ELEMENTOS ELÁSTICOS MOLAS

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1 ELEMENTOS ELÁSTICOS MOLAS Uma mola é um objeto elástico flexível usado para armazenar a energia mecânica. As molas são feitas de arame geralmente tendo como matéria prima mais utilizada o aço temperado. FORMAS DE USO Armazenamento de energia: relógio, brinquedo, retorno de válvula Amortecimento de choques: suspensão de veículos, acoplamentos de eixos, proteção de instrumentos Distribuição de cargas: estofamento de veículos, colchões, camas Limitação de vazão: válvulas Preservação de juntas e contatos: peças articuladas, alavancas, vedações, coletor de motores elétricos

2 TIPOS DE MOLAS Forma geométrica o Helicoidais o Planas Resistência ao esforço o Tração o Compressão o Torção MOLAS HELICOIDAIS MOLAS PLANAS MOLA DE TRAÇÃO MOLA DE COMPRESSÃO MOLA DE TORÇÃO

3 MOLA HELICOIDAL São elementos de máquinas que apresentam grandes deformações sem ultrapassar seu limite elástico, ou seja, retornam a sua configuração inicial quando retirada a carga à que está sendo submetida. Mais usada em mecânica Barra de aço enrolada em forma de hélice cilíndrica ou cônica Direita (mais comum) ou esquerda

4 DIMENSÕES DAS MOLAS HELICOIDAIS A) HELICOIDAL DE COMPRESSÃO CILÍNDRICA São molas que exercem forças no sentido de empurrar. Tem suas espiras separadas de modo que possam ser comprimidas. Dimensões: o De: diâmetro externo; o Di: diâmetro interno; o H: comprimento da mola; o d: diâmetro da seção do arame; o p: passo da mola; o nº: número de espiras da mola.

5 B) HELICOIDAL DE TRAÇÃO CILÍNDRICA As molas helicoidais de tração são similares as molas helicoidais de compressão no entanto elas precisam de extremidades especiais para que a carga possa ser aplicada. Estas extremidades são chamadas de ganchos, e podem ter diversos formatos. Dimensões: De: diâmetro externo Di: diâmetro interno d: diâmetro da seção do arame p: passo nº: número de espiras da mola H: comprimento total h: comprimento da parte elástica

6 Forma dos ganchos das molas de tração tração: A tabela a seguir mostra as principais formas de ganchos de molas de

7 C) HELICOIDAL DE TORÇÃO As molas helicoidais de torção possuem extremidades em forma de braços de alavanca onde é aplicada a força. As molas helicoidais de torção quando submetidas ao esforço de uma carga qualquer tendem a enrolar ainda mais suas espiras. Dimensões: De: diâmetro externo Di: diâmetro interno d: diâmetro da seção do arame p: passo nº: número de espiras da mola a: ângulo entre pontas H: comprimento da mola r: comprimento do braço de alavanca D) MOLA CÔNICA DE SEÇÃO CIRCULAR: Dimensões: o H: comprimento o Dm: diâmetro maior da mola o dm: diâmetro menor da mola

8 o p: passo o nº: número de espiras o d: diâmetro da seção do arame E) MOLA CÔNICA DE SEÇÃO RETANGULAR Dimensões: o H: comprimento da mola o Dm: diâmetro maior da mola o dm: diâmetro menor da mola o p: passo o nº: número de espiras o e: espessura da seção da lâmina o A: largura da seção da lâmina

9 EXERCÍCIO: 1. Indique o que significam as dimensões das molas representadas abaixo: MOLAS PLANAS Material: plano ou em fita TIPOS: o Simples:

10 o De prato: Podem ser acopladas no mesmo sentido ou alternadas Dimensões: De:diâmetro externo da mola; Di: diâmetro interno da mola; H: comprimento da mola; h: comprimento do tronco interno da mola; e: espessura da mola. o Feixe de molas: Diversas molas planas de comprimento variável unidas

11 o Espiral Barras de lâminas com seção retangular Espiras concêntricas e coplanares Dimensões: De: diâmetro externo da mola L: largura da seção da lâmina; e: espessura da seção da lâmina; nº: número de espiras. Material de fabricação Aço, latão, cobre, bronze, borracha, madeira, plastiprene, etc. As molas de borracha e de arames de aço com pequenos diâmetros, solicitados a tração, apresentam a vantagem de constituírem elementos com menor peso e volume em relação à energia armazenada. Os aços molas devem apresentar as seguintes características: alto limite de elasticidade, grande resistência, alto limite de fadiga. Quando as solicitações são leves, usam-se aços-carbono - ABNT 1070 ou ABNT Além de 8 mm de diâmetro, não são aconselháveis os aços-carbono, pois a têmpera não chega até o núcleo. As molas destinadas a trabalhos em ambientes corrosivos com grande variação de temperaturas são feitas de metal monel (33% Cu - 67% Ni) ou aço inoxidável.

