Tesis corregida 1

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR
PARA LA EDUCACIÓN UNIVERSITARIA
INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGÍA
“ANTONIO JOSÉ DE SUCRE”
“EXTENSIÓN” BARINAS
BANCO DE PRUEBA DE RESORTE HELICOIDALES EN SUSPENSIÓN
DE CAMIONES 350, PARA LA EMPRESA RESORTES BARINAS C.A,
MUNICIPIO BARINAS ESTADO BARINAS AÑO 2013
Autores:
Rivas EloyC.I: 18.906.312
Milano Carlos C.I:17.549.536
Tutor (a):Licdo. John Valero
Barinas, Febrero 2014

Trabajo de Grado presentado como requisito parcial para optar al Título de
Técnico Superior en Mecánica
Autores:
Tutor (a):Licdo. John Valero
Barinas, Febrero 2014

ACEPTACIÓN DEL (DE LA) TUTOR (A)
En mi carácter de Tutor del Trabajo de Especial de Grado Titulado:
“BANCO DE PRUEBA DE RESORTE HELICOIDALES EN SUSPENSIÓN
MUNICIPIO BARINAS ESTADO BARINAS AÑO 2013”, por los ciudadanos
bachilleres, Rivas Eloy C.I.18.906.312 Milano Carlos C.I:17.549.536, para
optar al título de Técnico Superior Universitario en Mecánica, , considero que
éste reúne los requisitos y méritos suficientes para ser sometido a
presentación pública y evaluación por parte del Jurado Examinador que se
designe.
En la ciudad de Barinas a los 06 días del mes de diciembre 2013.
Licdo. John Valero
C.I:______________

MECÁNICA
Autores:
Trabajo de grado APROBADO en nombre del Instituto Universitario de
Tecnológico “Antonio José de Sucre”, por el Jurado Examinador designado.
En la ciudad de Barinas, a los _____ del mes de ______________de
2.0___
(Firma)
(Nombre y Apellido)
C.I:______________
(Firma)
(Nombre y Apellido)
C.I:______________
(Firma)
(Nombre y Apellido Presidente Jurado Examinador)
C.I:______________

DEDICATORIA
Haber alcanzado una de las metas más importantes de nuestras vidas
tiene un significado muy especial, el mismo es resultado de esfuerzo y
sacrificio pero hoy nos llena de alegría recoger el fruto de años de cosechas,
queremos dedicarle este triunfo a todos nuestros seres queridos quienes han
sido nuestro apoyo y guía permitiéndonos alcanzar este sueño.
A nuestro Dios todopoderoso quien nos provee de los más grandes
tesoros, damos mil gracias porque estuviste a nuestro lado protegiéndonos y
manteniendo nuestra fuerza espiritual cuando más lo necesitamos. Bendito
seas por siempre.
A nuestras madres, por darnos la vida, son y serán símbolos de amor,
ejemplo de lucha, fuerza y abnegación, quienes con sus sacrificios, consejos
nos encaminaron hacia esta meta. Es el momento especial para agradecerle.
Las Amamos. Le pedimos a Dios que las bendiga por siempre.
A nuestros padres, que no están presentes, pero son fuente de
inspiración para el logro de esta nueva meta.
A mi abuela Brígida que Dios y la Virgen me la cuide y siempre te
recordaré
A nuestros hermanos (as), porque siempre han estado a nuestro lado,
ayudándome y brindándonos el apoyo, además de ser un gran apoyo
espiritual, los queremos mucho.

AGRADECIMIENTO
Principalmente le agradecemos a Dios por darnos vida y salud y ser
nuestra guía espiritual facilitándome el camino a este logro.
A nuestras familias que en todo momento nos han apoyado y nos
seguirán apoyándonos.
A nuestros amigos, que siempre nos brindaron apoyo en las buenas y
las malas.
A los profesores, que de uno u otra manera permitieron la culminación de
esta carrera, por orientarnos, apoyarnos y aclarar nuestras dudas cuando
nos encontrábamos confundidos, mil gracias.
A Walter por su apoyo incondicional en la ejecución de este proyecto
Al John Valero, que nos orientó significativamente en el desarrollo de
nuestro trabajo de grado.
Al Tecnológico Antonio José de Sucre, por ser el centro universitario
quien nos permitió cursar nuestra carrera profesional y hoy poder disfrutar
de esta meta.

ÍNDICE
pp.
LISTADO DE CUADROS………………………………………………...
LISTADO DE FIGURAS………………………………………………….
LISTADO DE GRÁFICOS………………………………………………..
RESUMEN..........................................................................................
INTRODUCCIÓN………………………………………………………….
CAPÍTULO
I. EL PROBLEMA
Planteamiento del problema…………………………………………
Objetivos de la Investigación………………………………………..
Objetivo General…………………………………………………..
Objetivos Específicos……………………………………………..
Justificación de la Investigación…………………………………….
Alcance y Limitaciones de la Investigación………………………..
Alcance……………………………………………………………...
Limitaciones………………………………………………………...
II. MARCO REFERENCIAL
Reseña Histórica del Problema……………………………………...
Antecedentes de la Investigación……………………………………
Bases Teóricas………………………………………………………..
Estudio de Factibilidad……………………………………………….
Componentes de un Estudio de Factibilidad……………………….
Análisis de Mercado…………………………………………………..
Tipos de Estudio de Mercado………………………………………..
Análisis Técnico……………………………………………………….
Análisis Financiero……………………………………………………
Amortiguador……………………………………………………….....
Elementos de la suspensión…………………………………………
Elementos elásticos……………………………………………….
Resortes de ballesta……………………………………………….
Barras de Torsión…………………………………………………….
Resortes Helicoidales………………………………………………...
xi
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9
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20
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Sistema de Barra Estabilizadora……………………………………
Sistemas de Suspensión de Eje Rígido……………………………
Tipo ‘Hotchkiss’…………………………………………………….
Eje rígido con resorte helicoidal………………………………….
Tipo ‘4 barras’………………………………………………………
Barra ‘Panhard’ y anclaje ‘Watt’………………………………….
Tipo ‘de Dion’………………………………………………………
Sistemas de Suspensión Independiente……………………………
Brazo oscilante..............................................................................
Brazos tirados…………………………………………………………
Brazos semi-tirados…………………………………………………..
McPherson…………………………………………………………….
Dobles Triángulos Superpuestos…………………………………...
Sistemas Multibrazo…………………………………………………..
Banco de Pruebas o Bancos de Ensayos………………………….
TiposdeBancos de Prueba……………………………………
Bancos de ensayo electromecánicos…………………………...
Bancos de prueba o ensayo servo hidráulicos…………………
Oscilaciones amortiguadas……………………………………….....
Clases de oscilaciones amortiguadas……………………………..
Amortiguamiento débil…………………………………………….
Amortiguamiento critico……………………………………………
Sobre amortiguamiento………………………………………………
Bases Legales…………………………………………………………
Sistema de Variables…………………………………………………
Definición de términos Básicos………………………………………
III. MARCO METODOLÓGICO
Modalidad de la Investigación………………………………………..
Tipo de Investigación…………………………………………………
Fases de la Investigación…………………………………………….
Fase de Diagnostico……………………………………………….
Fase de la Propuesta………………………………………………
Operacionalización de Variables………………….………………..
Unidades de Estudio………………………………………………….
Población………………………………………………………………
Muestra………………………………………………………………..
Validez y Confiabilidad del Instrumento…………………………….
Validez………………………………………………………………
Confiabilidad………………………………………………………...
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60
60
61
62
62
62
63
63
63
viii

Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos……………….
Entrevistas Estructuradas………………………………………….
Observación Directa………………………………………………..
Registro Documental y/ó Bibliográfico……………………………
Técnicas de Análisis…………………………………………………..
Estadística Descriptiva……………………………………………..
Gráfico Circular……………………………………………………..
Paquete Estadístico Excel…………………………………………
IV. ANÁLISIS DE RESULTADOS
Fase Diagnostico………………………………………………………
Consideraciones
Generales…………………………………………………………….
Resultados de la Encuesta Aplicada a los Empleados…………………
Análisis General de los Resultados de las Encuestas………………….
Identificación del Equipo……………………………………………………
Materiales para la Construcción del Banco de Prueba………………….
Datos Técnicos………………………………………………………………
Fase de Propuesta…………………………………………………………..
Objetivos de la Propuesta…………………………………………………..
Objetivos General de la Propuesta…………………………………….
Objetivos Específicos……………………………………………..
Justificación de la Propuesta………………………………………..
Alcance…………………….…………………………………………………
Delimitación………………………………………………………………….
FALTA EL NUMERO DE PAGINA
Desarrollo de la Propuesta…………………………………………………
V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Conclusiones…………………………………………………………...
Recomendaciones……………………………………………………..
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS……………………………………
ANEXOS…………………………………………………………………...
A. Diseño de la Encuesta, Análisis de Fiabilidad y
Validación….
B. Tabla de Calculos de la
Confiabilidad…………………………..
C. Fotos de la Construcción del Banco de Prueba para
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65
66
66
66
67
67
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70
70
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96
111
113
ix

Resortes
Helicoidales……………………………………………………….
.
D. Calculo de la Ley de Hooke……………………………………..
124
LISTA DE CUADROS
CUADRO pp.
x

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Sistema de Variables………………………………………...
Operacionalización de las Variables……………………….
Resultado del Ítem 1. Encuesta Aplicada a los
Empleados…………………………………….………………
Empleados…………………………………….………………
Empleados…………………………………….………………
Empleados…………………………………….………………
Empleados…………………………………….………………
Empleados…………………………………….………………
Empleados…………………………………….………………
Empleados…………………………………….………………
Empleados…………………………………….………………
Empleados…………………………………….………………
Cuadro 13. Costo Total del Banco de Prueba para Resortes
Helicoidales en la Suspensión de Camiones
350……………………………………………………………...
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LISTA DE FIGURAS
xi
xii

FIGURAS pp.
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Ballesta. Sistema de Amortiguación (2008)………………..
Configuraciones de ballesta. Sistema de Amortiguación
(2008)………………………………………………………….
Rigidez variable mediante ballestas. Sistema de
Amortiguación (2008)………………………………………..
Barra de torsión longitudinal. Sistema de Amortiguación
(2008)………………………………………………………….
Barra de torsión transversal. Sistema de Amortiguación
(2008)………………………………………………………….
Principales características de un resorte helicoidal Sistema de
Amortiguación (2008)…………………………..
Barra estabilizadora. Sistema de Amortiguación (2008)…
Suspensión tipo ‘Hotchkiss’. Sistema de Amortiguación (2008)
………………………………………………………….
Eje rígido con resorte helicoidal. Sistema de Amortiguación
(2008)………………………………………..
Suspensión tipo ‘4 barras’ Sistema de Amortiguación (2008)
………………………………………………………….
Barra ‘Panhard’ Sistema de Amortiguación (2008)……….
Anclaje Watt. Sistema de Amortiguación (2008)………….
Suspensión tipo ‘de Dion’. Sistema de Amortiguación (2008)
………………………………………………………….
Suspensión de brazo oscilante. Sistema de Amortiguación
(2008)……………………………………......
Suspensión de brazos tirados. Sistema de Amortiguación
(2008)………………………………………………………….
Suspensión de brazos semi-tirados. Sistema de
Amortiguación (2008)………………………………………
Suspensión tipo ‘McPherson’. Sistema de Amortiguación
(2008)………………………………………………………….
Suspensión de doble triangulo superpuesto. Sistema de
Amortiguación (2008)………………………………………..
Instalaciones ‘inboard’ para muelle y amortiguador.Sistema de
Amortiguación (2008)………………………….
Suspensión multibrazo. Sistema de Amortiguación (2008)
MecaDyn® 101. Sistema de Amortiguación (2008)………
Microtest® serie EFH. Sistema de Amortiguación (2008).
Bastidor de 1500 kN con mordazas acopladas para el ensayo
de metales. Sistema de Amortiguación (2008)…..
Diagramadora de amortiguadores basada en la MSP
Standard Series de IST®. Sistema de Amortiguación (2008)
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………………………………………………………….
Modelo 850.50 ensayando seis amortiguadores
simultáneamente. Sistema de Amortiguación (2008)…….
Very High Frecuency 7D. Sistema de Amortiguación (2008)
………………………………………………………….
Rin Nº 13 Comprado en la Chivera Walter WW Barinas…
Bomba Manual de Aire, Comprado Gran Chinita…………
Manómetro de presión. www.mercadolibre.com.ve..........
Barra roscada. www.mercadolibre.com.ve........................
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xiii

