Diferentes tipos de molas e sua aplicação

As molas são componentes mecânicos de imensa importância usados ​​para efetuar o movimento, melhorar as capacidades de absorção de choque, etc., em muitos produtos. Em outras palavras, serviços de prototipagem rápida, como impressão 3D e usinagem CNC, podem fazer com que diferentes tipos de molas sejam empregadas na realização e fabricação de produtos como relógios, celulares, etc.

Alguns dos produtos mais utilizados incorporam molas em seu design. Isso exige a necessidade de conhecimento e seleção, e isso dá origem à necessidade de entender as molas e suas aplicações. Este artigo, portanto, fala sobre molas, suas vantagens e desvantagens, e os diferentes tipos de molas e suas aplicações.

Princípio da Primavera

Vamos começar com algo sobre a primavera. A mola é um dispositivo que armazena energia quando há aplicação de força (de uma carga) e libera a energia após a retirada da carga. Em condições normais, independentemente dos tipos de molas usadas em um produto, a mola retornará à sua forma original após a remoção da carga.

O uso de molas em qualquer produto é baseado na Lei de Hooke. A lei de Hooke simplesmente demonstra a relação entre a “força” exercida em uma mola e sua elasticidade. Em termos simples, a lei de Hooke afirma que a força necessária para compressão e extensão da mola é diretamente proporcional ao deslocamento.

Matematicamente, a Lei de Hooke é expressa como F =-kX,

F =força aplicada à mola

X =deslocamento da mola (o valor negativo indica que a força restauradora é oposta à direção.

k =é a constante elástica. Depende dos tipos de molas e apresenta rigidez.

Diferentes tipos de molas e suas aplicações

As molas são feitas de diferentes materiais, formas, funções, etc., o que exige várias aplicações. E as nascentes têm três categorias principais, com cada categoria tendo diferentes subcategorias.

Categoria Um:Molas Helicoidais

As molas helicoidais são os tipos mais comuns de molas na fabricação de produtos. Fios enrolados em forma de hélice (daí o nome) com diferentes seções transversais podem fazer molas helicoidais. Abaixo estão os tipos de molas na categoria um.

1. Molas de compressão

As molas de compressão são molas helicoidais de bobina aberta com diâmetro enrolado constante e formato variável que resiste à compressão axial.

O exemplo mais simples de sua aplicação é na caneta esferográfica, onde ela é responsável pelo efeito “popping”. Também é aplicável em válvulas e suspensão.

2. Molas de extensão

Ao contrário das molas de compressão, as molas de extensão são molas helicoidais fechadas. Eles são adequados para criar tensão, armazenar a energia e usar a energia para retornar a mola à sua forma original.

Um exemplo simples de suas aplicações é em portas de garagem. Outros estão em alavancas de tração, alicates de mandíbula e máquinas de pesagem.

3. Molas de torção

Uma mola de torção é presa a dois componentes diferentes usando suas duas extremidades. Isso mantém os dois componentes separados em um determinado ângulo. Essas molas usam direção radial quando a força está agindo radialmente devido à rotação. Além disso, os recursos de usinagem CNC podem produzir molas de torção personalizadas de dois corpos em grandes volumes.

4. Fontes Espirais

As molas espirais são feitas enrolando tiras de metal retangulares em espirais planas. Na ativação, ele armazena uma quantidade razoável de energia e pode liberá-la a uma taxa constante. A liberação constante o torna adequado para relógios mecânicos, brinquedos e poltronas reclináveis.

Categoria Dois:Molas de Folha

Molas de lâmina são tipos de molas feitas de placas metálicas retangulares, também conhecidas como folhas. As placas metálicas retangulares são normalmente aparafusadas e grampeadas, e têm grande aplicação em veículos pesados. Abaixo estão os diferentes tipos de molas de lâmina e suas aplicações.

1. Mola de folhas elípticas

Pela conexão de duas molas semi-elípticas em direção oposta pode-se construir a mola de lâmina elíptica. Isso forma uma forma elíptica. O eixo e a estrutura fixam as molas de chumbo elípticas. Não há necessidade de manilhas de mola, pois as duas molas semi-elípticas são alongadas na mesma quantidade durante a compressão. As molas de lâmina elípticas só eram aplicáveis ​​em carros antigos, mas não hoje em dia.

