— Tipo
Mola helicoidal de passo aberto que se opõe a uma carga axial.
Molas de
compressão
Molas helicoidais de passo aberto que se opõem a uma carga axial: ao serem comprimidas armazenam energia e devolvem-na como força de retorno.
São o tipo de mola mais utilizado na indústria. O seu comportamento ajusta-se combinando alguns parâmetros geométricos e de material.
Tipo
Helicoidal · passo aberto
Constante
k = F/x · linear
Extremidades
Fechada / aberta · retificada
Material
Aço · inox · ligas
01
O que é uma mola de compressão e como funciona
As molas de compressão, designadas compression springs na terminologia técnica internacional, são molas helicoidais de passo aberto concebidas para se oporem a uma força axial. Ao aplicar-se uma carga que tende a encurtá-las, as espiras armazenam energia e, ao retirá-la, a mola recupera o seu comprimento exercendo uma força de retorno.
São o tipo de mola mais comum na indústria: estão presentes em todo o tipo de mecanismos, desde uma esferográfica até maquinaria pesada, válvulas, automóvel, eletrodomésticos ou ferramentas.
A sua versatilidade resulta de carga, curso e rigidez se ajustarem combinando alguns parâmetros geométricos e de material. A mesma família de mola cobre desde forças mínimas de um contacto elétrico até cargas elevadas em suspensão ou matrizaria.
— Especificações gerais
— Secção de fio
Redonda (secção quadrada em aplicações de alta frequência).
— Comportamento
Aproximadamente linear: F = k · x (carga proporcional à deflexão).
— Constante elástica
k = (G·d⁴) / (8·Dm³·Na), onde G é o módulo de cisalhamento.
— Índice da mola
C = Dm / d · gama prática 4–12, ideal 6–10.
— Extremidades
Fechada e retificada · fechada · aberta · aberta retificada.
— Materiais
Aço ao carbono · inox 302 / 316 / 17-7 PH · crómio-Si/V · bronze.
— Fabrico
Séries normalizadas ou totalmente à medida sob desenho.
02
Parâmetros de projeto
O comportamento de uma mola de compressão define-se por um conjunto de parâmetros relacionados entre si. A sua seleção prática combina o alojamento disponível com a força requerida no ponto de trabalho.
| Parâmetro | Símbolo | Influência |
|---|---|---|
| Diâmetro de fio | d | O mais influente: a rigidez varia com a 4.ª potência do diâmetro. |
| Diâmetro médio de espira | Dm | Quanto maior o diâmetro, menor a rigidez. |
| Número de espiras ativas | Na | Quantas mais espiras ativas, menor rigidez e maior curso. |
| Constante elástica (spring rate) | k = F/x | Força necessária por unidade de deflexão. |
| Índice da mola | C = Dm/d | Condiciona a fabricabilidade; gama prática 4–12, ideal 6–10. |
| Comprimento livre / de bloco | L₀ / Lc | Comprimento sem carga / com as espiras em contacto total. |
As cotas básicas que definem uma mola de compressão: diâmetro de fio (Ø d), diâmetro exterior (De) e médio (Dm), comprimento livre (L₀), passo (p) e número de espiras ativas (Na).
Constante elástica · spring rate
k = (G·d⁴) / (8·Dm³·Na)
A curva força-curso é aproximadamente linear (F = k · x). Como a rigidez depende de d⁴, um erro de 1 % no diâmetro de fio altera a rigidez em cerca de 8 %: a tolerância do fio é crítica.
O índice da mola (C = Dm/d) condiciona o fabrico: abaixo de 4 as espiras são difíceis de enrolar; acima de 12 a mola tende a encurvar e a emaranhar-se. A gama ideal situa-se entre 6 e 10.
O declive da reta é a constante elástica k. Ao aumentar o diâmetro de fio (Ø d·1,2) a reta inclina-se: a rigidez cresce com a 4.ª potência do diâmetro.
