Projeto de Eixo

Projeto de Eixo

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IV – Força radial (Fr)

0αtgFFtr⋅= V – Força Axial (Fa).

4.6 Correias A transmissão de rotação entre duas árvores paralelas pode ser obtida através de polias fixadas nas árvores e envolvidas por um ou mais elementos flexíveis, as correias.

A possibilidade de transmissão é resultante do atrito gerado entre esses elementos, conseguido mediante uma compressão inicial da correia, quando em repouso.

Em funcionamento a polia condutora arrasta a correia e esta a polia conduzida, vencendo a resistência oferecida. Como conseqüência a polia motora traciona a correia de um lado tenso e folga do outro lado frouxo.

Como a capacidade de transmissão é função do ângulo de abraçamento, faz-se o lado tenso o inferior. Durante o funcionamento podem ser observados dois fenômenos típicos:

deslize – devido a uma tensão inicial insuficiente ou a ocorrência de uma sobrecarga resistente excessiva, a resistência de atrito entre a correia e a polia não for suficiente, a correia escorregará sobre a polia; creep – no funcionamento normal, um elemento da correia, quando atinge o primeiro ponto de contato com a polia motora, possui uma velocidade igual a tangencial da polia e encontra-se deformada por tração, sob a tensão atuante no lado tenso. Ao longo do arco de contato essa tensão varia para menos, até aquela do lado frouxo, com a diminuição da deformação. Como conseqüência o elemento considerado sofre um encurtamento em sentido contrário ao movimento, o que redunda em velocidades absolutas menores, a proporção que o elemento se aproxima da saída com um escorregamento relativo entre a correia e a polia.

4.6.1 Características das transmissões por correias

A transmissão por correia tem as seguintes características: choques – não são transmitidos as árvores devido a elasticidade da correia; sobrecargas – a correia atua como elemento amortecedor das sobrecargas, pela possibilidade do deslizamento; economia – é a mais econômica dos tipos de transmissão, tanto no custo da instalação quanto da manutenção. O preço das correias fabricadas em série não é elevado, o mecanismo não exige lubrificação e a substituição das correias gastas se faz fácil e economicamente; segurança de funcionamento – não transmitindo choque, o motor e os mancais ficam salvos de sobrecargas excessivas. O risco das longas paradas é pequeno, já que as correias, partidas ou danificadas, podem ser substituídas de um modo cômodo e rápido; versatilidade – podem ser projetadas com grandes reduções ou grandes multiplicações de rotações. Numa mesma instalação com uma única correia, pode-se obter diferentes relações de velocidades, bastando para isso colocar a correia ora em um par, ora em outro par das polias. Além disso, as transmissões podem ser conseguidas com rotações no mesmo sentido (correias abertas) ou em sentidos opostos (correias cruzadas).

O afastamento entre as árvores (distância entre eixos) não deve ser inferior a um certo valor que depende do tipo de correia usada, afim de que a transmissão se faça de maneira eficiente.

4.6.2 Tipos de correia Correias chatas – são geralmente feitas de tecidos ou cordões impregnados de borracha, plásticos ou borracha reforçada e couro. Encontram seu principal emprego quando a distância entre centros é bastante grande. Tais correias são muito úteis em instalações de acionamento em grupo, devido ao efeito de embreagem que se pode obter e a sua adaptabilidade a distâncias relativamente longas. Essas correias são muito eficientes para altas velocidades, podem transmitir grandes potências, são bastante flexíveis, não necessitam de grandes polias e podem transmitir potência até contornando cantos.

Figura 4.53 - Correia Chata

Correias Trapezoidais - possuem lados inclinados que se encaixam nas ranhuras (em

V) das polias, conforme pode ser verificado na figura abaixo. Atualmente, alguns fabricantes fazem os lados inclinados ligeiramente convexos, de maneira que ao sofrer encurvamento em torno da polia, os lados convexos tornam-se retos, tendo maior área de contato com a polia, o que proporciona maior força de atrito.

Figura 4.52 - (a) Cones de polias permitindo diferentes relações de velocidades, (b) correia cruzada. (a) (b)

Figura 4.54 - Correia trapezoidal

As características básicas de construção são mostradas na figura abaixo. Os elementos de tração são geralmente feitos de cordões de algodão ou nylon. Para velocidades muito altas e em circunstâncias especiais, os elementos de tração podem ser fios ou cabos de aço, cujos alongamentos são desprezíveis, comparados com os dos cordões. O material acolchoante pode ser de borracha ou um produto sintético de baixo preço, tal como, composto de borracha buna S ou neoprene, material resistente ao óleo. O encapamento externo, ou envelope, é composto por tecido impregnado em borracha especial, que tem a função de proteger os elementos internos de uma correia. A fabricação varia apenas em detalhes entre os diferentes fabricantes, como, por exemplo, a inclusão de uma camada de tecido ou de tela.

