A mola metálica correspondenteEscolher a mola metálica certa para a aplicação desejada nem sempre é fácil. Em muitos livros técnicos com fundamentos construtivos, o tema das molas é tratado de uma forma muito geral.

Se procura uma mola padrão, encontrará uma vasta gama de molas no nosso programa de stock com 12.600 tamanhos em aço macio e aço inoxidável. Caso contrário, compilamos os parâmetros mais importantes para selecionar a mola metálica correta abaixo.

Para começar, uma breve visão geral sobre os diferentes tipos de penas:

Molas

Asmolas de compressão são de longe as mais utilizadas. Isto não se deve apenas à direção da aplicação da força, mas principalmente às melhores características de carga da mola de compressão. Isto porque as molas de compressão são mais capazes de lidar com forças maiores e, para aplicações de fadiga, mudanças de carga acima de107. Além da grande seleção de materiais para as diversas aplicações, a variedade de usos para a mola de compressão pode ser facilmente ampliada com uma ampla gama de tratamentos de superfície. Devido aos dados de desempenho da mola de compressão, em alguns casos faz ainda mais sentido converter uma aplicação de mola de tensão em uma mola de compressão.

Molas de tensão

Asmolas de tensão são as segundas mais utilizadas. Onde quer que a força tenha que ser aplicada por tensão e não por compressão, não há como contornar a mola de tensão. Em particular, o desenho especial com os ilhós de ambos os lados apresenta alguns riscos que devem ser tidos em conta no desenho da mola de tensão. O facto de a mola de tensão perder completamente a sua força no caso de uma fractura da mola também deve ser tido em conta quando se utiliza uma mola de tensão. Com a escolha do material, a variedade de aplicações para a mola de tensão já está largamente esgotada, uma vez que as bobinas adjacentes significam que só é possível aplicar um tratamento de superfície com um esforço acrescido.

Penas da coxa

Molas de torção são utilizadas para movimentos rotativos, ou seja, onde quer que ocorra tensão de flexão. Não existem designs especiais para molas de torção, ou seja, o corpo de uma mola de torção é sempre cilíndrico com uma característica de mola linear. Com as molas das pernas, é mais uma questão da forma individual das pernas, que tem a forma ideal para introduzir a força do movimento rotativo. Tal como acontece com a mola de extensão, também é difícil aplicar outras propriedades à mola de torção através de um tratamento superficial posterior, devido às bobinas adjacentes.

Determinação da curva característica da mola

Características da primavera
Características da primavera

Basicamente, as molas metálicas são julgadas de acordo com a sua curva característica. A característica das molas é o caráter das molas metálicas. Isto representa a razão entre a força da mola “F” e o curso da mola “s”. Dependendo do tipo de mola, desenho da mola, espaçamento entre bobinas e sistema de molas, podem ser geradas características lineares, progressivas, degressivas ou combinadas de molas. No caso de uma característica de mola linear (Fig. b: mola cilíndrica), a força é fornecida uniformemente, no caso de uma característica progressiva (Fig. a: mola cônica), o desenvolvimento da força aumenta com o aumento da carga e no caso de uma característica degressiva (Fig. c: mola de disco), o desenvolvimento da força diminui com a carga.

Figura d: Curva característica da mola combinada
Figura d: Curva característica da mola combinada

No caso da curva característica combinada da mola (Fig. d: curva característica 5), diferentes estados de força são mapeados ao longo da curva característica da mola. Esta característica combinada de molas pode ser gerada com a ajuda de sistemas de molas.

Requisitos para a mola metálica

Uma vez decidido o caráter da mola metálica com a curva característica da mola ou a curva de força, os seguintes requisitos devem ser esclarecidos e especificados para o projeto ideal da mola metálica:

  1. Tipo de carga e vida útil
  • Carga estática ou quase estática com uma carga temporalmente constante (estática) ou temporalmente variável com menos de 10.000 ciclos de carga no total ou tensão de curso até 0,1 x força de curso contínuo.
  • Carga dinâmica com uma carga variável no tempo com mais de 10.000 ciclos de carga no total e tensões de elevação acima de 0,1 x força de elevação contínua. Neste processo, a mola metálica é normalmente instalada pré-tensionada e sujeita a uma carga de inchaço periódico com uma curva sinusoidal, que ocorre aleatoriamente, como no caso das suspensões dos carros, por exemplo. Isto também pode levar a mudanças abruptas nas forças. Para cargas dinâmicas, principalmente molas de compressão e ocasionalmente molas de tensão com extremidades de mola aparafusadas são adequadas.
  1. Temperatura de funcionamento
Processo de relaxamento gráfico
Processo de relaxamento

A temperatura de operação tem uma influência decisiva na seleção do material apropriado. Por este motivo, existem aços para molas preferenciais para aplicações a baixa temperatura e alta temperatura. Especialmente para aplicações a altas temperaturas, o relaxamento do material da mola deve ser levado em conta ao projetar as forças. Uma perda de força ocorre sob tensão permanente e temperaturas mais altas, que aumentam com o aumento da temperatura e da duração da carga.

  1. Meio ambiente

Em que ambiente é utilizada a mola metálica? A mola tem que ser resistente à corrosão ou resistente a ácidos agressivos? É usado na indústria alimentar ou tem de ser medicamente puro? Todas estas questões influenciam a escolha do fio de aço para molas e um possível tratamento final da superfície.

