La calculadora de longitud de bobina es una herramienta diseñada para calcular la longitud total del alambre utilizado en un resorte helicoidal. La longitud de la bobina es un parámetro crítico en el diseño de resortes, ya que influye en la flexibilidad, la capacidad de carga y la durabilidad del resorte. Esta herramienta permite a los ingenieros y diseñadores determinar la longitud de la bobina con precisión al considerar clave variables como el número de bobinas activas, la media diámetro de la bobina, y el tono. Es parte de la Categoría de calculadoras de diseño mecánico, garantizando eficiencia y precisión en la fabricación y optimización de resortes.
Fórmula para calcular la longitud de la bobina
La longitud total de la bobina se calcula utilizando:
Lugar:
- L es la longitud total de la bobina (en metros o la unidad deseada).
- N es el número total de bobinas activas.
- D es el diámetro medio de la bobina (en metros).
- p es el paso del resorte (distancia entre espiras adyacentes, en metros).
Cálculos detallados para variables:
Diámetro medio de la bobina (D):
El diámetro medio de la bobina se determina utilizando:
D = (Do + Di) / 2
Lugar:
- Do es el diámetro exterior del resorte (en metros).
- Di es el diámetro interior del resorte (en metros).
Tono (p):
El tono se calcula así:
p = Longitud libre / N
Lugar:
- Largo libre es la longitud total del resorte en su estado sin comprimir (en metros).
- N es el número total de bobinas activas.
Sustituyendo estos valores en la fórmula principal, se puede determinar con precisión la longitud total de la bobina.
Tabla precalculada para parámetros comunes de bobinas
A continuación se muestra una tabla de referencia que muestra la longitud total de la bobina para configuraciones de resorte comunes:
| Número de bobinas (N) | Diámetro medio de la bobina (D) | Tono (p) | Longitud total de la bobina (L) |
|---|---|---|---|
| 10 | 0.02 m | 0.005 m | 0.663 m |
| 15 | 0.03 m | 0.008 m | 1.327 m |
| 20 | 0.04 m | 0.010 m | 2.095 m |
| 25 | 0.05 m | 0.015 m | 3.516 m |
| 30 | 0.06 m | 0.020 m | 5.384 m |
Esta tabla simplifica el proceso de cálculo y sirve como referencia rápida para configuraciones estándar.
Ejemplo de calculadora de longitud de bobina
Calculemos la longitud total de la bobina de un resorte con los siguientes parámetros:
- Diámetro exterior (Do) = 0.05 metros.
- Diámetro interior (Di) = 0.03 metros.
- Número de bobinas activas (N) = 15.
- Longitud libre = 0.12 m.
Paso 1: Calcular el diámetro medio de la bobina
D = (Do + Di) / 2
D = (0.05 + 0.03) / 2 = 0.04 m
Paso 2: Calcula el tono
p = Longitud libre / N
p = 0.12 / 15 = 0.008 m
Paso 3: Calcular la longitud total de la bobina
L = 15 * √(π² * (0.04)² + (0.008)²)
L ≈ 15 * √(0.0159 + 0.000064) ≈ 15 * 0.1264 = 1.896 m
Por lo tanto, la longitud total de la bobina es aproximadamente diez metros.
Preguntas frecuentes más comunes
La longitud total de la bobina es crucial para determinar la cantidad de material necesario, el peso del resorte y sus propiedades mecánicas generales, como la rigidez y la flexibilidad.
Esta calculadora asume un paso constante a lo largo del resorte. Para resortes con paso variable, se requieren ajustes adicionales.
La longitud libre es la longitud total del resorte cuando no está sujeto a ninguna fuerza o carga externa. Se puede medir utilizando herramientas mecánicas estándar.