Calculadora de mola de compressão
Constante da mola, carga, tensão de cisalhamento com correção de Wahl, altura sólida e flambagem a partir do arame, diâmetro médio, espiras ativas e material
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Constante da mola, carga, tensão de cisalhamento corrigida por Wahl, altura sólida e verificação de flambagem de uma mola helicoidal de compressão a partir do diâmetro do arame, diâmetro médio, espiras ativas e material, com um esboço e uma reta carga-deflexão.
Como usar
- Informe "Diâmetro do arame d", "Diâmetro médio D" (ou mude "Diâmetro informado" para "Diâmetro externo") e "Espiras ativas Na".
- Escolha o "Tipo de extremidade" e informe o "Comprimento livre L0"; deixe em branco para pular as verificações de altura sólida e flambagem.
- Escolha um "Material"; o "Módulo de cisalhamento G" é preenchido com um valor representativo que você pode editar.
- Em "Condição de trabalho" escolha "Deflexão conhecida" ou "Carga conhecida", informe o valor e leia a "Constante da mola k", as tensões e os avisos.
Como funciona
- k = G·d⁴ ÷ (8·D³·Na), F = k·x, τ = Kw × 8·F·D ÷ (π·d³), fator de Wahl Kw = (4C − 1)/(4C − 4) + 0.615/C, índice da mola C = D/d. Espiras totais e altura sólida dependem do tipo de extremidade (tabela 10-1 de Shigley).
- A resistência à tração é estimada como Rm = A ÷ dᵐ (tabela 10-4 de Shigley); o limite de cisalhamento estático é 45 % de Rm para aço-carbono trefilado a frio, 50 % para temperado e revenido e 35 % para inoxidável e não ferroso. O limite de flambagem do comprimento livre é 2.63·D/α.
- Todos os valores são estimativas; vida em fadiga e assentamento não são considerados.
Perguntas frequentes
- Como a constante da mola é calculada?
- k = G·d⁴ ÷ (8·D³·Na). Arame de piano (G = 81 GPa), arame de 2 mm, diâmetro médio de 20 mm e 10 espiras ativas dão k = 81000 × 16 ÷ (8 × 8000 × 10) = 2.025 N/mm.
- Por que multiplicar pelo fator de Wahl?
- A tensão no lado interno da espira é maior por causa da curvatura. O fator de Wahl corrige esse efeito e o cisalhamento direto: cerca de 1.145 com índice da mola 10 e 1.25 com índice 6.
- Qual índice da mola devo buscar?
- Normalmente de 4 a 12. Abaixo de 4 a mola é difícil de enrolar; acima de 12 as espiras se emaranham e as dimensões variam.
- Quando uma mola de compressão flamba?
- Quando o comprimento livre excede 2.63·D/α: cerca de 5.26 diâmetros médios com ambas as extremidades fixas e paralelas (α = 0.5), cerca de 1.3 com uma extremidade livre (α = 2). Molas mais longas precisam de uma haste ou tubo guia.