Antes de projetar a mola de compressão, deve-se sempre esclarecer se o tipo pretendido de tensão é estático ou quase-estático, ou se é dinâmico.
Table of Contents
Carga estática ou quase-estática
Carga constante de tempo (estática), ou carga variável de tempo com menos de 10 000 cursos no total ou pequenas tensões de curso até 0,1 x força de curso contínuo (τkh = τk2 -τk1).
Tensão dinâmica
A tensão dinâmica para molas é definida como tensões variáveis no tempo com mais de 10.000 ciclos de carga ou tensões de curso acima de 0,1 x força de curso contínuo (τkh) com tensão de curso constante e variável. Neste caso, a mola é normalmente pré-tensionada e sujeita a uma carga de inchaço periódica com uma curva sinusoidal, que ocorre de forma aleatória (estocasticamente), como no caso da suspensão do automóvel, por exemplo.
Dependendo do número necessário de ciclos de carga “N” sem pausa, é feita uma diferenciação:
1. A gama de resistência à fadiga com números de ciclos de carga
N ≥107 para molas formadas a frio
N ≥ 2 x106 para molas termoformadas
Com uma tensão de curso inferior à força do curso contínuo.
2. A gama de resistência à fadiga com números de ciclos de carga.
N < 107 para molas formadas a frio
N < 2 x106 para molas termoformadas
Com uma tensão de curso maior que a força do curso contínuo e menos que a força do curso temporal.
A tensão de corte existente é determinada da seguinte forma.
Tensão de cisalhamento pela força:
Tensão de cisalhamento por deslocamento:
Descrição Fórmula Símbolo de Compressão Molas
Para molas de compressão com carga dinâmica, a tensão de cisalhamento corrigida aplica-se devido ao aumento da tensão resultante. Com o fator de correção de tensão k, que depende da relação de enrolamento (relação entre o diâmetro médio e a espessura do fio) da mola, a tensão mais alta pode ser determinada aproximadamente.
Tensão de corte corrigida:
τk1 = k – τ1
<
τko
τk2 = k – τ2
<
τko
onde se aplica o seguinte para k (de acordo com Bergsträsser)
A tensão superior permitida τko para cada tipo de material de mola é lida a partir do diagrama de resistência à fadiga (diagrama Goodman) da DIN EN 13906-1 (Fig. 12 a Fig. 22).
O curso de trabalho desejado não deve exceder a força do curso contínuo (τkh):
τkh = τk2 – τk1
<
τkhzul
Com o programa de cálculo de mola Gutekunst WinFSB, cada mola de compressão calculada também pode ser calculada para a aplicação dinâmica. Para isso, basta activar a opção “durável” e “atirado ao chão”. Os valores dinâmicos e o diagrama Goodman são então exibidos sob a área “Stress”.
Importante!
A fim de levar em conta a sobreposição de tensão devido às oscilações naturais do corpo da mola em molas de compressão com carga dinâmica, a tensão do bloco τczul também deve ser verificada.
Molas de compressão dinamicamente estressadas devem ser disparadas antes do uso. A granalhagem compacta as camadas das bordas da superfície para que se obtenha uma força de curso contínuo significativamente melhor.
Para a resistência à fadiga de uma mola de compressão, os fios de aço normal EN 10270-1DH e SH são particularmente adequados para aplicações de média dinâmica, e os fios de mola de válvulas EN 10270-2-VDC, -VDSiCr e -VDCrV para aplicações de alta dinâmica.
Assim que a mola de compressão é afetada pela corrosão ou atrito do mandril ou manga, a resistência à fadiga não é mais garantida!
Para mais informações: