O que é uma mola de disco e tipos de molas de disco

A mola de disco, também conhecida como arruela de mola Belleville, foi inventada pelo francês Belleville. Tem forma cónica e pode ser utilizada em série única ou múltipla ou em paralelo, com apoio ao longo das bordas externas superior e inferior. A carga estática ou dinâmica de ação axial é comprimida e deformada até ser achatada para armazenar energia como carga viva. Conversão automática para a carga de compressão adicional necessária para a vedação, se necessário, para reduzir os requisitos de aperto contínuo das juntas e enchimentos.

princípio

A mola de disco é uma mola especial que é afunilada na direção axial e suporta a carga. Após a carga ser deformada, poupa uma certa energia potencial. Quando o parafuso está solto, a mola de disco liberta parte da energia potencial para manter a pressão entre as ligações da flange. A distribuição de tensões da mola de disco é reduzida uniformemente do interior para o exterior, o que pode alcançar o efeito de baixo curso e elevada força de compensação.

Características

1. Elevada rigidez, forte capacidade de absorção de choques, pode suportar grandes cargas com pequena deformação, adequada para ocasiões com pequenos requisitos de espaço axial.
2. Com características de rigidez variável, esta mola tem uma ampla gama de características não lineares.
3. Com a mesma combinação de molas de disco, as características da mola podem variar numa ampla gama. Pode ser adotada a combinação da combinação e da sobreposição, ou pode ser empregue uma combinação de diferentes espessuras, diferentes números de folhas e semelhantes.
4. Quando sobrepostas, quanto maior o número de molas, maior a carga em relação à mesma deformação.

característica

◆ Curso curto e carga pesada
◆ Pequeno espaço necessário
◆ Fácil de usar em combinação
◆ Fácil de reparar e alterar
◆ Elevada economia e segurança
◆ Longa vida útil

Material de fabrico da mola de disco

As molas de disco são maioritariamente fabricadas a partir de tira laminada a frio ou a quente, chapa ou esboço forjado (relação de forjamento não inferior a 3). Os materiais são comummente utilizados em aços para molas, como 60S2MA e 50CVA. Para espessuras superiores a 1,1, também pode ser utilizado aço de alto carbono.
Para os requisitos de desempenho do material da mola de disco [1], deve ter elevado limite de resistência, limite de cedência, limite elástico e limite de fadiga após tratamento térmico, e é exigido que tenha elevada tenacidade ao impacto, tenacidade e a mais elevada relação de cedência possível. Para satisfazer o desempenho acima referido, a maioria dos fabricantes nacionais e internacionais utiliza tira ou chapa de aço de alta qualidade laminada a frio ou a quente. Quando a espessura da mola de disco é superior a 6 mm, utiliza-se o esboço forjado. O tipo de aço é principalmente aço para molas de baixa liga de médio carbono (aço para molas ao manganês ou cromo-vanádio) e aço para molas de carbono de alta qualidade.
Como a China tem um elevado teor de manganês e menos crómio e vanádio, a mola de disco da China utiliza principalmente 60Si2MnA. Em comparação com o 50Cr2, a temperabilidade, a estabilidade ao revenido e a tenacidade ao impacto do 50CrVA são melhores do que o 60Si2MnA, mas o 50CrVA é mais caro. Para ocasiões com elevados requisitos de fadiga.

Tipo principal de mola de disco

(1) Mola de disco comum [2], mola de disco de secção trapezoidal, secção trapezoidal afunilada. Molas de disco: Simples na forma e estrutura, e amplamente utilizadas. Podem ser utilizadas em grupos de molas de disco simples, em linha, sobrepostos ou compostos, e podem suportar cargas estáticas ou variáveis. Podem ser utilizadas como forte mola de amortecimento e absorção de choques em máquinas pesadas e aeronaves, artilharia e outras armas.
(2) Mola de diafragma: É utilizada principalmente na embraiagem do automóvel, e funciona através do dedo de separação e da mola de disco.
(3) Arruela ondulada: É amplamente utilizada em vedações mecânicas, e pode ser ainda mais desenvolvida numa mola ondulada espiral.
(4) Molas de disco ranhuradas: geralmente utilizadas em embraiagens, como tornos, automóveis e tratores.
(5) Mola de disco em forma de disco: A secção transversal tem uma forma de disco, que é deformada após ser carregada e se torna numa forma de cone truncado. A estrutura é simples, a rigidez é elevada, e é utilizada para ocasiões com requisitos especiais.
(6) Mola de disco espiral: Com as características duplas de mola de disco e mola helicoidal, podem ser obtidos diferentes requisitos de rigidez.
(7) Mola cilíndrica ondulada (mola ondulada): Ao utilizar uma arruela ondulada sobreposta numa forma cilíndrica, pode ser obtida uma grande deformação.