03
Tipos de extremidades
O tipo de extremidade determina como a mola se assenta, como se distribui a carga e se necessita de guia. Resulta da combinação de duas decisões independentes: o passo das espiras finais e o acabamento da face de apoio.
Eixo 1 · passo das espiras finais
Fechada: o passo das últimas espiras reduz-se até a espira final tocar na anterior, criando uma base estável. Aberta: o passo mantém-se constante até à ponta — menor altura de bloco, mas requer pré-carga.
Eixo 2 · acabamento da face de apoio
Retificada: a face final é maquinada plana e perpendicular ao eixo, com uma superfície de apoio contínua (270°–330°). Não retificada: a mola apoia sobre o canto redondo do fio, com contacto em menos pontos — mais económica.
passo ↓ · face →
Não retificada
apoio redondo
Retificada
face plana de apoio
Fechada
passo reduzido
Fechada não retificada
closed
Económica; habitual em fios finos e uso geral.
Fechada e retificada
closed & ground
Máximo esquadro e assentamento; precisão e longa vida à fadiga.
Aberta
passo constante
Aberta
open / plain
Menor altura de bloco, maior curso; requer pré-carga.
Aberta e retificada
open & ground
Baixa altura de bloco com superfície de apoio plana.
Nota
Para cargas precisas e longa vida à fadiga especifica-se fechada e retificada: oferece o melhor esquadro (dentro de 3° em posição livre) e menor encurvadura, em troca de um custo de maquinagem adicional. Em fios muito finos ou cargas pouco exigentes, fechada não retificada é suficiente e mais económica.
Vamos falar do seu projeto?
Indique-nos carga, comprimento de trabalho, deflexão, diâmetros disponíveis e ambiente de serviço — a nossa equipa de engenheiros irá assessorá-lo no dimensionamento da mola de compressão ideal. Fabricante desde 1974.
04
Encurvadura e guiamento
A encurvadura (buckling) é o risco de uma mola esbelta fletir lateralmente ao ser comprimida. Como regra prática, surge quando o comprimento livre ultrapassa cerca de 4 vezes o diâmetro médio. Para a evitar:
-
Guiar a mola
Sobre uma haste ou dentro de um tubo (com lubrificação para reduzir o atrito).
-
Extremidades fechadas e retificadas
Melhoram o esquadro e o assentamento, reduzindo a tendência para a encurvadura.
-
Perfis de maior estabilidade lateral
Cónico ou em barril quando o espaço e a esbelteza o exigem.
Ressonância · surge
Em aplicações dinâmicas de alta frequência convém ainda vigiar a ressonância (surge): mitiga-se com passo variável em algumas espiras, molas encaixadas (uma dentro da outra) ou fio de secção quadrada.
Uma mola esbelta sem guia flete lateralmente (esquerda); guiada sobre uma haste, mantém-se reta sob carga (direita).
05
Materiais
As molas de compressão fabricam-se numa ampla gama de materiais consoante a carga, o ambiente e os ciclos de trabalho. Para ambientes húmidos, marinhos ou de processamento alimentar, o aço inoxidável (302, 316, 17-7 PH) é a opção habitual; para esforços elevados e ciclos exigentes, as ligas de crómio-silício e crómio-vanádio oferecem o melhor comportamento à fadiga.
Materiais consoante o ambiente
| Material | Designação | Aplicação |
|---|---|---|
| Fio de piano (music wire) | ASTM A228 | Alta resistência, ambientes secos; melhor relação custo-desempenho |
| Aço estirado a frio (hard drawn) | ASTM A227 | Uso geral, cargas estáticas |
| Aço temperado em óleo (oil tempered) | ASTM A229 | Cargas médias e dinâmicas |
| Aço ao crómio-silício | ASTM A401 | Alta tensão, temperatura e choque |
| Aço ao crómio-vanádio | ASTM A231 | Fadiga e impacto |
| Aço inoxidável 302 / 316 / 17-7 PH | — | Corrosão, ambientes marinhos, alimentar |
| Bronze fosforoso / cobre-berílio | — | Condutividade elétrica, ambientes corrosivos |
06
Aplicações industriais
Como mola mais versátil, a de compressão surge em praticamente qualquer setor. Para a dimensionar —carga a um comprimento de trabalho dado, deflexão, diâmetros disponíveis, material e tipo de extremidades—, a equipa técnica da Surisa, fabricante especializada desde 1974, oferece apoio de engenharia sem custo.
