mola de compressão a cerregamento estático

UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA - JOAÇABA - SC

ELEMENTOS DE MÁQUINAS II

ALUNOS: HEIDER TEIXEIRA ROCHA - PAOLA DEBASTIANI

PROBLEMA

A) Mola de compressão 1

B) Mola de compressão 2

A resolução dos problemas encontram-se em Visual BasicPara ver a solução vá na guia Desenvolvedor e depois em Código fonte

Prof. Douglas Roberto Zaions, MSc.

Uma mola de compressão de fio musical de serviço estático é necessária para suportar uma carga de 20 lbf (após ser comprimida 2 in (50,8 mm). A altura sólida da mola não deve exceder a 1 1/2 pol (O comprimento livre não deve exceder a 4 in (101,6 mm). O fator de segurança estático deve ser maior ou igual a Para linearidade robusta, use uma sobrevolta fracionária de 0,15. Existem duas molas a serem projetadas.




PROBLEMA


Uma mola de compressão de fio musical de serviço estático é necessária para suportar uma carga de 20 lbf (88,96 N) mm). A altura sólida da mola não deve exceder a 1 1/2 pol (38 mm).

mm). O fator de segurança estático deve ser maior ou igual a 1,2.. Existem duas molas a serem projetadas.

PROBLEMA

Prof. Douglas Roberto Zaions(0xx49) 522 - 2314




Planilha para dimensionamento de Molas de Compressão submetidas a carga estática

Nomenclatura

ƺ Folga fracionária até o fechamento

d fio Diâmetro do fio da mola

D médio Diâmetro médio da mola

D interno Diâmetro interno da mola

D externo Diâmetro externo da mola

C Ìndice de curvatura

Na Nùmero de espiras ativas

Nt Nùmero total de espiras

Ls Comprimento sólido

Lo Comprimento livre

(Lo)cr Comprimento crítico

A Constante

m Expoente "m"

Sut Resistência atração

Sy Resistência ao escoamento

Kb Fator de Bergstrasser

n Coeficiente de segurança

fom Figure of merit

F max Força Màxima aplicada

cr Custo relativo do material

G Módulo de rigidez do material

CONSIDERAÇÕES DE PROJETO

cr 2.6 Tabela: 1.2Fmax 88.96 N

Deflexão máxima (Y) 50.8 mmFolga diametral 1.27 mm

Comrpimento livre < 101.6 mmn >= 1.2 mm

G 81 Gpa Tabela: 1.4

ƺ 0.15

1 - Dados da mola de compressãoD eixo 19.05 mmfolga 1.27 mm Fio musical A228d fio 2.159 mm

D médio 22.479 mmD interno 20.32 mmD externo 24.638 mm

2 - Cálculo do Ìndice de Curvatura "C"


CASO 1) A mola deve operar sobre um eixo de 19,05 mm com uma tolerância diametral de 1,27 mm.

CLIQUE PARA CÁLCULAR


Onde: C Ìndide de curvaturaDm Diâmetro médio (mm)Df Diâmetro do fio (mm)

C 10.411765

3- Cálculo do SutOnde: Sut Resistência a tração (Mpa)

A m A Constante2211 0.145 df Diâmetro do fio (mm)

m Expoente

Sut 1977.5256 Mpa

4- Cálculo do SyOnde: Sut Resistência a tração (Mpa)

Sy Resistência ao escoamento (Mpa)

Sy 889.88651 Mpa

5- Cálculo do número de espiras ativasOnde: Na Número de espiras ativas

G Módulo de rigidez (Gpa)df Diâmetro do fio (mm)Y Deflexão máxima (mm)Dm Diâmetro médio (mm)

Na 11.059706 Fmax Força máxima (N)

6- Cálculo do número de espiras totaisOnde: Nt Número de espiras totais

Na Número de espiras ativas

Nt 13.059706

7 - Cálculo do comprimento sólidoOnde: d Diâmetro do fio (mm)

Nt Número de espiras totaisLs Comprimento sólido (mm)

Tabela : 1.5

Ls 30.354905 mm

8 - Cálculo do valor de BergstrasserOnde: C Ìndice de curvatura


Kb 1.129376


9 - Cálculo do valor do comprimento livreOnde: Lo Comprimento livre (mm)

Y Deflexão máximaLs Comprimento sólido (mm)


Lo 88.774905 mm

10 - Cálculo da tensão na molaOnde: Kb Fator de Bergstrasser


Fmax Força máxima (N)C Ìndice de curvaturadf Diâmetro do fio (mm)

