MolasMolasO que uma mola???O que uma mola???Molas Molas so membros mecnicos projetados paraso membros mecnicos projetados para responder uma carga externa aplicada comresponder uma carga externa aplicada com relativamente grande quantidade de deflexo elstica,relativamente grande quantidade de deflexo elstica, sem ocorrncia de deformaes plsticas. Isto , osem ocorrncia de deformaes plsticas. Isto , o componente citado dever voltar a sua forma inicial,componente citado dever voltar a sua forma inicial, sem que ocorra nenhuma deformao permanente.sem que ocorra nenhuma deformao permanente. Todos os corpos Todos os corpos constitudos por materiais elsticosconstitudos por materiais elsticos funcionam como molas, deformando funcionam como molas, deformando- -se sob a ao dese sob a ao de uma carga (armazenando energia potencial).uma carga (armazenando energia potencial). Uma mola, possivelmente, ter deformaoUma mola, possivelmente, ter deformao permanente, aps longo tempo de uso ou sepermanente, aps longo tempo de uso ou se estiver mal dimensionada. estiver mal dimensionada.Elementos elsticosElementos elsticos: : principais principais caractersticascaractersticas Quando se deseja mxima eficincia dos elementos elsticos, ou seja, por exemplo, mximo trabalho para mnima massa, deve-se, para uma dada fora, proporcionar maior deflexo do elemento.Quais os tipos de mola?Quais os tipos de mola? Os diversos tipos de molas podem ser classificados quanto sua forma geomtrica ou segundo o modo como resistem aos esforos. Quanto forma geomtrica, as molas podem ser helicoidais (forma de hlice) ou planas. Quanto ao esforo que suportam, as molas podem ser de trao, de compresso,de flexo ou de toro.Quanto forma...Quanto forma...Molas helicoidaisMolas planasQuanto aos esforos que resistem... Quanto aos esforos que resistem... Molas de traoMolas de compressoMolas de toroMolas de flexoOnde so usadas as molas?Onde so usadas as molas? As molas ou unies elsticas so usadas para amortecer choques, reduzir ou absorver vibraes e para tornar possvel o retorno de um componente mecnico sua posio primitiva.Alguns exemplos:As molas distribuem cargas em estofamentos de poltronas, colches e veculos em que, por meio de molas, a carga pode ser distribudapelas rodas.As molas amortecem choques em suspenso e pra-choques de veculos, em acoplamento de eixos e na proteo de instrumentos delicados ou sensveis.acionar mecanismos de relgios, de brinquedos, de retrocesso das vlvulas de descarga e aparelhos de controle.DISTRIBUIO DE CARGAARMAZENAMENTO DE ENERGIAAMORTECIMENTO DE CHOQUESPRESERVAO DE JUNTAS OU CONTATOSpreservar peas articuladas, alavancas de contato, vedaes, etc... que estejam em movimento.LIMITADOR DE VAZOregulam a vazo de gua em vlvulas e registros e a vazo de gs em bujes ou outros recipientes.engageddisengagedengageddisengagedFonte: www.howstuffworks.comSuspenso VeicularSuspenso VeicularMolaAmortecedorModelo de uma Suspenso VeicularVeculoRodaPistaCarga XXO veculo comease elevarO amortecedorse ope ao movimento, comuma fora proporcional velocidadeA Fora na Mola,proporcional deformao,provoca ummovimento de subidaXXXXXXSuspenso pneumticaSentido de enrolamento de uma molaSentido de enrolamento de uma molaH duas formas de verificar o sentido de enrolamento de uma mola H duas formas de verificar o sentido de enrolamento de uma mola. .Com as mos, esquerda e direita, devem coincidir com o sentidoCom as mos, esquerda e direita, devem coincidir com o sentido de