12 Os aços-liga apresentam a vantagem de se adequarem melhor a qualquer temperatura, sendo particularmente úteis no caso de molas de grandes dimensões. APLICAÇÃO DAS MOLAS FATORES o Carga o Elasticidade o Espaço o Peso o Durabilidade o Atrito o Custo EXEMPLOS o Helicoidais de arame de aço: baixo preço, fácil montagem e dimensionamento, tração e compressão. Máquinas ferramentas. o Borracha e plastiprene: Fundações e veículos. o Feixe de molas e barras de torção: pequena altura. Veículos. o Espirais e de pratos: espaços estreitos.

13 O QUE SÃO MOLAS PROGRESSIVAS? São molas helicoidais ou feixes de lâminas, cuja constante elástica se altera à medida que a carga aplicada aumenta. São usadas basicamente nas suspensões traseiras de veículos que apresentam grande variação de peso entre as condições de vazio e carregado, p.ex. caminhões, pick-ups, vans e station-wagons. Nas molas helicoidais o aumento da constante elástica se consegue, fazendo com que as espiras se encostem entre si ou sobre um apoio previamente projetado. Nos feixes de lâminas este efeito é conseguido aumentando-se a quantidade de lâminas em contato. O exemplo a seguir mostra como se consegue a progressividade numa mola helicoidal. No exemplo em questão temos uma mola com as seguintes características: - 8,5 espiras totais - 7,0 espiras ativas - diâmetro da barra 12 mm - diâmetro médio 100 mm Aplicando a fórmula de cálculo do rate: Resulta Com a aplicação de carga as espiras com passo menor se encostam entre si deixando de trabalhar e a mola fica com 4,5 espiras ativas. Calculando-se novamente resulta: ThyssenKrupp Bilstein Brasil Ltda.

14 1. ROLAMENTOS Componentes de um rolamento Dimensões dos rolamentos: 1. D: diâmetro externo; 2. d: diâmetro interno; 3. R: raio de arredondamento; 4. L: largura. Usados para reduzir o atrito e choques ou vibrações em eixos. Dispõe de elementos rolantes: esferas, roletes e agulhas.

15 Vantagens dos mancais de rolamento: Menor atrito e aquecimento. Pouca lubrificação. Condições de intercâmbio internacional. Não desgasta o eixo. Evita grande folga no decorrer do uso Desvantagens dos mancais de rolamento: Muita sensibilidade a choques. Maior custo de fabricação. Pouca tolerância para carcaça e alojamento do eixo. Não suportam cargas muito elevadas. Ocupam maior espaço radial. Quanto aos elementos rolantes, os rolamentos podem ser: a) De esferas - os corpos rolantes são esferas. Apropriados para rotações mais elevadas. b) De rolos - os corpos rolantes são formados de cilindros, rolos cônicos ou barriletes. Esses rolamentos suportam cargas maiores e devem ser usados em velocidades menores. c) De agulhas - os corpos rolantes são de pequeno diâmetro e grande comprimento. São recomendados para mecanismos oscilantes, onde a carga não é constante e o espaço radial é limitado. Tipos e seleção: Os rolamentos são selecionados conforme: as medidas do eixo; o diâmetro interno (d); o diâmetro externo (D); a largura (L); o tipo de solicitação; o tipo de carga; rotação.

16 Exercícios de fixação 1. Qual tipo de material mais apropriado para confecção de molas? 2. Cite 3 tipos diferentes de molas e de exemplos de aplicação. 3. Quais fatores devem ser observados na escolha de uma mola? 4. Qual a função da mola helicoidal de compressão? 5. Qual a função da mola helicoidal de tração? 6. Explique o funcionamento da mola progressiva. TRABALHO DE PESQUISA: Descreva: Cinco tipos principais de rolamentos Detalhe as principais situações onde cada tipo de rolamento deve ser utilizado. NÃO COPIE. OS TRABALHOS REPETIDOS TERÃO SUA NOTA DIVIDIDA ENTENDA O QUE ESTÁ ESCREVENDO Entregar até 03/10/2014. Máx. 5 páginas. Entrega pelo moodle, pode também ser enviada via até a data (formato doc, xdoc ou pdf).

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