USA
Canada
United Kingdom
Deutschland
México
Brasil
Česká republika
France
España
한국
Malaysia
中国
PolskaComo Determinar a Configuração Adequada de Empilhamento de Molas Pratos
Por John Leckfor, Engenheiro de Aplicações
Baixe este Artigo Técnico
As Molas Prato são componentes cônicas projetadas para carregamento axial. As molas prato podem ser submetidas a cargas estática de forma contínua ou intermitente, ou ainda ser submetidas a ciclos contínuos de carga dinâmica. O que diferencia as Molas Pratos de outros tipos de molas é a deflexão da mola que em relação a uma determinada carga, é previsível, sendo possível calcular a vida útil mínima. Devido à sua previsibilidade, alta confiabilidade e incomparável tempo de fadiga, as Molas Prato são as molas mais utilizadas em aplicações críticas, como válvulas de segurança, mecanismos de embreagem e freio para elevadores e equipamentos pesados, e suportes amortecedores para tubulações industriais. As Molas Prato podem ser utilizadas individualmente ou empilhadas para fornecerem a força-deflexão requerida por a sua aplicação. Este Artigo Técnico detalha os diferentes métodos de empilhamento de Molas Prato e como determinar a configuração adequada de empilhamento para uma aplicação específica.
Para obter o melhor desempenho da Mola Prato, a deflexão da mola na operação deve ser mantida entre 15% e 75% da deflexão total, pois é nessa faixa que os resultados correspondem mais precisamente com às características teóricas da Mola Prato. Se uma única Mola Prato não for capaz de atender as características de força/deflexão necessárias para a aplicação, é possível empilhar as Molas Prato em série, em paralelo ou de modo combinado para alcançar os requisitos desejados (veja abaixo: Métodos de Empilhamento e
Figura 1).
Métodos de empilhamento
Em Paralelo
Deflexão: Mesma deflexão de uma única mola
Força: Força de uma única mola multiplicada pelo número de molas
Em Série
Deflexão: Deflexão de uma única mola multiplicada pelo número de molas
Força:Mesma força de uma única mola
Em Combinado
Deflexão: Deflexão de uma única mola multiplicada pelo número de molas em série
Força: Força de uma única mola multiplicada pelo número de molas em paralelo em um conjunto
Figura 1
Figura 2
A fricção (atrito) entre as Molas Prato empilhadas em paralelo deve ser levada em consideração. Os fatores que afetam a fricção incluem o número de molas prato empilhadas em paralelo, o valor de deflexão, a lubrificação e o acabamento da superfície das Molas Prato, além dos elementos-guia. Uma tolerância razoável é de 2% a 3% para cada superfície deslizante. A fricção adicional que ocorre nas Molas Pratos empilhadas em paralelo resulta em uma curva de carga/deflexão diferente da curva teórica. As cargas reais são maiores quando é adicionada uma carga e menores quando uma carga é removida. Essa histerese resulta em um efeito de amortecimento que aumenta com molas prato mais espessas ou com maior número de molas prato empilhadas em paralelo (Figura 2).
A fricção (atrito) entre as superfícies deslizantes da mola deve ser minimizada para reduzir o desvio das previsões teóricas e diminuir o calor acumulado que é prejudicial à vida da Mola Prato. As Molas Prato empilhadas em paralelo devem ser lubrificadas com um lubrificante sólido, por exemplo, bissulfeto de molibdênio, e limitadas a um máximo de quatro molas em paralelo. A fricção será menor em uma pilha na vertical do que em uma pilha na horizontal. Em aplicações dinâmicas, há um período de “amaciamento” em que a fricção diminui com o desgaste e consequente polimento do acabamento da superfície deslizante e da superfície de contato.
Ao empilhar as Molas Prato, é possível obter uma ampla gama de características de força/deflexão; a pilha pode ser projetada com curvas de carga específicas para atender aos requisitos da aplicação com possibilidades progressivas e regressivas (Figura 3).
