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Molas de lâmina

As molas de lâmina são um dos modelos de molas mais antigos e mais robustos. São utilizadas tanto na construção de veículos como na engenharia mecânica em geral. As suas principais funções são a absorção de cargas, o armazenamento de energia mecânica, o amortecimento de vibrações e a orientação de componentes móveis.

1. Estrutura e construção

Uma mola de lâminas é constituída por várias tiras de aço dobradas e sobrepostas, as chamadas folhas da mola.

• A folha mais comprida é designada por folha principal e tem normalmente ilhós em ambas as extremidades para fixação.

• As folhas mais curtas por baixo são chamadas folhas secundárias ou folhas adicionais e reforçam o efeito da mola.

• Todas as folhas estão ligadas umas às outras no centro por um parafuso central e são muitas vezes fixadas adicionalmente com grampos ou braçadeiras.

Consoante o modelo, uma mola de lâminas pode ser constituída por apenas uma lâmina (por exemplo, mola parabólica) ou por várias lâminas sobrepostas (mola de várias lâminas).

2. Como funcionam

As molas de lâmina funcionam de acordo com o princípio da deformação elástica.
Sob carga, as folhas da mola dobram-se elasticamente e armazenam energia mecânica.
Quando a carga é libertada, voltam à sua forma original e libertam novamente a energia armazenada.

No caso das molas de várias folhas, a fricção entre as folhas individuais também cria uma certa quantidade de amortecimento, que reduz as vibrações e estabiliza o sistema.

3. Materiais

As molas de lâmina são feitas principalmente de aço de mola de alta resistência.
Este caracteriza-se por

• elevada elasticidade

• elevada resistência à fadiga

• boa resistência à rutura e à fadiga

Os modelos modernos também podem ser feitos de materiais compósitos de fibra (por exemplo, plástico reforçado com fibra de vidro) para poupar peso e reduzir a suscetibilidade à corrosão.

4. Tipos de construção

• Mola de várias folhas
  Modelo clássico e robusto com várias folhas sobrepostas. Muito resistente.

• Mola parabólica
  Uma ou duas folhas com uma secção transversal parabólica. Mais leve, menos fricção, maior conforto de condução.

• Mola de lâmina semi-elíptica
  A conceção mais comum, dobrada como uma meia oval.

• Folha de mola elíptica completa
  Duas meias elipses opostas. Raramente utilizado atualmente.

5. Áreas de aplicação

Construção de veículos:

• Camiões, carrinhas, veículos todo-o-terreno

• Pick-ups

• Reboques

• Máquinas agrícolas e de construção

• modelos de automóveis antigos

Construção mecânica:

• suportes elásticos para agregados

• Dispositivos de fixação e de retenção

• Elementos de restauração em prensas e punções

• Isolamento de vibrações em estruturas de máquinas

• Sistemas de segurança e de proteção contra sobrecargas

• Válvulas, flaps e sistemas de aceleração

• Guias de precisão e mecanismos de flexão

6. Aplicação de molas de lâmina na engenharia mecânica

As molas de lâmina são utilizadas como elementos funcionais elásticos na engenharia mecânica, onde cumprem uma variedade de tarefas:

a) Fixações e suportes resistentes
Para a montagem elástica de componentes, por exemplo, para

• Suspensões de motores e unidades

• Compensação de tolerâncias dimensionais

• alterações térmicas de comprimento

Permitem uma cedência controlada sem folga.

b) Dispositivos de força e de fixação

As molas de lâminas servem como:

• Elementos de pré-tensão

• Elementos de reposição

• Acumuladores de força

Exemplos:

• Garras de fixação

• Dispositivos de retenção

• Mecanismos de reposição em máquinas-ferramentas

c) Amortecimento de vibrações e absorção de choques

Utilização em:

• Sistemas de transporte

• Estruturas de máquinas

• mecanismos de proteção contra sobrecargas

Reduzem as amplitudes de vibração e prolongam a vida útil da máquina.

d) Elementos de guia e de posicionamento (mecanismos de flexão)

Em máquinas de precisão:

• guias paralelas sem folga

• Rolamentos giratórios

• Sistemas de posicionamento fino

Vantagens:
sem atrito, sem folga, sem necessidade de lubrificação.

e) Sistemas de segurança e de proteção contra sobrecargas
Utilizar como:

• elementos mecânicos de segurança

• embraiagens de sobrecarga

• Suportes de emergência

Limitam as forças e evitam danos estruturais.

f) Tecnologia de válvulas e mecanismos de dobragem
Funções de rearme e retenção em:

• Válvulas de segurança

• Válvulas de borboleta

• sistemas de ar e fluidos com mola

7. Vantagens

• capacidade de carga muito elevada

• conceção simples e robusta

• design compacto com força elevada

• caraterísticas de mola definíveis

• amortecimento integrado (para molas multi-folhas)

• manutenção reduzida

• possibilidade de movimento sem folgas (em engenharia mecânica)

• produção económica

8. Desvantagens

• mais pesadas do que as molas helicoidais

• menor conforto de condução

• Suscetibilidade à corrosão

• A fricção pode causar ruído

• orientação menos precisa das rodas a alta velocidade

9. Resumo

As molas de lâminas são elementos de suspensão versáteis e duradouros na engenharia mecânica e de veículos.
Assumem as tarefas de absorção de carga, amortecimento, armazenamento de força, controlo de movimento e retorno.

Na construção de veículos, são particularmente adequadas para cargas elevadas, enquanto que na engenharia mecânica são utilizadas como acumuladores de força, elementos de restauração, elementos de amortecimento, guias de precisão e componentes de segurança.

Apesar das alternativas modernas, as molas de lâmina continuam a ter um lugar firme na tecnologia atual devido à sua robustez, fiabilidade e rentabilidade.

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