Cesgranrio · Transpetro · Profissional de Nível Médio Júnior, ênfase Manutenção – Mecânica · 2023 · questão 59

Cesgranrio Transpetro 2023 Manutenção mecânica · Molas, roscas, parafusos e rebites

Questão 59

A rigidez de uma mola helicoidal utilizada na suspensão de um veículo de passeio depende de seu diâmetro nominal, do diâmetro do arame, do número de espiras e do módulo de elasticidade transversal do material do arame.

Diante disso, ao se cortar uma mola, diminuindo-se seu comprimento, sua(seu)

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Resposta da banca: B

Resolução comentada

Situar o problema antes de calcular.

Assunto

Elementos de máquinas — rigidez da mola helicoidal e o número de espiras.

Objetivo

Dizer o que muda na mola quando se cortam espiras. O que está em jogo é separar rigidez, que depende da geometria e cai com mais espiras, de resistência, que é do material e do arame e não muda com o corte.

Conceitos para revisar

Rigidez da mola helicoidal

É a força necessária por unidade de deflexão. Cresce com o arame mais grosso e com o material mais rígido, e cai com o diâmetro da mola maior e com mais espiras ativas.

\[k = \dfrac{G\, d^{4}}{8\, D^{3} N}\]

\(k\)rigidez, em N/mm

\(G\)módulo de elasticidade transversal do arame

\(d\)diâmetro do arame

\(D\)diâmetro nominal da mola

\(N\)número de espiras ativas

Espiras em série

Cada espira é uma mola pequena; todas em série somam flexibilidade. Menos espiras, menos flexibilidade, mola mais dura.

\[\dfrac{1}{k} = N \cdot \dfrac{1}{k_{\text{espira}}}\]

\(k_{\text{espira}}\)rigidez de uma espira sozinha

Rigidez não é resistência

Resistência é a tensão que o arame aguenta antes de escoar ou romper: depende do material e do diâmetro do arame, e cortar a mola não a altera.

\[\tau_{\max} = \dfrac{8\, F D}{\pi d^{3}}\, \text{K}_{s}\]

\(\tau_{\max}\)tensão de cisalhamento no arame

\(\text{K}_{s}\)fator de correção de curvatura, da geometria da espira

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