As molas são peças mecânicas idênticas para vários componentes. Eles são fortemente empregados em relógios, automóveis, e smartphones. Existem muitos tipos de molas, E tudo varia em suas propriedades, o que dificulta a escolha do certo. Neste artigo, discutiremos os tipos de primavera comuns, seus usos, o material que eles fizeram, e falha mecânica da mola.
Princípio da primavera explicado pela lei de Hook
As molas são peças mecânicas, bem capaz de armazenar energia. Eles armazenam energia durante o carregamento e a liberam quando a carga é removida. Este é um ato básico de todas as variedades de primavera e é caracterizado pela Lei de Hooke.
De acordo com a lei de Hooke.
A força necessária para comprimir ou estender a mola varia em relação direta ao deslocamento. Matematicamente, é representado como:
F = −kX
Nesta equação:
- F = Força aplicada
- X = Deslocamento da Mola/Força de Restauração, negativo para o deslocamento.
- k = constante da mola; depende da natureza da primavera, e informa sobre uma variável que mede a elasticidade da primavera.
Tipos de molas mecânicas
As molas são aplicadas em muitas indústrias e campos. Eles são feitos de muitos materiais e muitos têm formas, diferente dos objetos normalmente criados. As molas são caracterizadas principalmente em três tipos principais;
Categoria 01: Fontes helicoidais
Nascentes helicoidais são feitas enrolando o fio de maneira helicoidal para que as seções transversais possam ser variadas. Os principais tipos de molas helicoidais incluem:
- Molas de compressão: As molas de bobina aberta são usadas em compressão sem cargas axiais. Isso significa que o diâmetro do design da bobina não muda com carga. Essas fontes são usadas em canetas de esferográfica onde a ação de 'clique' está alojada e em ambientes de automóveis onde os choques estão sendo absorvidos.
- Molas de extensão: As molas de extensão são bobinas fechadas que armazenam a tensão quando estendidas e retornam à sua forma original quando liberadas. Eles são comumente usados em arranjos do tipo puxador, incluindo portas de garagem e barcaças de peso, onde trabalham se estendendo para medir o peso.
- Springs de torção: Torsion Springs conecta dois componentes em ângulos específicos. Eles normalmente funcionam torcendo. Eles são usados quando torcidos e quando liberados, recuperam seu estado natural, nos quais liberam energia. A usinagem CNC é uma abordagem ideal para moldar as molas de torção personalizadas para uso em volume em massa.
- Molas em espiral: As molas espirais são construídas a partir de tiras de metal retangulares. Eles são capazes de armazenar energia e depois liberá -la uniformemente. Essas fontes são empregadas vital em relógios mecânicos, brinquedos, e movimentos como poltronas de assento que oferecem um tipo específico de movimento.
Categoria 02: Folhas nas molas
Uma mola foliar apresenta uma seção transversal retangular. Essas fontes são compostas de placas de metal conhecidas como folhas, sobreposto um para o outro. Essas molas são normalmente usadas em grandes automóveis. Alguns tipos comuns são mencionados abaixo:
- Mola de folha elíptica: Eles consistem em duas fontes semi-elípticas em oposição faseada uma à outra para formar uma forma elíptica. Originalmente, Eles foram usados em carros para substituir grilhões, mas foram substituídos na maioria dos carros modernos.
- Mola de folha semi-elíptica: Estes são normalmente usados em carros. As folhas de aço de tamanhos diferentes são anexadas a uma extremidade da estrutura do veículo, com o maior sendo chamado de folha mestre. Essas fontes são muito eficientes no fornecimento de pouso suave durante operações off-road. Além disso, Eles são conhecidos por sua simplicidade em manutenção e durabilidade de ponta.
- Trimestre elipse elíptica Spring: Tipos elípticos de trimestre ou molas do tipo cantilever têm uma extremidade ancorada na estrutura do veículo e a outra extremidade do eixo dianteiro. Esse design faz as folhas ficarem sob cargas de choque e os folhetos agem como alavancas para dissipar o choque.
- Mola de folha elíptica de três quartos: Este tipo de primavera combina recursos elíticos e semi-elípticos do trimestre. A parte semi-elíptica é fixada na estrutura do veículo e o quarto da seção elíptica é fixado no eixo dianteiro para melhor estabilidade.
- Mola de folha transversal: As molas laterais estão posicionadas nas laterais. Enquanto as fontes longitudinais correm ao longo do comprimento do veículo. A folha mais longa coloca no fundo, e duas grilhas são adicionadas ao design. Tão eficaz quanto essa configuração pode ser, Isso resulta em um rolamento indesejável em algumas aplicações automotivas.
Categoria 03: Molas em disco
As molas de disco também são conhecidas como Springs de arruela. Eles podem ser usados individualmente ou em séries ou configurações paralelas. É possível levantar pesos grandes com esses sistemas em áreas limitadas. Abaixo estão os principais tipos de molas em disco:
- Belleville Disk Spring: Molas de disco cônico, Também conhecido como Belleville Springs, Ofereça ação de primavera quando uma carga é aplicada. Seu design os torna ideais para dar cargas substanciais. Eles são comparativamente pequenos em tamanho.
- Mola de disco curvo: Às vezes chamado de arruelas crescentes. As molas de disco curvo têm baixa pressão que não fará com que o fixador se solte devido a vibrações. Eles efetivamente dispersam cargas nos parafusos, parafusos, e nozes, particularmente em equipamentos vibratórios.
- Mola de disco com fenda: Isso implica slots ao redor do interior, e bordas externas. É possível obter baixa capacidade de carga de carga com alta deflexão em engrenagens, transmissão automática, e garras explorando essas molas.
