Molas helicoidais
ISO 10243

Molas de compressão helicoidal de fio perfilado de secção retangular em aço 52SiCrNi5 (DIN 1.7117), identificadas por código de cor segundo a norma ISO 10243:2019. A Surisa distribui as oito séries — verde, azul, vermelho e amarelo (intermédias intercambiáveis) mais lilás, dourado, preto e preto duplo — com forças até 45 000 N (4 500 daN) e oferece apoio técnico gratuito de engenheiros especializados para matrizes, moldes e maquinaria industrial.

FIG · 8 séries · carga crescente →
8 séries de molas helicoidais por cor · carga crescente
Séries em stock
8 cores · ISO 10243
Força máx.
Até 45 000 N (4 500 daN)
Temperatura
−30 °C a +180 °C
01

O que são as molas helicoidais ISO 10243?

Molas de compressão helicoidal construídas com fio perfilado de secção retangular. Identificam-se por um código de cor que indica o nível de carga, o que permite selecionar visualmente a série adequada sem consultar tabelas.

A norma ISO 10243:2019 — «Tools for pressing — Compression springs with rectangular section — Housing dimensions and colour coding» regula as quatro séries intermédias (verde, azul, vermelho e amarelo): fixa as dimensões do alojamento (Dh e Dd) e o código de cor associado a cada nível de força. Duas molas da mesma medida mas de cor diferente são intercambiáveis sem modificar o desenho da matriz.

Na terminologia técnica internacional designam-se die springs, ISO 10243 springs ou rectangular wire compression springs. São o padrão de referência em estampagem, matrizes, moldes de injeção, sistemas hidráulicos e maquinaria industrial onde se requer força elevada num espaço compacto e vida útil dimensionada para milhões de ciclos.

02

As oito séries por código de cor

A Surisa distribui e mantém stock permanente das oito séries de molas helicoidais do sistema, com apoio técnico gratuito sobre a seleção. As quatro séries intermédias (verde, azul, vermelho e amarelo) estão normalizadas pela ISO 10243 e são dimensionalmente intercambiáveis; as quatro restantes ampliam a gama de forças para baixo (lilás) e para cima (dourado, preto e preto duplo), mantendo a compatibilidade com o sistema de alojamento.

FIG · SZ-8005
SZ-8005 Lilás
LilásSZ-8005

Extraligeira

Fora da ISO 10243
extra light load

Cargas baixas · espaços onde a força nominal pode ser muito reduzida.

Vida longa (s₁)
35 %
Curso máx. (s₂)
50 %
FIG · SZ-8010
SZ-8010 Verde
VerdeSZ-8010

Ligeira

ISO 10243
light load

Molas polivalentes · vida longa com bom curso.

Vida longa (s₁)
30 %
Curso máx. (s₂)
40 %
FIG · SZ-8020
SZ-8020 Azul
AzulSZ-8020

Média

ISO 10243
medium load

Aplicação mais difundida · equilíbrio força-curso.

Vida longa (s₁)
25 %
Curso máx. (s₂)
37,5 %
FIG · SZ-8030
SZ-8030 Vermelho
VermelhoSZ-8030

Forte

ISO 10243
heavy load

Forças médias-altas · cursos contidos.

Vida longa (s₁)
20 %
Curso máx. (s₂)
30 %
FIG · SZ-8040
SZ-8040 Amarelo
AmareloSZ-8040

Muito forte

ISO 10243
very heavy load

Força alta · curso reduzido · pré-carga industrial.

Vida longa (s₁)
17 %
Curso máx. (s₂)
25 %
FIG · SZ-8045
SZ-8045 Dourado
DouradoSZ-8045

Extra forte

Fora da ISO 10243
extra heavy load

Pré-carga intensa · vida longa apenas com cursos pequenos.

Vida longa (s₁)
10 %
Curso máx. (s₂)
15 %
FIG · SZ-8047
SZ-8047 Preto
PretoSZ-8047

Extra forte sem curso

Fora da ISO 10243
extra heavy load (sin s₁/s₂)

Pré-carga permanente · cursos muito curtos.

Vida longa (s₁)
sólo s_max
Curso máx. (s₂)
sólo F_max
FIG · SZ-8049
SZ-8049 Preto duplo
Preto duploSZ-8049

Duplo extra forte

Fora da ISO 10243
double, extra, extra heavy load

Até 45 000 N (4 500 daN) · cargas extremas.

