IFES
Instituto Federal Do Espirito Santo
Técnico em Mecânica
ELEMENTOS ELÁSTICOS E ELEMENTOS DE ELEVAÇÃO DE CARGA
(Molas, Cintas e Cabos de Aço)
ARACRUZ
2018
Ademir Beccalli Junior
André Rodrigues
José Adilson
Lucas Soares
Wesley Antônio da Silva
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trabalho de elementos de maquinas dedicado a alunos preguiçosos
Tipologia: Trabalhos
2019
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IFES
Instituto Federal Do Espirito Santo
Técnico em Mecânica
ELEMENTOS ELÁSTICOS E ELEMENTOS DE ELEVAÇÃO DE CARGA
(Molas, Cintas e Cabos de Aço)
ARACRUZ
Ademir Beccalli Junior André Rodrigues José Adilson Lucas Soares Wesley Antônio da Silva
ELEMENTOS ELÁSTICOS E ELEMENTOS
DE ELEVAÇÃO DE CARGA
(Molas, Cintas e Cabos de Aço)
ARACRUZ
Sumário Capitulo1- Molas
- Introdução 4
1,1. Desenvolvimento 5
1,2. Tipos de Molas 7 1.3. Formas dos Ganchos das Molas de Tração 15 1.4. Material de Fabricação 16 1.5. Aplicação das molas 17 1.5.1. Vantagens 17 1.6. Curiosidade 18
Capitulo 2
- Introdução
Trabalho apresentado pelos alunos do 1º módulo do técnico em mecânica, à disciplina de elementos de maquinas, sob a orientação do professor Jairo de Almeida Montalvão, do Instituto Federal do Espirito Santo.
2-Desenvolvimento
Elementos que caracterizam uma mola
✓ Flecha
✓ Rigidez
✓ Flexibilidade
Flecha
Flecha é a deformação sofrida pela mola sob a ação de uma determinada força, medida na direção da própria força. Tal conceito pode estender-se também a um elemento elástico sujeito a um binário, neste caso a força é substituída por um momento aplicado e a deformação retilínea pelo deslocamento angular.
Figura 1 – Flecha
Rigidez
É o coeficiente de rigidez ou coeficiente angular dos considerados trechos retilíneo nos diagramas de comportamento elástico das molas. De acordo com a natureza e os efeitos dos elementos elásticos componentes dos sistemas mecânicos, os relativos coeficientes de rigidez podem ser diferenciados em coeficientes de rigidez axial, flexional, torcional e de deslizamento.
Figura 2 – Diagrama do coeficiente de rigidez
Flexibilidade
Flexibilidade da mola é o valor recíproco da rigidez, ou seja:F 0 6 AF 0 2 0F 0 3 Dy / F ou 1 / K =F 0 6 AF 0 2 0/ M onde y é a deformação linear, F a intensidade da força que a originou,F 0 6 AF 0 2 0é a deformação angular, M o valor do momento que a determinou e K é coeficiente de rigidez da mola. A flexibilidade da mola indica o valor da deformação sob a carga unitária.
Constantes elásticas Uma mola quando submetida a uma força, se alonga por certo momento, quando é retirada a força a mola retorna ao seu comprimento original. Devido ao fato, deveremos obter uma reta de declividade igual a k. A constante k dependerá da forma e das propriedades elásticas da mola e, como sabemos, é denominada de constante elástica da mola. A Eq. (F=K.y) é uma das formas da lei de Hooke. O fato de a mola retomar sua forma inicial ao ser retirada a força de distensão indica possuir a mola certa energia potencial, enquanto distendida. Essa energia potencial deverá ser igual ao trabalho realizado para distender a mola. Ao se puxar uma mola, o deslocamento se dará conforme o aumento da força. Isso significa não ser constante a força aplicada durante o tempo em que se realiza o trabalho sobre a mola. F = k .y
Obs: Vemos que aumentando a força de atuação aumenta-se o alongamento da mola.
Elementos Elásticos
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, retorna 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.
3- Tipos de Molas
Molas Helicoidais
▲ Forma geométrica
- Helicoidais
- Planas
▲ Resistência ao esforço
- Tração
- Compressão
- Torção
Helicoidal de Compressão Cilíndrica
São molas que exercem forças no sentido de “empurrar”. Tem suas espiras separadas de modo que possam ser comprimidas.
▲ Dimensões:
- De: diâmetro externo;
- Di: diâmetro interno;
- H: comprimento da mola;
- d: diâmetro da seção do arame;
- p: passo d mola;
- nº: número de espiras da mola.
Eixo de veículos
Exemplos de utilização das molas helicoidais de compressão cilíndrica.
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
Exemplos de objetos que utiliza molas helicoidais em sua aplicação:
Pula-pula Grampeador
Molas Helicoidais torção
Mola Cônica de Seção Circular
Dimensões:
- H: comprimento
- Dm: diâmetro maior da mola
- dm: diâmetro menor da mola
- p: passo
- nº: número de espiras
- d: diâmetro da seção do arame
Exemplo:
Mola cônica de seção circular
Mola Cônica de Seção Retangular
▲ Dimensões:
- H: comprimento da mola
- Dm: diâmetro maior da mola
- dm: diâmetro menor da mola
- p: passo o nº: número de espiras
- e: espessura da seção da lâmina
- A: largura da seção da lâmina
Exemplo:
Mola Cônica de Seção Retangular
Molas Planas Molas planas estão disponíveis em uma ampla gama de tamanhos e espessuras, os quais afetam a rigidez da mola. Com base na aplicação, elas podem ser construídas a partir de uma variedade de materiais, incluindo aço, aço inoxidável, latão, alumínio, liga de níquel, cobre-berílio, bronze, fósforo e muito mais.
Mola Plana Simples
Mola De Prato As molas de prato são anilhas cónicas com propriedades elásticas. Estas molas oferecem resistência às cargas axiais, de forma proporcional ao deslocamento produzido na peça. A principal característica destes elementos é a capacidade que têm de oferecer forças muito altas em espaços reduzidos, melhorando o que obteríamos com outro tipo de molas.
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.
Exemplos de Molas de Prato:
Feixe de molas:
Diversas molas planas de comprimento variável unida.
Exemplo:
▲ 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.
Exemplos:
1.4. 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
▲ 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.
1.5. Aplicação das molas
▲ Fatores
- Carga
- Elasticidade
- Espaço
- Peso
- Durabilidade
- Atrito
- Custo
1.5.1 Vantagens
- (^) Helicoidais de arame de aço: baixo preço, fácil montagem e dimensionamento, tração e compressão. Máquinas ferramentas.
- Borracha e plastiprene: Fundações e veículos.
- Feixe de molas e barras de torção: pequena altura. Veículos.
- Espirais e de pratos: espaços estreitos.