Cómo determinar la configuración adecuada de la pila de Resortes de Platillo

Los Resortes de Platillo son componentes de precisión de forma cónica diseñados para soportar cargas axiales. Los Resortes de Platillo pueden someterse a cargas estáticas de forma continua o intermitente, o a cargas dinámicas cíclicas continuas. Lo que diferencia a los Resortes de Platillo de otros tipos de resortes es que la deflexión del disco con una carga determinada es predecible, lo que permite calcular la vida útil mínima. Debido a su previsibilidad, alta fiabilidad y vida útil sin igual, los Resortes de Platillo son preferibles a todos los demás tipos de resortes en aplicaciones críticas, como válvulas de seguridad, mecanismos de embrague y freno para elevadores y equipos pesados, y soportes para sistemas de tuberías industriales. Los Resortes de Platillo se pueden utilizar individualmente o ensamblados en pilas para lograr las características de deflexión forzada requeridas para la aplicación. Este documento técnico detalla los diferentes métodos de apilamiento de Resortes de Platillo y cómo determinar la configuración de pila adecuada para una aplicación en particular.

Para lograr el rendimiento óptimo de los resortes de disco, es mejor mantener la deflexión de trabajo entre el 15 % y el 75 % de la deflexión total, ya que es en este rango donde los resultados medidos coinciden con mayor precisión con las características teóricas del resorte de disco. Si un solo resorte de disco no es capaz de proporcionar las características de fuerza/deflexión que requiere la aplicación, los Resortes de Platillo se pueden apilar en serie, en paralelo o en combinación para cumplir los requisitos (véase: Métodos de apilamiento y figura 1).

Se debe tener en cuenta la fricción entre los Resortes de Platillo apilados en paralelo. Los factores que afectan a la fricción incluyen el número de discos apilados en paralelo, la cantidad de deflexión del disco, la lubricación del disco y el acabado de la superficie de los discos y los elementos de guía. Una tolerancia razonable es del 2-3 % para cada superficie deslizante. La suma de la fricción en los discos apilados en paralelo da como resultado una curva de carga/deflexión real que difiere de la curva teórica. Las cargas reales son más altas cuando se aplica una carga y se reducen cuando se retira la carga. (Figura 2) Esta histéresis da lugar a un efecto de amortiguación que aumenta con discos más gruesos o con más discos apilados en paralelo.

Figura 3

La fricción entre las superficies deslizantes debe minimizarse para reducir la desviación de las predicciones teóricas y reducir la acumulación de calor perjudicial para la vida útil del disco. Los Resortes de Platillo apilados en paralelo deben lubricarse con un lubricante sólido, como disulfuro de molibdeno, y limitarse a un máximo de 4 discos en paralelo. La fricción será menor en una pila orientada verticalmente que en una pila cargada horizontalmente. En aplicaciones dinámicas, hay un periodo de «rodaje» en el que la fricción se reduce a medida que el acabado de las superficies de deslizamiento y las superficies de contacto se desgastan y se suavizan debido al contacto entre las piezas.

Al apilar resortes de disco, es posible obtener una amplia gama de características de fuerza/deflexión; la pila se puede diseñar con curvas de carga específicas para satisfacer los requisitos de la aplicación, con posibilidades tanto progresivas como regresivas (Figura 3).