LISTA DE GRÁFICOS
GRÁFICOS pp.
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Resultado del Ítem 1 (Encuesta aplicada a los empleados)
………………………………………………..
………………………………………………..
………………………………………………..
………………………………………………..
………………………………………………..
………………………………………………..
………………………………………………..
………………………………………………..
………………………………………………..
Resultado del Ítem 10 (Encuesta aplicada a los
empleados)………………………………………………..
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xiv

MECÁNICA
Autores:
Tutor (a): Licdo.John Valero
Mes y Año:Diciembre 2013
RESUMEN
El presente estudio de investigación tiene como objetivo Construir un
banco de prueba para resortes helicoidales en la suspensión de camiones
350 en la Empresa Resortes Barinas C.A., Ubicada En Barinas, Estado
Barinas, La investigación está enmarcada en la modalidad de proyecto
factible, apoyada en un diseño de campo de carácter descriptivo, aplicada y
documental. Para ello se estipulo el desarrollo de tres objetivos específicos.
El estudio de mercado permitió determinar que existe la necesidad de un
banco de prueba en las instalaciones de la empresa Resorte Barinas C.A. En
lo que se refiere al estudio técnico, se puede aseverar que todos los
aspectos esbozados en el mismo le otorgan viabilidad al proyecto, pues se
cuenta con todos los requerimientos técnicos y legales para su ejecución. La
inversión para la construcción del para la construcción del banco de prueba
para resortes helicoidales en la suspensión de camiones 350, es bastante
maniobrable. Por lo tanto, el proyecto resulta factible, de acuerdo con los
resultados del estudio y todos los indicadores calculados. La población está
conformada por diez (10) individuos trabajadores de la empresa, que fueron
estudiados en su totalidad, para diagnosticar la situación actual de la
empresa, así mismo, la revisión documental para identificar los procesos
medulares de la misma. Por lo tanto, el proyecto aplicado resulta factible, de
acuerdo con los resultados del estudio de mercado y todos los indicadores
calculados.Falta reflejar la confiabilidad

Descriptores: Resortes, Banco de Prueba, Proyecto Factible
INTRODUCCIÓN
Los resortes helicoidales en la suspensión de camiones 350constituyen
parte de la suspensión del mismo, el cual se encarga de captar las
irregularidades del terreno por el que circula para aumentar la comodidad de
los pasajeros y el control del vehículo tratando de mantener las ruedas en
contacto con el pavimento. Se puede decir que las funciones básicas del
resorte helicoidal la suspensión son las siguientes: (1) Reducir las fuerzas
transmitidas por causa de las irregularidades del terreno, (2) Mantener el
control direccional del vehículo, (3) Mantener la adherencia de los
neumáticos a la carretera, (4) Soportar la carga del vehículo, (5) Mantener la
altura óptima del vehículo.
La importancia de los resortes helicoidales queda, de esta forma, patente
teniendo en cuenta que representa uno de los elementos fundamentales en
cuanto a seguridad activa se refiere, aunando dos conceptos antagónicos
como son confort y estabilidad. Para garantizar el normal funcionamiento de
este tipo de resortes, es necesario contar con un banco de prueba, que
permita ser una herramienta eficaz y eficiente a la hora de ser utilizada para
comprobar la integridad de este tipo de resortes.
Debido a lo anteriormente planteado, se tomó la decisión de realizar un
estudio de factibilidad para la construcción de un banco de prueba para
resorte helicoidales en la suspensión de camiones 350, que será ubicada en
el Municipio Barinas Estado Barinas, el cual servirá para solventar diversos
problemas que presentan los distribuidores de este tipo de resorte al
momento de identificar su buen funcionamiento, dado a que hoy en día no
existe un excelente control de calidad por parte de los fabricantes.
El trabajo se basó en la modalidad de proyecto factible, apoyada en la
13
xv

investigación de campo y documental; según el nivel de conocimiento es
descriptivo. Las técnicas e instrumentos de recolección de datos consistieron
en entrevistas no estructuradas, revisión documental, encuestas,
observación directa, en lo fundamental. De igual forma, fueron definidos los
procedimientos del diseño que permitieron el logro de los objetivos
planteados. El desarrollo del proyecto se estructuró en V capítulos:
El Capítulo I: Presenta el planteamiento del problema, los objetivos, tanto
el general como los específicos, la justificación de la investigación así como
sus alcances y limitaciones. El Capítulo II: Comprende los antecedentes de la
investigación, reseña histórica de la empresa, reseña del problema, bases
teóricas, sistema de variables y definición de términos básicos. El Capítulo
III:Está conformada por el marco metodológico, donde se presenta la naturaleza del
estudio, población, muestra y diseño de la investigación, así como las faces, etapas y
actividades de la propuesta.
En el Capítulo IV:Constituido por el diagnóstico que sustenta al proyecto,
con base en el análisis e interpretación de los resultados obtenidos después
de aplicar el instrumento a la muestra de estudio, así como la propuesta
presentada donde se explica el planteamiento, alcance, justificación y objetivos. El
Capítulo V: Se expone las conclusiones y las recomendaciones más importantes de
estudios, así como los aspectos fundamentales, finalmente se presenta las referencias
bibliográficas del estudio y los anexos pertinentes. Basado en lo expuesto se pretende
con este estudio ofrecer alternativas para la prueba de resorte helicoidales en la
suspensión de vehículos, especialmente camiones 350.
14

CAPÍTULO I
EL PROBLEMA
Planteamiento del problema
La suspensión representa el conjunto de mecanismos que conforman la
unión al suelo de la carrocería y los órganos mecánicos internos, en una
primera época con un objetivo de confort de los ocupantes, aunque hoy en
día ha pasado a ocupar un lugar mucho más primordial el aspecto de
seguridad es igual a estabilidad. Además la suspensión tiene como objetivo
mantener las ruedas pegadas al suelo y evitar en lo posible que las
irregularidades de la superficie del suelo las reciban los pasajeros.
Al principio los coches no llevan amortiguadores, y los elementos
elásticos utilizados tienden a rebotar, con lo que las ruedas se despegan y
pueden llegar a hacer saltar el coche. Evitar esto es la misión de los
amortiguadores y resortes que soportan todo el peso del vehículo y su vez
permite mantener su centro de gravedad para un mejor equilibrio estático y
dinámico. Así mismo se vienen usando elementos elásticos metálicos para
sostener el peso del vehículo: ballestas, barras de torsión o muelles
helicoidales. Pero el aire o el gas habitualmente nitrógeno, absorbe las
oscilaciones del suelo de forma más suave o no rebota, como por ejemplo,
los muelles. Estas suspensiones neumáticas se suelen regular fácilmente, la
altura, añadiendo más gas y la dureza reduciendo el tamaño de la cámara de
gas que sostiene el peso del automóvil.
Para las empresas dedicadas a la prestación de servicios es muy
importante establecer políticas de calidad que estimulen la satisfacción de los
15

clientes y de esta manera se incremente el prestigio de la organización. Para
establecer dichas políticas es necesario realizar una evaluación de los
procedimientos, de las instalaciones, del personal, entre otros factores que
pueden influir en el óptimo desarrollo de los servicios prestados.
Es importante resaltar que de la calidad depende la cantidad, es decir, a
mayor calidad mayor afluencia de clientes. De esto podemos inferir, que el
seguimiento de los procesos dentro de una empresa, ayudan a detectar a
tiempo fallas que puedan obstaculizar el buen funcionamiento de la empresa,
a través de estrategias que se ajusten a las necesidades del problema
detectado.
De esta manera, la Empresa Resortes Barinas C.A., presentan una
problemática en cuanto a la prueba de los resortes helicoidales, ya que no
cuenta con un equipo que le permita determinar si los mismos poseen la
presión y consistencia optima que especifica el fabricante, debido a que
pueden venir defectuosos de fábrica, originándose una problemática con el
cliente que adquiera el elemento de suspensión.
Por consiguiente, toda empresa que se dedique a la venta y servicios de
suspensión automotriz deben tener equipos y herramientas idóneas para
prestar un servicio eficaz, ya que los mismo permitirán determinar la calidad
de las suspensiones al momento que llegan al almacén, debido a que deben
tener la presión y consistencia adecuada para ser vendidas al público, de no
contar con equipos y herramientas adecuadas la suspensión podría ser
devuelta a la empresa originándose una insatisfacción del cliente que
requiera este elemento mecánico .
Considerando lo anterior, la presente investigación proponela alternativa
de construir un banco de prueba para resortes helicoidales en la suspensión
de camiones 350 que le va a permitir a la Empresa Resortes Barinas C.A.,
poder determinar la prueba de manera eficaz que los resortes helicoidales y
observando si cumplen con las especificaciones del fabricante, logrando con
16

esto vender un producto de calidad y que va a cumplir con la función para la
cual fue fabricado, y a su vez permite lograr una satisfacción del cliente que
adquiera la suspensión.
Del planteamiento del problema antes descrito, se derivan las siguientes
interrogantes:¿Cual es la necesidad de un banco de prueba para resortes
helicoidales para suspensión de camiones 350?, ¿Cuál es la factibilidad
económica y financiera en la construcción de un banco de prueba para
resortes helicoidales en la suspensión de camiones 350?, ¿Cómo será el
diseño de un un banco de prueba para resortes helicoidales en la suspensión
de camiones 350, que permita determinar si la suspensión se encuentra en
buenas condiciones?.
Para dar respuestas a las interrogantes anteriormente planteadas y a
otras que surjan durante la investigación, se plantea desarrollar un trabajo
cuyo propósito será implementar la construcción de un banco de prueba para
resortes helicoidales en la suspensión de camiones 350. De allí, el interés en
elaborar un Estudio de Factibilidad para la construcción de un banco de
prueba para resortes helicoidales en la suspensión de camiones 350 en
Empresa Resortes Barinas C.A.
Objetivos de la Investigación
Objetivo General
Construir un banco de prueba para resortes helicoidales en la suspensión
de camiones 350 en la Empresa Resortes Barinas C.A., Municipio Barinas
Estado Barinas.
17

