Informações Técnicas

Denomina-se por MOLA qualquer elemento de máquina capaz de sofrer deformações elásticas. Os materiais empregados na sua confecção devem ter certas propriedades elásticas, razão pela qual somente alguns são utilizados. A grande variedade de tipos de molas usadas atualmente podem ser classificadas em dois grupos: molas de flexão e molas de torção. Do grupo das molas de flexão destacam-se dois tipos principais: molas de compressão e molas de tração. Os aços para molas devem apresentar alto limite de elasticidade, grande resistência e alto limite de fadiga. As molas constituem elementos de máquina que exigem cuidados excepcionais tanto no que se refere ao seu projeto, como em relação aos materiais de que são fabricadas. De fato, as condições de serviço das molas são, muitas vezes, extremamente severas, quer pelas cargas e tipos de esforços que irão suportar, quer devido às temperaturas, meios corrosivos, vibração, etc., a que podem estar sujeitas. Os aços-carbono, com teor de carbono variando de 0,50% a 1,20%, satisfazem quase que completamente aos requisitos exigidos das molas, de modo que a maioria desses elementos de máquinas é feita com aqueles tipos de aços. Há aplicações, contudo, que exigem aços-liga. De qualquer modo, a escolha do material depende das propriedades desejadas, das aplicações, do custo e da técnica de fabricação. Em princípio, há dois métodos básicos para a fabricação de molas: As molas são obtidas a partir de tiras ou fios de aço-carbono ou aço-liga no estado recozido; estes materiais, depois de conformados na forma de molas, são temperados em óleo e revenidos. As molas são fabricadas a partir de tiras ou fios de aços já endurecidos, isto é, no estado temperado e revenido, ou patenteados e estirados a frio ou encruados, incluindo-se a "corda de piano"; estes materiais, depois de conformados em molas, sofrem usualmente um tratamento térmico a baixa temperatura para alívio de tensões originadas no trabalho a frio. As molas obtidas nestas condições são suficientemente endurecidas de modo a apresentar um limite de proporcionalidade elevado, que resiste satisfatoriamente às cargas de serviço; não devem, entretanto, ser excessivamente duras, para não romperem ao serem conformadas. Os aços-liga apresentam melhores propriedades de fadiga e limites elásticos, mais elevados do que os aços-carbono. São, contudo, mais suscetíveis a certas imperfeições superficiais. Por outro lado, o emprego de molas a temperaturas acima da ambiente, cria problemas, devido a maior possibilidade de se produzir deformação permanente, mesmo a cargas inferiores. Verificou-se que as molas de aço-carbono com diâmetros até 15 mm podem ser utilizadas com suficiente segurança até temperaturas da ordem de 174º C desde que não sejam carregadas além de 56 Kg/mm2; se for permitida uma pequena deformação permanente em serviço, poderão ser usadas até cerca de 200º C, com carga não superior a 84 Kg/mm2. De qualquer modo, em molas de compressão, o aço-carbono não permite temperaturas superiores a 200º C, porque resultam numa fluência cuja intensidade vai depender das tensões de serviço e do tempo de aplicação das cargas. Os tipos de aços-carbono mais usados na fabricação de molas helicoidais enroladas a frio são: ASTM - A 228 - tipo "corda de piano", trefilado com composição química provável: Carbono (0,70% a 1%); Magnésio (0,20% a 0,60%); Silício (0,12% a 0,30%). Resistência à tração 175 a 280 Kg/mm2 Alongamento: cerca de 8%. Carga de trabalho recomendada para serviço pesado: 52,5 Kg/mm2 . Dureza Rockweel "C": 42 a 46. Características principais: Um dos aços de melhor qualidade que se conhece; para pequenas molas helicoidais e de torção que devem obedecer a rigorosos requisitos físicos, sujeitas a cargas elevadas ou a cargas repentinamente aplicadas. Principalmente em molas de até 5 mm de diâmetro de arame. DIN 17223 - Segue as mesmas características do aço acima, porém, é dividido em três classes principais que são elas: "C" (aço de grande resistência), "B" (aço de média resistência) e "A" (aço de pequena resistência), essas qualidades são dadas a estes aços devido a maior ou menor concentração de carbono na sua fabricação. Existem outros aços para conformação a frio, são eles: ASTM - A 227, ASTM - A 229, ASTM - A 230, ASTM - A 231, ASTM - A 232 e ASTM - A 401, porém esses aços não são comerciais. Os tipos de aços-carbono mais usados na fabricação de molas helicoidais enroladas a quente são: SAE 1070 - chamado de aço-carbono, trefilado com composição química provável: Carbono (0,65% a 0,75%), Magnésio (0,60% a 0,90%), Silício (0,15% a 0,20%), resistência a tração de 108 a 210 Kg/mm2. Alongamento cerca de 2%. Carga de trabalho recomendada para serviço pesado: 38,5 Kg/mm2. Dureza Rockweel "C": 40 a 50. Características principais: empregados onde a carga não é muito elevada e quando a mola não é sujeita a choques contínuos. Um dos tipos de molas mais importantes desta classe é o de mola para válvulas. Existem também outros tipos de aços que seguem a mesma linha do SAE 1070 com algumas alterações, mas são menos comerciais (SAE 1080, SAE 1095 e SAE 2024). Algumas séries especiais de aços