Automóvel e maquinaria
Válvulas, embraiagens, amortecimento e suspensão.
Válvulas e atuadores
Retorno e pré-carga em sistemas hidráulicos e pneumáticos.
Eletrodomésticos e eletrónica
Botões de pressão, contactos e mecanismos de retorno.
Ferramentas e matrizaria
Extratores, prensores e retornos em moldes e cunhos.
Bens de consumo
Esferográficas, fechos e dispensadores.
07
Preguntas frecuentes
01 O que é uma mola de compressão e como funciona?
Uma mola de compressão (compression spring) é uma mola helicoidal de passo aberto que se opõe a uma carga axial: ao comprimi-la, as espiras armazenam energia e, ao retirar a carga, recupera o seu comprimento exercendo uma força de retorno. É o tipo de mola mais comum na indústria. O seu comportamento define-se pela constante elástica (k = F/x), que indica a força necessária por cada unidade de deflexão.
02 De que depende a rigidez (constante elástica) de uma mola de compressão?
De quatro fatores principais: o diâmetro de fio (o mais influente, já que a rigidez varia com a quarta potência do diâmetro), o diâmetro médio da espira, o número de espiras ativas e o módulo do material. A relação é k = (G·d⁴)/(8·Dm³·Na). Por isso um pequeno erro no diâmetro de fio altera muito a rigidez: um desvio de 1 % no fio altera a constante em cerca de 8 %.
03 Que tipos de extremidades existem e qual escolher?
Os principais são: fechada e retificada (máximo esquadro e assentamento, ideal para precisão e alta fadiga), fechada não retificada (económica, uso geral e fios finos), aberta (menor altura de bloco, requer pré-carga) e aberta retificada (casos específicos de baixa altura com apoio plano). O tipo de extremidade afeta o comprimento livre, a altura de bloco e o número de espiras ativas, pelo que influencia também a força. Para cargas precisas, o habitual é fechada e retificada.
04 Como se evita que uma mola de compressão encurve?
A encurvadura (flexão lateral sob carga) costuma surgir quando o comprimento livre ultrapassa cerca de 4 vezes o diâmetro médio. Evita-se guiando a mola sobre uma haste ou dentro de um tubo, usando extremidades fechadas e retificadas para melhorar o esquadro, ou escolhendo perfis de maior estabilidade lateral (cónico ou em barril) quando a mola é muito esbelta. Em aplicações dinâmicas convém ainda controlar a ressonância.
05 Em que materiais se fabricam e qual convém consoante o ambiente?
Em fio de piano (ASTM A228) para ambientes secos e melhor relação custo-desempenho, aço estirado a frio ou temperado em óleo para uso geral e cargas dinâmicas, crómio-silício e crómio-vanádio para alta tensão e fadiga, e aço inoxidável (302, 316, 17-7 PH) para corrosão, ambientes marinhos ou alimentares. Para condutividade elétrica usam-se bronze fosforoso ou cobre-berílio. A escolha depende da carga, da temperatura, da corrosão e do número de ciclos.
Precisa de uma mola de compressão?
Envie-nos carga, comprimento de trabalho, deflexão, diâmetros disponíveis, material e tipo de extremidades — respondemos-lhe com a mola de compressão ideal, normalizada ou totalmente à medida. Apoio de engenharia sem custo, fabricante desde 1974.