2. Mola de folha semi-elíptica

Estas são as molas de folha mais populares em automóveis. Eles são feitos de folhas de aço com comprimentos diferentes, mas a mesma largura e espessura. A folha superior/mais longa nas duas extremidades é a folha mestra. A disposição das folhas de aço assemelha-se a uma forma semi-elíptica.

As molas semi-elípticas têm uma extremidade fixada rigidamente ao chassi do veículo e a outra à manilha. Isso ajuda a variar os comprimentos e a absorver o choque ao viajar em terrenos acidentados. As molas semi-elípticas requerem menos manutenção, são fáceis de reparar e têm uma longa vida útil.

3. Mola de folha elíptica do quarto

Também conhecida como a mola de lâmina tipo cantilever, a mola de lâmina elíptica do quarto também é uma mola de lâmina antiga. Possuem uma extremidade fixada na longarina do quadro com o auxílio de um U-Clamp ou I-Bolt. O outro é conectado livremente ao eixo dianteiro. Quando a viga do eixo dianteiro é submetida a uma carga de choque, as folhas se endireitam para absorver o choque.

4. Mola de folha elíptica de três quartos

Um exemplo simples de sua aplicação é uma dobradiça de porta. Aqui, ao abrir a porta, a mola armazenará sua energia rotacional; quando você solta a porta, a mola usa a energia armazenada para trazer a porta de volta à sua posição original. A força de rotação depende da rotação da mola.

Esta mola de lâmina é uma combinação da mola elíptica de um quarto e da mola semi-elíptica. Uma extremidade semi-elíptica é presa à estrutura do veículo, enquanto a outra é presa à mola elíptica do quarto. A outra extremidade da mola elíptica é presa às estruturas e à cabeça pelo parafuso em I.

5. Mola Transversal

A mola de lâmina transversal vem da montagem transversal de uma mola de lâmina semi-elíptica ao longo da largura do veículo. A disposição é tal que a folha mais longa da mola está localizada na parte inferior, a parte média é fixada ao quadro com o auxílio de um parafuso em U. As molas de lâmina transversais utilizam duas manilhas. No entanto, eles podem causar rolamento, tornando-os inadequados para automóveis.

Categoria Três:Molas de Disco

Molas de disco de mola de lâmina transversal são molas singulares ou múltiplas empilhadas juntas em arranjos em série ou paralelo. Esta disposição permite-lhes absorver uma carga elevada em espaços apertados. Os tipos de molas de disco incluem:

1. Primavera de disco de Belleville

Também conhecida como mola de disco em forma de cone, a mola de disco Belleville tem uma construção em forma de concha. Eles não ficam planos. Em vez disso, eles assumem uma forma canônica que comprime e permite que eles lidem com cargas pesadas.

2. Mola de disco curva

Também conhecidas como arruelas crescentes, elas aplicam uma leve pressão ao seu par de acoplamento para resistir ao afrouxamento como resultado da vibração. Eles são adequados para distribuir cargas de parafusos, parafusos e porcas rosqueados uniformemente em máquinas que produzem vibração constante.

3. Mola de disco ranhurado

As ranhuras no diâmetro externo e interno de uma mola de disco podem fazer a mola de disco ranhurada. Isso resultará em uma alavanca que reduz a carga da mola e aumenta a deflexão. As molas de disco ranhuradas têm uma ampla aplicação em transmissões automáticas, embreagens e acoplamentos de sobrecarga.

4. Molas de disco onduladas

As molas de disco onduladas têm várias ondas por volta e são adequadas para fornecer preços e cargas previsíveis. Aqui, eles são capazes de atuar como um amortecedor absorvendo o estresse devido à compressão axial.

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Materiais usados ​​para fazer molas

Ao contrário da suposição convencional de que as molas são de ferro, é importante saber que as molas são de materiais diferentes. Os tipos de materiais, portanto, determinam as propriedades, os tipos de molas e suas aplicações. Abaixo estão os materiais comuns:

· Liga de cobre-berílio

Molas feitas a partir deste permitem alta resistência, baixa fluência e excelente condutividade. Eles também são adequados para formar formas e formas complexas. Consequentemente, é bom usar liga de cobre para fazer molas usadas em instrumentos musicais, certos dispositivos de medição, balas, etc.

