Elementos de Máquinas Professor: Leonardo Leódido Aula 7 – Elementos Elásticos Elementos de Máquinas Aula 7 – Elementos Elásticos Instituto Federal de Brasília Técnico em Eletromecânica Introdução • • • • • Definição Classificação Características Aplicação Representação Elementos de Máquinas Aula 7 – Elementos Elásticos Instituto Federal de Brasília Técnico em Eletromecânica Definição • 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. Elementos de Máquinas Aula 7 – Elementos Elásticos Instituto Federal de Brasília Técnico em Eletromecânica 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. Elementos de Máquinas Aula 7 – Elementos Elásticos Instituto Federal de Brasília Técnico em Eletromecânica Definição Distribuição 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. Elementos de Máquinas Aula 7 – Elementos Elásticos Instituto Federal de Brasília Técnico em Eletromecânica 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. Elementos de Máquinas Aula 7 – Elementos Elásticos Instituto Federal de Brasília Técnico em Eletromecânica Classificação • Podem ser classificadas quanto: – a forma – ao esforço Elementos de Máquinas Aula 7 – Elementos Elásticos Instituto Federal de Brasília Técnico em Eletromecânica Classificação • Podem ser classificadas quanto: – a forma • Helicoidais – ao esforço Elementos de Máquinas Aula 7 – Elementos Elásticos Instituto Federal de Brasília Técnico em Eletromecânica Classificação • Podem ser classificadas quanto: – a forma • Helicoidais • Plana – ao esforço Elementos de Máquinas Aula 7 – Elementos Elásticos Instituto Federal de Brasília Técnico em Eletromecânica Classificação • Podem ser classificadas quanto: – a forma • Helicoidais • Plana – ao esforço • Tração Elementos de Máquinas Aula 7 – Elementos Elásticos Instituto Federal de Brasília Técnico em Eletromecânica Classificação • Podem ser classificadas quanto: – a forma • Helicoidais • Plana – ao esforço • Tração • Compressão Elementos de Máquinas Aula 7 – Elementos Elásticos Instituto Federal de Brasília Técnico em Eletromecânica Classificação • Podem ser classificadas quanto: – a forma • Helicoidais • Plana – ao esforço • Tração • Compressão • Torção Elementos de Máquinas Aula 7 – Elementos Elásticos Instituto Federal de Brasília Técnico em Eletromecânica Características • Helicoidal – Fabricadas em barra de aço enrolado em forma de hélice. – Normalmente enrolada a direita. – Podem ser de tração, compressão e torção Elementos de Máquinas Aula 7 – Elementos Elásticos Instituto Federal de Brasília Técnico em Eletromecânica Características Helicoidal cilíndrica de compressão É formada por espirais. Quando esta mola é comprimida por alguma força, o espaço entre as espiras diminui, tornando menor o comprimento da mola. H - comprimento De - diâmetro externo Di - diâmetro interno d - diâmetro da seção p - passo Passo é a distância entre os centros de duas espiras consecutivas. A distância entre as espiras é medida paralelamente ao eixo da mola. Elementos de Máquinas Aula 7 – Elementos Elásticos Instituto Federal de Brasília Técnico em Eletromecânica Características Helicoidal cilíndrica de tração As 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. Elementos de Máquinas Aula 7 – Elementos Elásticos Instituto Federal de Brasília Técnico em Eletromecânica Características Helicoidal cilíndrica de torção As 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. Elementos de Máquinas Aula 7 – Elementos Elásticos Instituto Federal de Brasília Técnico em Eletromecânica Características Helicoidal cônica de compressão Molas 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; Elementos de Máquinas Aula 7 – Elementos Elásticos Instituto Federal de Brasília Técnico em Eletromecânica Características Helicoidal cônica de compressão Mola cônica de seção retangular Em 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 Elementos de Máquinas Aula 7 – Elementos Elásticos Instituto Federal de Brasília Técnico em Eletromecânica Características • Plana – Fabricadas em material plano ou fita – Podem ser do tipo simples, prato, feixe ou espiras. Elementos de Máquinas Aula 7 – Elementos Elásticos Instituto Federal de Brasília Técnico em Eletromecânica Características • Plana – Fabricadas em material plano ou fita – Podem ser do tipo simples, prato, feixe ou espiras. Elementos de Máquinas Aula 7 – Elementos Elásticos Instituto Federal de Brasília Técnico em Eletromecânica Características Mola Plana Simples Esse 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. Elementos de Máquinas Aula 7 – Elementos Elásticos Instituto Federal de Brasília Técnico em Eletromecânica Características Mola Prato Essa 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. Elementos de Máquinas Aula 7 – Elementos Elásticos Instituto Federal de Brasília Técnico em Eletromecânica Características Feixe de Molas O 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). Elementos de Máquinas Aula 7 – Elementos Elásticos Instituto Federal de Brasília Técnico em Eletromecânica Características Mola Espiral A 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 mola L: largura da seção da lâmina; e: espessura da seção da lâmina; nº: número de espiras. Aula 7 – Elementos Elásticos Instituto Federal de Brasília Técnico em Eletromecânica Aplicação • 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. Elementos de Máquinas Aula 7 – Elementos Elásticos Instituto Federal de Brasília Técnico em Eletromecânica Aplicação 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. Elementos de Máquinas Aula 7 – Elementos Elásticos Instituto Federal de Brasília Técnico em Eletromecânica Aplicação As molas de lâmina, de prato, helicoidal de prato e de borracha dispendem pouca quantidade de energia por atrito. . Elementos de Máquinas Aula 7 – Elementos Elásticos Instituto Federal de Brasília Técnico em Eletromecânica Representação Elementos de Máquinas Aula 7 – Elementos Elásticos Instituto Federal de Brasília Técnico em Eletromecânica Representação Elementos de Máquinas Aula 7 – Elementos Elásticos Instituto Federal de Brasília Técnico em Eletromecânica Representação Elementos de Máquinas Aula 7 – Elementos Elásticos Instituto Federal de Brasília Técnico em Eletromecânica
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