Assetto e precarico: perché una molla si indebolisce senza ammorbidirsi

**Il set è la deformazione permanente dovuta a sovraccarico.** Se si spinge una molla oltre il punto in cui il filo cede a torsione, il filo non torna del tutto alla posizione iniziale. La molla ora è più corta. La sua costante elastica non cambia, perché dipende dalla geometria e dal modulo, e nessuno dei due si è modificato. **Avviene prima all'interno della spira**, per esattamente la ragione indicata dal gradino precedente: è lì che lo sforzo è massimo. Quindi il set inizia molto prima che lo sforzo medio raggiunga il limite di snervamento. **Tre modi in cui una molla viene sovraccaricata.** *Una volta, con forza.* Qualcuno l'ha compressa fino al blocco, oppure il meccanismo è stato assemblato con la molla compressa più di quanto previsto dal progetto. Un solo evento, tutto il set in una volta. *Lentamente, a temperatura elevata.* L'acciaio si rilassa sotto sforzo costante, più rapidamente all'aumentare della temperatura. Una molla mantenuta compressa in un ambiente caldo perde forza nell'arco di mesi. Per questo le specifiche delle molle riportano una temperatura massima di esercizio, e per questo una molla di valvola di motore e una molla di porta sono cose molto diverse. *Ripetutamente, appena sotto il limite di snervamento.* Molti cicli vicino al limite accumulano ogni volta un po' di set. La lunghezza libera scende gradualmente e poi si stabilizza. **Che cos'è il set NOT.** Non è fatica: la fatica crepa e rompe, il set semplicemente accorcia la molla. Non è usura. Non è corrosione, anche se la corrosione peggiora tutto il resto. **E non è sempre negativo.** Farlo deliberatamente, in fabbrica, è l'argomento del passo 3.

**Il trucco.** Realizzare la molla più lunga di quanto serva, quindi comprimerla fino al blocco, mantenerla in quella posizione e rilasciarla. In quel momento, in fabbrica, assume il suo set e torna alla lunghezza libera che era effettivamente desiderata. Il nome commerciale del procedimento ripetuto più volte è **scragging**. **Cosa ottiene.** Due cose. In primo luogo, la molla non può più assumere un set in esercizio, perché ha già assunto tutto ciò che assumerà a quella sollecitazione, quindi la sua lunghezza libera ora è stabile. In secondo luogo, e meno ovviamente, lo snervamento degli strati superficiali lascia nel filo una **tensione residua** di segno opposto alla tensione di lavoro. Il carico in esercizio deve ora superare tale residuo prima di causare danni, quindi la molla può sopportare in sicurezza una tensione di lavoro più elevata rispetto a una non preimpostata dello stesso materiale. **Cosa costa.** Un grezzo più lungo, un'operazione in più, e il fatto che la lunghezza libera finale è ora un risultato anziché un'impostazione, quindi deve essere misurata e la lunghezza del grezzo regolata finché non risulta corretta. In una produzione di serie è un costo di attrezzaggio; per un pezzo unico è una questione di stima. **Quando è importante.** Ovunque la molla sia fortemente sollecitata e debba mantenere la sua forza: molle di valvole, molle di frizioni, qualsiasi molla precaricata per tutta la vita del gruppo. Le molle di catalogo per uso generale spesso non sono preimpostate, ed è uno dei motivi per cui una molla di catalogo si deforma mentre una realizzata appositamente non lo fa. **La direzione conta.** La preimpostazione aiuta solo nella direzione in cui è stata eseguita. Una molla di compressione preimpostata per schiacciamento è più resistente a compressione e non migliore nell'altro senso. Quindi una molla che sarà caricata in entrambi i sensi non può essere preimpostata, ed è uno dei motivi per cui una molla sottoposta a cicli che attraversano lo zero è un problema di progetto più difficile. **Non preimpostare in opera.** Comprimere fino al blocco una molla installata per 'impostarla' elimina lunghezza libera che non si intendeva perdere e rinuncia alla forza necessaria. Questa è un'operazione di fabbrica su un grezzo sovradimensionato, non una riparazione.

**Far lavorare la molla a una frazione bassa della sua tensione ammissibile.** La più economica forma di assicurazione che esista. Una molla al 40% della tensione ammissibile manterrà la sua lunghezza indefinitamente a temperatura ambiente; una all'80% tenderà a deformarsi. **Dare una lunga corsa di lavoro alla molla.** Il quaderno lo dimostra: a parità di deformazione permanente assoluta, la forza persa è molto minore quando la corsa di lavoro è grande. Le molle lunghe e morbide mantengono la loro forza; quelle corte e rigide no. **Montare un arresto.** Se nulla può comprimere la molla fino al blocco, questa non può subire una deformazione permanente a causa di un singolo evento di sovraccarico. Di solito è una modifica più economica che una molla migliore. **Verificare onestamente la temperatura.** Non quella ambiente, ma quella della molla, che potrebbe trovarsi a contatto con qualcosa di caldo. Le molle in acciaio al carbonio sono generalmente limitate a circa 120 °C per carichi continui; al di sopra di questa temperatura il materiale deve essere cambiato, scegliendo una lega cromo-silicio o cromo-vanadio, oppure acciaio inossidabile, o Inconel per i casi di calore davvero elevato. Anche la costante elastica diminuisce leggermente con la temperatura, poiché diminuisce il modulo elastico. **Specificare molle pretensionate dove è importante**, e indicarlo sul disegno: 'pretensionata fino al blocco' è un'istruzione di fabbricazione, non un desiderio. **E registrare la lunghezza libera al montaggio.** Annotata, sul registro della macchina. Trasforma una futura discussione sul fatto che la molla si sia indebolita in una sola misurazione e una sottrazione, che è l'intero scopo di questo gradino.