Calculadora de Compressão de Mola | Constante a partir das dimensões

Insira o diâmetro do fio, o diâmetro externo da espira, o comprimento livre, as espiras ativas e o material para calcular a constante, a força máxima, a deflexão, a altura sólida, o diâmetro médio e o índice de uma mola helicoidal de compressão.

💡 Sobre esta ferramenta

É comum ter uma mola de compressão em mãos sem ficha técnica: num conserto, num protótipo ou ao ajustar uma máquina. Medindo com paquímetro o diâmetro do fio, o diâmetro externo e o comprimento livre, e contando as espiras ativas, você estima a constante em segundos.

A constante (N/mm) é a força necessária para comprimir a mola um milímetro. A ferramenta usa a relação clássica de resistência dos materiais k = G·d⁴ / (8·D³·n), onde d é o diâmetro do fio, D é o diâmetro médio da espira (diâmetro externo menos fio), n são as espiras ativas e G é o módulo de cisalhamento do material. Também mostra a altura sólida e o índice da mola para conferir se o projeto é viável.

🧐 Perguntas frequentes

O que significa a constante da mola? É a força, em newtons, necessária para comprimir a mola um milímetro (N/mm). Um valor maior indica uma mola mais rígida, que se deforma menos sob a mesma carga.

Por que a deflexão máxima é limitada a cerca de 60% do comprimento livre? Comprimir a mola até as espiras se encostarem pode causar deformação permanente e fadiga precoce. Por isso, cerca de 60% do comprimento livre é mostrado como deflexão de trabalho segura; ajuste a margem conforme sua aplicação.

Qual a diferença entre espiras ativas e totais? As espiras ativas são as que realmente se deformam. Numa mola de extremidades fechadas, a espira de cada extremidade não contribui para a deflexão, então a altura sólida considera as espiras totais como as ativas mais duas.

Apareceu um aviso sobre o índice da mola. O índice da mola é o diâmetro médio dividido pelo diâmetro do fio. Um índice muito baixo é difícil de enrolar e um muito alto se enrosca. A ferramenta avisa fora de uma faixa fabricável, sendo de 4 a 12 geralmente considerado ideal.

Qual material escolher? O arame de piano (SWP) serve para usos gerais, o aço inoxidável (SUS304) oferece resistência à corrosão e o bronze fosforoso (C5191) é usado quando a condutividade importa. Cada um tem um módulo de cisalhamento diferente, que altera a constante.

📚 A física por trás da fórmula

A fórmula k = G·d⁴ / (8·D³·n) ensina algo útil: a constante depende do diâmetro do fio elevado à quarta potência. Ou seja, uma pequena mudança no fio altera muito a rigidez. Passar de 1,0 para 1,2 mm de fio, mantendo o resto igual, mais que dobra a constante. Já a constante é inversamente proporcional ao cubo do diâmetro médio, então alargar a espira amacia a mola rapidamente. Compreender essas dependências ajuda a ajustar um projeto com intenção, em vez de por tentativa e erro. Lembre-se de que essa fórmula supõe uma mola linear e ideal e não calcula a tensão do material, portanto o resultado é um ponto de partida para o projeto.