EoW July 2014

Articolo tecnico

Identificatore: Codice articolo:

Advanex

Nella Figura 3 è illustrata la costruzione della molla in acciaio al carbonio, come presentati nel SCP (3) , e con l’applicazione della norma EN13906-2 come metodo costruttivo.

Molle per lo studio

Tipo di molla: molle di estensione, filo tondo Progettato secondo:

EN 13906-2: 2001 DIN 2097: 1973

Norme di tolleranza:

3 Trattamento termico Le molle sono state sottoposte a un trattamento termico (LTHT) in un forno, messo cortesemente a disposizione da IST (4) , in grado di mantenere la temperatura impostata entro ±5°C, e il tempo di trattamento termico complessivo corrispondeva sempre a 20 minuti. Una termocoppia posta tra le molle ha mostrato che esse raggiungevano la temperatura impostata nel forno entro due minuti dal momento della loro introduzione. Lotti composti da 20 molle sono stati trattati termicamente – l’acciaio al carbonio a 150, 200, 250, 300 e 350°C e l’acciaio inossidabile a 200, 250, 300, 350, 400 e 450°C. 4 Prova di carico Le molle sono state sottoposte a carico di prova, secondo il seguente sistema, messo cortesemente a disposizione da IST (4) . La lunghezza libera delle molle è stata misurata sull’apparecchio di prova del carico (in realtà la lunghezza ad un carico di 0,1N) e successivamente è stato misurato il carico a 30mm. Si è osservato che caricare le molle a 30mm non ha comportato alcun effetto sulla loro lunghezza libera, quindi si sono caricate le molle a lunghezze sempre maggiori, verificando ogni volta che la lunghezza libera non fosse alterata significativamente, per poi tornare a misurare il carico a 30mm. Le prove sono proseguite fino a quando la perdita di carico a 30mm non corrispose almeno al due per cento. Nella Tabella 1 è illustrata una serie tipica di risultati. Sono state testate da due a cinque molle a ciascuna temperatura di trattamento termico, e sono state calcolate le medie dei risultati. I risultati sono riassunti nella Tabella 2 per l’acciaio al carbonio. È immediatamente evidente che il trattamento a bassa temperatura (LTHT) è enormemente vantaggioso per le prestazioni della molla di estensione, ed è pertanto corretto che le norme progettuali a livello mondiale partano dal presupposto che sia stato eseguito il trattamento LTHT dopo l’avvolgimento. Un ulteriore esame di questi risultati mostra come alla riduzione del diametro esterno a temperature di LTHT superiori, corrisponda, come previsto, un aumento del valore della costante elastica della molla, rimanendo comunque sempre inferiore a quanto previsto dalla teoria (vedi Figura 3 ), in quanto quest’ultima non considera la deflessione elastica dei ganci. Tuttavia, la costante teorica per una molla con un diametro esterno di 6,13mm corrisponderebbe a 0,834N/mm e quella di una molla con un diametro esterno di 6,03mm sarebbe pari a 0,882N/mm. Questo suggerisce che i risultati della costante elastica della molla sono approssimativamente coerenti con le variazioni dimensionali della molla indotte durante il trattamento LTHT. La teoria non solo ignora la deflessione elastica dei ganci, ma anche la deformazione plastica che si verifica prima di raggiungere il limite elastico delle spire del corpo. Se le spire della molla raggiungono il limite elastico quando vi è una perdita di carico di 0,1N, allora parte di tale perdita è dovuta alla deformazione plastica del gancio di estremità.

Materiale EN 10270-1 trafilato Mod. Youngs (E) Mod. di rigidità (G)

206000 81500

N/mm 2 N/mm 2 kg/mm 3

Densità

.00000785

Non precaricato:

0-45

%

Tipo di estremità Gancio a croce Selezione del tipo di gancio Uguale al diametro del corpo Diametro esterno dei ganci 6.03 mm Parametri di progetto Diametro del filo 0.710 mm Diametro esterno 6.03 mm Spire in totale 19.50 Costante elastica della molla 0.880

N/mm (Calcolati)

Tensione iniziale Lunghezza libera

4.92 25.00

N

mm

Dati relativi alle tensioni

Posizioni operative

Inferiore a Trazione

% trazione

I T

1

2

SL

Dato assente

SM DM SH DH

2070 2070 2330 2330 2465

9 U 17 U 48 O 9 U 17 U 48 O 8 U 15 U 42 U 8 U 15 U 42 U

Specificato

8 U 14 U

40 U

Dati operativi

Posizioni di funzionamento 1 2

Lunghezza (mm)

30.00 48.95 9.32 26.00 5.00 23.95 353 985 807.07 2252.3 0.891 1.05 1.41 1.67 2.26 2.66 23.78 mm 186.33 N/mm 2 14.55 mm 14.76 mm

Carico (N)

Deflessione (mm)

Tensione del corpo (N/mm 2 ) Tensione nel gancio (N/mm 2 ) Tol. carico Grado 1 (N) Tol. carico Grado 2 (N) Tol. carico Grado 3 (N) Dati calcolati Lunghezza libera stimata: Lunghezza del corpo: Lunghezza del corpo (max): Sforzo dovuto alla tensione iniziale:

Fattore di sforzo: ndice della molla: Diametro interno: Mean coil diameter:

1.19 7.50

4.61 mm 5.32 mm 4.61 mm 361.06 mm 0.112 kg N/A mm 22.35 mm 22.35 mm 25.86 mm

Diametro medio delle spire:

Lunghezza del filo:

Peso/100:

Frequenza naturale:

27958 Giri al min

Deflessione disponibile (SL): Deflessione disponibile (SM): Deflessione disponibile (DM): Deflessione disponibile (SH): Deflessione disponibile (DH):

25.86 mmt Software copyright © 2002-2011 Institute of Spring Technology, Sheffield, Regno Unito (V1.0.15) ▲ ▲ Figura 3 : Dati di progetto nominali della molla in acciaio al carbonio supponendo che le molle siano state trattate termicamente

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