Mola história e definição

A mola sempre foi utilizada ao longo da história. Até mesmo um galho de árvore resistente pode ser usado como uma mola, exemplo do arco e flecha.

Na Idade do Bronze, mais sofisticados dispositivos de mola foram utilizados.

Durante o século III AC, Ctesibius engenheiro grego de Alexandria desenvolveu um processo para produzir “bronze elástico”, aumentando a quantidade de estanho na liga de cobre, fundindo a liga e endurecendo-a com golpes de martelo. Ele tentou usar uma combinação de molas para operar uma catapulta militar, mas tais molas não eram poderosas o suficiente.

Durante o século II AC, Philon de Bizâncio, outro engenheiro, construiu um dispositivo semelhante, aparentemente com algum sucesso.

Molas foram amplamente utilizadas em cadeados no império romano para manter-los travados.

O próximo passo significativo na história das molas surgiu na Idade Média. Uma serra desenvolvida por Villard de Honnecourtt, cerca do ano de 1250, este utilizou uma roda d’água para empurrar uma lâmina da serra em uma direção, e uma mola para puxar a lâmina de serra na direção oposta.

Molas foram desenvolvidas no início do século XV para substituir o sistema de pesos que os relógios comumente utilizavam. Molas aferidas alimentavam um mecanismo que gerava a freqüência necessária para a movimentação dos ponteiros dos relógios.

Molas foram capazes de viabilizar a construção de aparelhos de relojoaria portátil possibilitando a navegação precisa de navios oceânicos.

No século XVIII, a Revolução Industrial estimulou o desenvolvimento de novas técnicas de produção de molas em larga escala.

Durante a década de 1780, a British usou uma moderna máquina de enrolar molas em sua fábrica. Aparentemente, uma adaptação de um torno mecânico. A máquina carregava um rolo de arame no lugar de uma ferramenta de corte. O fio da bobina foi envolto em um cilindro preso ao torno mecânico. O carro do torno que levava o rolo de arame ao longo do cilindro permitia a variação do espaçamento entre as espiras da mola.

Hoje exemplos comuns de utilização de molas, vão das minúsculas molas que acionam as teclas de celulares as enormes molas que suportam prédios inteiros para protegê-los da vibração geradas por terremotos.

Mola é um objeto elástico flexível usado para armazenar energia potencial elástica e devolver sem sofrer deformações permanentes.

As molas devem ser construídas utilizando matérias que tenham elasticidade, para que independente do formato ou tipo da mola elas sejam sempre elementos mecânicos elásticos. Desta forma, segundo a lei de Hooke, largamente usada na resistência dos materiais, molas são componentes que trabalham dentro da zona elástica onde a deformação é linearmente proporcional à tensão.

E como consequência dessa linearidade da relação entre a força aplicada pela mola quando deformada e a deformação que ela sofreu também é linear e é descrita pela seguinte expressão:

F=K*SL

Onde F é a força de reação da mola, K é a constante elástica da mola e SL é a deformação que a mola sofreu a partir de seu comprimento livre

Simplificando as molas armazenam energia e a devolve sem se deformarem permanentemente.

Mola helicoidal de tração paralela

Mola helicoidal de tração cônica

Mola helicoidal de tração mista

Mola helicoidal de tração bicônica

Mola helicoidal de compressão paralela

Mola helicoidal de compressão cônica

Mola helicoidal de compressão mista

Mola helicoidal de compressão bicônica

Mola de torção

Mola de lamina plana

Mola de lamina de ação constante

Mola Belleville

Mola pneumática

Mola feixe de laminas

Mola prato

Mola espiral plana

Mola espiral cônica

Mola plástica

Mola de borracha

Mola de trava interna

Mola de trava externa

Força da mola (F) = 300 kg

Constante elástica da mola (K)

Comprimento original da mola (L0)

Comprimento após deformação elástica da mola (L1)

Dimensão de deformação elástica da mola (SL)

SL= L1-L0

SL= 300 mm – 200 mm

SL= 100 mm

K= F/SL

K= 300kg / 100mm

K= 3 Kg /mm

A característica mais importante da mola é a constante elástica, porque é esta que irá definir as condições de estabilidade no local de utilização.

Diferente da carga aplicada sobre a mola da ilustração que pode ser alterada, a constante elástica é praticamente imutável e é definida durante o projeto da mola.

Para o desenvolvimento de uma mola, em geral, deve-se observar os seguintes fatores:

• Permitir alojar a mola no espaço disponível;

• Satisfazer as necessidades de direção de forças;

• Satisfazer os requisitos de forças impostos pelo projeto;

• Cumprir os valores de deslocamento máximos e mínimos impostos pelo projeto;

• Satisfazer a condição de resistência quer em condições estáticas quer em fadiga;

• Verificar que não há ressonâncias quando a solicitação é dinâmica;

• Analisar os riscos de instabilidade durante o tensionamento da mola.

Existem infinitas aplicações onde são utilizadas molas, são mencionadas abaixo apenas algumas:

• Molas para posicionamento de dentes – aparelhos distalizadores intrabucais;

• Molas helicoidais para expansão de artérias – stent coronário;

• Molas de compressão, molas de torção e molas de tração – colchões, fechaduras, automóveis, relógios, computadores, celulares, eletrodomésticos, elevadores, impressoras, maquinas industriais, equipamentos em geral;

• Molas ortopédicas – reabilitação e próteses;

• Molas para expansão craniana e climpagem cirúrgica – cirurgia craniana;

• Molas de feixe – suspensão de caminhões e ônibus;

• Molas prato – estampos e locais que necessitam curso reduzido e maior força;

O rápido crescimento das indústrias de telefonia celular esta pressionando os fabricantes de molas ao desenvolvimento de técnicas de baixo custo e alta qualidade na fabricação.

Molas que suportam as teclas dos pads e celulares são importantes, mas existem aplicações que menos aparecem, mas são de mesma importância. Por exemplo, um fabricante de equipamentos utilizados na produção de semicondutores tem desenvolvido uma tecnologia sem contato chamada microspring, isto trata de milhares de pequenas molas, com apenas o diâmetro de 0,004 mm que são ligados aos pontos de contacto de discos semicondutores.

Dispositivos médicos também usam micro molas. Uma mola espiral foi desenvolvida para ser utilizado na ponta de um cateter endoscópico. Estas molas são fabricadas com fio de 0,0012 mm de e diâmetro externo 0,092 milímetros, aproximadamente o mesmo que um fio de cabelo humano. A empresa japonesa que desenvolveu esta mola trabalha para torná-la ainda menor.

Na Historia da miniaturização existe um relato de que em 1997 um químico austríaco chamado Bernard Krautler construiu uma mola molecular amarrando 12 átomos de carbono unindo-os com uma molécula de vitamina B12 utilizando uma um átomo de cobalto. (Este desenvolvimento ainda não tem aplicação)