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
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
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
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.
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
Forma dos ganchos das molas de tração tração: A tabela a seguir mostra as principais formas de ganchos de molas de
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
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
EXERCÍCIO: 1. Indique o que significam as dimensões das molas representadas abaixo: MOLAS PLANAS Material: plano ou em fita TIPOS: o Simples:
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
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 1095. 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.
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.
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.
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.
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.
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 e-mail até a data (formato doc, xdoc ou pdf).