Configuração da pilha
Preferencialmente, a pilha deve ter um número par de Molas Prato, com a borda externa da mola posicionada em cada extremidade da pilha para ajudar na estabilidade. Devido às várias restrições de aplicação, nem sempre é possível usar uma pilha com um número par de Molas Prato. No caso em que a pilha for configurada com um número ímpar de molas, a borda externa da Mola Prato deve ficar orientada para a extremidade em que a força é aplicada – a extremidade móvel da pilha.
Pilhas menores são mais eficientes, o que é particularmente importante em aplicações dinâmicas. Como consequência da fricção entre as Molas Prato e os elementos de guia externo ou interno, as Molas Prato na extremidade móvel da pilha tendem a apresentar maior deflexão do que as Molas Prato na extremidade oposta. Então usar Mola Prato de maior diâmetro reduzirá o número de molas por pilha e a altura total da pilha. Recomenda-se que a altura total da pilha não exceda 3 vezes o diâmetro externo da Mola Prato ou 10 molas em série. Se a aplicação exigir, pilhas mais altas podem/devem ser divididas com arruelas planas para proporcionar estabilidade.
Número Par De Molas
Número ímpar de molas
Guias de pilhas
Para manter as Molas Prato no lugar, as pilhas precisam de guias. O melhor método é um guia interno, como uma haste através do diâmetro interno. Em caso de guia externo, sugere-se uma luva. Em ambos os casos, o componente guia deve ser endurecido a 58 HRC com uma profundidade de, pelo menos, 0,6 mm e acabamento da superfície de ≤ 4 mícrons.
Uma Mola Prato com espessura de 1 mm ou menos pode apresentar problema de estabilidade na superfície de rolamentos. Nesses casos, recomenda-se o uso de Discos Planos/Arruelas intermediários em contato com o diâmetro externo.
Assim que a pilha de Molas Prato for alinhada, deve ser aplicada uma pré-carga leve para manter a pilha na posição. Se isso não for possível, a pilha deve ser colocada na posição horizontal pelo menos uma vez, já que essa manobra também tem o efeito de centralizar as Molas Prato.
Esquerdo: Correcto
Certo: Incorrecto
| De ou Di (mm) | Folga do diâmetro (mm) |
| Até 16 | 0.2 |
| Acima de 16 a 20 | 0.3 |
| Acima de 20 a 26 | 0.4 |
| Acima de 26 a 31.5 | 0.5 |
| Acima de 31.5 a 50 | 0.6 |
| Acima de 50 a 80 | 0.8 |
| Acima de 80 a 140 | 1.0 |
| Acima de 140 a 250 | 1.6 |
Uma vez que o diâmetro das Molas Prato muda quando elas são comprimidas, são recomendados os seguintes valores de folga.
Curvas de carga progressiva
É possível obter o carregamento progressivo ao montar as pilhas de modo que as Molas Prato apresentem deflexão consecutiva ao serem carregadas, o que é conseguido ao:
- Empilhar conjuntos paralelos simples, duplos e triplos em série.
- Empilhar Molas Pratos de várias espessuras em série.
É necessário limitar a compressão da Mola Prato ou conjunto de molas mais fraco para evitar que ela sofra uma compressão excessiva, enquanto as Molas Prato mais fortes, ou os conjuntos em paralelo, ainda estiverem em processo de compressão.
Pré-empilhamento
O empilhamento de Molas Prato em um ambiente de produção é geralmente um processo manual. Dependendo da configuração da pilha, é um processo demorado e com chances de erros na configuração. Então em vez de configurar e empilhar as Molas Prato manualmente, a SPIROL pode fornecer Molas Prato Pré-Empilhadas (lubrificadas ou não). Essas pilhas são embaladas em filme plástico com aba perfurada, permitindo um processo de instalação simples que economiza tempo e ajuda a evitar erros no processo de montagem.
Empilhamentos de mola com curvas de carga de característica progressiva e limitadores de curso para evitar sobrecarga.
Esquerda: Arruelas e anéis
Certa: Luva e limitador
Tem algum problema de fabricação que não consegue resolver? Nossos especialistas em engenharia adoram desafios. Recomendar soluções eficientes para os requisitos de sua aplicação é o que fazemos melhor. Ligue para nós ou preencha o formulário abaixo para entrar em contato conosco!
+55 19 3936 2701