Desempenho

Tensão de operação

A compressão da mola ondulada cria uma tensão de dobramento similar à uma viga em flexão simples. Essa tensão de tração e abrangente limita o quanto uma mola pode ser comprimida antes de se romper ou se "acomodar". Embora o acomodamento da mola às vezes não seja aceitável, os requisitos de carga e de deflexão frequentemente levam o projeto a aceitar alguns acomodamentos ou "relaxamentos" ao longo do tempo.

Tensão máxima do projeto

Aplicações estáticas: A Smalley utiliza a resistência mínima à tração que se encontra nas nossas tabelas de molas padronizadas para aproximar a tensão de ruptura em função do alongamento mínimo do arame plano endurecido usado nos produtos da Smalley. Ao projetar molas para aplicações estáticas, nós recomendamos que a tensão operacional seja calculada para não ser maior do que 100% da resistência mínima à tração. Contudo, dependendo de certas aplicações, a tensão operacional pode exceder a resistência mínima à tração permitindo a tensão de ruptura. Os fatores típicos que devem ser considerados são o acomodamento permanente, o relaxamento, a perda de carga e/ou perda de altura livre.

Aplicações dinâmicas: Ao projetar molas para aplicações dinâmicas, a Smalley recomenda que a tensão operacional seja calculada para não ser maior do que 80% da resistência mínima à tração.

Tensão residual e pré-definição

Para aumentar a capacidade de carga e/ou à fadiga, deve-se comprimir uma mola além de seu ponto de ruptura ou "pré-acomodamento". Molas pré-acomodadas são fabricadas a uma altura maior do que a necessária para a altura livre e a carga, e então são comprimidas até ficarem sólidas. Tanto a altura livre quanto a carga são reduzidas e a superfície do material passa a exibir tensão residual, o que aumenta o desempenho da mola.

Fadiga

O ciclo de fadiga é uma importante consideração no projeto de uma mola ondulada e determinar precisamente o quanto a mola irá deflexionar pode aumentar muito o preço da mola. Uma análise deve incluir se a mola se deflexiona um curso completo ou apenas alguns milésimos a cada ciclo ou, possivelmente, uma combinação de ambos, já que as peças se desgastam e sofrem alterações de temperatura.

Fórmula:

Nomenclatura

σ = Resistência à tração do material
S1 = Tensão operacional calculada na altura inferior de trabalho
S2 = Tensão operacional calculada na altura superior de trabalho

Você pode usar as calculadoras em Sobreposição ou folga de uma volta , voltas múltiplas (Crest‑to‑Crest) Spirawave, e sobrepostas Spirawave páginas para encontrar rapidamente as tensões operacionais e o ciclo de vida aproximado.

Carga/Deflexão

A comparação entre o coeficiente de elasticidade real da mola com o coeficiente de elasticidade teórico da mola (calculado) fornece os limites práticos a abrangência do trabalho da mola. O coeficiente de elasticidade da mola (P/f) pode ser calculado através da manipulação das equações de deflexão. Tipicamente, a taxa teórica é exata até que a mola comece a sair ou alcance sua "altura sólida".

Como regra geral, o coeficiente de elasticidade da mola calculado é linear através dos primeiros 80% da deflexão disponível e para alturas de trabalho 2 vezes menores do que a altura sólida. Embora a mola consiga operar além desta faixa "linear", as cargas medidas serão muito maiores do que as calculadas.

Mais informações sobre as peças com extremidades separadas ou extremidades superpostas com uma volta, molas onduladas espirais de múltiplas voltas (Crest‑to‑Crest) e molas onduladas espirais sobrepostas podem ser achadas nas páginas específicas a elas.

Histerese

As molas onduladas exercem uma força maior no carregamento e menor no descarregamento. Esse efeito é conhecido como histerese. A área sombreada mostra uma representação gráfica entre as curvas.

Em uma mola de uma volta, o atrito devido aos movimentos circunferenciais e radiais são as causas principais. As molas Crest-to-Crest e as molas sobrepostas também contribuem para a perda de atrito na medida em que as camadas ajacentes encostam umas nas outras. Uma lubrificação adequada minimiza esse efeito.

Expansão do diâmetro

Apenas molas onduladas espirais Crest-to-Crest: As molas onduladas espirais de múltiplas voltas se expandem no diâmetro quando comprimidas. A fórmula apresentada abaixo é utilizada para predizer o diâmetro totalmente comprimido.

Fórmula:

Nomenclatura

D.E._M  = Diâmetro externo em sólido (pol)
R = Raio da ondulação (pol) = (4Y² + X²)/8Y
N = Número de ondulações
θ = Ângulo = ArcSin[X/(2R)] (graus)
b = Parede radial (pol)
X = 1/2 frequência da ondulação = (πD_M)/(2N)
Y = 1/2 altura livre média = (H-t)/2
Onde H = Altura livre por volta (pol)

Molas lineares

As molas lineares são fabricadas com um arame ondulado (marcelled) de comprimento contínuo e produzidas a partir de materiais temperados. Elas atuam como um dispositivo sujeito a carga, possuindo aproximadamente as mesmas características de carga/deflexão que uma mola ondulada.

As forças atuam axialmente dependendo da posição da instalação. A pressão axial é obtida colocando-se o expansor no plano e em uma linha reta. O envolvimento do expansor de forma circular produz uma força radial ou pressão para fora.