Funções de nascentes
As molas têm uma aplicação significativa em diferentes produtos industriais. Aqui estão as seguintes funções de nascentes, bem como usos:
Propriedades absorventes de choque
Springs são capazes de receber e expandir ou contratar pela aplicação da força. Essa capacidade permite que eles gerenciem bem os riscos. Por exemplo, em automóveis, As molas reduzem a força de impacto cada vez que um carro atinge um solavanco e depois libera energia armazenada lentamente.
Armazenamento e saída de energia
Springs também desempenham um papel crítico no armazenamento de energia mecânica. Eles podem armazenar e descarregar energia constantemente e, como tal, são valiosos na substituição de baterias em alguns aparelhos. A aplicação pretendida é bem ilustrada por relógios mecânicos e parafusos de pistola.
Controle de movimento
As molas podem controlar o transporte de partes distintas. Essas aplicações são encontradas em muitos setores, como garagens, portas, máquinas de pesagem, Válvulas de motor de combustão interna, e sistemas de controle de embreagem.
Amortecimento da vibração
Springs são ferramentas inestimáveis para reduzir as vibrações. Portanto, Eles ajudam a melhorar a estabilidade dos produtos em áreas de ressonância. Eles são funcionais em uso, como em suspensões de automóveis e carros de treinar onde as ondulações devem ser bem abordadas.
Tipos de materiais empregados na fabricação de primavera
| Material | Recursos únicos |
| Aço de baixa liga | Resistência de alta temperatura; forte e durável. |
| Fio desenhado a frio | Aumento da força de tração; melhor tolerância ao calor. |
| Fio temperado do óleo | Resistente à fadiga; suporta calor e deformação. |
| Faixa endurecida da bainita | Muito forte; Excelente resistência à fadiga. |
| Aço inoxidável | Resistente à corrosão; alta resistência de escoamento. |
| Ligas de cobre e titânio | Durável; boa resistência à corrosão. |
Técnicas gerais de produção de molas
As molas podem ser produzidas usando vários métodos, incluindo enrolamento, tratamento térmico, moagem, revestimento, e acabamento. Além do mais, Eles podem variar dependendo dos tipos de molas, Mas o conceito geral permanece claro.
1. Enrolamento
Nesta etapa inicial, Os operadores alimentam o fio de mola em uma máquina CNC. Próximo, O fio é torcido na formação desejada, dependendo da especificação exigida do fio. Vários métodos são usados durante este estágio:
- Enrolado: O enrolamento usa bobinas de mola ou máquinas controladas numéricas de computador para obter bobinas definidas. O processo é usado comumente em compressão, extensão, e molas de torção.
- Formando: Durante o processo de formação, Os formadores de mola CNC são usados para criar vários designs com várias curvas e raios. Geralmente, Aplica -se aos projetos de primavera de extensão e torção.
- Dobrando: A flexão emprega curvas de arame controladas por computador para colocar o fio em diferentes formas. Este processo é frequentemente aplicado na fabricação de formulários de arame.
2. Tratamento térmico
O tratamento de calor permite que as nascentes assumam uma forma diferente sob estresse do que se destina a ser. Cada um deles é baseado na quantidade de material, tipo a ser esterilizado, temperatura, e duração necessária para esse material.
3. Esmerilhamento
Moer as pontas das molas planas é essencial. Isso permite que a mola fique em pé quando colocada verticalmente ou em outras posições. Também ajuda a facilitar sua função.
4. Revestimento e acabamento
O revestimento e acabamento são centrais para melhorar o valor estético de Springs. Por exemplo, Eletroplacionamento com cobre oferece excelente condutividade. Enquanto isso, O revestimento em pó melhora o apelo visual do item. Outros tratamentos de superfície podem incluir peening de tiro, que é aplicado à mola de trabalho frio, revestimento, revestimento em pó, e anodizando.
Razões para falhas de primavera e suas medidas corretivas
Essas falhas podem ocorrer na primavera e levar a danos ao equipamento, altos custos de manutenção, e redução da confiabilidade do produto. É importante observar uma revisão dessas falhas para fins de prevenção: Abaixo estão as causas comuns e suas soluções correspondentes:
1. Seleção de material incorreta
A escolha dos materiais influencia fortemente as propriedades das molas. Ao selecionar os materiais, é possível comprometer as características para benefícios considerados. Não fazer isso pode levar a problemas. Portanto, É aconselhável pesquisar diferentes materiais antes de fazer uma escolha.
2. Baixa qualidade de acabamento
Processos de revestimento e anodização, como revestimento em pó, aumentam o desempenho das molas. A falta de aplicação adequada e a exclusão completa desses processos expõe as molas à corrosão em ambientes hostis. Portanto, O acabamento adequado é essencial para manter a integridade das molas.
3. Temperatura operacional indefinida
As molas devem ser adequadas para as temperaturas em que serão usadas. Escolher materiais que não se deformem em altas temperaturas é importante. Usar o tratamento térmico adequado é outro método de melhoria. Adicionalmente, A aplicação de acabamentos com alta estabilidade térmica pode aumentar o desempenho.
4. Processos de fabricação ruins
Verificações de qualidade durante a produção são cruciais. Eles garantem que as fontes tenham desempenho e apareça como esperado.
Conclusão
As molas são indispensáveis em produtos que contêm movimento. As molas são compactadas para armazenar energia e depois liberadas durante a expansão. Para escolher o tipo de primavera certo, O conhecimento de vários tipos e suas características é obrigatório. A funcionalidade de cada mola depende do tipo de material sendo usado, a construção da primavera, e o mecanismo de montagem. Especialistas em consultoria no design da primavera ajudará você a tomar as decisões certas para o seu projeto!
