A função do grupo de mola e seus componentes

Peças de reposição - 20/04/2022

Como mencionamos no artigo anterior sobre o tensor completo, o grupo de mola é uma parte essencial que desempenha um papel determinante e merece ser analisado mais detalhadamente.

Nos equipamentos com esteiras, o grupo de mola, graças à ação combinada da mola helicoidal de compressão, cilindro e tirante, atua como proteção contra sobrepressões causadas por choques ou irregularidades do terreno.

A mola helicoidal tem como função absorver os choques aplicados na roda guia dianteira quando a máquina entra em contato com um obstáculo. Para além disso, corrige a tensão na corrente através da injeção de graxa no cilindro. Isso acontece por meio de uma válvula de controle que permite que o grupo da mola avance sob pressão hidráulica. Por fim, o tirante mantém a mola constantemente pré-carregada, unida ao corpo cilíndrico. Mas vejamos em detalhe as características de cada um desses componentes.

 

 

A mola helicoidal de compressão


A mola é produzida a partir de fios de seção circular, de acordo com objetivos precisos de projeto, incluindo uma boa relação preço/qualidade e a capacidade de instalação no espaço disponível. Esta última é uma restrição que influencia os limites dimensionais do comprimento operativo da mola, assim como seu diâmetro interno e externo. Essas medidas determinam a tensão da mola juntamente com outros requisitos que precisam ser conhecidos a montante: a carga, a deflexão e o comprimento máximo em bloco.

Quando uma mola de compressão helicoidal é carregada, o fio enrolado é carregado por torção. Portanto, a tensão é máxima na superfície do fio e na borda interna da espiral. A gama de tensões influencia a vida da própria mola: quanto mais ampla ela for, menor deve ser a tensão máxima para se ter uma vida comparável

A escolha dos materiais idôneos para a produção das molas helicoidais de compressão segue os critérios das normas sobre aços para molas. Para além disso, os materiais escolhidos devem cumprir outros requisitos, como:

  • Massa

  • Custo

  • Vida útil à fadiga

  • Limitações de espaço

  • Aplicações

  • Carga pretendida sobre a mola

  • Gama de tensões admissíveis de operação da mola

  • Resistência à corrosão e perda de carga em altas temperaturas

  • Nível de deformação que a mola sofre durante a produção


Nos aços para molas, as propriedades exigidas são obtidas através de altos teores de carbono e constituintes como silício, manganês, cromo, molibdênio e vanádio, e através de tratamentos térmicos como o endurecimento por têmpera.

 

A importância do processo de produção

A qualidade e eficiência das molas dependem de seu processo de produção, que se caracteriza tipicamente por três etapas: formação, tratamento térmico e pós-tratamento.


Há vários métodos de fabricação de molas:

  1. Na fabricação a frio, o arame, previamente tratado para atingir o nível de resistência final, é passado através de rolos e pinos e percorre um mandril fixo para formar a típica forma espiral. 

  2. Na fabricação a quente, as barras são aquecidas a cerca de 930 °C e depois enroladas. Normalmente, a mola quente é resfriada em óleo e temperada. 

 

Para cada tipo de mola é previsto um tratamento térmico que lhe confere robustez.

As molas pequenas e médias, que não serão submetidas a altas tensões durante o uso, necessitam de um tratamento de estabilização em pequenos fornos que operam a temperaturas entre 300 e 400 °C

 

As molas grandes, que serão submetidas a altas tensões durante o uso, necessitam por sua vez de um tratamento de reforço, que se divide em fase de têmpera e de revenimento.

 

A têmpera consiste no aquecimento rápido das molas em um forno a 860 °C e posterior resfriamento brusco em banho de óleo. É utilizada para obter um bom compromisso entre tenacidade e dureza

Segue-se um tratamento de revenimento para se conseguir um bom compromisso entre dureza, força e tenacidade do aço.

