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MOLAS E COXINS DE BORRACHA

PARTE II

CARACTERÍSTICAS DE CONSTRUÇÃO, TIPOS DE

SOLICITAÇÃO E MONTAGEM

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Conteúdo

Emprego e Vantagens de Molas de Borracha........................................... 3

Forma de Obtenção e Fabricação ........................................................ 3

Adesão de Borracha a Substratos ........................................................... 3

Moldes para Confecção de Molas de Borracha ......................................... 5

Montagem das Molas de Borracha .......................................................... 6

Tipos de Solicitação em Molas de Borracha ............................................. 6

Solicitações Compostas .......................................................................... 8

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Emprego e Vantagens de Molas de Borracha

É crescente, a cada ano, a utilização e o emprego de peças de borracha

em suspensão de veículos e apoio de máquinas, principalmente como peças

destinadas a amortecer choques, vibrações e ruídos.

O emprego de Molas e Coxins de Borracha é de certo vantajoso, porque,

uma vez devidamente dimensionadas e dispostas, na montagem, permitem que

se obtenha graus de liberdade em várias direções, o que possibilita uma

perfeita combinação de molejo e amortecimento, sem a necessidade de

utilização de amortecedores adicionais.

Forma de Obtenção e Fabricação

Sendo a borracha facilmente moldável, esta permite ao engenheiro

desenvolver formas geométricas, das mais diversas possíveis nas peças, de

maneira que a mola ou qualquer outro artefato, atenda tanto no formato

quanto no tipo de borracha, a função a que se destina.

Normalmente, um molde de aço que contenha a forma negativa da peça

que se deseja, alimentado com o tipo de borracha definida, submetido à

pressão e temperatura adequada, em uma prensa apropriada, confecciona-se a

peça desejada.

Adesão de Borracha a Substratos

A possibilidade de unir-se diretamente por via química (adesão), da

borracha a outros materiais, tais como: aço, vidro, madeira, etc..., dão origem a

uma grande e notável simplificação na construção de elementos de máquinas

feitas com borracha.

Na construção de molas de borracha, em combinação com partes

metálicas, consegue-se uma união na adesão de valores que chegam até 8,0

Mpa, quando a solicitação é de cisalhamento.

A grande resistência que se consegue na adesão por meio de vulcanização

da borracha a substratos metálicos, possibilita a construção de molas e coxins

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que admitem grandes solicitações de compressão e cisalhamento,

simultaneamente. Tais substratos metálicos constituem-se de: placas, buchas,

anéis, pinos, parafusos, etc..., conforme ilustrado nas figuras 1a, 1b, 1c e 1d,

nos quais é aderida e vulcanizada a borracha.

Figuras 1a ; 1b; 1c; 1d – Substratos metálicos aderidos e

vulcanizados em conjunto com a borracha.

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Moldes para Confecção de Molas de Borracha

Quando da confecção de Molas e Coxins de Borracha aderidas ao metal

por meio de vulcanização, devemos sempre ter em conta as observações

abaixo:

a) No projeto de molas de borracha, deve-se observar que a construção

do molde não formem cavidades ou protuberâncias no corpo de trabalho da

mola.

b) Observar a perfeita disposição dos Substratos metálicos que integrarão

a mola, e serão unidos pela vulcanização à borracha, de forma a permitir certa

facilidade ao se extrair a peça do molde.

c) É de boa prática, sempre colocar primeiro o substrato metálico na

cavidade do molde, e em seguida alimentar com borracha para prensagem e

vulcanização; nunca proceder ao contrário.

d) Os substratos metálicos que integrarão a mola de borracha, não

deverão apresentar nenhuma aresta cortante, que venham provocar cortes à

borracha quando deste conjunto em funcionamento.

e) O molde deverá ser projetado e construído de tal forma que, no ato da

prensagem e vulcanização, não penetre borracha nas roscas ou partes que

comprometa a desmoldagem da peça pronta.

f) No projeto de uma Mola ou Coxim de Borracha, não se deve impedir a

contração natural que ocorre no resfriamento da peça após vulcanização, pois,

caso contrário, podem ocorrer elevadas tensões internas, que comprometam o

bom desempenho da mola ou coxim em seu funcionamento.

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Montagem das Molas de Borracha

Como a borracha é praticamente incompressível, o volume físico

pertencente à mola, deverá ter espaço livre para movimentar-se, pois, caso

contrário, se esta for limitada de seus movimentos em todos os lados,

praticamente atuará como corpo rígido perdendo assim completamente a

função a que se destina; ver fig. 2 a e 2 b, abaixo.

Tipos de Solicitação em Molas de Borracha

Geralmente as molas e coxins de borracha são mais empregadas quando

as solicitações são de compreensão, torção e cisalhamento, ver figuras 3 a , 3 b

e 3 c, abaixo.

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Solicitação de tração em molas de borracha, raramente acontecem,

somente em casos extremamente especiais, e de menor responsabilidade

técnica, nesses casos usa-se normalmente cordões trançados de borracha.

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Solicitações Compostas

É muito comum, em molas e coxins de borracha, acontecerem em

montagem, diversos tipos de solicitações simultaneamente, por exemplo,

solicitação de compressão e torção, ao mesmo tempo; chamamos a este

fenômeno de solicitações compostas, ver fig. 4.

Geralmente as solicitações componentes de uma solicitação composta,

apresentam valores distintos de tensão na borracha, onde, é comum e de boa

prática, o Tecnologista de Borracha e o Engenheiro da mola, partir sempre o

dimensionamento pela carga solicitante de maior intensidade, seja a que mais

severamente atuará sobre o conjunto.

Toda tensão de solicitação aplicada à mola ou coxim de borracha,

corresponderá a curvas características diferentes, estas dependem das

variações da secção transversal da mola, das resistências opostas às

deformações pelo atrito ou pelas fixações da borracha ao substrato (adesão e

vulcanização).

As curvas características correspondentes ao descarregamento da tensão

aplicada, apresentam menores ordenadas, que as correspondente ao

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carregamento, isto se dá devido aos atritos internos das moléculas da borracha,

e à diferença de energia é chamada de HISTERESE, veremos adiante.