Set e Pré-ajuste: Por que uma mola enfraquece sem ficar mais mole

**Set é deformação permanente causada por sobrecarga.** Force uma mola além do ponto em que o fio cede à torção e o fio não retorna totalmente à posição original. A mola fica agora mais curta. Sua taxa não muda, porque a taxa depende da geometria e do módulo, e nenhum dos dois se alterou. **Ele acontece primeiro na parte interna da espira**, pelo mesmo motivo indicado no degrau do índice: é ali que a tensão é mais alta. Por isso, o set começa muito antes de a tensão média atingir o limite de escoamento. **Três maneiras de uma mola ser sobrecarregada.** *Uma vez, com força.* Alguém comprimiu a mola até o bloqueio total, ou o mecanismo foi montado com a mola mais comprimida do que o projeto previa. Um único evento, todo o set de uma só vez. *Lentamente, em alta temperatura.* O aço relaxa sob tensão sustentada, mais rapidamente quanto mais quente estiver. Uma mola mantida comprimida em um local quente perde força ao longo de meses. Por isso as especificações de molas trazem uma temperatura máxima de serviço, e por isso a mola de válvula de um motor e a mola de uma porta são coisas bem diferentes. *Repetidamente, logo abaixo do escoamento.* Muitos ciclos próximos do limite acumulam um pouco de set a cada vez. O comprimento livre diminui gradualmente e depois se estabiliza. **O que o set NOT.** Não é fadiga — a fadiga trinca e quebra, o set apenas encurta. Não é desgaste. Não é corrosão, embora a corrosão piore todo o resto. **E nem sempre ele é ruim.** Fazê-lo deliberadamente, na fábrica, é o assunto do passo 3.

**O truque.** Faça a mola mais longa do que precisa ser, depois comprima-a até ficar sólida, mantenha-a assim e solte. Ela assume seu set ali e então, na fábrica, e volta ao comprimento livre que realmente se queria. O nome comercial para fazer isso repetidamente é **scragging**. **O que isso proporciona.** Duas coisas. Primeiro, a mola não pode mais assumir um set em serviço, pois já assumiu todo o set que vai assumir sob essa tensão — assim, seu comprimento livre agora é estável. Segundo, e menos obviamente, ceder as camadas superficiais deixa uma **tensão residual** no fio, de sinal oposto à tensão de trabalho. A carga em serviço agora precisa vencer essa tensão residual antes de causar qualquer dano, de modo que a mola pode suportar com segurança uma tensão de trabalho mais alta do que uma não pré-ajustada do mesmo material. **O que custa.** Um blank mais longo, uma operação extra, e o fato de que o comprimento livre final agora é um resultado, e não um ajuste — portanto, deve ser medido e o comprimento do blank ajustado até ficar correto. Em uma produção contínua, isso é um custo de preparação; em uma peça única, é um palpite. **Quando importa.** Em qualquer lugar onde a mola esteja altamente tensionada e deva manter sua força: molas de válvula, molas de embreagem, qualquer coisa pré-carregada pela vida útil do conjunto. Molas de catálogo para uso geral frequentemente não são pré-ajustadas, o que é uma das razões pelas quais uma mola de catálogo sofre deriva onde uma fabricada sob medida não sofre. **A direção importa.** A pré-ajustagem só ajuda na direção em que foi feita. Uma mola de compressão pré-ajustada por compressão é mais resistente à compressão e não melhor no sentido oposto. Assim, uma mola que será carregada nos dois sentidos não pode ser pré-ajustada, e essa é uma das razões pelas quais uma mola que é ciclada passando por zero é um problema de projeto mais difícil. **Não pré-ajuste em campo.** Comprimir uma mola instalada até ficar sólida para 'ajustá-la' remove comprimento livre que você não pretendia perder e abre mão de força que você precisava. Esta é uma operação de fábrica em um blank superdimensionado, não um reparo.

**Trabalhe a mola com uma fração baixa de sua tensão admissível.** O seguro mais barato que existe. Uma mola a 40% da tensão admissível manterá seu comprimento indefinidamente em temperatura ambiente; uma a 80% vai perder deformação gradualmente. **Dê a ela um longo curso de trabalho.** O caderno demonstra o argumento: o mesmo conjunto absoluto custa muito menos força quando o curso de trabalho é grande. Molas longas e macias mantêm sua força; molas curtas e rígidas não. **Instale um batente.** Se nada puder comprimir a mola até o fim, ela não pode adquirir deformação permanente por causa de um único evento de sobrecarga. Geralmente esta é uma mudança mais barata do que uma mola melhor. **Verifique a temperatura com honestidade.** Não a temperatura ambiente, mas a temperatura da própria mola, que pode estar encostada em algo quente. Molas de aço carbono geralmente são limitadas a cerca de 120 °C sob carga contínua; acima disso o material precisa ser trocado por uma liga de cromo-silício ou cromo-vanádio, por aço inoxidável ou, para os casos realmente quentes, por Inconel. A taxa também diminui levemente com a temperatura, porque o módulo de elasticidade diminui. **Especifique molas pré-ajustadas onde isso for importante**, e indique isso no desenho — 'pré-ajustada até o bloqueio' é uma instrução de fabricação, não um desejo. **E registre o comprimento livre na montagem.** Anotado, no registro da máquina. Isso transforma uma futura discussão sobre se a mola perdeu força em uma única medição e uma subtração, que é todo o objetivo deste degrau.