 

Após o tratamento térmico, a mola é submetida ao processo de presetting, que consiste em enrolar a mola a um comprimento livre maior do que o comprimento livre especificado. A mola a temperatura ambiente é comprimida em bloco ou a um comprimento específico de preset, para gerar elasticidade. 

 

Possíveis problemas das molas helicoidais

Como qualquer outro componente, também as molas helicoidais podem sofrer uma série de problemas. As principais estão relacionadas à ruptura, que pode ocorrer por várias razões, entre as quais:

 

  • Defectos superficiais

  • Corrosão

  • Tratamentos térmicos inadequados - se as molas forem superaquecidas, a estrutura do grão será grosseira e a vida à fadiga será curta. Se as molas não puderem ser aquecidas até a temperaturaapropriada, ou por um tempo suficiente para trazer todos os carburetos para a solução,o resultado serão manchas de ferrite e um baixo limite de fadiga

  • Descarbonização - normalmente está presente nas molas uma descarbonização parcial, pelo menosde pequeno valor. O grau de descarbonização admissível depende do tipo de material e da aplicação.

 

O tirante 

É um componente de alta resistência porque, quando a mola é defletida, atua sobre ele uma carga maior do que a pré-carga. 

 

A carga aplicada ao tirante é de dois tipos:

  1. Carga causada pelo impacto da porca contra o garfo quando a mola comprimida retorna da posição final de batente (por exemplo, o mesmo valor de carga no fim de curso);

  2. Carga presente se houver um desvio entre o eixo da mola e o eixo da roda guia dianteira, ou seja, a carga de flexão causada pelo momento de flexão junto com a carga de fim de curso.

 

Estando sujeito a estas tensões, o tirante deve ser feito de uma liga de aço, considerando o aço para têmpera e revenimento mais utilizado devido a sua boa resistência, forjabilidade e usinabilidade. Além disso, deve ser adequado a todos os usos a quente até 500 °C para resistir à fluência. Pode também ser temperado superficialmente ou nitrizado para torná-lo mais resistente ao desgaste e à fadiga para peças não sujeitas a pressões específicas demasiado elevadas.

 

O cilindro

Injetando graxa no cilindro através da válvula de controle, o grupo de mola avança e tensiona a corrente; vice-versa, a liberação de graxa através da válvula irá afrouxar a corrente, fazendo recuar o grupo de mola.

 

Na montagem do cilindro, é usada uma bomba para transferir graxa para o cilindro através da válvula. Esta graxa move o pistão, que empurra o tensor completo. A válvula de controle, por outro lado, deve ser projetada e aplicada tendo em mente a máxima pressão de serviço. A superfície deve ser cromada para maior resistência ao desgaste e à corrosão.

 

O material escolhido para a fabricação do cilindro é normalmente um clássico aço de têmpera e revenimento contendo uma porcentagem suficiente de carbono para atingir a máxima tenacidade.

Dentro do grupo de mola, o cilindro deve estar necessariamente conectado ao tirante. Esta conexão tirante-cilindro pode ser realizada através de diferentes configurações, como:

• Soldagem

• Roscagem

• Peça única

• Encosto

• Roscagem+soldagem

• Encosto+soldagem

• Encosto+roscagem

• Encosto+roscagem+soldagem

 

Tipos de grupo de mola

Em seguida ilustramos os vários tipos de grupo de mola fornecidos para algumas das mais importantes marcas presentes no mercado.

 

 

Caterpillar ITR Track Adjuster 1453029

 

ITR Track Adjuster 
for CATERPILLAR® Equipment

Komatsu ITR Track Adjuster 20Y.30

 

 


ITR Track Adjuster 
for KOMATSU® Equipment

 

 

 

Volvo ITR Track Adjuster VOE14562924

 

 

ITR Track Adjuster
for VOLVO® Equipment

Hitachi ITR Track Adjuster HIT

 

 

ITR Track Adjuster
for HITACHI®Equipment

JCB ITR Track Adjuster JCB

 


ITR Track Adjuster
for JCB®Equipment

 

 

 

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