Vida longa (s₁)
sólo s_max
Curso máx. (s₂)
sólo F_max
As oito séries de molas helicoidais ISO 10243 por código de cor.
SérieCorNível de cargaDenominação ENNormaVida longa s₁Máxima s₂
SZ-8005LilásExtraligeiraextra light load35 %50 %
SZ-8010VerdeLigeiralight loadISO 1024330 %40 %
SZ-8020AzulMédiamedium loadISO 1024325 %37,5 %
SZ-8030VermelhoForteheavy loadISO 1024320 %30 %
SZ-8040AmareloMuito fortevery heavy loadISO 1024317 %25 %
SZ-8045DouradoExtra forteextra heavy load10 %15 %
SZ-8047PretoExtra forte sem cursoextra heavy load (sin s₁/s₂)sólo s_maxsólo F_max
SZ-8049Preto duploDuplo extra fortedouble, extra, extra heavy loadsólo s_maxsólo F_max
Nota

Quanto maior a carga, menor a percentagem de deflexão admitida. As séries SZ-8047 e SZ-8049 são tão rígidas que as suas tabelas técnicas se especificam unicamente com s_max e F_max: estão pensadas para pré-carga permanente com cursos muito curtos.

— Gamas · séries intermédias

As séries verde, azul, vermelho e amarelo cobrem Dh = 10 — 63 mm e L₀ = 25 — 305 mm.

— Gamas · séries super fortes

As séries SZ-8047 e SZ-8049 estendem a gama até Dh = 50 mm e L₀ até 200 mm com cursos curtos.

03

Material, tratamentos e características comuns

Todas as séries partilham material, tratamentos e processo de fabrico. As diferenças estão na secção do fio e na geometria da espira, que determinam o nível de carga e a percentagem admissível de deflexão.

Características comuns às 8 séries · material, tratamentos e geometria.
MaterialAço ligado para mola de válvula 52SiCrNi5 (DIN 1.7117)
Designação ENProfiled valve spring steel wire
Secção de fioRetangular perfilada
Tipo de molaCompressão helicoidal · helical compression spring
Tratamento térmicoTemperado e revenido
Tratamento superficialShot peening (granalhagem de tensões)
Pre-settingAplanamento controlado · estabiliza a curva F/s
AcabamentoRevestimento em pó da cor identificativa
ExtremidadesFechadas e retificadas (closed and rectangular ground)
Temperatura de trabalho−30 °C a +180 °C
Força máximaAté 45 000 N (4 500 daN) — série SZ-8049
Tolerância de L₀±1 %, mínimo ±0,75 mm
— Porque é importante

A receita normalizada de molas à fadiga

A combinação de 52SiCrNi5, tratamento térmico, shot peening e pre-setting é a receita normalizada para molas dimensionadas à fadiga.

— Shot peening

Introduz tensões residuais de compressão na superfície que atrasam a nucleação de fissuras.

— Pre-setting

Elimina a perda inicial de força por relaxamento. A força exercida em operação ajusta-se à curva teórica desde o primeiro ciclo.

Vamos falar do seu projeto?

Conte-nos o seu caso de utilização e a nossa equipa de engenheiros aconselhá-lo-á a escolher a solução ótima.

04

Cotas e parâmetros técnicos segundo a ISO 10243

A seleção de uma mola segundo a ISO 10243 faz-se pelo alojamento disponível (Dh e Dd) e pela força requerida no ponto de trabalho. Os parâmetros normalizados são os seguintes.

Parâmetros normalizados ISO 10243 · cotas e tolerâncias.
CotaSignificadoTolerância
L₀Comprimento livre da mola sem carga (mm)±1 %, mínimo ±0,75 mm
DhDiâmetro exterior da mola / casquilho de guia exterior (mm)H15
DdDiâmetro interior / eixo de guia interior · pino (mm)h15
s₁Curso de trabalho para vida longa (% sobre L₀)según serie
s₂Curso máximo admissível (% sobre L₀)según serie
F₁Força em N no ponto s₁calculada desde c y s₁
F₂Força em N no ponto s₂calculada desde c y s₂
cConstante elástica da mola (N/mm)±10 %
FIG · cotas técnicas
Diagrama de cotas L₀, Dh, Dd, s₁, s₂ e F numa mola helicoidal

F(s) · A recomendação geral do fabricante é dimensionar sempre a mola para o curso de vida longa (s₁). O curso máximo (s₂) está pensado para situações excecionais, não para operação contínua.

Diâmetros normalizados de eixo de guia Dd (mm)

5 · 6,3 · 8 · 10 · 12,5 · 16 · 20 · 25 · 32

Cobre praticamente qualquer alojamento padrão de matrizes europeias. Dh e Dd estão normalizados para as quatro séries intermédias (SZ-8010 a SZ-8040), assegurando a troca entre níveis de carga sem modificar o alojamento.