Mola de disco combinada

A capacidade de carga e a deformação de uma única mola de disco são limitadas, e na maioria das vezes é utilizada em grupos. Com diferentes combinações, podem ser obtidas várias características para satisfazer diferentes requisitos de desempenho.
Ao utilizar a mola de disco [3], para evitar o deslizamento lateral da mola de disco quando é carregada, a mola de disco deve ter um mandril de guia ou manga de guia. Como a mola de disco é deformada, os diâmetros interno e externo irão variar. As molas são fabricadas de diferentes formas com diferentes diâmetros internos e externos. Em circunstâncias normais, deve haver uma certa folga entre o disco e a guia. Também deve haver lubrificação entre o disco e a guia, e a dureza superficial da guia deve ser superior à do disco.
O modo e as características da combinação de molas de disco
1 mola de combinação empilhada.
2 pares de molas combinadas.
3 molas de combinação composta.
O grupo de borboletas [4] permite que as características da mola variem numa ampla gama. Na combinação, composição e sobreposição, é adotado o método de sobreposição, e a superfície laminada tem amortecimento por fricção, e a absorção de choques e o consumo de energia são mais significativos. Em relação à mesma deformação, quanto maior o número de borboletas, maior a carga.

aplicação

Numa grande gama, as molas de disco estão a substituir as molas helicoidais cilíndricas. Comummente utilizadas em máquinas pesadas (como prensas) e canhões, aeronaves e outras armas, como forte mola de amortecimento e absorção de choques, como mola de compressão para embraiagens de automóveis e tratores e válvulas de segurança, e como componente de armazenamento de energia para equipamentos móveis.
Desvantagens: O desvio de carga é difícil de garantir.
As molas de disco podem ser classificadas em três categorias de acordo com a forma da secção transversal: uma mola de disco comum (com secção transversal retangular), uma mola de disco com ranhura radial e uma mola de disco trapezoidal. As molas de disco comuns dividem-se em dois tipos: uma superfície de apoio e uma superfície sem apoio; uma mola de disco com ranhura radial é formada com base numa mola de disco comum, e várias ranhuras uniformemente distribuídas são abertas na direção radial, e a ranhura pode ser aberta no orifício interior na direção do círculo exterior, e também pode ser aberta do círculo exterior para o orifício interior; a mola de disco de secção trapezoidal pode ser dividida em dois tipos: o tipo em que a espessura da borda interior é maior do que a espessura da borda exterior e o tipo em que a espessura da borda interior é menor do que a espessura do círculo exterior.
Como a quantidade de deformação e o valor de carga da mola de disco de placa única frequentemente não satisfazem os requisitos de utilização, pode ser utilizada em grupos para formar um conjunto de molas de disco (coluna). As combinações típicas são: molas de disco de combinação laminada, molas de disco compostas e outras molas de disco combinadas.

Em comparação com as molas helicoidais cilíndricas, as molas de disco têm as seguintes características:

Primeiro, a curva característica de deformação sob carga é não linear.
Segundo, a mola de disco tem a forma de uma folha fina, que é fácil de formar um conjunto, e pode ser montada e substituída por blocos de construção, trazendo assim conveniência à manutenção.
Terceiro, a mola de disco com ranhura radial tem características de rigidez zero. Esta característica pode ser utilizada em aplicações onde é necessária uma gama de deformações para manter uma força de mola substancialmente constante.
Quarto, o desempenho de absorção da mola de disco não é inferior ao da mola helicoidal cilíndrica; quando é utilizada a combinação empilhada, devido à fricção entre as molas de disco, há maior amortecimento, dissipando a energia de impacto.

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