Figura 4.5 – partes internas da correia

As seções padronizadas das correias trapezoidais são designadas por letras, A, B, C,

D, E, tendo dimensões nominais (b e t), que permite bom trabalho com as polias padronizadas. A figura abaixo mostra os valores de b e t em função da potência e da velocidade. Existem correias, para fins especiais, com outras dimensões.

É bom ressaltar que as correias em V estão continuamente sofrendo uma curvatura e os efeitos decorrentes disto. Desta forma, elas devem ser dimensionadas em função da resistência à fadiga. Assim, fica fácil entender que fatores como a velocidade da correia e seu comprimento influenciam em sua vida útil.

4.6.3 Capacidade de transmissão de potência Como as correias trapezoidais têm seções retas padronizadas, as potências estão tabeladas em função destas seções, e do tipo de serviço, velocidade, e diâmetro da polia menor.

A ocorrência de sobrecargas, de partidas pesadas, de funcionamento contínuo, etc, dita condições de serviço muito severas, de modo que as correias que se destinam a trabalhar sob tais condições devem ser mais vigorosas que aquelas que, funcionando sob a mesma potência nominal, suportam condições de serviço mais suaves. Por esta razão, deve-se procurar nas tabelas, as potências conforme o tipo de serviço, que estão classificados abaixo.

• Serviço leve: 9 Serviço intermitente – não mais de 6 horas de trabalho intermitente por dia. Potência resistente nunca excedente à capacidade do motor.

• Serviço normal:

Onde o arranque inicial ou as sobrecargas momentâneas nunca excedem 150% da carga normal. 9 Serviço contínuo (6 a 16 horas por dia).

Por exemplo: Padarias; Compressores centrífugos; Compressores rotativos;

Transportadoras; Ventiladores centrífugos; Peneiras e separadores; Lavanderias; Oficinas mecânicas; Bombas.

Onde o arranque inicial ou as sobrecargas momentâneas nunca excedem 200% da carga normal. 9 Serviço contínuo (16 a 24 horas por dia).

Por exemplo: Cerâmica; Caçamba e baldes elevadores; Ventiladores de hélice;

Laminadores; Esmeris; Eixos de transmissão; Moinhos; Fábricas de papel; Imprensa; Serrarias.

Onde o arranque inicial ou as sobrecargas momentâneas excedem 200% da carga nominal. 9 Serviço contínuo (16 a 24 horas por dia, 7 dias por semana). Onde arranques, sobrecargas momentâneas e outras ocorrem freqüentemente. Por exemplo: Parafusos sem fim; Ventiladores de minas.

4.6.4 Forças atuantes em uma correia Como no nosso projeto será utilizada uma correia trapezoidal, utilizaremos a relação de forças agora com um termo a mais então temos; e senfF F )2

Onde:

2F-Força do lado frouxo. f-Coeficiente de atrito.

β -Arco de contato entre a correia e a polia em radianos. α- Ângulo de flanco da correia trapezoidal.

Figura 4.56 - Forças atuantes em uma correia

4.7 Polia

4.7.1 Generalidades As polias são peças cilíndricas movimentadas pela rotação do eixo do motor e pelas correias. Uma polia é constituída de uma coroa ou face na qual se enrola a correia. A face é ligada a um cubo de roda mediante disco ou braços. Os materiais que se empregam para construção das polias são: ferro fundido (mais utilizado), aços, ligas leves e materiais sintéticos. A superfície da polia não deve apresentar porosidades, pois do contrário a correia irá se desgastar rapidamente.

Figura 4.57 - Transmissão por correia.

4.7.2 Tipos de polias Os tipos de polias são determinados pela forma da superfície na qual a correia se assenta. Elas podem ser planas ou trapezoidais. As polias planas podem apresentar dois formatos na superfície de contato. Essa superfície pode ser plana ou abaulada.

Figura 4.58 - Assentamento plano e abaulado A polia plana conserva melhor as correias, e a polia com superfície abaulada guia melhor as correias. As polias apresentam braços a partir de 200 m de diâmetro. Abaixo desse valor a coroa é ligada ao cubo por meio de discos.

Figura 4.59 - Localização do braço e do disco de uma polia

A polia trapezoidal recebe esse nome porque a superfície na qual a correia se assenta apresente forma de trapézio. As polias trapezoidais devem ser providas de canaletes (canais) e são dimensionadas de acordo com o perfil padrão da correia a ser utilizada.

Figura 4.60 - Polia trapezoidal de múltiplos canais.

75 a 170 34°

A acima de

130 a 240 34°

B acima de

1,519 17 3 2 17 6,5 1 6,25

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