Uma mola armazena energia elástica.
A deformação de uma mola cria uma força de restituição. Dentro da gama de funcionamento de uma mola linear, a força aumenta proporcionalmente à deformação: F = kx, em que k é a rigidez da mola.
As molas podem trabalhar à compressão, à tração ou à torção. Os materiais e a geometria determinam os seus limites; o modelo linear não se aplica a todas as molas para todas as deformações.
A rigidez relaciona a força com o movimento.
Comprimi-la 0.02 m produz 20 N de força de restituição e armazena 0.2 J de energia: E = ½kx².
Este exemplo parte de uma mola sem carga. Um mecanismo montado pode já ter pré-carga, pelo que o movimento adicional não começa com força nula.
Reter é diferente de parar.
Um travão de atrito comprime superfícies entre si para resistir ao movimento relativo. Reter um veio parado exige binário resistente suficiente. Parar um sistema em movimento também exige que a energia seja transferida para algum lado.
Na travagem por atrito, a energia mecânica transforma-se em calor. O binário nominal de retenção, por si só, não descreve a capacidade do travão para absorver paragens repetidas.
Uma configuração comum com libertação elétrica.
Bobina desligada: as molas aplicam o travão.
Bobina ligada: o íman liberta o travão.
- Bobina e corpo magnético. A corrente cria um campo magnético. A atração puxa a armadura para o corpo fixo.
- Mola de aplicação. Empurra a armadura contra o disco de atrito quando não há força magnética de libertação. A libertação comprime mais a mola.
- Armadura. Desloca-se uma curta distância no sentido axial. Aplicada, aperta o disco; libertada, deixa uma folga.
- Interface de atrito. Os revestimentos do disco do rotor pressionam a placa fixa e a armadura para produzir binário resistente. O disco está acoplado ao veio.
Isto liga os princípios do solenoide do Módulo 02 à força mecânica. A alimentação elétrica liberta o travão; as molas fornecem a força de aplicação.
Um travão de elevador faz parte de um sistema coordenado.
Em muitos sistemas de tração, o variador controla a desaceleração normal e o travão da máquina mantém a cabina imobilizada depois da paragem. O funcionamento e a monitorização do travão são coordenados com o controlador.
O travão da máquina é distinto do dispositivo paraquedas do elevador. A aplicação por mola, por si só, não prova que um travão consiga reter a carga: o estado das superfícies de atrito, o curso mecânico e a conceção completa continuam a ser importantes.
Um olhar mais próximo
A energia armazenada nas molas pode permanecer na ausência de alimentação elétrica. Compreender o princípio de funcionamento de um travão é diferente de o desmontar ou afinar; o projeto instalado determina as folgas, forças e verificações especificadas.
Verifique o que aprendeu
Um travão imóvel que exerce binário de retenção transforma continuamente esse binário em calor?
Mostrar a explicação
Não através de deslizamento com atrito, se não houver movimento. Durante uma paragem com deslizamento, a energia é dissipada sob a forma de calor. As bobinas elétricas podem ter perdas térmicas independentes.
Leitura adicional.
Leitura opcional para aprofundar esta lição.
- OpenStax: força da mola e energia armazenada
A secção 16.1 explica a rigidez das molas e a energia potencial elástica. Utilize os diagramas e os exemplos resolvidos para compreender os limites do modelo de mola linear.
- KEB: um travão aplicado por mola em funcionamento
O vídeo e a transcrição mostram um travão aplicado por mola e libertado eletricamente. Concentre-se na sequência de funcionamento; a sua construção e o sistema de libertação manual são específicos do produto ilustrado.
Relacione isto com os motores.
Veja como os princípios elétricos e mecânicos se conjugam na nossa introdução ao funcionamento dos motores.