mòlla

Lessico

sf. [sec. XIV; da mollare].

1) Componente di meccanismo caratterizzato dalla possibilità di deformazione in campo elastico: letto a molle; sostituire la molla dell'orologio; scattare come una molla, agire con prontezza, muoversi con rapidità, reagire con vivacità a uno stimolo. Fig., stimolo, forte impulso all'azione, movente: la molla dell'interesse.

2) Al pl., utensile domestico, costituito da una lama di ferro incurvata, così da formare due bracci accostabili, con cui si afferrano i carboni accesi; fig.: prendere con le molle, con le dovute cautele; sproposito da prendersi con le molle, madornale.

Tecnica: caratteristiche e sollecitazioni

"Per i disegni schematici di alcune molle vedi il lemma del 13° volume." I materiali comunemente usati per costruire molle sono metallici come acciaio, bronzo, ecc., ma non sono rari materiali di altra natura come gomma, sughero, spugna, ecc. e non mancano esempi di molle in cui l'elemento elastico è realizzato da gas. Le forme possono essere svariate: tra le più comuni sono quelle a mensola incastrata, a balestra, a elica cilindrica o conica, a spirale, a tazza, ecc. "I disegni schematici di alcune molle sono a pag. 90 del 15° volume." La sollecitazione di una molla è sempre generata da una forza o da un movimento che la deforma; lo sforzo che ne deriva si distribuisce in modo praticamente uniforme in tutto l'elemento elastico. È detta caratteristica elastica di una molla la curva che esprime il legame tra la sollecitazione applicata alla molla e la sua deformazione (per esempio tra la forza applicata e l'allungamento o tra il momento della coppia deformante e la rotazione). Quando la caratteristica elastica è lineare, ossia è costante il rapporto tra sollecitazione e deformazione, tale rapporto prende il nome di costante elastica della molla. Anche se le deformazioni di una molla avvengono sempre in campo elastico, la caratteristica elastica può scostarsi dalla linearità, in quanto il carico applicato genera nella molla sollecitazioni complesse che fanno variare il rapporto suddetto. Sovente le molle vengono impiegate collegando più elementi in serie o in parallelo; nel primo caso la sollecitazione agente risulta applicata a tutti gli elementi con la stessa intensità e la costante elastica risultante, K_s, è data dal reciproco della somma dei reciproci delle singole costanti elastiche:

...caso di molle in parallelo il carico si divide in parti uguali per ogni elemento e la costante elastica, K_p, di tutto il sistema è pari alla somma delle costanti elastiche: K_p=K´+K‟+... La conoscenza della costante elastica è necessaria sia per determinare le sollecitazioni alle quali è sottoposta la molla, sia per calcolare l'energia accumulata dalla molla deformata. Comunemente per la scelta in sede di progetto di molle vengono utilizzate tavole dette “mollari” che permettono di individuare la molla (materiale, forma, lunghezza, numero di spire, ecc.) o cataloghi sui quali sono illustrati diversi tipi di molle reperibili in commercio. Quanto sopra detto vale per molle deformate con velocità ridotta. Se invece l'applicazione del carico avviene in breve tempo è importante considerare la massa della molla, in quanto, in tal caso, la deformazione non si trasferisce uniformemente in tutto l'elemento elastico, ma si concentra nella zona di applicazione. In queste condizioni le caratteristiche e le sollecitazioni della molla cambiano notevolmente e il funzionamento diventa irregolare fino al punto di comprometterne l'integrità. Quando a una molla viene applicata una sollecitazione di intensità variabile ciclicamente può verificarsi il fenomeno della risonanza; ciò accade quando la frequenza della sollecitazione è uguale a quella propria di oscillazione della molla, che dipende dai valori della massa oscillante e della costante elastica. In queste condizioni il comportamento della molla è quello di un organo oscillante. Generalmente questo fenomeno non è desiderato, fuorché in dispositivi oscillatori, ed è compito del progettista fare in modo che le frequenze alle quali è sottoposta la molla siano lontane dalla sua frequenza caratteristica. Un altro fenomeno di notevole importanza è quello dell'isteresi elastica, da cui dipende la quantità di energia che viene dissipata sotto forma di calore durante la deformazione della molla. L'isteresi acquista notevole importanza quando le molle vengono impiegate come organi di collegamento atti a smorzare vibrazioni. In questi casi il ciclo di isteresi dell'elemento elastico deve assorbire la maggiore quantità possibile di energia al fine di smorzare gli effetti oscillanti e di conseguenza la mutua trasmissione di vibrazioni fra gli organi collegati.