05

Curva característica força-curso

A curva força-curso da mola helicoidal é aproximadamente linear (F = c · s) até se aproximar do curso máximo. A seleção prática faz-se identificando três pontos na curva.

  1. 01
    Preload · pré-carga
    Curso inicial imposto na montagem. Mínimo 5 % de L₀ ou 2 mm para eliminar a zona não linear e estabilizar a força.
  2. 02
    F₁ — vida longa (s₁)
    Ponto de trabalho recomendado para serviço contínuo. A força F₁ calcula-se a partir da constante elástica c e do curso s₁, que varia consoante a série (de 35 % no lilás a 17 % no amarelo).
  3. 03
    F₂ — curso máximo (s₂)
    Limite absoluto admissível, reservado para situações excecionais ou de segurança. Ultrapassá-lo reduz drasticamente a vida útil mesmo que a mola não se parta de imediato.
FIG · curva F/s · ISO 10243
Curva fuerza-recorrido del muelle helicoidal ISO 10243 Gráfico de fuerza F frente a recorrido s, aproximadamente lineal (F = c·s). Tres puntos identifican la zona de trabajo: preload (precarga inicial), F₁ en el punto s₁ (recorrido de vida larga) y F₂ en el punto s₂ (recorrido máximo admisible). La zona entre preload y F₁ se sombrea como zona de vida larga. ZONA VIDA LARGAF · fuerza s · recorrido 0 Preload · precarga F₁ · vida larga s₁ F₂ · s_max s₂
Preload
≥ 5 % L₀ · mín. 2 mm
F₁ vida larga
17 — 35 % L₀
F₂ máximo
25 — 50 % L₀
06

Recomendações de seleção e montagem

A vida útil de uma mola helicoidal depende tanto da escolha da série como das condições de montagem. Aplicando estas seis regras prolonga-se significativamente o número de ciclos antes da fadiga e reduz-se a probabilidade de rotura prematura.

01

Escolher a mola mais comprida possível

Quanto maior o comprimento livre L₀, menor a percentagem de deflexão e maior o número de ciclos antes da fadiga para o mesmo curso absoluto.

02

Escolher o nível de carga mais baixo possível

Uma mola azul (média) a trabalhar a 25 % de L₀ dura muito mais do que uma amarela (muito forte) a trabalhar à mesma percentagem.

03

Pré-carregar a mola ≥ 5 % de L₀ (mín. 2 mm)

A pré-carga elimina a zona inicial não linear e estabiliza a força exercida em operação.

04

Não ultrapassar a deflexão máxima recomendada (s₂)

Ultrapassar s₂ reduz drasticamente a vida útil ainda que a peça não se parta de imediato.

05

Somar pré-carga + curso de trabalho

Verificar que o total não ultrapassa a deflexão máxima admissível para a série. Causa mais habitual de rotura prematura.

06

Respeitar o guiamento em todo o curso

Mediante eixo interior (Dd) ou casquilho exterior (Dh). Em molas compridas (L₀ > 4·Dh) o guiamento é imprescindível para evitar encurvadura.

— Causa #1 de rotura prematura

Pré-carga + curso de trabalho > deflexão máxima admissível. Verificar sempre a soma antes de pedir a referência.

— Regra de ouro

Mola o mais comprida possível, série o mais ligeira possível que cubra a força requerida.

07

Aplicações industriais das molas helicoidais

As molas helicoidais ISO 10243 são o padrão de referência em qualquer aplicação que requeira força elevada num espaço compacto com vida útil dimensionada para produção industrial.

01

Estampagem e matrizes

Stripper · ejector · blank holder

Extração de chapa e de peça em matrizes progressivas, fixação de chapa em embutidura, retorno de elementos em matrizes de corte e conformação. Aplicação de referência do sistema ISO 10243.

02

Moldes de injeção e fundição

Extração · corrediças · machos

Extração de peça, retorno de placa extratora, fecho de corrediças e retorno de machos. Vida útil dimensionada para milhões de ciclos.

03

Maquinaria e automóvel

Embraiagens · travões · válvulas

Embraiagens, travões, válvulas de segurança e sistemas de retorno em atuadores hidráulicos e pneumáticos. Força elevada num espaço compacto.

04

Indústria do plástico e borracha

Injeção · vulcanização

Fecho de moldes, sistemas de injeção e prensas de vulcanização. Resistência ao serviço contínuo e à temperatura de processo.

05

Maquinaria agrícola e obras públicas

Amortecimento · retorno

Amortecimento de impactos e sistemas de retorno em ferramentas de corte e conformação. Robustez perante poeira e vibração.