· Cerâmica

O material cerâmico é adequado para fazer molas usadas em temperaturas muito altas. É resistente à abrasão, à água e é muito duro. Ele também tem um baixo coeficiente de atrito e baixa densidade.

· Materiais compostos de fibra de vidro unidirecional

O material composto de fibra de vidro unidirecional é uma fibra de vidro reforçada que possui uma força poderosa. Consequentemente, os fabricantes estão agora considerando-o como um material potencial para fazer todas as molas.

· Borracha/uretano

Esses materiais são adequados para a fabricação de molas com design cilíndrico/sem bobina. Eles são seguros e confiáveis ​​e, devido às suas propriedades não condutoras, têm aplicações em produtos onde sempre há problemas com magnetismo, corrosão e vibração.

· ligas de aço

A mola de liga de aço é o tipo mais popular de mola usado. Eles podem ser aprimorados com outros materiais, mas, independentemente, têm excelente resistência e durabilidade.

Vantagens e Desvantagens das Molas

As molas têm algumas boas vantagens quando são uma das partes essenciais que compõem uma série de produtos amplamente utilizados, mas também trazem algumas desvantagens. Vejamos, por sua vez, as vantagens e desvantagens das molas.

Vantagens das molas

· Melhor capacidade de absorção de choque

As molas têm uma ampla aplicação em muitos produtos, pois são capazes de reduzir o efeito do choque absorvendo-os. Quando o produto sofre um choque, a mola comprime e relaxa para absorvê-lo. Consequentemente, as molas são partes importantes dos veículos.

· Armazenamento de energia

A mola espiral é um exemplo de mola que pode servir como alternativa a uma bateria. Em uma aplicação de força, a mola pode gerar energia e liberar a energia de maneira constante. Isso o torna um componente importante do relógio mecânico.

· Mecanismo de associação

O uso de mola pode unir duas partes de um produto ou peça. Por exemplo, as molas são aplicadas em uma garagem, porta e balanças para unir duas partes para funcionar.

· Estabilidade do produto

Por seu uso na capacidade de absorção de choque, as molas garantem que os produtos que as utilizam sejam estáveis. A estabilidade do produto também pode ser uma forma de redução de atrito e vibração da peça.

Desvantagens das molas

· Caro

Adicionar uma mola pode ser caro em algumas máquinas. Isso se deve aos diferentes tipos de molas, à facilidade de fabricação, à disponibilidade do material certo e ao design do produto.

· Eles perdem seus efeitos ao longo do tempo

As molas perdem seu efeito ao longo do tempo devido à compressão e relaxamento simultâneos. Isso depende do material usado na confecção. Eventualmente, ele deixará de obedecer à lei de Hooke, ou seja, não retornará à forma original na deformação.

Conclusão

As molas são uma parte importante de qualquer produto que sofre movimento. Quando compactados e expandidos, eles podem armazenar e liberar energia. Escolher a mola certa vem com o conhecimento dos tipos de molas usadas hoje em dia. Cada mola tem suas próprias características e características, dependendo dos tipos de materiais utilizados, do design e do processo de fabricação. Portanto, ao optar por fazer uma mola para o seu produto, é melhor considerar os fatores acima.

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Perguntas frequentes

Quais são os 3 tipos de molas?
Existem três tipos principais de molas são as molas helicoidais, as molas de disco e as molas de lâmina. Cada tipo principal tem diferentes tipos de molas abaixo. Por exemplo, as molas helicoidais consistem na mola de torção, mola de extensão, mola espiral e mola de compressão.
Quais são os tipos de molas helicoidais?
As molas helicoidais são compostas por 4 tipos diferentes de molas, cada uma com sua aplicação. Os quatro são mola de torção, mola de extensão, mola espiral e mola de compressão.
Qual ​​é o tipo mais comum de mola?
O tipo mais comum de mola é a mola de torção. Eles têm duas extremidades presas a dois componentes diferentes para mantê-los separados em um determinado ângulo. Um exemplo de aplicação é na dobradiça da porta. Aqui, quando você abre a porta, a mola armazena sua energia rotacional. Quando você solta a porta, a mola usa a energia armazenada para trazer a porta de volta à sua posição original.