Calcolo molla di compressione

1 — Parametri e calcolo

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2 — Risultati

Grandezza	Valore
Indice molla C = D / d
Rigidezza k (N/mm)
Forza totale a Δ F (N / kgf)
Lunghezza solida Lₛ ≈ nₜ · d
Corsa massima Δₘₐₓ = L₀ - Lₛ
Tensione di taglio massima τ (MPa)
Fattore di Sicurezza (τ / τₐₘₘ)

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3 — Descrizione dei parametri

d — Diametro del filo

È lo spessore del filo utilizzato per avvolgere la molla. Influenza notevolmente la rigidezza: un filo più spesso (d maggiore) rende la molla molto più rigida, poiché la rigidezza (k) è proporzionale alla quarta potenza del diametro (d⁴).

D — Diametro medio

Rappresenta il diametro medio dell'avvolgimento. Una molla con un diametro medio più grande sarà meno rigida. La rigidezza (k) è inversamente proporzionale al cubo del diametro medio (D³).

nₐ — Spire attive

Sono le spire che contribuiscono attivamente alla deformazione elastica della molla. Un numero maggiore di spire attive distribuisce il carico su una lunghezza maggiore di filo, rendendo la molla meno rigida (k ∝ 1/nₐ). Le spire totali (nₜ) sono solitamente nₐ + 2 per tenere conto delle spire di estremità.

L₀ — Lunghezza libera

È la lunghezza della molla a riposo, senza alcun carico applicato. Definisce il limite massimo di compressione possibile.

Lₛ — Lunghezza solida (o a pacco)

È la lunghezza minima della molla quando tutte le spire sono a contatto (completamente compressa). Si calcola come nₜ · d. Questo valore è critico perché la molla non deve mai raggiungere questa lunghezza durante il normale funzionamento per evitare danni.

Δ — Deflessione (o freccia)

È la distanza di cui la molla viene compressa. La forza generata dalla molla è direttamente proporzionale a questa deflessione, secondo la legge di Hooke (F = k · Δ).

C — Indice della molla

È il rapporto adimensionale D / d. Indica la "magrezza" della molla. Un valore ottimale (tra 5 e 10) garantisce una buona producibilità e una distribuzione uniforme delle tensioni. Valori troppo bassi o alti possono causare problemi di fabbricazione e concentrazioni di stress.

τ — Tensione di taglio massima

È la massima sollecitazione interna che si genera nel filo quando la molla è compressa. Questo valore deve sempre rimanere al di sotto della tensione ammissibile del materiale (τₐₘₘ) per evitare deformazioni permanenti (snervamento) o rotture.