seguro para ambientes explosivos). También resiste el gripado (pegue) al deslizarse contra otros. metales. El color es amarillo dorado. El bronce fosforado se endurece; un resorte que está sobrecargado (comprimido más allá de su límite elástico) no volverá a su forma pero no se agrietará; simplemente permanece doblado. Costo: aproximadamente el doble que el cable musical.