Help – Spring Calc – Mola de Compressão

MOLTEC – Spring Calc

Definição

Define-se mola todo elemento que possui uma propriedade elástica e a característica de armazenar energia mecânica.

Mola de compressão

Uma mola de compressão é um elemento de máquina, mecânico, com um formato de espiral cilíndrica que resiste a uma pressão aplicada axialmente, que possui um espaço entre as espiras no estado sem força e a distância entre as espiras diminui quando a mola  é carregada e comprimida.

Desenho

O desenho abaixo possui as informações mínimas necessárias. Para um desenho completo,  favor nos contactar.

Matéria-prima

A escolha da matéria-prima é fundamental para o sucesso do projeto.

Existem basicamente os materiais :

1 – EN10270-1 -> Patenteado – Similares  DIN 17223-1 (B/C/D)  / C70 / ASTM 227/228 (Music Wire)/JISG3522 / SAE 1070  – o material mais comum para a fabricação de molas – Resistência obtida na trefilação durante a fabricação do arame.  Temperatura de trabalho até 80ºC

2 – EN10270-2 -> Temperado – Similares DIN17223-2  (FD/TD/VD – SiCr / CrV / SiCrV ) / ASTM A401 / SAE 5160 / 6150 /9254 – material utilizado principalmente em caso semi e dinâmicos – Resistência obtida na têmpera / revenimento durante a fabricação do arame. Temperatura de trabalho até 120ºC

3 – EN10270-3 -> Similares AISI 302 / 304 / 316  – austenítico.  Resistência obtida na trefilação.  Material não magnético, más devido ao encruamento durante a trefilação, o mesmo apresentará um pequeno magnetismo. Temperatura de trabalho até 200ºC

Materiais não ferrosos também podem ser utilizados, como latão, bronze a cobre, onde existem especificações especiais.

Perfil do arame

O perfil do arame, normalmente é circular, podendo ser, quadrado, retangular, trapezoidal, oval ou na forma de um ovo.

Tratamento Térmico

Toda mola de compressão necessita passar por um processo de tratamento térmico de alívio tensões ( materiais patenteados, temperados, inox e não ferrosos ) e têmpera ( materias coleacidos ) .

Seguem dados, orientativos, para o processo de alívio de tensões :

Material EN 10270-1 – Patenteado – 30 min / 250ºC – resfriamento ao ar

Material EN 10270-2 – Temperado – 30 min / 400ªC – resfriamento ao ar

Material EN 10270-3 – Inox – 60 min / 350ºC – resfriamento ao ar

 

A temperatura e tempo dependem dos materiais,  processos e tecnologia utilizados no tratamento térmico.

 

Shot Peening

O processo de shot peening, realizado com uma granalha de aço esférica com dureza específica, é utilizado para introduzir tensões residuais compressivas na superfície e, assim, aumentando significativamente a vida útil da mola de compressão.

Este processo é utilizado principalmente em molas semi e dinâmicas.

 

Tratamento Superficial

Alguns tratamento superficiais utilizamos em molas :  oleado, zincado, niquelado, estanhado, organometálico, pintado, KTL ou outra forma de tratamento.

Caso o tratamento não seja oleado ou organometálico, é muito importante que o fornecedor do tratamento garanta que a mola seja desidrogenada para que não corra o risco de quebra por fragilização de hidrogênio.

 

Dimensionamento de uma mola de compressão

O dimensionamento baseia-se na norma EN 13906-1.

Fórmulas

Dicas para dimensionamento

1 – A posição L1 não pode ser muito próxima de L0 ( ideal a partir de 30% de Tau1 )

2 – A posição L1  dever maior que  Lc ( comprimento do bloco ) + d;

3 – Mantenha a Tau1 entre 30 e 85% da tensão admissível;

4 – w ( Dm/d ) :   4 <= w < 20;

5 – Molas com extremidades encostada e retificadas, convém o nº de espiras ser x,50  ( exemplo 12,5 / 4,50.. );

6 – Molas com diâmetro do arame (d) > 2,0 mm, convém as extremidades serem encostadas e retificadas;

7 – Molas com w < 6, convém as extremidades serem encostadas e retificadas;

8 – Curso de trabalho muito grande, implica em vida útil menor;

9 – Não usar a mola como um batente de fim de curso;

10 – Tolerância da força da mola é usualmente +/- 10 %

11 – Seguir, onde possível, as tolerâncias conforme a norma DIN/EN

12 – Como a força é a componente mais importante de uma  mola, o projetista deverá deixar o comprimento e o número de espiras livres para ajuste.

 

Dicas de como ajustar a força de uma mola

1 – Aumentar a Força  : diminuir o nº de espiras (nt) ou o diâmetro externo (De ) ou aumentar o diâmetro do arame ( d ) ou aumentar o comprimento da mola.

2 – Diminuir a Força  : aumentar o nº de espiras (nt) ou o diâmetro externo (De ) ou diminuir o diâmetro do arame ( d ) ou diminuir o comprimento da mola.

 

Normas

1 – DIN 17223 / 17224  – EN 10270 – Matéria-prima

2 – DIN 2095  – EN 13906-1 – Dimensionamento de molas de compressão

3 – DIN 2096 – EN 15800 – Tolerâncias

 

A MOLTEC, com sua experiência, está a disposição para auxiliar no dimensionamento, bem como no esclarecimento de dúvidas.