chamados de aços-liga. São eles: SAE 5150, SAE 5160, SAE 51B60H, SAE 6150, SAE 9260, SAE 9850 e SAE 9962. Tem composição química provável: Carbono (0,55% a 0,65%), Magnésio (0,65% a 1,10%), Silício (0,20% a 0,35%), Cromo (0,60% a 1%), alguns tipos contém Vanádio (0,15% min.) e Molibdênio (0,15% a 0,25%), resistência à tração de 140 a 175 Kg/mm2. Alongamento cerca de 5%. Carga de trabalho recomendada para serviço pesado 42 Kg/mm2. Dureza Rockweel "C": 42 a 49. Características principais: estes aços são usados onde se necessita grande resistência à corrosão e ao calor, e onde se necessita de grande número de flexões. Devido à sua alta dureza estes aços não são produzidos comercialmente em bitolas finas, isto é, abaixo de 7 mm.

Os tipos de aços mais usados: Norma DIN 17223 SAE 1070/1080/5160/6150/9258 e na linha inoxidável AISI 301/302/304/316.

As molas de matriz (estampo) são fabricadas usando arame de seção transversal projetada para proporcionar um equilíbrio ideal entre as características de condução de carga e a vida útil. São produzidas sob processos cuidadosamente controlados, com equipamentos especiais elaborados pelo nosso departamento de pesquisa e desenvolvimento. Todas as etapas de fabricação são acompanhadas de perto por rígidos controles de qualidade, inspeções e testes para garantir que a vida útil seja um fator importante e constante na fabricação de cada mola de matriz (estampo).

Seleção de Molas de Matriz (Estampo)

Uma regra geral para a seleção de molas é sempre usar o número máximo de molas comportadas pela matriz (estampo) e que produza a carga exigida com o mínimo de deflexão. Isto aumentará a vida útil da mola, reduzirá a possibilidade de falha da mola e dos resultantes tempos de parada, perdas na produção e aumentos nas despesas de manutenção. As despesas das molas de matriz (estampo) constituem uma porcentagem muito pequena do custo total da matriz (estampo). Uma pequena economia nas molas de matriz (estampo) pode ser um ato mal-orientado que pode resultar em grande gastos de tempo perdido e mão-de-obra. Quanto mais rápido o funcionamento de uma mola, mais atenção deve ser prestada aos seus limites de fadiga. Para matrizes ou dispositivos de acionamento lento, é possível obter um bom desempenho com molas que operam próximo à sua deflexão máxima. Ao aumentar-se a velocidade de acionamento, diminui a vida útil da mola, com a mesma deflexão. Ao selecionar uma mola de matriz (estampo), é necessário determinar o tipo de desempenho esperado da mola: curso curto, médio ou longo. Para aplicações de curso curto ou médio, use as deflexões tabuladas para vida longa. Para aplicações de curso longo, use as deflexões baseadas em vida máxima. Outro método de seleção de uma mola é calcular primeiro o valor do curso operacional a que as molas estarão sujeitas, conforme indicado no layout da matriz (estampo). Selecione as molas na faixa apropriada de serviço que operarão eficazmente no curso exigido.Calcule o número necessário de molas, dividindo a carga total exigida pela carga proporcionada por uma só mola. Arredonde o número de molas até o número par mais alto para obter um desempenho equilibrado.

