Aplicações de molas de prato
e anilhas Belleville

Cinco famílias de uso industrial onde a mola de prato proporciona uma solução específica: atuadores de segurança, máquinas-ferramenta, transporte por cabo, uniões aparafusadas e suspensão de caldeira.

FIG · família técnica
Molas de prato e anilhas Belleville — vista de família com empilhamentos em série e em paralelo
Casos documentados
5 aplicações
Fabrico desde
1974 · stock permanente
Aconselhamento
Equipa técnica interna
01

Setores industriais onde se usam molas de prato

As molas de prato e as anilhas Belleville encontram-se em aplicações industriais onde a fiabilidade, a compacidade e a capacidade de carga são determinantes.

De seguida, os setores mais habituais — cada um com a aplicação concreta que se desenvolve nas secções seguintes desta ficha.

Setor · 01

Automóvel · máquinas-ferramenta

Fixação de ferramentas em centros de maquinagem — brocas, fresas e veios.

Setor · 02

Energia e serviços públicos

Caldeiras de fluxo contínuo, centrais de incineração, centrais elétricas.

Setor · 03

Oil & gas · petroquímica

Válvulas de segurança, flanges de alta pressão, uniões aparafusadas em tubagens.

Setor · 04

Química e farmacêutica

Atuadores e válvulas em sistemas com fluidos corrosivos. Versões AISI 316.

Setor · 05

Transporte e infraestruturas

Sistemas de guiamento de teleféricos e funiculares.

Setor · 06

Ferroviário

Uniões aparafusadas sujeitas a vibração contínua.

02

Atuadores de paragem rápida em válvulas

— Enfoque
Segurança passiva · fail-safe
— Setor
Indústria química · centrais elétricas · centrais de processo
— Dimensões habituais
De 100 — 500 mm · Di 40 — 125 mm

As molas de prato são o elemento de segurança passiva nos atuadores de paragem rápida (fail-safe) para válvulas. O empilhamento permanece comprimido enquanto a válvula funciona em condições normais, graças à pressão hidráulica do sistema.

Perante qualquer falha —fuga de líquido ou gás, perda de pressão hidráulica, corte de fornecimento elétrico— a pressão cai e o empilhamento liberta-se, fechando a válvula de forma automática. Este mecanismo de segurança não depende de alimentação elétrica nem de qualquer outro sistema auxiliar, o que o torna especialmente robusto perante falhas em cascata.

Ao mesmo tempo, o empilhamento desempenha uma dupla função: mantém uma pressão axial constante que absorve as perdas de altura dos casquilhos ao longo do tempo, prolongando a vida útil da válvula e reduzindo os custos de manutenção.

FOTOAtuador hidráulico fail-safe instalado sobre uma válvula industrial, com corpo cilíndrico vertical e ligação hidráulica visível
Atuador hidráulico fail-safe em válvula industrial
ESQUEMASecção esquemática 3D de um atuador fail-safe a mostrar o empilhamento de molas de prato em posição comprimida (estado de operação) e libertada (estado de segurança)
Secção do atuador · empilhamento comprimido e libertado
03

Fixação de ferramentas em máquina-ferramenta

— Enfoque
CNC · troca rápida · vida útil
— Setor
Fabricantes de centros de maquinagem · máquina-ferramenta
— Dimensões habituais
De 28 — 63 mm (maiores consoante o equipamento)

Nos centros de maquinagem CNC, o empilhamento de molas de prato mantém a pressão de aperto sobre a ferramenta (broca, fresa, escareador) durante o trabalho, assegurando que não se liberta acidentalmente mesmo sob as vibrações geradas pelo processo de corte.

A troca de ferramenta efetua-se através de um cilindro hidráulico que comprime o empilhamento e abre a pinça. Ao retirar a pressão hidráulica, o empilhamento recupera a sua posição e fixa a ferramenta nova no veio.

O ciclo pode repetir-se milhares de vezes sem perda de prestações, o que torna as molas de prato uma solução de referência para sistemas de troca automática.

FOTOCabeçote de maquinagem CNC com porta-ferramentas montado, pronto a operar sobre a peça de trabalho
Cabeçote de maquinagem CNC com porta-ferramentas
ESQUEMASecção esquemática 3D de um porta-ferramentas CNC a mostrar o empilhamento de molas de prato disposto à volta do veio e o cilindro hidráulico de troca
Secção do porta-ferramentas · empilhamento à volta do veio

Vamos falar do seu projeto?

Conte-nos o seu caso de uso e a nossa equipa de engenheiros aconselhá-lo-á na escolha da solução ótima.

