Mola prato

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Universidade Bandeirantes de São Paulo
Campus ABC


Aleksandro Gonçalves

Engenharia – 3º ano

Trabalho de Materiais de Construção Mecânica

Mola de Prato

ABC
2011
Objetivo
O projeto vai nos mostrar a correta seleção do material comercial, no caso a “Mola de Prato”, para seu uso correto principalmente em projetos de máquinas e dispositivos especiais que exigem umaforça de atuação maior com pequenos deslocamentos.
Esta seleção nos ajudará a determinar o material e sua composição adequada para esta atuação e o tratamento térmico adequado para atingir melhor durabilidade, menor esforço físico, boa resistência e degradação lenta.
No exemplo que vamos abranger, no caso, uma calandra laminadora, a mola ajuda a pressionar um cilindrolaminador ao outro, sem que haja um esforço exagerado de operação e também servirá de alívio quando na sua atuação houver corpos estranhos no processo de laminação, afim de proteger os cilindros laminadores que são peças muitos caras em sua fabricação.
Nesta seleção, temos que considerar a sua compressão, quanto à força de atuação de acordo com o seu dimensionamento, para que não tenhaexageros tanto na força aplicada quanto ao tamanho e a estética de projeto.
Não se esquecendo de considerar os aspectos ambientais no processo de fabricação quanto a tratamentos térmicos e químicos, descarte de resíduos e ou refugos.

Introdução
Molas de Prato
A principal característica das molas de prato DIN 2093 é a sua capacidade de gerar uma força elástica elevada, emcomparação com as molas helicoidais tradicionais, em espaços comparativamente pequenos e com deslocamentos também pequenos, se for necessário. Estas anilhas mola sofrem deflexões pequenas sob cargas grandes, havendo a possibilidade de serem montadas em série ou em paralelo, o que nos permite obter maiores deflexões e cargas.

Superfícies de apoio
No caso dos discos com uma espessura a 6 mm, a norma DIN2093 recomenda a sua fabricação com superfícies de apoio. As superfícies de apoio aumentam a zona de contacto entre os pratos, permitindo assim a distribuição de tensões.
Este fato é especialmente relevante no momento da concepção de uma sobreposição com estas molas.
Com base no material selecionado, a mola poderá trabalhar a temperaturas negativas que podem ir até -260° C e positivas até 700°C.Mas existem outros aspectos que também são fundamentais no momento de escolher o material, como as propriedades não magnéticas e a resistência a corrosão.
(Referência bibliográfica: www.molas-belleville.com)

Principais materiais
1- Aço carbono (SAE 1070)
2- Aço cromo- vanádio (SAE 6150)
Na utilização destes aços é necessário ter em conta que as tensões que se verificarão na molade prato com estes materiais, deverão estar em relação com a menor força que estes aços oferecem a temperatura mais elevadas. Caso contrário, ocorreriam uma relaxação da mola superior aos limites permitidos. Além disso, deverá ter se em conta que os módulos de elasticidade de todos os materiais descem quando aumenta temperatura. Normalmente, pode haver a necessidade de reformular a mola de prato. Atabela 1 a seguir mostra as propriedades mecânicas do material dimensionado.

TABELA 1 - AÇO CARBONO SAE 1070
SAE 1070 |
Composição Química: C=0.70%, Mn=0.75%, P=0.04% máx, S=0.05% máx |
Propriedades | Valor em unidade métrica | Valor em unidade US |
Densidade | 7.872*10³ | Kg/m³ | 491.4 | Ib/ft³ |
Módulo de elasticidade | 201 | GPa | 29200 | Ksi |
Expansão Térmica (20° C) |12.1*10e6 | °C-¹ | 6.72*10e6 | In/(in*°F) |
Especificação de temperatura máxima | 490 | J/(kg*K) | 0.117 | BTU/(Ib*°F) |
Condutividade térmica | 51.2 | W/(m*k) | 355 | BTU*in/(hr*ft²*°F) |
Resistência | 1.68*10e7 | Ohm*m | 1.68*10e5 | Ohm*cm |
Tensão de alongamento | 640 | MPa | 92800 | Psi |
Alongamento | 495 | MPa | 71800 | Psi |
Alongamento | 10 | % | 10 | % |
Dureza | 91 | RB | 91...
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