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Instituto Federal de BrasíliaTécnico em EletromecânicaAula 7 – Elementos ElásticosElementos de Máquinas
Elementos de MáquinasProfessor: Leonardo Leódido
Aula 7 – Elementos Elásticos
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• Definição• Classificação• Características• Aplicação• Representação
Introdução
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• São elementos que ligam peças permitindo que essas se movimentem sem sofrerem alterações.
• Os elementos elásticos sofrem deformação elástica sob ação de uma força.
• As uniões elásticas são usadas para amortecer choques, armazenamento de energia, distribuição de cargas, reduzir ou absorver vibrações e para tornar possível o retorno de um componente mecânico à sua posição primitiva.
• Usados em estofamentos, fechaduras, válvulas de descarga, suspensão de automóvel, relógios, brinquedos.
Definição
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Definição
Armazenamento de energia
Nesse caso, as molas são utilizadas para acionar mecanismos de relógios, de brinquedos, de retrocesso das válvulas de descarga e aparelhos de controle.
Amortecimento de choques
As molas amortecem choques em suspensão e pára-choques de veículos, em acoplamento de eixos e na proteção de instrumentos delicados ou sensíveis.
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DefiniçãoDistribuição de cargas
As molas distribuem cargas em estofamentos de poltronas, colchões, estrados de camas e veículos em que, por meio de molas, a carga pode ser distribuída pelas rodas.
Limitação de vazão
As molas regulam a vazão de água em válvulas e registros e a vazão de gás em bujões ou outros recipientes.
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Definição
Preservação de junções ou contatos
Nesse caso, a função das molas é a de preservar peças articuladas, alavancas de contato, vedações, etc. que estejam em movimento ou sujeitas a desgastes. Ainda, as molas têm a função especial de manter o carvão de um coletor sob pressão.
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• Podem ser classificadas quanto:– a forma– ao esforço
Classificação
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• Podem ser classificadas quanto:– a forma
• Helicoidais– ao esforço
Classificação
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• Podem ser classificadas quanto:– a forma
• Helicoidais• Plana
– ao esforço
Classificação
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• Podem ser classificadas quanto:– a forma
• Helicoidais• Plana
– ao esforço• Tração
Classificação
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• Podem ser classificadas quanto:– a forma
• Helicoidais• Plana
– ao esforço• Tração• Compressão
Classificação
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• Podem ser classificadas quanto:– a forma
• Helicoidais• Plana
– ao esforço• Tração• Compressão • Torção
Classificação
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• Helicoidal– Fabricadas em barra de aço enrolado em forma de
hélice.– Normalmente enrolada a direita.– Podem ser de tração, compressão e torção
Características
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CaracterísticasHelicoidal cilíndrica de compressãoÉ formada por espirais. Quando esta mola é comprimida por alguma força, o espaço entre as espiras diminui, tornando menor o comprimento da mola.
H - comprimentoDe - diâmetro externoDi - diâmetro internod - diâmetro da seçãop - passo
Passo é a distância entre os centros de duas espiras consecutivas. A distância entre as espiras é medida paralelamente ao eixo da mola.
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CaracterísticasHelicoidal cilíndrica de traçãoAs molas helicoidais de tração são similares às molas helicoidais de compressão no entanto elas precisam de extremidades especiais para que a carga possa ser aplicada. Estas extremidades são chamadas de ganchos que podem ter diversos formatos.
Uma diferença em relação às molas de compressão, refere-se ao comprimento: um útil (corpo da mola) e um total (incluindo ganchos de fixação).
H - representa o comprimento total da mola;h - comprimento do corpo da mola.
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CaracterísticasHelicoidal cilíndrica de torçãoAs molas helicoidais de torção possuem extremidades em forma de braços de alavanca onde é aplicada a força, além de possuir as espiras.
r - comprimento do braço de alavanca; a - ângulo entre pontas.
Note que as forças que atuam sobre a mola de torção são perpendiculares ao seu eixo.
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CaracterísticasHelicoidal cônica de compressãoMolas cônicas podem ter seções variadas. Resistem a esforços de compressão e possuem aplicações para projetos específicos.
Mola cônica de seção circular
Onde:H: comprimento;Dm: diâmetro maior da mola;dm: diâmetro menor da mola;p: passo;nº: número de espiras;d: diâmetro da seção do arame;
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CaracterísticasHelicoidal cônica de compressãoMola cônica de seção retangularEm lugar do diâmetro do arame (d) da mola circular, a mola de seção retangular apresenta outras características:
e - espessura da seção da lâmina A - largura da seção da lâmina
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• Plana– Fabricadas em material plano ou fita– Podem ser do tipo simples, prato, feixe ou espiras.
Características
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• Plana– Fabricadas em material plano ou fita– Podem ser do tipo simples, prato, feixe ou espiras.
Características
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Características
Mola Plana SimplesEsse tipo de mola é empregado somente para algumas cargas. Em geral, essa mola é fixa numa extremidade e livre na outra. Quando sofre a ação de uma força, a mola é flexionada em direção oposta.
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Características
Mola PratoEssa mola tem a forma de um tronco de cone com paredes de seção retangular. Em geral, as molas prato funcionam associadas entre si, empilhadas, formando colunas.
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.
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Características
Feixe de MolasO feixe de molas é feito de diversas peças planas de comprimento variável, moldadas de maneira que fiquem retas sob a ação de uma força. É empregado em pequenos espaços (altura), especialmente em veículos pesados (caminhões).
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CaracterísticasMola EspiralA mola espiral tem a forma de espiral ou caracol. Em geral ela é feita de barra ou de lâmina com seção retangular. A mola espiral é enrolada de tal forma que todas as espiras ficam concêntricas e coplanares. Esse tipo de mola é muito usado em relógios e brinquedos.
De: diâmetro externo da molaL: largura da seção da lâmina;e: espessura da seção da lâmina;nº: número de espiras.
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• Material de fabricação
As molas podem ser feitas com os seguintes materiais: aço, latão, cobre, bronze, borracha, madeira, plastiprene, etc.
• Aplicação
Para selecionar o tipo de mola, é preciso levar em conta certos fatores, como por exemplo, espaço ocupado, peso e durabilidade. Há casos em que se deve considerar a observação das propriedades elásticas, atritos internos ou externo adicional (amortecimento, relações especiais entre força aplicada e deformação).Na construção de máquinas empregam-se, principalmente, molas helicoidais de arame de aço. São de baixo preço, de dimensionamento e montagem fáceis e podem ser aplicadas em forças de tração e de compressão.
Aplicação
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As molas de borracha são utilizadas em fundações, especialmente como amortecedores de vibrações e ruídos e em suspensão de veículos.
As molas de lâmina (feixe de molas) e de barra de torção requerem espaços de pequena altura (veículos).As molas espirais (de relógios) e de prato podem ser montadas em espaços estreitos.
Aplicação
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As molas de lâmina, de prato, helicoidal de prato e de borracha dispendem pouca quantidade de energia por atrito..
Aplicação
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Representação
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Representação