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Molas
A CBFA fabrica molas especiais para o setor ferroviário, fabricadas pelo enrolamento a quente de barras de aço. Em seguida, são temperadas em óleo e revenidas. A superfície da mola é fabricada para apresentar-se lisa e isenta de descarbonetação, garantindo que seu limite de fadiga será preservado.
A mola helicoidal é a mais usada em mecânica. Em geral, ela é feita de barra de aço enrolada em forma de hélice cilíndrica ou cônica. A barra de aço pode ter seção retangular, circular, quadrada, etc.
Em geral, a mola helicoidal é enrolada à direita. Quando a mola helicoidal for enrolada à esquerda, o sentido da hélice é indicado no desenho.
Os aços utilizados para as molas consideram os seguintes cuidados essenciais:
a) Alto limite de elasticidade (grande deflexão);
b) Grande resistência a esforços elásticos;
c) Alto limite de fadiga.
Em geral, os aços para molas de alto teor de Carbono (mais de 0,5%) são fabricados tanto por processos de trabalho a quente, como de trabalho a frio, dependendo das dimensões e das propriedades desejadas.
Normalmente, o fio tratado térmico não é usado, se D/d <4 ou se d >6 mm. Ao enrolarem-se as espiras, induzem-se as tensões residuais com a flexão, porém estas são ortogonais às tensões de trabalho (tensões de torção) nas espiras de mola. Muito frequentemente, no processo de fabricação, estas tensões são aliviadas após o enrolamento das espiras, através de um tratamento térmico suave.
Atualmente existe uma grande variedade de materiais para as molas, inclusive aço carbono, aços-liga, aços resistentes à corrosão, assim como materiais não ferrosos, como bronze fosforoso, latão para molas, ligas de cobre-berilo e muitas ligas de níquel. Os insumos (aços) mais comumente usados na CBFA são:
a) Aço temperado em óleo: Este aço para aplicações gerais é utilizado para muitos tipos de molas helicoidais, para as quais o custo do tipo corda de piano é proibitivo e em diâmetros superiores aos disponíveis para o corda de piano. Não deve ser utilizado para solicitações de choque. Encontra-se disponível em diâmetros de 3 a 12mm (0,125 a 0,500 pol), porém podem ser obtidos com diâmetros menores ou maiores. Não pode ser utilizado em temperaturas superiores a 180oC (350oF) ou abaixo de 0oC.
b) Aço trabalhado a frio (encruado): Este é o aço para molas de menor custo, para aplicações gerais, e deve ser usado apenas quando a vida útil, a precisão e a deflexão, não são considerações muito importantes. Não devem ser utilizados em temperaturas superiores a 120oC (250oF) ou abaixo de 0oC. Encontra-se disponível em diâmetros de 0,8 a 12mm (0,031 a 0,500 pol.)
c) Aços cromo-vanádio: Este é o aço-liga para molas de uso mais difundido, empregado quando as condições de trabalho envolvem tensões maiores do que aquelas que os aços comuns podem suportar e quando se deseja boa resistência à fadiga e boa durabilidade. Seu emprego é recomendado para solicitações de choque. É largamente utilizado em molas para válvulas de motor de avião e em temperaturas de até 220oC (475oF). Encontra-se disponível em diâmetros de 0,8 a 12mm (0,031 a 0,500 pol), recozido ou pré-revenido.
d) Liga de cromo-silício: Esta nova liga é excelente material para molas de alta tensão que sejam submetidas a solicitações de choque e devam ter uma vida útil longa. Durezas Rockwell de C50 a C53 são bastante comuns, e se pode utilizar este material em temperaturas de até 250o (475o F). Encontra-se disponível em diâmetros de 0,8 a 12mm (0,031 a 0,500 polegadas).