Objetivos Específicos
Diagnosticar la necesidad de un banco de prueba para resortes
helicoidales para suspensión de camiones 350 en la Empresa Resortes
Barinas C.A, municipio Barinas Estado Barinas.
Determinar los cálculos en la fuerza de los resortes helicoidales para el
diseño del banco de prueba.
Diseñar un banco de prueba para resortes helicoidales para suspensión
de camiones 350 en la Empresa Resortes Barinas C.A, que permita
determinar si la suspensión se encuentra en buenas condiciones.
Justificación de la Investigación
Al realizar una propuesta para la construcción de un banco de prueba, se
hace con el fin de mejorar un servicio y evitar que haya pérdidas para la
empresa o para los que allí laboran, conduciendo al mejor desenvolvimiento
de los trabajadores al momento de realizar su labor ya que tendrán más
comodidad al trabajar y contaran con las herramientas necesarias para
realizar sus tareas de manera práctica y sin mucho esfuerzo físico, siendo
así la empresa será más productiva y genera un trabajo más eficaz y con
menos problemas y pocas perdidas.
Para toda empresa lo más importante es el cliente ya que ellos son el
motor de impulse a la hora de laborar un servicio o producto por eso es
fundamental pensar principalmente en ellos a la hora de ejercer tareas para
ello se ha propuesto como una visión de mejora en la calidad de los servicios
emitidos por las empresas que trabajan con distribución de resortes
helicoidales, se plantea la construcción de un banco de prueba en resortes
helicoidales en la suspensión de camiones 350.
18

En la Empresa Resortes Barinas C.A, vende a sus clientes equipos de
suspensión de excelente calidad, tratando de evitar molestia al momento de
cambios de equipos de suspensión, logrando satisfacer al cliente que
adquiera los equipos que allí se vendan, y de esta manera, se obtendrá
mayor rentabilidad que se traduzca en mejor bienestar social para los dueños
y los empleados.
Es por ello que por medio de la presente investigación los autores
desarrollaron un cuerpo teórico que explique el comportamiento de las
variables, permitiendo el discernimiento sobre todo el funcionamiento y
mecanismo que va a hacer puesto en práctica a través del presente
proyecto, también queda como base para el desarrollo de futuras
investigaciones en relación con los bancos de prueba.
Alcance y Limitaciones de la Investigación
Alcance
Según M.C. Pablo (2010) Los resortes helicoidales son de gran
importancia ya que garantizan la altura de un vehículo y los que absorben los
impactos producidos por los pozos e irregularidades del terreno. Si los
resortes no están en buen estado todo el peso es soportado por los
amortiguadores y por el resto de las piezas de la suspensión.
Por tal motivo la presente investigación se desarrolla todo lo conceptual a
un banco de prueba para resortes helicoidales para suspensión de camiones
350, debido a que son los más comerciales en el algor automotrices y donde
la Empresa Resortes Barinas C.A tienen mayor demanda, lo que permitió
poner en práctica todo lo referente a diseño de máquinas realizándose a
través de una investigación de campo y documental.
19

Los alcances que serán obtenido es poner en práctica una parte de lo
aprendido en nuestra área de estudio como diseño y construcción de
elementos de máquinas entre otras, ya que estas nos permitirán poner en
marcha un banco de prueba para obtener resultados positivos al momento
de determinar las condiciones de trabajo de un resorte helicoidal para
camiones 350 para la Empresa Barinas C.A, Barinas estado Barinas.
Limitaciones
El banco de prueba solo será aplicado en resortes helicoidales para
camiones 350, por que el diseño será solo para este tipo de suspensiones.
El costo de los equipos que se requieren para la realización del banco de
prueba, pueden traducirse en una limitante desde el punto de vista
económico ya que muchos materiales y herramientas a usar son de alto
costo en el mercado, lo que podrid afectar una futura inversión para el
desarrollo del equipo a escala macro.
El Tecnológico Universitario Antonio José de Sucre. No dispone de un
taller mecánico o un ambiente de trabajo optimo para llevar a cabo el diseño
y construcción del prototipo.
20

CAPÍTULO II
MARCO REFERENCIAL
Reseña Histórica del Problema
El Estudio de Factibilidad tendrá como propósito ofrecer a los propietarios
y/o empleados de Resortes Barinas C.A., una herramienta como lo es el
banco de prueba de resortes helicoidales, que pueda prestar soluciones a la
necesidad de llevar un control ordenado completo y profundo sobre el
comercio de este tipo de resortes a efectos de dar seguridad contra
siniestros, a los consumidores de los mismos.
Es así que debido al crecimiento continuo del parque automotor, se han
generado constantes transformaciones en los procesos económicos y
técnicos con el propósito de mejorar el control de calidad en cuanto a la
venta de repuestos se refiere. Por esta razón la ciudad de Barinas no escapa
a ello por lo que se requiere en la empresa antes mencionada cubrir la
necesidad de probar el resorte helicoidal para la suspensión de camiones
350, antes de que el mismo llegue al consumidor final.
Antecedentes de la Investigación
En todo Trabajo de Grado o Proyecto de Investigación que se ejecute sin
importar el estudio que se esté realizando debe referirse en todo lo posible a
otras investigaciones inherentes al problema planteado. Es por esto que se

tomó como referencia una serie de investigaciones que manejan como línea
de investigación un proyecto factible.
Calderón Jaime (2011), en su Trabajo Especial de grado titulado “diseño
y construcción de un banco de pruebas para pérdidas de carga en tuberías y
accesorios con simulación” de la Universidad Politécnica Salesiana. Quito.
El presente trabajo tiene la finalidad de proveer al laboratorio de fluidos de un
banco de pruebas para pérdidas de carga en tuberías y accesorios, que sea
funcional y útil para el aprendizaje de quienes realizan prácticas en este
laboratorio.
Para cumplir con este objetivo, se diseñó un banco de pruebas que
cuenta con sistemas de tuberías por el que circula agua impulsada por una
bomba. Se tiene la posibilidad de controlar dos variables: caudal y presión.
Para el control del caudal y de la presión se implementó un sistema de lazo
cerrado, en el cual el agua circula desde y hacia el tanque de reserva, se
utiliza un rotámetro para la medición del caudal, la medición de presión se la
realiza por medio de los manómetros.
Para el control de las variables se diseñó un sistema basado en la
técnica del estrangulamiento con la ayuda de una válvula manual. La
adquisición de datos se lo realiza observando los diferentes manómetros
ubicados en cada tramo. Se tomará una temperatura aproximada de 20°C
para obtener las propiedades físicas del agua, como la viscosidad y la
densidad. El caudal se lo toma directamente del rotámetro. La población de
investigación fue de 150 individuos, tomando como muestra solo 30 del
universo total.
Esta investigación servirá como basamento en el diseño de banco de
pruebas de los amortiguadores ya que presenta la metodología adecuada en
lo que respecta al diseño de un prototipo de esta índole
Maldonado franklin y Monasterio Betsy (2010), en su trabajo especial
de grado titulado “Implantación de banco deprueba para bombas de
22

cavidades progresivas (BCP)” Establece que Durante muchos años los
ingenieros de producción han utilizado las Bombas de Cavidades
Progresivas (bomba rotativade desplazamiento positivo compuesta
principalmente por un rotor y un estator), como un método de levantamiento
artificial de gran alternativa para la producción de hidrocarburo, confiando
siempre en los procedimientos y controles de calidad que se le realizan a las
bombas en los banco de prueba de los fabricantes, siendo este un
mecanismo en forma de circuito cerrado en donde se simula un
comportamiento real de la bomba.
El presente trabajo especial de grado describe la implantación de un
banco de prueba para bombas de Cavidades Progresivas, con la instalación
de un sistema de aplicación llamado CILA 2S basado en cartas
monográficas y curvas de eficiencia. La finalidad es la de verificar el
comportamiento de la curva de Caudal, Torque y de Potencia, y así obtener
una mejor visualización del régimen de trabajo de la bomba por medio de la
carta monográfica, con el objeto de comparar las curvas de preformas que se
obtuvieron en el banco de prueba de su fabricante. De los resultados
obtenidos se recomienda la aplicación del CILA 2S a todos los bancos de
pruebas existentes, para obtener un acertado comportamiento y vida útil de
la bomba.La población de investigación fue de 40 individuos, tomando como
muestra la totalidad de la misma ya que es una población pequeña y finita.
Esta investigación servirá como guía en las respecto a las bases teóricas
utilizadas ya que comprende áreas y variables que son de gran interés para
la investigación a ejecutar.
Moreno Lorena (2010), en su trabajo especial de grado titulado “Diseño y
validación de banco de ensayos para sistemas de control electrónico-
hidráulico” de la Universidad Pontifica Comillas. España. El proyecto trata
del diseño, fabricación y puesta en marcha de un banco de pruebas para el
testado de ciertos componentes del conjunto ruedas auxiliares de un obús.
23

Estos componentes son el acumulador, la unidad proporcional y los brazos
con sus respectivos cilindros.
El objetivo final de este banco es que el cliente pueda producir en serie
dicho vehículo militar. La máquina destinada a este fin tiene una estructura
en forma de Z formada por una serie de vigas cuadradas de sección
suficiente como para soportar con toda seguridad los esfuerzos a los que se
verán sometidas sin deformación apreciable. El diseño del banco está
condicionado a la aplicación de la Directiva de máquinas 98/37/CE.
Cumpliendo la normativa vigente, se cumplen a su vez unos requisitos de
seguridad y calidad.
También permite la circulación compra y venta en toda la comunidad
europea.El banco de ensayos está formado principalmente por: la bancada,
el pupitre de control, un sistema eléctrico de potencia que alimenta a un
motor eléctrico, un sistema hidráulico y un sistema eléctrico de control que
posibilita la funcionalidad del banco de ensayos.La población de
investigación fue de 100 individuos, tomando como muestra solo 20 del
universo total.
Esta investigación refleja la forma adecuada de realizar los ensayos de
funcionamiento con respecto a banco de pruebas y los formatos a seguir
para esta clase de investigación.
León ch, Ayarith (2009),en su trabajo especial de grado titulado“Diseño
de un Banco de Pruebas para protectores de Voltaje Monofásico”
(Universidad Central de Venezuela) realizó el diseño e implementación de
un prototipo de banco de pruebas unitario para protectores de voltaje
monofásico, a fin de mejorar la confiabilidad del producto final y aumentar la
productividad de la Empresa Generación de Tecnología. El diseño del banco
de pruebas está dividido en dos partes el hardware y software. El hardware
se desarrolló tomando en cuenta la seguridad del operador, la estructura de
prueba, el circuito acondicionador de señales y el controlador programable.
24