enrolamento da mola. de enrolamento da mola.Verifica Verifica- -se o sentido de enrolamento conforme o sentido dese o sentido de enrolamento conforme o sentido de desenvolvimento da espira.desenvolvimento da espira. Molas progressivasMolas progressivasMolas no linearesMolas no linearesMolas de FlexoMolas de FlexoTenses em flexo:f= Mf/ WW = J/y = bh2/6, onde:Mf= Momento FletorW = mdulo de resistnciaJ = momento de inrcia da secoy = distncia da linha neutra f= 6 . (F . l) / bh2f=f(comprimento)Molas de FlexoMolas de FlexoCondio para minimizar a massa:- fconstante em toda a molaEm uma seo X temos:f= [6 . (F . lx) / bxhx2] = KLogo [lx/ bxhx2] = KAlterar a geometra : b ou h ?Supondo hx= cte = h => bx= b . lx/ lMolas de FlexoMolas de FlexoConfigurao para f= cte => mnima massaMolas de FlexoMolas de FlexoMolas deFlexo de Tenso ConstanteEspessura h = cteLargura b = cteMolas de FlexoMolas de FlexoMolas deFlexo de Tenso ConstanteEspessura h = cteMolas de FlexoMolas de FlexoMolas deFlexo de Tenso Constante FEIXE DE MOLASFMolas de FlexoMolas de FlexoMolas deFlexo de Tenso Constante FEIXE DE MOLASConstante Elstica:Deslocamento:d= (6.F.l3)/(E.b.h3)k = F/d = (E.b.h3)/(6.l3)Molas de FlexoMolas de FlexoMola de compresso (toro)Mola de compresso (toro)Passo a distncia entre os centros de duas espiras consecutivas. A distncia entre as espiras medida paralelamente ao eixo da mola.De: dimetro externoDi: dimetro internoLf: comprimento da molad: dimetro da seo do arame;p: passo da mola;n: nmero de espiras.D=Di+d/2p LfComo se conta o nmero de espirasComo se conta o nmero de espirasPosicione a mola na vertical, com o comeo da espira virado para Posicione a mola na vertical, com o comeo da espira virado para voc. voc.Agora conte as espiras inteiras como o exemplo ao lado. Agora conte as espiras inteiras como o exemplo ao lado.Conte as fraes de espiras. Conte as fraes de espiras.Fonte: http://www.webmolas.com.br/faq/faq.aspComprimento e deflexo de molasComprimento e deflexo de molasL Lf f:: comprimento livre comprimento livre - - comprimento global da mola na condiocomprimento global da mola na condio descarregadadescarregada L La a:: comprimento montado comprimento montado - - comprimento da mola depois decomprimento da mola depois de instalada deflexo inicialinstalada deflexo inicial 0 0(pr (pr carga) carga) trab trab:: deflex deflex o de trabalho o de trabalho deflex deflex o da mola em trabalho (cargao da mola em trabalho (carga de trabalho) de trabalho)L Lm m:: comprimento m comprimento m nimo de trabalho nimo de trabalho - - a menor dimens a menor dimens o dao da mola quando em servi mola quando em servi o (carga m o (carga m xima) xima)L Ls s:: comprimento fechado ou altura s comprimento fechado ou altura s lidalida - - seu comprimentoseu comprimento quando todas as espiras se tocarem. quando todas as espiras se tocarem. int int:: limite de interfer limite de interfer nciancia diferen diferen a entre comprimento m a entre comprimento m nimonimo de trabalho e altura fechada, expresso como uma porcentagem dade trabalho e altura fechada, expresso como uma porcentagem da deflex deflex o de trabalho. Recomendado: 10 o de trabalho. Recomendado: 10- -15% como valor m 15% como valor m nimo denimo de interfer interfer ncia. ncia.Requisitos bsicosRequisitos bsicosde um de um projetoprojetode de molasmolasSatisfazer Satisfazer aa funo funo dede maneira econmica maneira econmicaAltaAlta confiabilidade confiabilidadeSempre que possvel Sempre que