04

Sistemas de guiamento de teleféricos

— Enfoque
Aperto constante · acoplamento dinâmico
— Setor
Transporte por cabo · teleféricos · funiculares
— Dimensões habituais
De 70 — 150 mm

Nos sistemas de guiamento de teleféricos e funiculares, as molas de prato cumprem duas funções: manter o aperto constante da pinça ao cabo e permitir o engate / desengate na estação para facilitar a entrada e saída de passageiros.

Ligação fixa (estática): o empilhamento tem um comprimento predefinido que proporciona uma força de aperto constante e compensa as deformações que o cabo desenvolve com o uso.

Ligação de acoplamento (dinâmica): o empilhamento é concebido para se comprimir de forma controlada, permitindo que a cabina reduza a sua velocidade ao desacoplar-se do cabo na estação. A elasticidade do conjunto compensa ainda as irregularidades do cabo em linha.

FOTOPinça de teleférico instalada sobre o cabo de tração num sistema de transporte por cabo de montanha
Pinça de teleférico sobre o cabo de tração
ESQUEMASecção esquemática 3D de uma pinça de teleférico a mostrar os empilhamentos de molas de prato na ligação fixa e na ligação de acoplamento dinâmico
Secção da pinça · ligação fixa e de acoplamento
05

Ajuste de carga em uniões aparafusadas

— Enfoque
DIN 6796 · flange washers · antifadiga
— Setor
Ferroviário · petroquímica · indústria química · alta pressão
— Dimensões habituais
Anilhas Belleville DIN 6796 · flange washers

As vibrações, os ciclos térmicos e as variações de pressão tendem a desapertar com o tempo as uniões entre parafusos / espigões e porcas. Em aplicações ferroviárias, petroquímicas ou de alta pressão, este desaperto pode comprometer a segurança do sistema.

As anilhas Belleville inseridas na união aparafusada comprimem-se na totalidade ao apertar-se o parafuso e exercem uma força axial constante sobre a cabeça do perno. Graças à sua capacidade elástica, compensam as contrações e dilatações causadas por variações de temperatura ou pressão, mantendo a tensão de aperto durante toda a vida do conjunto.

— Produtos mais utilizados
DIN 6796
Solução padrão para a maioria das uniões aparafusadas de uso geral.
Flange washers
Concebidas especificamente para uniões em sistemas de canalização. Menor diferença entre Ø exterior e interior — ideais quando o espaço entre uniões é reduzido. Para uma mesma métrica, proporcionam forças ainda maiores do que as DIN 6796 e fabricam-se em aços resistentes a temperatura e corrosão como padrão.
FOTOUnião aparafusada de flange industrial com anilhas Belleville inseridas sob a porca para manter a tensão de aperto
União aparafusada de flange com anilhas Belleville sob porca
ESQUEMAEsquema 3D de um empilhamento de anilhas Belleville DIN 6796 em paralelo, colocado sob a cabeça do parafuso de uma união aparafusada
Empilhamento em paralelo · anilhas DIN 6796 sob a cabeça do parafuso
ESQUEMAEsquema 3D de uma montagem simétrica com uma anilha Belleville sob a cabeça do parafuso e outra sob a porca, distribuindo a força axial por ambas as extremidades da união
Montagem simétrica · uma anilha sob cabeça e outra sob porca
06

Suspensão de caldeiras de fluxo contínuo

— Enfoque
Dilatação térmica · aços HT
— Setor
Centrais de incineração · fabricantes de caldeiras industriais
— Dimensões habituais
De 150 — 400 mm · aços para alta temperatura

As caldeiras de fluxo contínuo operam a temperaturas que geram dilatações térmicas importantes na sua estrutura metálica. Se estas dilatações não forem absorvidas, acumulam-se tensões que aceleram a fadiga dos materiais e obrigam a paragens frequentes por manutenção.

Os empilhamentos de molas de prato instalados nos suportes e sistemas de suspensão da caldeira fletem o necessário para absorver estes movimentos térmicos, eliminando tensões localizadas e prolongando drasticamente a vida útil da estrutura.

A utilização de aços com resistência a alta temperatura nas molas de prato (disponíveis na Surisa para aplicações que o requeiram) amplia ainda mais a vida do sistema de suspensão.

FOTOCaldeira industrial de fluxo contínuo de grande formato instalada numa central de geração térmica
Caldeira industrial de fluxo contínuo
ESQUEMASecção esquemática 3D de um suporte de suspensão de caldeira com um empilhamento de molas de prato disposto entre duas placas paralelas para absorver as dilatações térmicas
Suporte de suspensão · empilhamento de molas entre placas

Vamos falar do seu projeto?

Conte-nos o seu caso de uso e a nossa equipa de engenheiros aconselhá-lo-á na escolha da solução ótima.