En el software se configuraron los módulos de entrada/salida y de
comunicación de dicho controlador y se implementó un programa que
maneja los periféricos en las pruebas del nuevo protocolo.
El banco de pruebas identifica si el producto cumple con sus
especificaciones, en caso contrario clasifica la falla encontrada, así mismo
almacena la información generada en las pruebas, el serial del producto y la
fecha y hora, en una base de datos. Con la puesta en funcionamiento del
banco de pruebas se comprobó que dicho prototipo puede ser insertado en
una línea de producción no solo cumpliendo con la demanda diaria de la
línea, sino aumentando la capacidad productiva en un 20% debido a la
disminución del tiempo de prueba.
A través de los reportes generados por la base de datos se pueden
realizar estudios estadísticos sobre el comportamiento de los productos,
proporcionando de esta forma información de la que no disponía la
empresa.La población de investigación fue de 350 individuos, tomando como
muestra solo 85 del universo total.
Esta investigación permite visualizar la forma estadística y secuencial de
cómo llevar el tiempo de prueba de un prototipoasí como la metodología a
seguir en una investigación de esta índole.
Pilamulga Edwin (2009), en su trabajo de grado titulado “proyecto para la
implementación de un Banco de Prueba de la Dirección Hidráulica en el taller
de la escuela de ingeniería automotriz de la facultad de mecánica de la
Espoch” de la Escuela superior Politécnica del Chimborazo. Ecuador Se
procede a la implementación de un banco de pruebas de la dirección
hidráulica, el cual partió de un estudio previo para la ejecución de este
proyecto.
Este banco de pruebas de la dirección hidráulica (piñón-cremallera), fue
diseñado con la finalidad de unir tanto lo teórico como lo práctico, lo que
25

contribuirá a desarrollar en los estudiantes habilidades y destrezas con alto
nivel de conocimiento que respondan a las exigencias modernas en la
actualidad. Este modelo fue estructurado para que responda en situaciones
reales de operación consta de elementos en perfectas condiciones, estos
cumplen con los requerimientos básicos de operación.
En lo correspondiente a los ensayos se utilizó líquido hidráulico y fueron
realizados a dos diferentes rangos de velocidad para observar el
comportamiento y registrar los datos que nos proporcione el sistema en
posición normal y extrema del volante respectivamente y al momento de
cerrar la llave de paso. Una vez obtenido los resultados se trató de equilibrar
el banco de pruebas de tal manera que nos diera una mejor lectura al
momento de ponerlo en marcha.La población de investigación fue de 240
individuos, tomando como muestra solo 50 del universo total.
Esta investigación es de vital importancia para el estudio realizado en este
proyecto ya que sirve como base en lo respecta a hidráulica siendo una de
las principales características del banco de prueba de amortiguadores,
sirviendo como guía para cálculos de presión.
Bases Teóricas
Las bases teóricas incluyen el temario sobre el cual se fundamenta la
situación que se aborda en la investigación. Al respecto Bavaresco refiere
que “las bases teóricas tiene que ver con las teorías que brindan al
investigador el apoyo inicial dentro del conocimiento del objeto de estudio”
(p.195)
Estudio de Factibilidad
26

Según Castañeda K (2011), refiere que “es un análisis compresivo que
sirve para recopilar datos relevantes sobre el desarrollo de un proyecto y en
base a ello tomar la mejor decisión y si se procede su estudio, desarrollo o
implementación”. (p. 2)
Componentes de un Estudio de Factibilidad
Los componentes profundizan la investigación por medio de tres análisis,
los cuales son la base en la cual se apoyan los inversionistas para tomar una
decisión. Entre estos análisis tenemos:
Análisis de Mercado
Tiene como finalidad determinar si existe o no una demanda que justifique
la puesta en marcha de un programa de producción.Naresh Malhotra (2003),
define el estudio de mercado como una actividad de mercadotecnia que tiene
la finalidad de ayudarle a tomar decisiones en situaciones demarcado
específicas. Por ejemplo, para elaborar un pronóstico de equipos dañados
(para 1 trimestre, 1 año o una temporada específica) el investigador necesita
conocer tamaño actual del mercado meta, y para ello, necesita realizar un
estudio de mercado que le permite obtener ese importante dato. (pág.54)
Tipos de Estudio de Mercado
Estudio Cualitativo
Se suelen usar al principio del proyecto, cuando se sabe muy poco sobre
el tema. Se utilizan entrevistas individuales y detalles o debates con grupos
pequeños para analizar los puntos de vista y la actitud de la gente de forma
un tanto destructurada, permitiendo que los encuestados hablen por sí
mismos con sus propias palabras. Los datos resultantes de los métodos
cualitativos pueden ser muy ricos y fascinantes, y deben servir como
27

hipótesis para iniciar nueva investigaciones. Según afirma Randall Geoffrey,
2005 (p. 352).
Estudio Cuantitativos
Intenta medir, numerar. Gran parte de los estudios son de este tipo;
cuánta gente compra ese tipo de resortes, con qué frecuencia, donde, entre
otros Incluso los estudios sobre la actitud y la motivación alcanza una fase
cuantitativa cuando se investiga cuánta gente asume cierta actitud.Por otro
lado, Kotler, Bloom y Hayes (2004), afirman que un proyecto eficaz de
estudio de mercado tiene cuatro etapas básicas:
1. Establecimiento de los objetivos del estudio y definición del problema
que se intenta abordar; El primer paso en el estudio es establecer sus
objetivos y definir el problema.
2. Realización de investigación exploratoria: antes de llevar a cabo un
estudio formal los investigadores a menudo analizan los datos
secundarios, observan las conductas y entrevistan informalmente a los
grupos para comprender mejor la situación actual.
3. Búsqueda de información primaria: se suele realizar de las siguientes
maneras: (a) Investigación basada en la observación, (b) Entrevistas
cualitativas, (c) Entrevista grupal, (d) Investigaciones basada en
encuestas, (e) Investigación experimental.
4. Análisis de los datos y presentación de informe: la etapa final en el
proceso de estudio de mercado es desarrollar una información y
conclusión significativa para presentar.
Análisis Técnico
Tiene por objeto proveer información para cuantificar el monto de las
inversionistas y costos de las operaciones en cualquier área.Miranda (2006),
28

comenta que, uno de los aspectos que mayor atención requiere por parte de
los analistas, es el estudio técnico que supone: la determinación del tamaño
más conveniente, la identificación de la localización final apropiada y,
obviamente, la selección del modelo tecnológico y administrativo idóneo que
sean consecuentes con el comportamiento del mercado y las restricciones de
orden financiero.
El estudio técnico además, se encamina a la definición de una función
adecuada de producción que garantice la utilización óptima de los recursos
disponibles. De aquí se desprende la identificación del proceso y del equipo,
de los insumos materiales y la mano de obra necesarios durante la vida útil
del proyecto. (p.7).
De esta manera se puede resumir que, el análisis técnico es una
herramienta indispensable para todos aquellos que no les guste verse
sorprendidos por el mercado, pues detecta rápidamente los cambios de
tendencia del mercado.
Análisis Financiero
Consiste en identificar y ordenar los ítems de inversiones, costos e
ingresos que puedan deducirse de los estudios previos.Según Amat (2008),
el análisis de estados financieros, también conocido como análisis
económico-financiero, análisis de balance o análisis contable, es un conjunto
de técnicas utilizadas para diagnosticar la situación y perspectiva de la
empresa con el fin de poder tomar decisiones adecuadas.
De esta forma, desde una perspectiva interna, la dirección de la empresa
puede ir tomando las decisiones que corrijan los puntos débiles que pueden
amenazar su futuro, al mismo tiempo que se saca provecho de los puntos
fuertes para que la empresa alcance sus objetivos. Desde una perspectiva
externa, estas técnicas también son de gran utilidad para todas aquellas
personas interesadas en conocer la situación y evolución previsible de la
29

empresa. (p.7). colocarlo antes de los del cuadro del costo del banco y
relaciónalo con la investigación
Amortiguador
Este segmento de la investigación se da a conocer una serie de
teorías y definiciones que están relacionadas con este tema y servirán de
apoyo para realizar este proyecto
Según Calvo, J.A (2009) establece que un:
El amortiguador es parte constituyentede la suspensión de un
vehículo automóvil, la cual se encarga de absorber las
irregularidades del terreno por el que circula para aumentar la
comodidad de los pasajeros y el control del vehículo tratando de
mantener las ruedas en contacto con el pavimento. (p. 135)
Se puede decir que las funciones básicas de la suspensión son las
siguientes:
1) Reducir las fuerzas transmitidas por causa de las irregularidades del terreno.
2) Mantener el control direccional del vehículo.
3) Mantener la adherencia de los neumáticos a la carretera
4) Mantener una correcta alineación de las ruedas
5) Soportar la carga del vehículo.
6) Mantener la altura óptima del vehículo.
La suspensión también es el enlace entre las masas que componen el
peso del vehículo, siendo estas:
a) Masa suspendida: integrada por los elementos cuyo peso es
30

soportado por el bastidor o chasis.
b) Masa no suspendida: constituida por el resto de los
componentes
El sistema de suspensión está compuesto por un elemento elástico
(ballesta, muelle helicoidal, barra de torsión, estabilizado) y otro disipativo,
cuya misión es neutralizar las oscilaciones de la masa suspendida originadas
por el elemento elástico al adaptarse a las irregularidades del terreno
transformando la energía que almacena el resorte en calor
El elemento elástico se comprime o expande entre la masa suspendida y
la no suspendida cuando la rueda encuentra un obstáculo a su paso,
evitandoque el movimiento se transmita en su totalidad. Dada la naturaleza
de esta ele- mentó, tratará de recobrar su posición primitiva, ocasionando
oscilaciones a la masa suspendida del vehículo y disminuyendo el confort de
los ocupantes. De igual forma, la estabilidad del vehículo se verá
comprometida si se llega al caso de que las oscilaciones provoquen pérdida
de contacto entre la rueda del vehículo y el asfalto.
El amortiguador, como elemento disipativo, transforma la energía
potencial acumulada por el elemento elástico en calor disminuyendo las
oscilaciones transmitidas al habitáculo y tratando de evitar la pérdida de
contacto entre el elemento rodante y el firme, lo que redunda en un mayor
confort y estabilidad respectivamente.
La importancia de la suspensión queda, de esta forma, patente
teniendoen cuenta que representa uno de los elementos fundamentales en
cuanto a seguridad activa se refiere, aunando dos conceptos antagónicos
como son confort y estabilidad.
Elementos de la suspensión
31

Elementos elásticos
El elemento elástico, o resorte, de una suspensión es el que tiene el
efecto que da nombre a la suspensión: es el elemento que tiene literalmente
suspendido sobre él a todo el cuerpo del coche, que por ello se llama ‘masa
suspendida’. Además de la función de sostener el peso del coche, también
tiene la misión de absorber la energía que se produce cuando la rueda se
desplaza verticalmente, para liberar esa energía posteriormente con el fin de
devolver la rueda a su posición original.
Generalmente, según el enfoque deseado, puede configurarse su rigidez
y recorrido para un mejor control de la rueda y la carrocería, puesto que
también ayudan a controlar el balanceo, o para ofrecer mayor comodidad,
pero generalmente no es deseable que sus tarados sean tan extremosque
puedan dejar una rueda en el aire (perjudicando el agarre y el control del
automóvil), permitan que el coche golpee el suelo (lo que puede
desestabilizar el coche y causar daños), o hagan tope con el chasis (lo que,
en la práctica, aumenta la rigidez del resorte hasta casi el infinito, y eso no es
nada deseable).A continuación daremos un repaso a los tipos de elementos
elásticos más utilizados en suspensiones. Veremos sus
característicasbásicas según los criterios generales usados para valorarlos:
el peso del sistema, su capacidad para servir también como miembro para
controlar el movimiento de la rueda, su capacidad de absorción de energía, y
sus requerimientosde espacio.
Resortes de ballesta
Según Calvo J.A (2008) los resortes de ballesta constan de una serie de
láminas (llamadas‘hojas’) de acero resistentey elástico. Vemos en la figura 1
una ilustración de una ballesta, con sus elementos principales denotados con
letras. (Pag.120)
32