T 657.20844 Mpa π 3.141593

11 - Cálculo do fator de segurançaOnde: Ssy Resistência ao escoamento (Mpa)

T Tensão na mola (Mpa)


ESTA DE ACORDO

n 1.35404

12 - Cálculo do custo do qual será fabricado a molaOnde: fom Figure of merit

Nt Número total de espirasDm Diâmetro médio do fio (mm)cr Custo relativo do materiald Diâmetro do fio (mm)

Y Deflexão máxima (mm)

fom -0.45

13 - Cálculo da constante elástica da molaOnde: K Constante da mola (N/m)

F Força aplicada (N)Y Deflexão máxima (mm)

K 1751.1811 N/m



ALUNOS: HEIXER TEIXEIRA ROCHA - PAOLA..............

Planilha para dimensionamento da Mola de Compressão



cr 2.6Fmax 88.96 N



G 81 Gpa

ƺ 0.15D eixo 19.05 mm

MOLA DE COMPRESSÃO

d fio 2.159 mmD médio 22.479 mmD interno 20.32 mmD externo 24.638 mm

C 10.411765Ls 30.354905 mmSut 1977.5256 MpaSsy 889.88651 MpaNa 11.059706Nt 13.059706KB 1.129376Lo 88.774905 mmn 1.35404Ts 657.20844 Mpa

fom -0.44593








CASO 1) A mola deve operar sobre um eixo de 19,05 mm com uma tolerância


Ìndide de curvaturaDiâmetro médio (mm)Diâmetro do fio (mm)

3- Cálculo do SutResistência a tração (Mpa)

Diâmetro do fio (mm)

4- Cálculo do SyResistência a tração (Mpa)Resistência ao escoamento (Mpa)

5- Cálculo do número de espiras ativasNúmero de espiras ativasMódulo de rigidez (Gpa)Diâmetro do fio (mm)Deflexão máxima (mm)Diâmetro médio (mm)

Força máxima (N)

6- Cálculo do número de espiras totaisNúmero de espiras totaisNúmero de espiras ativas

7 - Cálculo do comprimento sólidoDiâmetro do fio (mm)Número de espiras totaisComprimento sólido (mm)

8 - Cálculo do valor de BergstrasserÌndice de curvaturaFator de Bergstrasser


9 - Cálculo do valor do comprimento livreComprimento livre (mm)Deflexão máximaComprimento sólido (mm)

Folga fracionária até o fechamento

10 - Cálculo da tensão na molaFator de Bergstrasser


Força máxima (N)Ìndice de curvaturaDiâmetro do fio (mm)

11 - Cálculo do fator de segurançaResistência ao escoamento (Mpa)

Tensão na mola (Mpa)

Coeficiente de segurança

12 - Cálculo do custo do qual será fabricado a molaFigure of merit

Número total de espirasDiâmetro médio do fio (mm)Custo relativo do materialDiâmetro do fio (mm)

Deflexão máxima (mm)

13 - Cálculo da constante elástica da molaConstante da mola (N/m)

Força aplicada (N)Deflexão máxima (mm)








ALUNOS: HEIXER TEIXEIRA ROCHA - PAOLA DEBASTIANI


Nomenclatura


d fio Diâmetro do fio da mola

D médio Diâmetro médio da mola

D interno Diâmetro interno da mola

D externo Diâmetro externo da mola

C Ìndice de curvatura

Na Nùmero de espiras ativas

Nt Nùmero total de espiras

Ls Comprimento sólido

Lo Comprimento livre

(Lo)cr Comprimento crítico

A Constante

m Expoente "m"

Sut Resistência atração

Sy Resistência ao escoamento



fom Figure of merit

F max Força Màxima aplicada

cr Custo relativo do material

G Módulo de rigidez do material

CONSIDERAÇÕES DE PROJETOcr 2.6 Tabela: 1.2

Fmax 88.96 NDeflexão máxima (Y) 50.8 mm

Folga diametral 1.27 mmComrpimento livre < 101.6 mm

n >= 1.2G 81 Gpa Tabela: 1.4

ƺ 0.15

1 - Dados da mola de compressãoD furo 25.4 mm


CASO 2) A mola deve operar em um furo de 25,4 mm com uma tolerância diametral de 1,27 mm, para vitar interferência devido a

dilatação do diâmetro da mola.

folga 1.27 mm Fio musical A228d fio 2.159 mm

D médio 21.971 mmD interno 19.812 mmD externo 24.13 mm


Onde: C Ìndide de curvaturaDm Diâmetro médio (mm)Df Diâmetro do fio (mm)