Tecnica: gli impieghi

Gli impieghi delle molle sono vastissimi, ma i più comuni sono: A) come molle antagoniste quando a loro è affidato il ritorno in posizione originale di organi una volta cessata la causa che ne ha provocato lo spostamento. È il caso di eccentrici a punteria, strumenti di misura, giunti a frizione, freni, valvole di sicurezza a molla per recipienti contenenti fluidi in pressione, reti e materassi da letto, ecc. (molto usate sono le molle a elica cilindrica che lavorano a compressione o a trazione). B) Come tamponi elastici di fine corsa, per limitare le sollecitazioni derivanti dall'urto di una parte in movimento contro un'altra. Per questo scopo vengono impiegate molle ad anelli, a tazza, a elica conica a sezione rettangolare o più comunemente tamponi di gomma quando la massa e la velocità delle parti mobili non sono grandi. C) Come elementi di collegamento di parti oscillanti, per esempio tavole oscillanti di vagli, o per il fissaggio di motori endotermici ai telai di autoveicoli. Nel primo caso sono molle a lamina con caratteristiche atte a ottimizzare il regime vibratorio delle tavole, nel secondo sono tamponi in gomma ad alta isteresi. D) Come accumulatori di energia (motori a energia potenziale) specie in orologeria, cineprese e strumenti scientifici portatili, dove vengono impiegate molle a spirale le quali hanno il vantaggio di avere ingombro limitato e notevole accumulo di energia. E) Come elementi elastici di dispositivi oscillanti a bassa frequenza. Sono usate molle a lamina come in alcuni oscillatori telefonici o a spirale come nei dispositivi a bilanciere di orologi. F) Come elementi di fermo di bulloni e dadi, con la funzione di evitare lo svitamento dovuto alle vibrazioni e di adeguare l'elasticità del fissaggio a quella degli organi fissati; in tal caso si usano molle rigide a lama o ad anello. G) Come elementi elastici integrati nelle sospensioni dei veicoli ferroviari e degli autoveicoli.

Trasporti

I tipi principali di molle utilizzati nei mezzi di trasporto vengono distinti in base sia al materiale di cui sono fatte sia al tipo di sollecitazioni cui è sottoposto l'elemento elastico. Si hanno, pertanto, molle metalliche, in gomma, pneumatiche e miste. Le molle metalliche possono essere suddivise in: molle elicoidali, costituite da un tondino di acciaio avvolto a spirale secondo un'elica conica o cilindrica che reagisce elasticamente alle forze dirette secondo l'asse verticale; molle a barra di torsione, formate da una barra a sezione circolare le cui estremità sono collegate una alla ruota e l'altra alla struttura del veicolo in maniera rigida; molle a balestra, realizzate da un certo numero di lamine metalliche, costruite con asse leggermente curvilineo e con le estremità rastremate, sovrapposte le une alle altre, spesso con misure decrescenti, in modo da formare un fascio che è tenuto insieme da una staffa centrale e da fascette poste alle estremità o in posizione opportuna, le quali hanno la funzione di impedire lo scorrimento trasversale delle lamine stesse; il fascio viene fissato per le estremità alla struttura portante del veicolo in modo che l'intera molla possa deformarsi liberamente; pur essendo molto ingombranti sono in grado di sostenere carichi elevati. Nei primi due tipi di molle metalliche il materiale viene sollecitato essenzialmente per torsione, mentre nelle molle a balestra, il cui uso prevalente è in campo ferroviario o nei veicoli industriali e nei grossi fuoristrada, la sollecitazione avviene per flessione. Le molle in gomma sono formate da un elemento elastico di gomma naturale o sintetica generalmente racchiuso in un'armatura metallica con la quale è saldato per vulcanizzazione; sfruttano le proprietà tipiche degli elastomeri e vengono sollecitate a taglio, per scorrimento di piani paralleli, o per rotazione relativa; questo tipo è poco usato sugli autoveicoli. Le molle pneumatiche sfruttano, invece, la comprimibilità dell'aria che costituisce appunto l'elemento elastico contenuto in un idoneo cilindro metallico a stantuffo: l'aria, infatti, in relazione alle sue condizioni di pressione e temperatura presenta buone capacità di smorzamento delle oscillazioni, sebbene la molla subisca irrigidimenti sempre maggiori a mano a mano che l'aria viene compressa. Esistono anche molle miste, composte da un cilindro cavo di gomma nel cui interno si trova una molla metallica elicoidale; il loro funzionamento è simile a quello delle molle elicoidali fino a un certo valore del carico, oltre il quale viene immessa aria compressa nel cilindro per cui si comportano come una molla pneumatica. In alcuni casi le molle vengono totalmente sostituite dalle sospensioni idropneumatiche o oleopneumatiche.