Figura 1: Ballesta. Sistema de Amortiguación (2008)
La primera y más larga de las hojas es la hoja maestra (M), que termina
en dos encorvaduras por las cuales y mediante casquillos de bronce se
articula al chasis. La segunda hoja puede ser de la misma longitud de la
maestra, pero las demás van disminuyendo su tamaño y siendo más
curvadas.Las hojas se aprietan unas contra otras por medio de un perno(P),
y se mantienen alineadas por abrazaderas (A) para evitar que se abran en
abanico. La ballesta se fija – dependiendo de su configuración al eje o al
bastidor por medio de bridas (B) ajustadas por tuercas.
Como al flexarse la ballesta varía su longitud, por lo menos uno de sus
extremosse articula mediante la llamada ‘gemela’, ‘ocho’ o ‘biela de
suspensión’ (S), que por su oscilación permite el alargamiento de la
ballesta.
La rigidez de las ballestas es lineal en relación al desplazamiento de la
rueda, por lo que tienen una constante de rigidez, que se calcula de diferente
modo según el tipo y configuración de la ballesta.
En la figura 2 vemos las configuraciones habituales de las ballestas. La
más empleada es la de ballestas semielípticas longitudinales, como en los
dos esquemas de arriba a la izquierda (siendo(1D) un montaje para eje
delantero, y (2D) para el eje trasero), en los que el centro se fija al eje, y los
extremos, unoo ambos mediante gemelas, se articulan con el bastidor. Arriba
33

a la derecha vemos el montaje longitudinal en ‘cantilever’ con el centro y el
extremo delantero unidos al bastidor, mientras que el extremo trasero se une
al eje.
Abajo a la izquierda vemos dos ejemplos de configuración transversal, y
abajo a la derecha vemos dos ballestines, que equivaldrían a media ballesta
semielípticas, desde la brida, anclada al chasis, hasta el ojo, articulado con el
eje.
Figura 2: Configuraciones de ballesta. Sistema de Amortiguación (2008)
Según Calvo J.A (2005) el movimiento de flexión hace, en las ballestas
que constan de varias láminas, que se produzca fricción entre ellas, lo que
disipa energía y permite un cierto grado de amortiguamiento (p 35). Sin
embargo, dicha fricción puede conducir al desgaste y oxidación de las
láminas, que va provocando cada vez más fricción y más amortiguamiento,
por lo que éste no sería constante a lo largo del tiempo. Para evitar estos
efectos existen procedimientos, como el engrase, pero ello también elimina
el amortiguamiento, por lo que la mayor eficiencia se logrará al dejar esta
función a un dispositivo específico para este fin: un amortiguador.
Desde el punto de vista de uso del espacio, las ballestas no son muy
eficientes, puesto que, aunque por sí mismas no ocupan mucho volumen, sí
34

requierenmucho espacio para los movimientos que provoca el recorrido de la
rueda. Sin embargo, quizá sea el elemento elástico mejor capacitado para
servir como miembro de control en la geometría de la suspensión. Por
ejemplo, puede posicionar un eje rígido trasero en casi cualquier dirección.
También han sido usadas ballestas transversales como brazos de control en
la suspensión independiente de coches muy ligeros, pero la combinación de
cargas puede resultar muy problemática. Otro punto que no favorece a las
ballestases su alto paso, que además suele estar centrado sobre el eje en la
mayoría de las configuraciones.
Las ballestas pueden tener rigidez variable. En la figura 3 vemos tres
maneras:
1. La ballesta normal puede llevar unas hojas menos encorvadas
(A) que, cuando la primera cede, entran en contacto y pasan a
trabajar, aumentando la rigidez.
2. Puede ser añadida una segunda ballesta más corta(C), que
empieza a actuar cuando sus extremos, al subir el eje, se apoyan en
los topes(D)fijos a los largueros.
3. Puede hacerse la sustitución de la gemela(G) por un soporte
(H) en el que un ballestín sirve de apoyo a la ballesta principal, de
modo que, al ceder ésta, el punto de apoyo se va acercando al eje,
por lo que se endurece la ballesta. Se instala también un tope de
goma (E) para evitar, en compresiones demasiado grandes, que la
ballesta golpee contra el bastidor.
35

Figura 3: Rigidez variable mediante ballestas. Sistema de Amortiguación (2008)
La tendencia actual en las ballestas es a tener menos hojas y menos
curvas, llegando a tener sólo una con los nuevos materiales compuestos,
que pueden reducir en gran medida el problema del peso, y también el de la
fricción entre hojas, aunque con problemas constructivos y de tensiones,
además de un alto coste.
Barras de Torsión
Un sistema de barras de torsión se compone fundamentalmente deuna
barra de acero con un extremo anclado al chasis y el otro (que llamaremos
extremo libre porque puede girar) conectado a la suspensión, de modo que
cuando la rueda sube o baja, este último gira sobre su eje, sufriendo la barra
una torsión elástica, y volviendo a su posición original cuando cesa la
solicitación.
Para ello, el esfuerzo aplicado no debe provocar la superación del límite
elástico del material de la barra de torsión, lo que causaría una deformación
permanente en ella, y por lo tanto, una variación en su comportamiento. Las
barras de torsión tienen una rigidez lineal en relación al desplazamiento de
su brazo de palanca (sea éste un brazo de la suspensión o una barra
específica para este propósito) multiplicado por el ángulo de torsión de la
barra.
36

Las barras de torsión pueden tener diversos tipos de sección transversal,
como forma oval o rectangular, pero la más utilizada es la sección de forma
circular. En caso de que haya una palanca en el extremo libre de la barra
para conectarla remotamente con un punto de la suspensión o la rueda, no
tiene mucha exigencia desde el punto de vista de su diseño: sólo debe ser lo
suficientementerígida para transmitir la carga recibida en torsión en el
extremo de la barra.En cuanto a su diseño en una suspensión, una barra de
torsión necesita puntos de anclaje muy fuertes, cojinetes en los que rodar y,
en la mayoría de las veces, un brazo de palanca para poder ejercertorsión
sobre la barra. Ver figura 4.
Figura 4: Barra de torsión longitudinal. Sistema de Amortiguación (2008)
Hay dos enfoques principales en cuanto a la disposición de las barras:
a) Con dobles triángulos, se dispone en sentido longitudinal, con el
extremo libre unido al triángulo superior o inferior en su extremo
interior (el que se articula con el chasis).
b) Disposición en sentido transversal, accionada directamentepor los
brazos, si éstos son brazos tirados, como en la figura 5. En caso de
otras disposiciones, lo más probable es que se necesite un brazo de
palanca o algún otro tipo de conexión para efectuarla torsión, lo que
agrega complejidad al sistema.
37

Figura 5: Barra de torsión transversal. Sistema de Amortiguación (2008)
Las barras de torsión tienen una capacidad de absorción de energía
mayor que las ballestas, dado que apenas disipan energía por fricción: en
realidad, prácticamente sólo la que se produzca en los cojinetes. En lo
relativo al peso, y especialmente al peso no suspendido, se suele considerar
menos de la mitad del peso de la barra de torsión como peso no suspendido,
lo que sitúa este sistema como el más favorecido en este aspecto.
Liu, Y. y Zhang, J. (2002) establecen que los resortes helicoidales, como
su nombre indica, constan de un alambre arrollado en espiral, que trabaja a
torsión cuando se comprime la espiralen el sentido de su eje longitudinal
(p48). La forma más común para la forma de la sección transversal del
alambre (comúnmente llamado ‘hilo’) es la circular, aunque también hay hilos
de sección elíptica o rectangular. Asimismo, el área de la sección puede ser
constante o decrecientea lo largo de su longitud.Su rigidez tiene un carácter
lineal, proporcional a la deflexión longitudinal del muelle, por lo que posee
una constante de rigidez, que depende del número de espiras, de su
diámetro, del diámetro del hilo y del material en queestá fabricado. En la
figura 6 vemos sus principales características.
38

Figura 6: Principales característicasde un resorte helicoidalSistema de Amortiguación (2008)
Un resorte helicoidal tiene una forma y requerimientosde desplazamiento
que lo hacen muy apto para ser montado muy próximo, cuando no de forma
concéntrica, a un amortiguador telescópico. Su poder de absorción elástica
de energía es, en esencia, idéntico al de una barra de torsión, aventajándola
en que no tiene la pérdida por fricción en los cojinetes, dado que no los
necesita, al poder ser simplemente apoyado en su asiento.
Es uno de los sistemas más ligeros, y la mitad de su masa se considera
no suspendida. Por otra parte, este sistema resulta inútil para posicionar la
rueda, no tiene rigidez estructural suficiente para actuar como miembro de la
suspensión.Es posible fabricar resortes helicoidales con rigidez variable,
fundamentalmente por dos métodos: reducir progresivamente el diámetro del
hilo o el espacio entre espiras.
Reybrouck, K. (2008) los Resortes elastoméricos es el empleo de gomas
o cauchos como elemento elástico principal deun sistema de suspensión no
ha sido extenso, aunque se pusieron en funcionamiento algunos sistemas (p.
69).Sin embargo, estos materiales tienen propiedades interesantes, y se
utilizan muy a menudo como aislantes de pequeñas vibraciones en los
39

asientos de los muelles, o como topes que impiden el contacto entre los
miembros de la suspensión y el chasis, con lo que en la práctica, al
combinarse con los muelles principales, constituyen una suerte de sistema
elástico de rigidez variable.
Reybrouck, K. (2008) lasBarras estabilizadoras, llamadas más
propiamente barras anti balanceó, este último nombre nos indica más
precisamente su función principal. Primariamente, las barras estabilizadoras
se conciben para minimizar o controlar el grado de balanceo el coche en
curva, por ejemplo, para ayudar a mantener un apoyo adecuado en los
neumáticos. (p. 78).En realidad, las barras estabilizadoras tienen tres
efectos.
En primer lugar, con sus conexiones a ambos lados de la suspensión,
ejerce una resistencia al balanceo. En segundo lugar, actúan en parte
también como muelle, especialmente sobre la rueda exterior. Y en
tercerlugar, afectan a la distribución entre ejes de la transferencia de pesos
que tiene lugar en curva.
Sistema de Barra Estabilizadora
Un sistema de barra estabilizadora consiste en una barra, por lo general
de acero, dispuesta en sentido transversal al chasis del vehículo, que está
unida aél de manera que pueda girar sobre su eje, y que en cada uno de sus
extremos tiene unida una biela que se articula con las ruedas. También, en
lugar de varias piezas, puede simplemente utilizarse una única barra curvada
en sus extremos. En la figura 7 vemos un ejemplo de barra estabilizadora
típica.
40

