Manuntenção em engrenagens

Manuntenção em engrenagens

Disciplina:Cinemática e Dinâmica das Máquinas

Curso de Especialização em Manutenção Produtiva Total Prof. Msc. Luiz Eduardo Miranda Rodrigues

Disciplina: Cinemática e Dinâmica das Máquinas

Ocorrem de formas variadas

Dependem do tipo de engrenagens

ECDR –Engrenagens Cilíndricas de Dentes Retos

ECDH –Engrenagens Cilíndricas de Dentes Helicoidais

EC –Engrenagens Cônicas Utilizadas para transmitir movimento entre eixos

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Disciplina: Cinemática e Dinâmica das Máquinas

O modo de contato é responsável pela alta capacidade de carga que as engrenagens oferecem.

Como existe contato entre os dentes, a capacidade de carga vai depender da velocidade de contato entre as superfícies, pois o calor gerado varia com a carga e com a velocidade.

Pressão de contato e velocidade, possuem uma influência critica no desgaste dos dentes.

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Disciplina: Cinemática e Dinâmica das Máquinas

Regiões de alto valor de tensão

Tensão de Contato: Diâmetro Primitivo

Tensão de Flexão: Raiz do Dente

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Disciplina: Cinemática e Dinâmica das Máquinas

Existem engrenagens fabricadas com quase todos os materiais sólidos.

Para o uso industrial são utilizados algumas variedades de aços, como exemplo podem-se citar: 1040, 1060, 4140, 4340. Esses materiais podem ser facilmente endurecidos através de um tratamento térmico.

Os dentes de uma engrenagem podem sofrer endurecimento total ou superficial.

Normalmente a dureza é maior que 390 Brinell.

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Disciplina: Cinemática e Dinâmica das Máquinas

Classificação do tipo de falha.

Realizado a partir do exame da aparência e dos mecanismos de falha.

Existe a necessidade de buscar a causa da falha, portanto, devese conhecer a cinemática e a cinética do mecanismo de forma a avaliar os esforços envolvidos no sistema.

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Disciplina: Cinemática e Dinâmica das Máquinas

A maior parte das falhas tem origem ligadas a problemas de montagem, lubrificação inadequadas, sobrecargas, etc.

As falhas são classificadas em quatro classes gerais:

a)Desgaste; b) Fadiga; c) Deformação Plástica; d) Quebras.

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Também podem ocorrer falhas devido a erros de projeto e de fabricação.

Qualquer falha de engrenagem deve ser tratada como uma anor malidade.

Engrenagens devem sempre ser substituídas aos pares, uma vez que o ajuste entre o par será perdido caso seja substituída apenas uma das engrenagens.

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As engrenagens devem ser inspecionadas periodica mente.

Devem ser registradas folgas, dimensões, trincas superficiais, etc.

Esses dados permitem acompanhar o desgaste das engrenagens além de possibilitar a tomada de decisão sobre futuras substituições.

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Desgaste ocorre quando há remoção de material dos dentes das engrenagens.

Os mecanismos de desgaste são classificados da seguinte forma:

a)Amacia mento; b) Desgaste Moderado; c) Desgaste Acentuado; d) Corrosão.

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Disciplina: Cinemática e Dinâmica das Máquinas DESGASTE DOS DENTES

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Processo que ocorre devido ao contato metal-metal durante a operação normal, resultando em uma superfície bastante lisa.

Normalmente ocorre quando as engrenagens trabalham em baixa velocidade e o filme de óleo é fino.

Em geral não constitui um problema, podendo ser reduzido por qualquer modificação que facilite a formação do filme de óleo, tais como utilização de óleo com maior viscosidade.

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Disciplina: Cinemática e Dinâmica das Máquinas

Padrão de desgaste onde ocorre remoção de material do Adendume do dedendum, sem que ocorram alterações na região do diâmetro primitivo.

O fato ocorre devido ao deslizamento entre os dentes que ocorre nessas regiões.

A região do diâmetro primitivo está apenas sujeita ao rolamento entre os dentes.

As causas podem ser sobrecarga, dureza insuficiente dos dentes, falta de óleo, etc.

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Semelhante ao desgaste moderado, porém possui uma maior velocidade de remoção de material.