C 10.176471

3- Cálculo do Sut

Onde: Sut Resistência a tração (Mpa)A m A Constante

2211 0.145 df Diâmetro do fio (mm)m Expoente

Sut 1977.5256 Mpa

4- Cálculo do SyOnde: Sut Resistência a tração (Mpa)

Sy Resistência ao escoamento (Mpa)

Sy 889.88651 Mpa

5- Cálculo do número de espiras ativasOnde: Na Número de espiras ativas

G Módulo de rigidez (Gpa)df Diâmetro do fio (mm)Y Deflexão máxima (mm)Dm Diâmetro médio (mm)

Na 11.844727 Fmax Força máxima (N)

6- Cálculo do número de espiras totaisOnde: Nt Número de espiras totais

Na Número de espiras ativas

Nt 13.844727

7 - Cálculo do comprimento sólidoOnde: d Diâmetro do fio (mm)

Nt Número de espiras totais

CLIQUE PARA CÁLCULAR

Ls Comprimento sólido (mm)

Tabela : 1.5

Ls 32.049766 mm

8 - Cálculo do valor de Bergstrasser

Onde: C Ìndice de curvaturaKb Fator de Bergstrasser

Kb 1.1326053

9 - Cálculo do valor do comprimento livre

Onde: Lo Comprimento livre (mm)Y Deflexão máximaLs Comprimento sólido (mm)


Lo 90.469766 mm

10 - Cálculo da tensão na mola

Onde: Kb Fator de Bergstrasser


Fmax Força máxima (N)C Ìndice de curvaturadf Diâmetro do fio (mm)

T 644.19304 Mpa π 3.141593

11 - Cálculo do fator de segurançaOnde: Ssy Resistência ao escoamento (Mpa)

T Tensão na mola (Mpa)


ESTA DE ACORDO

n 1.381397

12 - Cálculo do custo do qual será fabricado a molaOnde: fom Figure of merit

Nt Número total de espirasDm Diâmetro médio do fio (mm)cr Custo relativo do material

d Diâmetro do fio (mm)

Y Deflexão máxima (mm)

fom -0.46

13 - Cálculo da constante elástica da molaOnde: K Constante da mola (N/m)

F Força aplicada (N)Y Deflexão máxima (mm)

K 1751.1811 N/m





cr 2.6Fmax 88.96 N



G 81 Gpa

ƺ 0.15D eixo 25.4 mm

MOLA DE COMPRESSÃO

d fio 2.159 mmD médio 21.971 mmD interno 19.812 mmD externo 24.13 mm

C 10.176471Ls 32.049766 mmSut 1977.5256 MpaSsy 889.88651 MpaNa 11.844727


Nt 13.844727KB 1.1326053Lo 90.469766 mmn 1.3813973Ts 644.19304 Mpa

fom -0.462052



ALUNOS: HEIXER TEIXEIRA ROCHA - PAOLA DEBASTIANI




Diâmetro médio (mm)

3- Cálculo do Sut

Resistência a tração (Mpa)

4- Cálculo do SyResistência a tração (Mpa)Resistência ao escoamento (Mpa)

5- Cálculo do número de espiras ativasNúmero de espiras ativasMódulo de rigidez (Gpa)

Deflexão máxima (mm)Diâmetro médio (mm)

6- Cálculo do número de espiras totaisNúmero de espiras totaisNúmero de espiras ativas

7 - Cálculo do comprimento sólido

Número de espiras totais

Comprimento sólido (mm)

8 - Cálculo do valor de Bergstrasser

Fator de Bergstrasser

9 - Cálculo do valor do comprimento livre

Comprimento livre (mm)

Comprimento sólido (mm)


10 - Cálculo da tensão na mola

Fator de Bergstrasser


11 - Cálculo do fator de segurançaResistência ao escoamento (Mpa)

Tensão na mola (Mpa)

Coeficiente de segurança

12 - Cálculo do custo do qual será fabricado a molaFigure of merit

Número total de espirasDiâmetro médio do fio (mm)Custo relativo do material


13 - Cálculo da constante elástica da molaConstante da mola (N/m)







UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA - JOAÇABA - SCCENTRO TECNOLÓGICO

ELEMENTOS DE MÁQUINAS IIManutenção de Elementos de Máquinas


Planilha para seleção dos dados da mola

1 - Seleção do tipo de mola

2 - Determinação do expoente "m" e a constante "A"


3- Formulas para dimensões de molas de compressão

4- Tipos de extremidades em molas de compressão

mola de compressão a cerregamento estático

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