Figura 7: Barra estabilizadora. Sistema de Amortiguación (2008)
La manera en que trabaja una barra estabilizadora es a torsión: la
diferencia de movimiento vertical entre las dos ruedas de un mismo eje, que
están conectadas entre sí por la barra estabilizadora, produce en ésta una
torsión, y la resistencia de la barra a la torsión provoca una disminución de la
transferencia de pesos entre las ruedas. No se produce efecto alguno si las
dos ruedas se mueven la misma distancia en idéntico sentido, puesto que la
barra sólo gira, y no torsiona.
Los factores que intervienen en el funcionamiento de la barra
estabilizadora son, además de la rigidez propia del material, el diámetro de la
sección de la barra (cuyo aumento trae aparejado un incremento de la rigidez
de la barra)y la longitud de brazo de palanca que tengan las bielas en los
extremos(cuanto más cortos sean los brazos de aplicación, mayor ángulo de
torsión sufrirá la barra a igualdad de desplazamiento vertical de la rueda).
Existen diseños de barra estabilizadora con rigidez variable, mediante
variación de la posición del anclaje de la biela con la rueda, o mediante el
cambio del momento de inercia de la sección en el sentido transversal al
plano de giro de la biela. Un sistema de este tipo es el llamado ‘de cuchillas’
(‘blades’), que usa unas bielas que pueden ser giradas en su eje longitudinal
desde el puestode conducción con el coche en marcha.En mayor o menor
medida, dependiendo de la utilización de que sea objeto el vehículo, los
sistemas de suspensión de los automóviles deben estar diseñados para
41

cumplir una serie de funciones básicas:
a) Proveer flexibilidad en sentido vertical, para que las ruedas
puedan adaptarse a las irregularidades del camino, aislando al chasis
de dichos movimientos.
b) Mantener las ruedas en la orientación e inclinación adecuadas
respecto a la calzada.
c) Ofrecer una reacción a las fuerzas producidas por los
neumáticos fuerzas longitudinales (aceleración y frenado) y laterales
(en curva), y pares motores y de frenado.
d) Ofrecer resistencia al balanceo del chasis.
e) Mantener los neumáticos en contacto con la carretera con las
mínimas variaciones en la carga.
Para lograr estas metas se requierecontrolar la cinemática, es decir el
movimiento de la rueda en el espacio, y a este respecto se han desarrollado
numerosos sistemas de gran variedad. A continuación iniciaremos un repaso
a las configuraciones básicas más usadas en la industria del automóvil.En
primer lugar, diferenciaremosentre dos categorías fundamentales: sistemas
dependientes, también llamados de eje rígido, y sistemas independientes. La
diferencia conceptual principal entre ellos es que, en los primeros, el
movimiento de una rueda afecta al de la otra, por estar ambas conectadas
entre sí rígidamente, cosa que no sucede en los sistemas independientes.
Sistemas de Suspensión de Eje Rígido
Según Lang, H.H. (1977) en los Sistemas de suspensión de eje rígido
(llamados ‘beamaxle’ en inglés), las ruedas están montadas a cada extremo
de una viga rígida, de manera que el movimiento de una rueda en un eje es
transmitido a la otra rueda, haciendo que tengan el mismo ángulo de caída y,
en caso de estar en el eje delantero, dirección (pág. 320)
42

Las ventajas principales de los ejes rígidos son:
a) Su robustez, que los hace indicados para aplicaciones que requieran
una gran capacidad de transporte de carga;
b) El ángulo de caída no se ve afectado por el balanceo de la carrocería
en curva, y el alineamiento se mantiene siempre, gracias a la
mencionada conexión rígida entre las ruedas.
c) Los sistemas de eje rígido también tienen importantes desventajas
d) El hecho de conectar rígidamente ambas ruedas afecta a la
adaptación de cada una de ellas individualmente con respecto al
suelo, lo cual perjudica notablemente elcomportamiento cuando el
firme se hace irregular
e) Las masas no suspendidas son elevadas por el peso que supone la
viga rígida, y el diferencial, si es un eje motriz, lo que perjudica
también la agilidad de movimiento de la suspensión
f) El alineamiento no puede ser corregido fácilmente, porque no existe
posibilidad de ajuste.
g) Si el eje es el delantero, está expuesto a vibraciones en el sistema de
dirección, causadas por oscilaciones provocadas por excitaciones
diferentesen ambas ruedas.
En el eje delantero, prácticamente ha desaparecido el eje rígido,
especialmente por el mencionado problema de vibraciones, pero en el eje
trasero aún es ampliamente utilizado, por ser simple, barato y robusto.A
continuación, haremos una descripción de los esquemas utilizados más
comunes.
Tipo ‘Hotchkiss’
Según Lang, H.H. (1977)este sistema consta de un eje rígido con el
diferencial integrado que recibe el par de un árbol longitudinal y que está
43

montado al bastidor por medio de una ballesta semielípticas longitudinal
para cada rueda, que se ancla aproximadamente en el punto medio de la
ballesta. Para el amortiguamientode las oscilaciones se acompaña con un
par de unidades hidráulicas telescópicas. Puede verse un ejemplo en la
figura 8.
Figura 8: Suspensión tipo ‘Hotchkiss’. Sistema de Amortiguación (2008)
El sistema provee flexibilidad en sentido vertical, para que la ballesta
funcione como resorte, pero la sujeción en las otras direcciones es bastante
escasa, especialmente en dirección lateral, y también se hace susceptible a
sufrir movimientos de torsión, debido a la progresiva disminución de la
rigidez enlas ballestas, para buscar mayor confort. En realidad, este sistema
es el más ineficaz, pero se usa donde el comportamiento dinámico no es
relevante, porque es el sistema más barato.
Si decidimos prescindir de las ballestas como elemento elástico,
perderemos su función doble como elemento fijador de la rueda, por lo que
necesitaremos otros modos de controlar el movimiento de las ruedas,
debiendo recurrir a soluciones basadas en brazos de control. Estos sistemas
son más avanzados, y permiten una mejor sujeción del eje, así como mejor
absorciónde impactos, por emplear resortes más eficaces. Los siguientes
esquemas son los más utilizados.
44

Eje rígido con resorte helicoidal
Según se mencionó antes, la desaparición de la ballesta obliga a contar
con otro modo de control del eje. Aquí se utilizan un par de brazos
longitudinales para guiar a las ruedas, y se utilizan muelles helicoidales,
acompañados con amortiguadores, que pueden estar situados de forma
concéntrica con los muelles (disposición ‘coilover’, como se suele llamar en
inglés), o de forma separada, como en la figura 9, lo que permite mayor
compacidad.
Figura 9: Eje rígido con resorte helicoidal. Sistema de Amortiguación (2008)
Tipo ‘4 barras’
Este sistema de 4 barras (o, en inglés, ‘4-link’) es otra alternativa para
controlar el eje si se sustituyenlas ballestas por muelles helicoidales. El
control del eje se efectúa mediante cuatro brazos, repartidos en parejas para
cada rueda: los inferiores toman la función del control longitudinal del eje,
mientras que los superiores se encargan del par motor, del de frenado y de
45

las fuerzas laterales. Existe una variante con los brazos superiores paralelos,
y otra con ellos dispuestos en ángulo, o incluso reemplazados por un solo
brazo triangular, como se ve en la figura 10.
Figura 10: Suspensión tipo ‘4 barras’Sistema de Amortiguación (2008)
Barra ‘Panhard’ y anclaje ‘Watt’
Son dignos de mención dos sistemas de control de movimiento del eje
que son muy utilizados: la barra Pahnard y el anclaje Watt. La barra Panhard
consiste en una barra rígida dispuesta de lado, en el plano del eje,
conectando un extremo del eje con el bastidor en el lado opuesto, como se
ve en el esquema de la figura 11. El anclaje es realizado con pivotes que
permiten a la barra girar sólo moviéndose en el plano vertical.No ejercen un
control efectivo en dirección longitudinal, por lo que se suelen usar en
conjunción con brazos tirados.
Las ventajas de la barra Panhard son su simplicidad y ligereza, así como
su buena efectividad. En contrapartida, debe ser lo más larga posible para
evitar los movimientos laterales del chasis respecto al eje que se derivan del
arco descrito por la barra en su movimiento.
46

El centro de balanceo con una barra Panhard estará en el punto en que
la barra se ancla al eje, por lo que se desplazará bastante con el movimiento
del eje.
Figura 11: Barra ‘Panhard’Sistema de Amortiguación (2008)
El Anclaje Watt
Consisteen dos barras horizontales de igual longitud montadas a cada
lado del chasis. Entre las dos barras se conecta una pequeña barra vertical,
cuyo centro se articula con el centro del eje, como puede apreciarse en el
esquema de la figura 12. Todas las articulaciones se realizan con pivotes
que permiten rotar en el plano vertical.El anclaje Watt permite al eje tener
una trayectoria más aproximada a una línea recta, por lo que es más eficaz
que una barra Panhard. Sin embargo, es más complejo. El centro de
balanceo de una suspensión con este sistema estará en el punto del pivote
central.
47

Figura 12: Anclaje Watt. Sistema de Amortiguación (2008)
Tipo ‘de Dion’
Este sistema se compone de la combinación de un diferencial y palieres
como los que se montarían con una suspensión independiente, es decir,
montados en el chasis, y un tubo lateralmente telescópico que une las dos
ruedas del eje. En la figura 13 puede verse un esquema que incluye un eje
de Dion.
Figura 13: Suspensión tipo ‘de Dion’. Sistema de Amortiguación (2008)
Con esto se combina la virtud de los ejes rígidos, de no permitir cambio
en el ángulo de caída de las ruedas cualquiera sea el movimiento de éstas, y
por otro lado, disminuye las masas no suspendidas, como en una
48

suspensión independiente. Sin embargo, esta solución añade complejidad,
porque requiere de doble número de juntas para los palieres, y si no se usan
ballestas, debe recurrirse a métodos como los anteriormente mencionados
para el control delas ruedas, por lo que, al final, se puede terminar teniendo
un diseño de mayor peso.
Además, el fenómeno, ya conocido en las suspensiones independientes,
de inducción de un efecto direccional en una rueda al enfrentar un bache, se
reproduce en el eje de Dion para las dos ruedas, aunque sólo una encuentre
el bache.
Sistemas de Suspensión Independiente
Según Match (2007) establece que:Las suspensiones de tipo
independiente tienen como principal característica distintiva la de permitir, en
contraste con los sistemas de eje rígido, un movimiento vertical para una
rueda que es independiente del que tenga la otra rueda del mismo eje
(p.145).
Las principales ventajas de este tipo de sistemas son:
1. Permite una mayor absorción de impactos y mayor estabilidad en
terreno irregular, por lo que se puede mejorar notablemente la
comodidad y el comportamiento sobre suelos de condiciones
menos que excelentes.
2. Una rigidez al balanceo en relación a la rigidez del muelle
intrínsecamente superior a la de los sistemas de eje rígido.
3. Una gran flexibilidad para determinar la situación del centro de
balanceo, así como la evolución del apoyo de la zona de contacto
de los neumáticos a lo largo del recorrido vertical de la rueda,
merced a las mucho mayores posibilidades para elegir la geometría
de los brazos de control.
49

