Aula 6 Molas

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Mecnica Professor: Ernandes Jos Corra Molas Molas Molas so elementos de mquinas, que se caracterizam por apresentarem grandes deformaes sem que o material ultrapasse o limite elstico. Principais aplicaes Armazenamento de cargas; Amortecimento de choques; Controle dos movimentos. Material empregado Ao carbono e ao liga; Plastipreme; Tipos de solicitao Trao; Compresso; Flexo; Toro. Tipos de molas Molas helicoidais Utilizada em esforos de trao e compresso. Utilizao prtica Suspenso de automveis;Sistemas de segurana de elevadores; Controle de fluxo em vlvulas, torneiras, etc. Tipos de molas Molas prato Utilizada para cargas axiais, substituindo as molas helicoidais, quando houver pouco espao. Utilizao prtica Ferramentas de estampagem;Equipamentos industriais. Tipos de molas Molas de lminas Utilizada para esforos de flexo. Utilizao prtica Amortecimento de choque em nibus, automveis, caminhes, etc. Tipos de molas Molas de toro Utilizada em casos em que h necessidade de absorver uma carga P com uma pequena deformao. Utilizao prtica Fechamento automtico de portas; Cap de automveis; Ratoeiras. Dimensionamento Tenso de cisalhamento ou t- tenso de cisalhamento na mola N/mm238amwdd Fk =tt28awdC Fk =ttF - carga axial atuante - N dm dimetro mdio da mola - mm C ndice de curvatura - adimensional kw fator de Wahl - adimensional da dimetro do arame - mm Dimensionamento Fator Wahl O termo leva em conta o aumento da tenso devido a curvatura. C CCkw615 , 04 41 4+ =P passo das espiras - mm - ngulo de inclinao da espira - graus 4 41 4 CCO termo corrige o esforo cortante. C615 , 0ngulo de inclinao da espira () 012 (=mdParctgtDimensionamento Indice de curvatura definido pela razo entre o dimetro mdio da mola (dm) e o dimetro do arame (da). A inclinao da espira, juntamente com a sua curvatura, aumenta a tenso de cisalhamento. amddC =Para minimizar essa tenso, so adotados os seguinte valores de C: Molas de uso industrial comum 8 s C > 10 . Molas de vlvulas e embreagens C=5. Casos extremos C=3. Dimensionamento Deflexo da mola (flecha) o - deflexo da mola - mm G dn d Faa m =438ona nmero de espiras ativas - adimensional G dn C Faa =38oOu G mdulo de elasticidade transversal do material N/mm2 Constante elstica da mola - k k constante elstica da mola ( deflexo unitria) - N/mm2 oFk =aan CG dk =38Ou Dimensionamento Nmero de espiras ativas - na 348maad FG dn =oNmero total de espiras - nt nt nmero total de espiras - adimensional i a tn n n + =38 C FG dnaa =ok dG dnmaa =348 k CG dnaa =38na nmero de espiras ativas - adimensional ni nmero de espiras inativas - adimensional Comprimento mnimo da mola - lmin max min15 , 0 o + =fl llmin comprimento mnimo da mola - mm lf Comprimento da mola fechada - mm omax deflexo mxima da mola - adimensional Comprimento mximo da mola p passo da mola - mm deflexo por espira ativa - mm anomax max4d l =Como a folga da mola por norma 15% da deflexo por espira ativa temos: a aan nd po o15 , 0 + + =Passo da mola a fond paalg + + =oTenso mxima atuante com a mola fechada 2maxmax8awdk C F =ttDeflexo mxima da mola fl l =maxol Comprimento da mola - mm Carga mxima com a mola fechada aan CG dF =3maxmax8oA mola helicoidal da figura de ao, possui dm=75mm e da =8mm. O nmero de espiras ativas na=17 e o nmero total de espiras nt=19. A carga axial a ser aplicada de 480N. O material utilizado o SAE 1065. Exerccios Considere: Gao= 78400N/mm2 Servio mdio Extremidade em esquadro e esmerilhada Determinar: a) ndice de curvatura - C b) fator de Wahl - kw c) tenso de atuante de cisalhamento - t d) deflexo por espira ativa - o/na e) passo da mola - p f) comprimento livre da mola - l g) comprimento da mola fechada - lf h) deflexo mxima da mola - omax i) carga mxima atuante Fmax j) tenso mxima atuante - tmax k) deflexo da mola - o l) constante elstica da mola - k m) ngulo de inclinao da espira - Resoluo. a) ndice de curvatura - C 875=b) fator de Wahl - kw 375 , 9615 , 04 375 , 9 41 375 , 9 4+ = 155 , 1 =wk375 , 9 = Cc) tenso de atuante de cisalhamento - t 28375 , 9 480 8155 , 1 =t2207 mm N ~ td) deflexo por espira ativa - o/na G dC Fna a =38o78400 8375 , 9 480 83 = ativa espira mmna04 , 5 ~o28awdC Fk =ttC CCkw615 , 04 41 4+ =amddC =e) passo da mola - p f) comprimento livre da mola - l mm l 250 ~mm p 08 , 13 ~g) comprimento da mola fechada - lf h) deflexo mxima da mola - omax aan CG dF =3maxmax8oN F 549max ~a ad n p l + = 2a aan nd po o + + = 15 , 004 , 5 15 , 0 04 , 5 8 + + =(tab. slide 12) 8 2 17 8 , 13 + = lmm lf152 = ) 2 ( + =a a fn d l(tab. slide 12) ) 2 17 ( 8 + =flmm 98max = ofl l =maxo 152 250max = oi) carga mxima atuante Fmax 17 375 , 9 878400 8 983 = j) tenso mxima atuante - tmax Como tmax=237N/mm2< ttab=610N/mm2, conclui-se que a mola est superdimensionada tabela slide 20. 2max237 mm N ~ tk) deflexo da mola - o l) constante elstica da mola - k ' 021 3 ~ mm 7 , 85 = oan = 04 , 5 o265 , 5 mm N K ~oFk =m) ngulo de inclinao da espira - 2maxmax8awdk C F =tt28155 , 1 375 , 9 549 8a =tComo o/na=5,04mm temos: 17 04 , 5 = o7 , 85480= k012.( =mdParctgt758 , 13=t arctgComo