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1.1 - CORREIAS

1. INTRODUÇÃO

As correias, juntamente com as polias são um dos meios mais antigos de transmissão de movimento. É um elemento flexível, normalmente utilizado para transmissão de potência entre dois eixos paralelos distantes. Elas são fabricadas em várias formas e com diversos materiais. Os tipos mais comuns estão apresentados na figura 1.1.

As correias são largamente utilizadas nas indústrias de máquinas operatrizes (M.Opt) e automotiva; são encontradas em diversos equipamentos, desde pequenos aparelhos eletrônicos até equipamentos industriais de grande porte.

a) correia plana b) correia trapezoidal ou em “V” c) correias sincronizadas ou dentadas d) correia dupla e) correia hex f) correia ranhuradas Figura 1.1 – Tipos de correias.

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O grande sucesso na utilização das correias é devido, principalmente, às seguintes razões: a boa economia proporcionada por esta transmissão, sua grande versatilidade e a segurança.

Razões econômicas padronização,

facilidade de montagem e manutenção (a disposição é simples e o acoplamento e o desacoplamento são de fácil execução), ausência de lubrificantes e

durabilidade, quando adequadamente projetadas e instaladas.

Razões de segurança reduzem significativamente choques e vibrações devido à sua flexibilidade e ao material que proporciona uma melhor absorção de choques e amortecimento, evitando a sua propagação, limitam sobrecargas pela ação do deslizamento (podem funcionar como “fusível mecânico”). funcionamento silencioso,

Razões de versatilidade

permitem grandes variações de velocidade (i recomendado ≤ 6) possibilitam rotações nos mesmo sentido (correia aberta) ou em sentidos opostos (correia fechada) – Figura 1.6. facilidade de variação de velocidade: - contínuo (figura 1.2.a)

- descontínuo (polias escalonadas - figura 1.2.b)

(a) (b)

(c)

Figura 1.2 – Transmissões variáveis contínua - com correia em “V” (a) e (b) e escalonada (cone de polias) com correia plana (c).

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2. CARACTERÍSTICAS, APLICAÇÕES E MATERIAIS DE FABRICAÇÃO 2.1. Características As principais características das transmissões por correias são:

- é uma transmissão essencialmente por atrito e este é resultante de uma compressão inicial entre a correia e a polia, através de uma carga inicial quando estacionária.

- é adequada para grandes distâncias entre eixos. 2.2. Aplicações As aplicações são as mais diversas. Alguns exemplos são apresentados abaixo.

Variadores escalonados de velocidade - Transmissões por correia com relação de multiplicação variável em degraus. Diâmetros das polias devem ser feitos de tal maneira que o comprimento necessário da correia seja suficiente para todos os degraus (Figura 1.2 (b))

Figura 1.4 – Exemplo de aplicação de correias (Cortesia da Wabeco Lathe).

Figura 1.5 – Transmissão por correia com variação contínua (CVT) na relação de multiplicação através do deslocamento da correia sobre a polia em movimento

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Variadores contínuos – são normalmente utilizados para relação de transmissão (i) entre 0,8 e 1,2, com graduação através do deslocamento axial dos discos cônicos, onde os diâmetros úteis (dm) das polias acionadora e acionada variam opostamente, de tal forma que se conserva a tensão sem a variação da distância entre os eixos (Figura 1.5).

2.3. Composição Básica e Materiais de Fabricação

As correias mais antigas eram fabricadas em couro. Atualmente este material está em desuso e se utilizado o é apenas para correias planas.

A composição das correias modernas é de material compósito. É uma mistura de polímeros (borracha) com fibras vegetais (algodão ou cânhamo) ou materiais metálicos (arames ou cabos de aço).

A composição mínima das correias trapezoidais e planas está mostrada na figura 1.6 (a) e (b).

Figura 1.6 – Composição mínima das correias trapezoidais e planas.

Os elementos de tração por sua vez podem ser compostos de cordas de nylon ou fibra sintética, ou arames de aço ou mesmo cabos de aço, conforme mostra a figura 1.7. Este elemento é diretamente responsável pela capacidade de transmissão das correias. Porém, quanto maior a resistência destes elementos menor é a flexibilidade da correia.

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Figura 1.7 – Seção das correias.

A capacidade de carga de uma correia depende dos elementos internos de tração (fios de nylon ou arames ou cabos de aço, etc.), das condições de trabalho e da velocidade.

3. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO

Como foi exposto anteriormente é uma transmissão por atrito que é resultante de uma compressão inicial entre a correia e a polia, através de uma carga inicial (Fi) ou précarga na correia quando estacionária (figura 1.8.a.), ficando ambos os lados da correia submetidos ao mesmo esforço.

Quando a transmissão está em funcionamento, observa-se que os lados da correia não estão mais submetidos à mesma tensão; isso ocorre uma vez que a polia motora tensiona mais a correria em um lado (ramo tenso) do que do outro (ramo frouxo), conforme pode se observar na figura 1.8.b.

Essa diferença de tensões entre os lados tenso e frouxo da correia é causadora de uma deformação na correia denominada creep.

Lado frouxo

Lado tenso n n motoramotora movida movida

Parada - com carga inicial -Fi

Transmissão

Figura 1.8 – Transmissão por correias

Na polia motora, a correia entra tensa devido ao esforço de girar a polia movida, e sai frouxa; assim, à medida que a correia passa em torno da polia, a tensão gradualmente diminui de F1 para F2 e a correia sofre uma contração também gradual.

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Em conseqüência disso, a correia deixa a polia motora mais contraída, uma vez que perde um pouco do seu alongamento ao mover-se em torno da polia. Na polia movida, o fenômeno se repete, mas inversamente.

Outro fenômeno que pode acontecer em transmissões por correias é o deslizamento, sendo este conseqüência de uma tensão inicial insuficiente ou de uma sobrecarga excessiva no eixo resistente, o que causa uma compressão insuficiente da correia sobre a polia, não desenvolvendo o atrito necessário entre elas.

Ambos os efeitos diminuem o rendimento da transmissão. O creep é inevitável, pois é conseqüência da elasticidade do material da correia, porém a perda decorrente é pequena e não afeta de modo sensível a transmissão. O deslize, quando excessivo, além de diminuir apreciavelmente o rendimento da transmissão, gerar calor capaz de danificar a superfície da correia. O deslizamento é evitado com a aplicação de uma tensão inicial adequada.

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