4. Permite alcanzar mayores valores de recorrido de las ruedas
5. Para su utilización en el eje delantero, supone una gran reducción
de los problemas de vibraciones transmitidas al sistema de
dirección, merced a la desconexión de las ruedas entre sí y la
interposición de la masa del coche entre ellas.
6. También en relación a su utilización en ejes delanteros, proveen
mayor espacio para montar el motor, con lo que pueden
conseguirse diseños más compactos y optimizados
7. Permiten diseños con menos masa no suspendida y menor peso en
general.
Sin embargo, también debemos decir que las suspensiones tienen la
desventaja de que el balanceo de la carrocería afecta al ángulo de caída de
los neumáticos, y dado que éste resulta fundamental para un buen apoyo de
los mismos y, consecuentemente, un mayor agarre, es muy importante
compensar este problema optimizando la geometría y/o haciendo uso de
sistemas auxiliares de resistencia al balanceo, como por ejemplo, las barras
estabilizadoras.
En general, puede decirse que los esquemas básicos de suspensión
independiente pueden aplicarse tanto al eje delantero como al trasero. Lo
que sigue es una revisión de las principales configuraciones de este tipo de
sistemas.
Brazo oscilante
Esta configuración (llamada en inglés ‘swingaxle’) es probablemente la
manera más simple de obtener una suspensión independiente. Cada barra o
semieje se conecta con una rueda, y se unen al diferencial o al chasis hacia
el centro, tanto como sea posible. Es conveniente maximizar en lo posible la
longitud del brazo de oscilación que sería llegar al punto medio del eje, para
50

minimizar uno de los grandes problemas de este sistema: el gran cambio
que se produce en el ángulo de caída de las ruedas cuando llevan a cabo un
movimiento vertical.
Además, debido a su alto centro de balanceo (en la intersección de las
prolongaciones de las líneas de los brazos), sufren de manera severa del
fenómeno conocido como ‘jacking’, que levanta la carrocería e incide
negativamente en el comportamiento.Así pues, desde el punto de vista del
comportamiento dinámico, este sistema es el menos adecuado de todos los
que proveen suspensión independiente. Sus ventajas son una gran
simplicidad y bajo coste de fabricación.
En la figura 14 se ve la ilustración de un sistema con brazo oscilante, y las
líneas trazadas para obtener su centro de balanceo, que se encuentra en la
intersección de dichas líneas.
Figura 14: Suspensión de brazo oscilante. Sistema de Amortiguación (2008)
Brazos tirados
El sistema de brazos tirados (‘trailingarms’ en inglés) consiste en conectar
cada rueda al chasis mediante un brazo, o dos brazos paralelos, que a su
vez corren de forma paralela al eje longitudinal del vehículo. Dichos brazos
pivotan sobre su punto de articulación con el chasis, con un eje de
pivotamiento perpendicular al eje longitudinal del vehículo, por lo que el
plano en el que los brazos se mueven es paralelo al plano de la
51

rueda.Debido a su ubicación longitudinal, los brazos controlan el cabeceo, y
también absorben fuerzas de frenado y aceleración, lo cual les impone
grandes exigencias de resistencia estructural.
El centro de balanceo en vista frontal se halla en el suelo, y no existe
cambio en el ángulo de caída con el recorrido, así como tampoco hay
movimiento de ‘sc.rub’, pero, dado que las ruedas permanecen paralelas al
chasis, sí se produce cambio de caída con el balanceo. No se produce
cambio de convergencia por geometría, pero sí puede ser por deflexión.
Aveces se usan también brazos tirados para controlar ejes rígidos, como
hemos visto en casos anteriores. En la figura 15 se muestra un ejemplo de
sistema por brazos tirados, en este caso, dobles brazos tirados.
Figura 15: Suspensión de brazos tirados. Sistema de Amortiguación (2008)
Brazos semi-tirados
Según Rao, M.D. y Gruenberg, S. (2002). Estblace que el esquema de
brazos semi-tirados (llamado ‘semi-trailingarms’ en in- glés) se encuentra, en
52

cierto modo, entre una configuración de brazos tirados y uno de brazos
oscilantes (p. 185).
En principio, sería un sistema de brazos tirados, pero con la articulación
con el chasis desplazada hacia dentro del vehículo. Como consecuencia, el
plano en el que oscila el brazo ya no sea paralelo al eje longitudinal del
vehículo, sino que pasa a formar con él un ángulo, que habitualmente se
sitúa entre los 18º y los 25º. Las consecuencias son que ahora sí que existe
un cambio de caída con el recorrido de la rueda, y también efectos de
cambio de convergencia. Podemos apreciar un ejemplo de este esquema en
la ilustración de la figura 16.
Figura 16: Suspensión de brazos semi-tirados. Sistema de Amortiguación (2008)
McPherson
El sistema McPherson incorpora una conexión inferior entre la rueda y el
chasis proporcionado de varias maneras diferentes, como un brazo
transversal y otro longitudinal, o un brazo triangular, por ejemplo, con la
misión de soportar las fuerzas transversales y longitudinales. La fijación
superior corre a cargo de un puntal telescópico que incluye al amortiguador y
el muelle en disposición concéntrica o ‘coilover’ (aunque hay diseños en que
53

se instala el muelle en una locación diferente),y que se ancla rígidamente en
el ‘knuckle’ del lado de la rueda. La unión del pilar con el chasis se efectúa
en una posición elevada, de forma que el pilar esté en una posición vertical,
o cercana a ella.
El sistema es barato y simple, y ocupa muy poco espacio en sentido
lateral y longitudinal, lo que lo hace particularmente indicado para coches de
tracción con motores transversales, y especialmente con construcción
monocasco. Sin embargo, requierede mucho espacio en dirección vertical, lo
que limita el diseño en la parte del capó. Se usan mayoritariamente en el eje
delantero, donde por lo general la rueda gira directamentesobre el puntal
superior. Sin embargo, aunque el punto de montaje superior del puntal debe
estar en la proyección del eje del pivote de dirección, ambos ejes no tienen
por qué ser necesariamente iguales.
Pueden alcanzarse valores bastante bajos de centro de balanceo y una
buena fijación de su movimiento, y pueden proveer un buen confort, pero
apenas aportan ganancia de caída negativa con el recorrido, y plantean
problemas de ‘scrubradius’ si queremos instalar neumáticos anchos.La figura
17 muestra un esquema típico McPherson con amortiguador y muelle en
‘coilover’.
54

Figura 17: Suspensión tipo ‘McPherson’. Sistema de Amortiguación (2008)
Dobles Triángulos Superpuestos
La suspensión de dobles triángulos (llamada en inglés ‘double A-arm’, o
‘double wishbone’) es el sistema más utilizado en los coches de competición,
por su gran flexibilidad de diseño, que permite adaptarla para cumplir casi
cualquier requisito con gran eficacia y menor compromiso que cualquiera de
los otros sistemas mencionados anteriormente, aunque no es posible
optimizar todos sus parámetros a la vez.Consta, básicamente, de dos brazos
transversales en forma triangular o de ‘V’, que se disponen uno sobre otro,
articulándose ambos tanto con el chasis como con la rueda. La figura 18
muestra un esquema típico de este sistema.
55

Figura N° 18 Suspensión de doble triangulo superpuesto. Sistema de Amortiguación (2008)
Los brazos pueden: ser paralelos o estar uno o ambos inclinados con el
mismo o diferente ángulo; tener la misma o diferenteslongitudes en vista
frontal, y la misma o diferente forma en vista superior; pueden tener el muelle
y el amortiguador en forma de ‘coilover’ o de forma separada, anclándose a
la rueda directamente, o al brazo inferior de la suspensión, o de forma
indirecta, mediante varillas empujadoras (por ejemplo, ‘rockingarm’,
‘pushrod’, o ‘pullrod’, como se ve en la figura 19), lo que les permite estar
instalados dentro del chasis (la llamada instalacióninboard’), y ganar
centrado de masas y disminución de masas no suspendidas. También puede
aplicarse casi cualquier valor que se desee para los parámetros de la rueda,
merced a tantas opciones de configuración de los elementos.
Tal y como se dijo, este sistema permite una gran cantidad de variables
para el diseño que permiten conseguir geometrías con excelentes
características de funcionamiento, pero precisamente tantas variables con
que trabajar le otorgan una gran complejidad de análisis. También es
compleja desde el punto de vista mecánico, al requerirmás piezas que otros
sistemas; en especial, una adaptación para los palieres, que les permita
cambiar de longitud con el recorrido de la rueda.Es considerado sea el
56

sistema con mejor relación resistencia / peso, y además el que menor masa
no suspendida tenga. En general, es el sistema que permite mejores
prestaciones, aunque tiene la desventaja de requerirbastante espacio en
dirección transversal.
Figura 19: Instalaciones ‘inboard’ para muelle y amortiguador. Sistema de Amortiguación (2008)
Sistemas Multibrazo
Las suspensiones multibrazo (también llamadas ‘multi-link’) son muy
similares: las diferencias básicas son que, en lugar de los dos brazos que
forman los triángulos, en este sistema, cada brazo es individual, articulado
por rótulas, para eliminar cargas flectoras. Hay muchas variantes de este
tipo, con diferentesgeometrías, e incluso utilizando cinco barras en lugar de
cuatro, lo que sobrerrestringe el sistema, pero minimiza las deflexiones. En
las ilustraciones de las figuras 20 y 21 vemos, desde dos vistas, un ejemplo
de sistema multibrazo.
57

Figura 20: Suspensión multibrazo. Sistema de Amortiguación (2008)
Banco de Pruebas o Bancos de Ensayos
Los bancos de ensayo o de prueba, son un elemento indispensable a la
hora de ensayar los amortiguadores antes de su puesta en el mercado y para
su posterior análisis con vistas a la mejora o a la correcta aplicación de los
mismos.Se distinguen dos tipos dependiendo de la central de potencia y de
los movimientos que permiten:
a) Electromecánicas:La central de potencia la constituye un motor
eléctrico.
b) Servo hidráulicas: La potencia viene suministrada por uno, o varios,
actuadores hidráulicos que proporcionan mayor fuerza para la
realización del ensayo. Son las más comunes.
En el siguiente capítulo se expondrán diferentestipos de diagramadoras
con sus respectivas características.No existe normativa nacional o
internacional establecida relativa a los ensayos de amortiguadores sino que
cada fabricante tiene su propio proceso de ensayo y análisis.
De la misma forma no existe un protocolo a la hora de realizar los análisis
58

pero todos los fabricantes aceptan como una suerte de patrón los resultados
de las máquinas de la empresa MTS®de la que se expondrán algunos
ejemplos en el siguiente apartado.
TiposdeBancosde Prueba
Bancos de ensayo electromecánicos
Son máquinas de ensayo cuya central de potencia consiste en un motor
eléctricoque proporciona giro a un volante, el cual, mediante un vástago
conectado al pistón, transforma el movimiento de rotación en un movimiento
lineal. Estos marcos de ensayo son los más escasos debido a que la fuerza
suministrada por su central de potencia es menor que en el caso de las servo
hidráulicas.Como ejemplo a este tipo de bancos de ensayo se puede citar el
suministrado por la empresa Meca Dyn®(Figura 21); el cual tiene la
posibilidad de modificar la velocidad de giro del volante para simular
diferentescondiciones de uso.
Figura 21: MecaDyn®101. Sistema de Amortiguación (2008)
59