06

Manutenção e reparação

Substituição direta · intercambiável

Substituição direta de molas originais em matrizes existentes graças à intercambiabilidade dimensional ISO 10243, sem redesenhar o alojamento.

Para aplicações fora do catálogo padrão, fornecimento sob desenho de medidas especiais ou aconselhamento sobre a combinação carga-curso ótima para uma matriz concreta, a equipa técnica da Surisa atende consultas sem custo.

08

Preguntas frecuentes

01 O que é exatamente a norma ISO 10243 e que molas inclui?

A ISO 10243:2019 é a norma internacional «Tools for pressing — Compression springs with rectangular section — Housing dimensions and colour coding», que estabelece as dimensões do alojamento (diâmetros do eixo de guia Dd e do casquilho de guia Dh) e a codificação por cores para molas de compressão de secção retangular usadas em matrizes. A norma cobre as quatro séries intermédias: verde (carga ligeira), azul (média), vermelho (forte) e amarelo (muito forte). As séries extraligeira (lilás) e as super fortes (dourado, preto e preto duplo) não estão dentro da ISO 10243 ainda que partilhem as mesmas medidas de alojamento para manter a intercambiabilidade com o resto do sistema.

02 Posso substituir uma mola helicoidal verde por uma amarela no mesmo alojamento?

Sim. É precisamente essa a finalidade da ISO 10243: as quatro séries verde, azul, vermelho e amarelo são dimensionalmente intercambiáveis — partilham Dh, Dd e comprimentos padrão —, o que permite mudar o nível de carga sem modificar a matriz. A força exercida e a percentagem máxima de deflexão mudam, sim: há que recalcular o curso de trabalho e a pré-carga ao passar para uma série mais forte para não ultrapassar a deflexão máxima recomendada da nova série (40 % para verde, 25 % para amarelo).

03 Que diferença há entre uma mola helicoidal e uma mola de prato?

Uma mola helicoidal de fio retangular oferece cursos longos com força média-alta (de alguns milímetros a vários centímetros de curso) e monta-se como peça única. Uma mola de prato DIN 2093 oferece forças muito elevadas com cursos curtos e permite combinar-se em empilhamentos em série/paralelo para ajustar a curva força-deslocamento. Para extração de chapa, retorno de placas extratoras e aplicações semelhantes, a mola helicoidal é a opção habitual; para pré-carga axial intensa em muito pouco espaço, a mola de prato.

04 Até que força pode exercer uma mola helicoidal para matrizes?

A força depende da série, do diâmetro e do comprimento. Como referência, as séries intermédias (verde a amarelo) cobrem forças habituais entre 100 N e 7 000 N. A série SZ-8045 (dourado) chega até cerca de 15 000 N; a SZ-8047 (preto), até 20 000 N; e a SZ-8049 (preto duplo), até 45 000 N (4 500 daN) sobre o curso máximo. Para forças superiores recorre-se a empilhamentos de molas de prato ou a soluções específicas sob consulta.

05 Até que temperatura podem trabalhar estas molas?

O aço 52SiCrNi5 com tratamento térmico, shot peening e pre-setting permite trabalhar de forma continuada entre −30 °C e +180 °C sem perda significativa de propriedades elásticas. Para temperaturas superiores a 180 °C é necessário recorrer a molas especiais em aços ligados de alta temperatura ou ligas de níquel; a Surisa pode fornecer estas variantes sob consulta e oferece apoio técnico gratuito sobre a seleção do material adequado.

06 Porque é que uma mola helicoidal se parte antes do esperado?

As causas mais habituais são três: deflexão total (pré-carga + curso) superior à máxima recomendada para a série, falta de guiamento que produz encurvadura ou desalinhamento, e seleção de uma série demasiado forte a trabalhar a uma percentagem de deflexão inadequada. A regra prática é: mola o mais comprida possível, série o mais ligeira possível que cubra a força requerida, e pré-carga mínima de 5 % ou 2 mm para estabilizar a curva força-deslocamento.

07 Fornecem molas helicoidais com medidas ou materiais especiais fora de catálogo?

Sim. Além do catálogo padrão nas oito séries de cor, a Surisa pode fornecer sob desenho molas helicoidais com medidas especiais, em aços inoxidáveis para ambientes corrosivos e em ligas especiais para alta temperatura ou ambientes químicos agressivos. A equipa técnica da Surisa aconselha gratuitamente sobre a viabilidade de cada caso e os prazos de entrega.

Vamos falar do seu projeto?

Conte-nos o seu caso de utilização e a nossa equipa de engenheiros aconselhá-lo-á a escolher a solução ótima.