Vantagens das Molas de Matriz (Estampo)

Materiais e Perfis de Arame Superiores

Resistência inerente para suportar os rigores de cargas pesadas. Desempenho superior em aplicações de altas solicitações. Resistência ao calor de até 230º C. Matéria prima prontamente disponível e econômica. Processos metalúrgicos constantemente controlados. Oferece o máximo de possibilidades nos projetos. A seção transversal

do arame proporciona ótima deflexão e proteção contra falhas devido ao acúmulo excessivo de solicitações. Pontas com usinagem quadrada criam superfícies planas, confiáveis e que suportam o máximo de carga.

Materiais especiais disponíveis para atender às especificações dos clientes.

Consistência Dimensional

Proporciona um desempenho uniforme da mola. Garante registros de taxas consistentes. Maior precisão de carga a uma dada altura de teste. Certeza do funcionamento livre do diâmetro externo dentro do furo

designado e do diâmetro interno em torno da haste designada. Garantia dos mais altos padrões de produção e qualidade. Um desempenho de confiança é um fator importante da produção de

cada mola de matriz (estampo).

Maior Vida Útil

Desempenho consistente e livre de problemas. Aumento em até 30 % da vida útil contra a fadiga. Redução em quebras das molas. Desempenho uniforme ao longo de maior vida útil. Maiores margens de desempenho.

Excelente Deflexão

Maior percurso em cada mola. Capacidade de carga mais elevadas. Aumento da vida útil contra a fadiga. Maior flexibilidade de aplicações. Desempenho mais consistente. Menor altura sólida.

Terminologia Típica de Molas de Matriz (Estampo)

DIÂMETRO DO FURO: Identifica o diâmetro externo da mola de matriz (estampo). As molas de matriz (estampo) existem em oito diferentes tamanhos de furo que correspondem às dimensões padrão de brocas. Cada mola é fabricada para caber no furo, de maneira que o diâmetro externo da mola seja efetivamente menor que o diâmetro do furo.

DIÂMETRO DA HASTE: Esta é a identificação nominal do diâmetro interno diâmetro interno da mola de matriz (estampo). As molas de matriz (estampo) existem em oito diferentes tamanhos de furo que correspondem às dimensões padrão dos pinos extratores padrão. Cada mola é fabricada para envolver a haste, de maneira que o diâmetro interno da mola seja efetivamente maior que o diâmetro da haste.

COMPRIMENTO LIVRE: O comprimento de uma mola de matriz antes de estar sujeita a qualquer solicitação ou carga operacional.

PRÉ-CARGA: A redução do comprimento de uma mola de matriz (estampo) é devido à pressão do ferramental montado.

PERCURSO DA OPERAÇÃO: A distância subtraída do comprimento da mola depois de ser aplicada a força de acionamento.

DEFLEXÃO: O valor da modificação no comprimento da mola depois de ser aplicada a força de acionamento. O comprimento comprimido é calculado, subtraindo-se do comprimento livre a compressão inicial e o percurso de operação.

ALTURA SÓLIDA: O comprimento da mola quando comprimida por uma carga suficiente para que todas as espirais se encostem umas nas outras.

DEFORMAÇÃO PERMANENTE: Isto ocorre quando se excedem os limites elásticos e a mola não volta mais ao seu comprimento original ao soltar-se a carga.

LIMITE ELÁSTICO: O máximo de solicitação de compressão suportável por uma mola de matriz (estampo) sem que sofra deformação permanente.

CARGA: Esta é a força acumulada pela compressão da mola. A carga é expressa em termos de um total de Newtons, que correspondem à carga sobre a mola por unidade específica de deflexão. Uma carga é gerada e aumenta a solicitação sobre as espirais da mola.