Bancos de prueba o ensayo servo hidráulicos
Se trata de máquinas de ensayo dotadas de uno o varios
actuadoresservos hidráulicos que proporcionan mayor fuerza que las
electromecánicas. Generalmente son muy versátiles, ya que permiten
ensayos de fatiga y dinámicos con solicitaciones en tracción compresión y
flexión.
En la figura 22, se muestra un esquema de los elementos que componen
un marco de ensayo de este tipo, en particular de la serie EFH de Microtest.
60

Figura 22: Microtest serie EFH. Sistema de Amortiguación (2008)
Las empresas que comercializan estos bancos de ensayo ofrecen,
generalmente bajo demanda del usuario, modificaciones constructivas para
adaptarse a sus necesidades. De esta forma pueden ser utilizadas para otros
fines como ensayos estáticos de materiales (Figura 23).
Figura 23: Bastidor de 1500 kN con mordazas acopladas para el ensayo de metales. Sistema de
Amortiguación (2008)
Aunque la versatilidad de estas máquinas es un valor añadido, empresas
como IST poseen en catálogo un conjunto de marcos exclusivos para el
ensayo de amortiguadores con diferentes características dependiendo de las
61

necesidades del demandante entre las que destaca la posibilidad de orientar
el marco de ensayo desde la posición vertical típica hasta una posición total-
mente horizontal (Figura 24).
Figura 24: Diagramadora de amortiguadores basada en la MSP Standard Series de IST®.
Sistema de Amortiguación (2008)
En el ámbito de las empresas que suministran bancos de ensayo para
amortiguadores cabe destacar la contribución que, desde 1966, viene
haciendo MTS®Systems Corporation, la cual posee en catálogo infinidad de
soluciones personalizables para cada necesidad en el campo de los ensayos.
Fruto de la colaboración en el desarrollo de productos de forma conjunta
con el cliente, se adaptan a las necesidades del mismo para optimizar los
diseños y mejorar la productividad.Al estudio del comportamiento mecánico
de los amortiguadores, hay que sumar la capacidad de los marcos de ensayo
de MTS®para medir otros pará- metros como son la influencia de la
temperatura en el comportamiento en servicio, así como las distintas formas
de onda aplicables durante el ensayo.
Todos estos parámetros son fácilmente evaluables con el software
62

suministrado por MTS®así como con el hardware opcional que distribuyen
consistente en equipos que parten desde controladores digitales hasta
auténticos servidores (Figura 25) que son capaces de analizar y evaluar
datos de varios bancos de ensayo.
Figura 25: Modelo 850.50 ensayando seis amortiguadores simultáneamente. Sistema de
Amortiguación (2008)
Las capacidades de carga de los bancos de ensayo servohidráulicos
abarcan un rango bastante amplio que parte desde los 15 kN de las más
sencillas hasta los 1500 ó 2000 kN de las más potentes (figura 38).Lo mismo
ocurre con las frecuenciasde excitación que proporcionan estos actuadores,
63

estando comprendidas entre los 0,1 Hz hasta los 1000Hz que proveen las
máquinas de IST®con sus modelos VHF (Figura 26).
Figura 26: Very High Frecuency7D. Sistema de Amortiguación (2008)
Ley de HookeEl análisis de datos del estiramiento de un resorte al
someterlo a una fuerza de valor conocido establece que dicho estiramiento
( elongación) es tanto mayor cuanto mayor es la fuerza, A finales del siglo
XVII el astrónomo R. Hooke estudio las propiedades elásticas de los resortes
y encontró que:
F = K. X
64

Donde F es la fuerza aplicada, k es la constante elástica del resorte (esta
constante es una medida de rigidez del resorte) y x es la elongación del
resorte (lo que esta se estira o se comprime).
Oscilaciones amortiguadas
En todos los movimientos oscilantes reales, se disipaenergía mecánica
debido a algún tipo de fuerza de fricción o rozamiento. Cuando esto ocurre,
la energía mecánica del movimiento oscilante disminuye con el tiempo y el
movimiento se denomina amortiguado.La representación más sencilla y más
común de una fuerza de amortiguamiento es aquella que la considera
proporcional a la velocidad de la masa pero en sentido opuesto, en donde b
es una constante que describe el grado de amortiguamiento.
FA = -b.v
Puesto que siempre está dirigida en sentido opuesto a la dirección del
movimiento, el trabajo realizado por la fuerza es siempre negativo. Así pues,
hace que disminuya la energía mecánica del sistema. La segunda ley de
Newton aplicada al movimiento de un objeto de masa m situado en un muelle
de constante k cuando la fuerza amortiguadora es -bv se escribe
Σ FX = m.ax
Clases de oscilaciones amortiguadas
Amortiguamiento débil: Cuando la fuerza disipativo es pequeña en
comparación con la fuerza de restitución, el carácter oscilatorio del
movimiento se conserva pero la amplitud de la vibración disminuye con el
tiempo y, finalmente el movimiento cesará. Este sistema se conoce como
osciladorsu amortiguado. En el movimiento con una constante de resorte y
una partícula masiva dadas, las oscilaciones se amortiguan con más rapidez
a medida que el valor máximo de la fuerza disipativo tiende al valor máximo
65

de la fuerza de restitución. La solución de la ecuación diferencial del
movimiento es la expresada anteriormente.
Amortiguamiento crítico: Si el amortiguamiento del oscilador aumenta
suficientemente, puede llegar a alcanzar un valor crítico bc, tal que bc = 2mωo;
entonces, de acuerdo con la definición de la frecuencia angular de las
oscilaciones amortiguadas, seráω = 0. Evidentemente, en estas condiciones
no hay oscilaciones y el oscilador regresará a la posición de equilibrio sin
rebasarla o, a lo más, rebasándola una sola vez. La condición de b = 2mωo
se conoce con el nombre deamortiguamiento crítico. En este caso, la
solución de la ecuación diferencial es de la forma
Donde Ao y A1 son dos constantes de integración, que pueden expresarse
en función de las condiciones iniciales, esto es, de la posición xo y de la
velocidad vo de la partícula en el instante inicial:
Sobre amortiguamiento: El sobre amortiguamiento se presenta cuando b
> 2mωo. Entonces de acuerdo con la definición de la frecuencia angular de
las oscilaciones amortiguadas, ω será imaginaria. En estas condiciones es
evidente que no habrán oscilaciones, y la partícula regresará a la posición de
equilibrio sin rebasarla o rebasándola una vez a lo sumo. Para unas
condiciones iníciales dadas (XO, VO), cuanto mayor sea el amortiguamiento
66

más tiempo empleará el sistema en quedar en reposo en la posición de
equilibrio.
Bases Legales
En esta parte se presenta el marco jurídico que sustenta la investigación,
aquellos artículos que guardan relación con el proyecto. La Constitución de la
República Bolivariana de Venezuela (1999) la cual en sus siguientes
artículos expresa lo siguiente:
Constitución de la República Bolivariana de Venezuela (Año 1999)
Artículo 109:El estado reconocerá la autonomía universitaria como
principio y jerarquía que permite a los profesores, profesora, estudiante,
egresados y egresadas de su comunidad dedicarse a la búsqueda del
conocimiento a través de la investigación científica, humanística, y
tecnológica, para beneficio espiritual y material de la nación.
Las universidades autónomas se darán sus normas de gobierno,
funcionamiento y la administración eficiente de su patrimonio bajo
el control y vigilancia que a tales efectos establezca la ley. Se
consagra la autonomía universitaria para planificar, organizar,
elaborar y actualizar los programas de investigación, docencia y
extensión. Se establece la inviolabilidad del recinto universitario.
Las universidades nacionales experimentales alcanzaran su
autonomía de conformidad con la ley.
Artículo 110: El estado reconocerá el interés público de la ciencia, la
tecnología, el conocimiento, la innovación y sus aplicaciones y los servicios
de información por ser instrumentos fundamentales para el desarrollo
67

económico, social y político del país, así como para la seguridad y soberanía
de la nación.
Para el fomento y desarrollo de esas actividades, el estado
destinara recursos suficientes y creara el sistema nacional de
ciencia y tecnología de acuerdo con la ley. El sector privado
deberá aportar recurso para lo mismo. El estado garantizara el
cumplimiento de los principios éticos y legales que deben regir las
actividades de investigación científica, humanística y tecnología.
La ley determinara los modos y medios para dar cumplimiento a
esta garantía
Ley Orgánica de Ciencias, Tecnologías e Innovación(Año 2005)
Artículo 1: El presente Decreto-Ley tiene por objeto desarrollar los
principios orientadores que en materia de ciencia, tecnología e innovación,
Establece la Constitución de la República Bolivariana de
Venezuela, organizar el Sistema Nacional de Ciencia, Tecnología
e Innovación, definir los lineamientos que orientarán las políticas y
estrategias para la actividad científica, tecnológica y de
innovación, con la implantación de mecanismos institucionales y
operativos para la promoción, estímulo y fomento de la
investigación científica, la apropiación social del conocimiento y la
transferencia e innovación tecnológica, a fin de fomentar la
capacidad para la generación, uso y circulación del conocimiento
y de impulsar el desarrollo nacional. Interés público.
Artículo 5: Las actividades de ciencia, tecnología e innovación y la
utilización de los resultados, deben estar encaminadas a contribuir con el
bienestar de la humanidad, la reducción de la pobreza, el respeto a la
dignidad y los derechos humanos y la preservación del ambiente.
Artículo 9: El Ministerio de Ciencia y Tecnología apoyará a los organismos
competentes por la materia, en la definición de políticas tendentes a proteger
y garantizar la propiedad intelectual colectiva de los conocimientos,
68

tecnologías e innovaciones de los pueblos indígenas y los conocimientos
tradicionales.
Artículo 10: El Plan Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación es el
instrumento de planificación y orientación de la gestión del Ejecutivo
Nacional, para establecer los lineamientos y políticas nacionales en materia
de ciencia, tecnología e innovación, así como para la estimación de los
recursos necesarios para su ejecución.
Artículo 11: El plan nacional de ciencias, tecnologías e innovación es el
instrumento de planificación y orientación de la gestión del ejecutivo nacional
para establecer los lineamientos y políticas nacionales en materia de
ciencias, y tecnología e innovación así como para la estimación de los
recursos necesarios para la ejecución.
Ley Orgánica del Trabajo (2012)
Artículo 85. La propiedad de las invenciones libres u ocasionales
corresponderá al inventor. En el supuesto de que el invento o mejora
realizada por el trabajador tenga relación con la actividad que desarrolla el
patrono, éste tendrá derecho preferente a adquirirla en el plazo de noventa
(90) días a partir de la notificación que le haga el trabajador a través del
Inspector del Trabajo o de un Juez Laboral.
Artículo 86. En todo caso será obligatorio mencionar el nombre del
trabajador a cuyo esfuerzo, estudio, talento y dedicación se debe la invención
o mejora realizada.
Artículo 87. Los trabajadores no dependientes autores de invenciones o
mejoras o de obras de carácter intelectual o artístico cuya propiedad les
corresponda de acuerdo con la Ley de la materia tendrán siempre derecho al
nombre de la invención, mejora, obra o composición y a una retribución
equitativa por parte de quienes la utilicen.
69

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