  1. Forças de mola necessárias e deflexões de mola

Força da mola pré-carregada F1 em s1 ou L1

Força da mola tensora F2 em s2 ou L2

Que forças de mola deve a mola metálica gerar em certas viagens de mola? Na maioria dos casos, as molas são instaladas pré-tensionadas, ou seja, a mola já gera uma certa força pré-tensionadora em repouso. Esta força é descrita como “F1” força de mola pré-carregada. Para este fim, a força da mola necessária deve ser nomeada, que a mola deve atingir no estado tensionado. Esta força da mola é descrita como força da mola tensionada “F2”. Além destas duas forças de mola, devem ser determinadas as respectivas deflexões de mola “s1” e “s2” ou comprimentos de mola “L1” e “L2”. Especialmente com cargas dinâmicas, é importante o curso da mola “sh”, que descreve o curso da mola entre “s1” e “s2”, ou entre “L1” e “L2”. Quanto menor o curso da mola, melhor é a capacidade de carga dinâmica da mola metálica.

Diagrama de vibração mola de compressão dinâmica

  1. Espaço de instalação existente

Quais são as dimensões do espaço de instalação em que a mola vai ser utilizada? Que diâmetro e que comprimento pode ou deve ter a mola metálica para que possa ser instalada? Estas dimensões construtivas são um pré-requisito para a concepção das molas apropriadas. Também devem ser considerados os valores de tolerância das respectivas dimensões no estado de repouso e de carga.

  1. Situação de instalação
Molas de aço de ciclo de histerese
Loop de histerese

Para este fim, a situação de instalação deve ser verificada, dependendo da mola de compressão, tensão ou torção. Se, por exemplo, a mola de compressão for guiada por um mandril ou dentro de uma manga, o atrito durante o trabalho da mola deve ser levado em conta em um loop de histerese. Se a mola de compressão for instalada sem guia, devem ser considerados os diferentes limites de fivela para os vários rolamentos das extremidades da mola. Com as molas de extensão, por outro lado, a posição em que os ilhós são engatados é importante. Assim, a aplicação ótima de força para molas de extensão é centrada em ambos os ilhós ao longo do eixo longitudinal da mola. Muito frequentemente, os ilhós também são colocados de lado. Isto deve ser tido em conta de forma correspondente no desenho da mola. E com a mola da perna, a forma da perna e o sentido do enrolamento devem ser adaptados à situação da instalação. Além disso, é importante com molas de torção que elas só sejam carregadas na direção da bobina.

Rolamentos de molas

  1. Campo de Tolerância

Finalmente, deve ser tida em conta a zona de tolerância do respectivo tipo de mola. Isto porque cada mola metálica é fabricada dentro de uma certa faixa de tolerância durante a produção, de modo que a mola seja produzida de forma ideal para a aplicação. Esta zona de tolerância é mostrada para molas metálicas nos graus 1, 2 e 3. Normalmente, as molas metálicas são fabricadas no grau 2, que corresponde a um campo de tolerância de até dez por cento, especialmente para molas de dimensões menores. O campo de tolerância é menor para o grau 1, com custos de fabricação mais altos, e maior para o grau 3, com custos de fabricação mais baixos.

Vídeos

Os parâmetros primaveris mais importantes num relance

Em resumo, todos os parâmetros importantes da mola para uma óptima selecção e desenho da mola metálica:

Tipo de mola

Mola de compressãoMola de tensãoMola de torçãoSistema de molas

Curva característica da primavera

linear – progressivo – degressivo – combinado

Tipo de carga e vida útil

estático – dinâmico

Vitalício

Mudança total de carga (cursos de mola)

Temperatura de funcionamento

Temperatura ambiente em que a mola é utilizada

Meio ambiente

Líquidos, gases … na qual a mola é inserida

Forças da mola em certas viagens ou comprimentos de molas

► força da mola pré-carregada = F1 em s1 ou L1

► força da mola tensionada = F2 em s2 ou L2

F1 força de mola pré-carregada em N

s1 Curso da mola pré-carregada ou L1 Comprimento da mola pré-carregada

F2 força da mola tensionada em N

s2 com curso de mola tensionada ou L2 com comprimento de mola tensionada

Espaço de instalação existente

► Comprimento e largura do espaço de instalação

► Comprimento da mola entre os pontos de aplicação de força

Situação de instalação

para molas de compressão

► Orientação por mandril e/ou manga

Sem guia, observe o limite de fivela do mancal da extremidade da mola

para molas de tensão

Aplicação de força centralizada ou descentralizada

► Posição dos olhos (ângulo de torção dos ilhós um ao outro) e posição dos ilhós (cêntrica/lateral)

para molas de torção

Forma da perna para uma absorção óptima da força

Direcção do enrolamento da carga

Molas metálicas com característica de mola linear, nos materiais de aço normal EN 10270-1 e aço inoxidável EN 10270-3-1.4310, podem ser encontradas em 12.600 tamanhos de molas no catálogo de molas Gutekunst. Para todas as aplicações de molas não lineares, basta enviar os parâmetros de mola necessários para order@gutekunst-co.com ou utilizar o formulário de inquérito Gutekunst.

Mais links:

A mola metálica correspondente