Le molle a tazza, le molle piatte e le molle a balestra sono tra le più antiche tipologie di molle metalliche e si sono affermate come elementi costruttivi indispensabili in numerosi settori industriali. Oggi sono parte integrante di un’ampia gamma di applicazioni, in particolare nell’ingegneria meccanica, nella costruzione di veicoli, nell’ingegneria di precisione e nell’ingegneria elettrica. La loro proprietà principale – assorbire l’energia meccanica attraverso la deformazione, immagazzinarla e rilasciarla nuovamente quando necessario – viene sfruttata in diversi modi (è unica). Questa capacità di immagazzinare e convertire l ‘energia meccanica li rende il componente ideale per l’equalizzazione di forze e spostamenti.
Requisiti rilevanti per lo sviluppo e la produzione di molle piatte, sagomate e a balestra:
- Materiali adatti che, oltre all’elevata resistenza e formabilità, possiedono anche ulteriori proprietà tecniche come la resistenza al calore, la conducibilità elettrica, l’antimagnetismo e così via, a seconda dell’applicazione.
- Fondamenti per il calcolo di molle piatte, sagomate e a balestra che soddisfano i requisiti tecnici
- Processi di produzione avanzati per una produzione precisa ed economica.
- Metodi di misurazione e apparecchiature di prova affidabili per determinare le caratteristiche delle molle e verificarne il funzionamento durante e dopo la produzione, oltre che durante i test sperimentali nell’applicazione.
Lo sviluppo di gruppi in cui vengono utilizzate molle stampate, molle piatte e molle a balestra è spesso associato a sforzi sperimentali. Le ragioni sono molteplici: da un lato, le molle vengono spesso incluse nel processo di progettazione solo in una fase avanzata, dall’altro i metodi di calcolo esistenti non sempre riescono a cogliere adeguatamente le reali condizioni operative. Oltre alla vasta esperienza nella progettazione classica di molle piatte, sagomate e a balestra, il metodo degli elementi finiti (FEM) è ora sempre più utilizzato come strumento di calcolo.
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Applicazioni per molle sagomate, molle piatte e molle a balestra
Le applicazioni delle molle in materiale piatto sono innumerevoli e ingestibili. Si va dalle semplici molle a balestra alle complicate molle piatte e alle molle sagomate che si adattano con precisione alla geometria dei componenti circostanti. Nonostante questa diversità, possono essere classificate in base alla loro funzione, all’uso previsto e alla forma della molla.
Classificazione delle molle metalliche in base alla destinazione d’uso:
- Elementi di accumulo > immagazzinamento di energia meccanica (accumulo di energia) attraverso la rimodellazione (molle motrici e meccanismi di avvolgimento)
- Elementi di misura > utilizzo della relazione lineare tra forza e distanza (bilancia a molla, sensori di forza e di coppia)
- Elementi di vibrazione e smorzamento > assorbono gli urti e le vibrazioni (molle di equalizzazione, molle di sospensione)
- Elementi di riposo > fornitura di forze di precarico e movimenti di ripristino (elementi di bloccaggio e ponti di contatto)
- Elementi portanti > compiti di distribuzione della forza per movimenti entro un intervallo limitato (equalizzazione delle vibrazioni)
Suddivisione in molle dritte, curve, a spirale e a disco:
Dritto molle piatte sono spesso utilizzate per i sistemi di contatto dei dispositivi di commutazione elettrica, ad esempio nei relè. Le molle di contatto in materiale piatto possono essere installate pretese in questo modo. I percorsi di commutazione sono chiusi in modo affidabile dalle forze elastiche esistenti.
Molle piatte curve si differenzia in balestre curve e molle sagomate . Nel caso della molla a balestra curva, la molla è composta da archi rettilinei e circolari. Per le molle sagomate è possibile qualsiasi forma di molla adatta al compito da svolgere. Il calcolo è complesso. In genere non sono disponibili modelli di calcolo validi. È necessaria l’esperienza pluriennale del tecnico, che spesso determina le dimensioni utilizzando approssimazioni note e facendo esperimenti. In particolare, i raggi di curvatura minimi devono essere rispettati nelle linee guida di progettazione.
Sotto molle a balestra avvolte volere Molle elicoidali con e senza spazio tra le bobine e le molle a spirale combinate. Molle piatte a disco , a cui molle a disco e Rondelle elastiche può essere utilizzato come molla singola o in combinazione di molle.
Disegno e costruzione
Quando si sviluppano molle stampate, molle piatte o molle a balestra, è necessario prendere numerose decisioni. Queste includono la selezione del tipo di molla, la forma specifica della molla, la scelta del materiale, la determinazione delle dimensioni, la considerazione della situazione di installazione e le opzioni di produzione e collaudo. Gli strumenti più importanti per queste decisioni sono i calcoli del comportamento di deformazione delle molle. Poiché di solito i parametri delle molle da determinare sono più di due, la progettazione di base viene effettuata con un processo iterativo. Per ogni molla progettata deve essere effettuata anche una verifica funzionale e di resistenza. Questo comporta la verifica che la velocità, le forze e la corsa della molla richieste siano mantenute entro le tolleranze specificate.
Quando si determina la geometria della molla, oltre ai requisiti funzionali si devono prendere in considerazione anche gli aspetti legati alla produzione e ai materiali, in modo da rendere la produzione il più efficiente ed economica possibile. La progettazione di molle metalliche richiede quindi conoscenze specialistiche ed esperienza nei settori della formatura a freddo e del trattamento termico. Dopo tutto, la geometria della molla non solo determina la sua affidabilità, ma spesso anche la funzionalità dell’intero prodotto in cui viene utilizzata.
Produzione
A seconda dei requisiti, della forma e della quantità, le molle piatte, le molle sagomate e le molle a balestra vengono prodotte con un processo di pura piegatura/stampaggio e curvatura oppure tramite taglio laser con successiva formatura tramite piegatura, goffratura e bordatura. Non ci sono limiti alla formatura delle molle piatte o sagomate. I trattamenti superficiali finali come la vibrofinitura, la finitura del barile, la fosfatazione, la brunitura, la zincatura, la verniciatura ecc. completano il processo di produzione. Inoltre le molle possono essere installate direttamente negli assemblaggi previsti. La scelta dei materiali per molle è ampia: oltre ai normali acciai per molle, sono disponibili acciai inossidabili, metalli non ferrosi e metalli per collari in forma di nastri o piastre.
Spessore del materiale: da 0,1 a 3,0 mm
Larghezze di banda: 1,0 mm – 150 mm
Dimensioni pannello: 1500 x 2500 mm
Tecnologia di produzione: laser, goffratura, punzonatura, piegatura, rettifica, assemblaggio
Tecnologia di superficie : Burattatura, fosfatazione, brunitura, zincatura e verniciatura… altre superfici su richiesta
Per la produzione ottimale di molle singole sagomate, a balestra e piatte è necessaria una solida esperienza e una lunga esperienza. A causa del design individuale e complesso, raramente è possibile realizzare un progetto e un calcolo standardizzato. Per questo motivo Gutekunst Formfedern documenta ogni serie di produzione in modo dettagliato e utilizza queste informazioni per i progetti successivi.
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