A vida da engrenagem é muito reduzida.

As causas desse tipo de desgaste são deficiências de lubrificação como viscosidade muito baixa, filtragem inadequada, vazão insuficiente, etc.

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Disciplina: Cinemática e Dinâmica das Máquinas

Encontrada na forma de deterioração da superfície.

As causas da corrosão da engrenagem são diversas, incluindo ação química de ingredientes ativos do óleo ou do próprio óleo deteriorado.

A umidade também pode interferir na corrosão.

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Disciplina: Cinemática e Dinâmica das Máquinas

É o modo mais comum de falhas de engrenagens.

Ao contrário do desgaste que está associado a algum problema de lubrificação, a fadiga pode ocorrer mesmo com lubrificação adequada.

Ocorre devido as tensões de contato entre as superfícies com o agravante da existência do deslizamento entre os dentes.

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Disciplina: Cinemática e Dinâmica das Máquinas

O deslizamento provoca um aumento da compressão de um lado da região de contato e um aumento da tração do outro lado.

Trincas microscópicas formam-se sobre a superfície.

Pequenos desalinhamentostambém podem contribuir para a fadiga.

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Disciplina: Cinemática e Dinâmica das Máquinas

As deformações plásticas ocorrem quando as altas tensões de contato, em combinação com o movimento de rolamento e deslizamento entre os dentes, ultrapassam o limite de escoamento do material.

Geralmente está associado a materiais de dureza reduzida.

Também podem ocorrer em virtude de sobrecargas em materiais de alta resistência.

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As deformações podem ser classificadas em três mecanis mos:

a)Escoamento a Frio; b) Enrugamento; c) Escoamento Direcional.

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É evidenciado pela ocorrência de escoamento do material da superfície ou sub-superfície do dente.

Para reduzir este problema, é necessário reduzir as cargas e aumentar a dureza do material.

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Disciplina: Cinemática e Dinâmica das Máquinas ESCOAMENTO A FRIO

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Formação de uma superfície ondulada, regular com ângulo reto em relação a direção do movimento.

É mais comuns em engrenagens endurecidas, sendo considerado um defeito apenas se progredir para um estágio avançado.

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Disciplina: Cinemática e Dinâmica das Máquinas ENRUGAMENTO

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Causa uma série de picos e vales que se estendem na direção do movimento dos dentes.

Ocorre quando altas tensões de contato em combinação com baixas velocidades causam escoamento do material da superfície.

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Disciplina: Cinemática e Dinâmica das Máquinas ESCOAMENTO DIRECIONAL

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Podem ocorrer por fadiga ou por sobrecarga.

No caso da fadiga ocorre a existência de concentração de tensões que facilita a nucleação e propagação da trinca.

Sobrecargas normalmente são oriundas de impacto, gripamentodos dentes devido a falhas nos mancais, empeno de eixos e entrada de corpos estranhos.

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Disciplina: Cinemática e Dinâmica das Máquinas

Considere as engrenagens A e b mostradas na figura. Se A parte do repouso com aceleração angular constante αΑ = 2 rad/s², determine o tempo necessário para B atingir uma velocidade angular ωΒ = 50 rad/s.

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Quando somente duas engrenagens estão engrenadas, a engrenagem motora A e a movida B sempre giram em sentidos opostos. Para tê-las girando no mesmo sentido, introduz-se uma engrenagem intermediária C. Para o caso mostrado na figura, determine a velocidade angular da engrenagem B quando t = 5 s, sabendo-se que A parte do repouso e possui aceleração angular αA = (3t+2) rad/s², onde t é dado em segundos.

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Devido a um aumento em sua potência, o motor M mostrado na figura gira o eixo A com uma aceleração angular α = (0,06θ2 ) rad/s², onde é expresso em radianos. Se o eixo inicialmente gira com ωΒ =

50 rad/s, determine a velocidade angular da engrenagem B após o eixo atingir um deslocamento angular ∆θ= 10 rev.

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Considerando que o motor acione o eixo s com uma aceleração angular α = (0,4et ) rad/s², onde t é expresso em segundos, determine a velocidade angular do eixo E quando t = 2 s após partir do repouso. Os raios das engrenagens estão listados na figura.

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