— Tipo
Mola helicoidal de espiras em contacto que se opõe a ser alongada.
Molas de
tração
Molas helicoidais de espiras em contacto que acumulam força ao estenderem-se: opõem-se a ser alongadas e exercem uma força de tração.
Arrancam a partir de uma tensão inicial e, superada esta, respondem de forma linear (lei de Hooke).
Trabalho
Força de tração
Comportamento
F = Fi + k · x
Extremidades
Inglês · alemão · olhal
Fabrico
À medida
01
O que é uma mola de tração e como funciona
Molas helicoidais de espiras em contacto concebidas para acumular força ao esticarem-se. Ao contrário de uma mola de compressão —que se opõe a ser encurtada—, a de tração opõe-se a ser alongada e exerce uma força de tração que tende a devolvê-la ao seu comprimento original.
As suas espiras fabricam-se em contacto umas com as outras, com uma tensão inicial incorporada durante o enrolamento. Por isso é necessária uma força mínima para vencer essa tensão e iniciar a separação das espiras; a partir daí, a força cresce de forma linear com o alongamento. Uma mola corretamente dimensionada oferece uma longa vida útil com manutenção mínima.
Após a conformação, as molas de tração costumam ser submetidas a um tratamento de alívio de tensões para estabilizar a tensão inicial e melhorar a resistência à fadiga.
— Especificações gerais
— Secção de fio
Redonda (outras secções à medida).
— Comportamento
Linear a partir da tensão inicial: F = Fi + k · x.
— Tensão inicial
Fi · força que mantém as espiras apertadas em repouso.
— Extremidades
Gancho inglês · alemão · longo · olhal · à medida.
— Ponto crítico
O gancho — torção do fio mais flexão na transição.
— Materiais
Fio de piano · inox 302/304/316 · eletrogalvanizado.
— Fabrico
À medida sob desenho, com alívio de tensões posterior.
02
Tensão inicial e comportamento
A tensão inicial (Fi) é a força que mantém as espiras apertadas entre si em repouso. É a força que há que superar antes de a mola começar a alongar-se.
Ao contrário de uma mola de compressão, cuja curva arranca em zero, a da mola de tração arranca no valor da tensão inicial. A tensão «esgota-se» assim que se vê luz entre as espiras: não faz parte da constante elástica (spring rate), mas soma-se à carga calculada com ela.
A tensão está ligada ao índice da mola (C = Dm/d): índices altos —espiras grandes em relação ao fio— dão tensões baixas, e vice-versa. Por isso deve especificar-se ao dimensionar a mola.
F = Fi + k · x
força totalC = Dm / d
índice da molaGeometria da mola
- Ø d Diâmetro de fio
- Dm Diâmetro médio de espira
- De Diâmetro exterior
- Lc Comprimento do corpo (espiras em contacto)
- LK Comprimento total medido entre interiores de gancho
- Fi Tensão inicial — força de arranque
As cotas básicas de uma mola de tração: diâmetro de fio (Ø d), exterior (De) e médio (Dm), comprimento do corpo com as espiras em contacto (Lc) e comprimento total entre interiores de gancho (LK).
A reta da mola de tração não arranca em zero, mas na tensão inicial Fi. Uma vez separadas as espiras, a força cresce de forma linear com o alongamento.
03
Tipos de gancho
As extremidades conformam-se em diferentes geometrias para se adaptarem ao sistema de fixação de cada aplicação. O tipo de gancho condiciona tanto a montagem como a resistência da extremidade.
Gancho inglês
machine hook · meio gancho
Económico e de fabrico direto; primeira opção na maioria das aplicações.
Gancho alemão
German hook
Laço fechado mais resistente ao desengate; requer uma operação extra de conformação.
Gancho longo / estendido
extended hook
Maior alcance para fixações afastadas do corpo da mola.
Olhal / anilha
loop / eye
Para cavilha ou parafuso; distribui melhor a carga em fixações com eixo.
À medida
Para além dos quatro tipos habituais, a extremidade pode conformar-se em geometrias especiais —ganchos laterais, anilhas duplas, hastes roscadas ou ligações a outra peça— consoante a fixação de cada aplicação.
04
O gancho é o ponto crítico
As tensões no gancho são superiores às do corpo da mola: ao esforço de torção do fio soma-se um esforço de flexão na transição entre a última espira e o gancho. Por isso uma mola de tração sobrecarregada rompe primeiro pelo gancho.
A tensão admissível no gancho é mais limitada do que no corpo, e convém conceber raios de transição generosos.
Regra de conceção
Raio de transição r > 2 · Ø fio para distribuir a flexão e prolongar a vida à fadiga da extremidade.
No gancho somam-se torção e flexão. Um raio de transição maior do que o dobro do diâmetro de fio distribui melhor o esforço e melhora a vida à fadiga.
Vamos falar do seu projeto?
Indique-nos força de tração, curso, tensão inicial, espaço disponível, tipo de gancho e ambiente — a nossa equipa de engenheiros aconselhá-lo-á para dimensionar a mola de tração ótima. Fabricante desde 1974.
05
Materiais consoante o ambiente
A escolha do material depende do ambiente de trabalho: a seco prevalece a resistência mecânica; com humidade ou agentes químicos, a resistência à corrosão.