possvel,, baixo baixo peso, volume epeso, volume e comprimento comprimentoNvel de tenso deve estar abaixo do limite de escoamento doNvel de tenso deve estar abaixo do limite de escoamento do material materialSob ao da carga mxima, a mola no deve ser comprimida at oSob ao da carga mxima, a mola no deve ser comprimida at o estado slido:estado slido: F Fsolido solido=1,1F =1,1Fmax maxDeve sempre ser mantida uma folga, da ordem de 10% do dimetroDeve sempre ser mantida uma folga, da ordem de 10% do dimetro externo da mola, entre a mola e a parede que a guia externo da mola, entre a mola e a parede que a guiaSob ao de carregamento dinmico, a freqncia natural da molaSob ao de carregamento dinmico, a freqncia natural da mola no deve coincidir com a freqncia natural do carregamento. no deve coincidir com a freqncia natural do carregamento.Critrios de falhaCritrios de falhaEscoamento: nvel de tenso deve estar abaixo do limiteEscoamento: nvel de tenso deve estar abaixo do limite de escoamento do material. de escoamento do material.Fadiga: tenso mdia sempre diferente de zero (prFadiga: tenso mdia sempre diferente de zero (pr carga) e quase nunca so usadas em carregamentocarga) e quase nunca so usadas em carregamento reverso. reverso.Flambagem Flambagem: molas em compresso atuam como: molas em compresso atuam como colunas e o caso de instabilidade deve ser considerado colunas e o caso de instabilidade deve ser consideradoFreqncia natural: a mola, como todo elementoFreqncia natural: a mola, como todo elemento estrutural que trabalha dinamicamente, deve terestrutural que trabalha dinamicamente, deve ter freqncia natural diferente da freqncia de servio. freqncia natural diferente da freqncia de servio.TensesTensesAs tenses so de cisalhamento: composio das tenses de cisalhamento devido toro e ao cisalhamento puro.Tenso cisalhante de toroTenso cisalhante transversal+=Tenso cisalhante resultanteP/A Tr/J maxCentro do aramePPdD/2TT = P D/24

322 4dAdJ = =SKdPDCCdPDdPDdP333 2max821 2 88 4 =||

\|+== + =Diretamente proporcional P e D, inversamente proporcional ao cubo de d Uma pequena mudana no dimetro do arame tem um grande efeito na tensoCCKdDCs21 2 += =Fator multiplicativo de cisalhamento(usualmente entre 6 e 12)Clculo da deflexo na mola atravs da Clculo da deflexo na mola atravs da energia de deformaoenergia de deformaoAGL PGJL TU2 22 2+ =L = Dna: o comprimento da molaG : mdulo de elasticidade transversalTeorema de Castigliano432 432 438118 8Gdn PDC Gdn PDGdAPDnGdn PDPUaa a a|||

\|+ = + ==O efeito do cortante pode ser desprezado!!!L=DnaP438Gdn PDa= an DGdP348=K = rigidez da molaNote que K se n ( (L Lo o- -2d)/n 2d)/na a( (L Lo o- -3d)/n 3d)/na aL Lo o/(n /(na a+1) +1) ( (L Lo o- -d)/n d)/na aPasso, p Passo, p(n (na a+2)d +2)d (n (na a+3)d +3)d (n (na a+1)d +1)d (n (na a+1)d+1)d ComprimentoComprimento fechado,fechado, L Ls sn na ap p+2d +2d n na ap p+3d +3d p(n p(na a+1) +1) n na ap p+d +dComprimento livre,Comprimento livre, L Lf fn nt t- -2 2 n nt t- -2 2 n nt t- -1 1 n nt tEspiras ativas,Espiras ativas, n na a2 2 2 2 1 1 0 0Espiras daEspiras da extremidade extremidadeEsmerilhada eEsmerilhada e conformada conformadaConformada Conformada Esmerilhada Esmerilhada Simples SimplesTermo TermoTipo de extremidaden nt t:: nmero total de espiras nmero total de espirasTT00=Tr/J=Tr/JEfeito quanto Cabcd>Tr/JTT> == =x xfn( ) N 249 , 1 10 10476734 67 , 3 4 , 59 5 , 53232 2= = x x x xWamm 44 , 3125 , 04 , 5963 , 2 63 , 2 = = DLfOK3N/m 76734 =aoOK