Material consoante o ambiente
| Ambiente | Material recomendado | Nota |
|---|---|---|
| Seco | Fio de piano (music wire) | Máxima resistência mecânica; melhor relação custo-desempenho. |
| Húmido | Aço inoxidável AISI 302 / 304 | Resistência ~10 % inferior à do fio de piano. |
| Químico agressivo / água salgada | Aço inoxidável AISI 316 | Máxima resistência à corrosão. |
| Semi-húmido · superfície tratada | Fio de piano eletrogalvanizado | Proteção superficial adicional sobre o fio de piano. |
— De seco a corrosivo
A seco, fio de piano pela sua maior resistência. Com humidade passa-se a inox 302/304; perante químicos ou salinidade, a AISI 316. O eletrogalvanizado cobre o caso intermédio semi-húmido.
— Alívio de tensões
Após a conformação, as molas são submetidas a um tratamento de alívio de tensões que estabiliza a tensão inicial e melhora a resistência à fadiga.
06
Aplicações industriais
As molas de tração utilizam-se onde é necessária uma força de tração ou de retorno por estiramento. Aparecem em mecanismos de retorno, tensionamento de transmissões e conjuntos de grande consumo. Para dimensionar a tensão inicial, a constante elástica, o tipo de gancho e o material, a equipa técnica da Surisa, fabricante especializado desde 1974, oferece apoio de engenharia sem custo.
Maquinaria industrial e agrícola
Retorno · tensionamento
Mecanismos de retorno e tensionamento em linhas de produção, transmissões e equipamentos agrícolas submetidos a ciclos repetitivos.
Mecanismos de retorno
Portas · alçapões · pedais · alavancas
Devolvem um elemento à sua posição de repouso: portas, alçapões, pedais e alavancas que devem voltar após serem acionados.
Tensionamento de transmissões
Correias · correntes · polias
Mantêm a tensão de correias, correntes e transmissões, compensando folgas e desgaste ao longo da vida do sistema.
Eletrodomésticos
Máquinas de lavar · mecanismos de fecho
Suspensão e retorno em máquinas de lavar, mecanismos de fecho e conjuntos de grande consumo que exigem força de tração repetível.
Automóvel
Comandos · travões · motor
Retornos de comando, conjuntos de travão e elementos do motor onde se requer uma força de tração fiável e longa vida à fadiga.
Força de tração à medida
Dimensionamento de engenharia
Quando nenhuma mola padrão cobre a combinação tensão inicial–carga–curso–espaço, dimensiona-se uma peça específica sob desenho.
07
Preguntas frecuentes
01 O que é uma mola de tração e como funciona?
Uma mola de tração (extension spring) é uma mola helicoidal que acumula força ao esticar-se: quanto mais se alonga, maior é a força que armazena e que liberta ao recuperar o seu comprimento. Opõe-se a ser alongada e exerce uma força de tração. As suas espiras enrolam-se em contacto com uma tensão inicial, pelo que há que superar uma força mínima antes de começar a estender-se; a partir daí, a força cresce de forma linear com o alongamento.
02 O que é a tensão inicial?
É a força que mantém as espiras apertadas entre si quando a mola está em repouso, incorporada durante o enrolamento. Há que vencê-la para que as espiras comecem a separar-se, pelo que a curva força-alongamento não arranca em zero, mas no valor da tensão inicial. Não faz parte da constante elástica (spring rate): é uma força adicional que se soma à calculada com ela. O seu valor depende do índice da mola, pelo que deve especificar-se ao dimensionar.
03 Em que se diferencia de uma mola de compressão?
No sentido do trabalho e no arranque da curva. A de compressão opõe-se a ser encurtada e a sua curva força-deflexão arranca em zero; a de tração opõe-se a ser alongada e a sua curva arranca na tensão inicial. Além disso, a de tração tem ganchos nas extremidades (o seu ponto mais fraco), enquanto a de compressão apoia sobre as suas extremidades. Se precisa de empurrar, compressão; se precisa de puxar, tração.
04 Que tipos de gancho existem e porque importam?
Os principais são o gancho inglês (ou de máquina, o mais comum e económico), o gancho alemão, o gancho longo ou estendido e o olhal ou anilha, além de geometrias à medida. O tipo de gancho escolhe-se consoante o sistema de fixação. Importa muito porque o gancho é o ponto crítico da mola: suporta uma tensão maior do que o corpo (torção mais flexão) e é onde rompe primeiro uma mola sobrecarregada. Por isso convêm raios de transição generosos.
05 Que material convém consoante o ambiente?
Em ambientes secos, fio de piano pela sua maior resistência mecânica e melhor custo. Em ambientes húmidos, aço inoxidável AISI 302/304 (com uma resistência aproximadamente 10 % inferior). Na presença de agentes químicos agressivos ou água salgada, aço inoxidável AISI 316. Para ambientes semi-húmidos que requeiram superfície tratada, fio de piano eletrogalvanizado. A escolha depende do equilíbrio entre resistência mecânica e resistência à corrosão.
Precisa de uma mola de tração?
Indique-nos força de tração, curso, tensão inicial, espaço disponível, tipo de gancho e ambiente — selecionamos material, diâmetro de fio e extremidade, e respondemos-lhe com a solução ótima. Apoio de engenharia sem custo, fabricante desde 1974. Sempre à medida.