E. de Máquinas - elementos de m?quinas

E. de Máquinas - elementos de m?quinas

(Parte 3 de 4)

Tipos de polias

No caso de polias para correias o tipo será determinado pelo tipo de correia assentada na mesma. Elas podem ser planas, trapezoidais ou dentadas.

Vários são os tipos de polias empregadas, assim como os materiais usados na confecção das mesmas. Destaca-se, no entanto, a forma da superfície externa da polia, ou seja, a área de contato com a correia. Esse detalhe depende da seção transversal da correia. Se for usada a correia plana, a polia será também plana, podendo ou não conter frisos laterais.

Observe que a rigor. A superfície da polia não é totalmente plana, na maioria dos casos, apresenta, partindo-se da linha de simetria, uma dupla conicidade, a fim de manter a correia no seu lugar ou seja guiada. Quanto à largura, as polias devem ser, de modo geral, 10% mais larga do que as correias.

Normalmente quando se tem pequenas distâncias entre eixos, onde não podemos usar engrenagens, empregam-se correias em “V” cuja seção transversal é trapezoidal. Esse tipo de correia devido ao seu formato, permite altas rotações, pois a aderência se faz nas faces laterais. Neste caso, a polia deve possuir, em sua face externa, ranhuras onde deverão ser alojadas as correias (que podem ser em número superior a 1).

27 SENAI-PR

Deve-se fazer com que as ranhuras tenham profundidade superior à altura (espessura) da correia, evitando contato com o fundo da polia.

As polias sincronizadoras possuem dentes de acordo com o perfil, passo e largura da correia que nela trabalhará.

Material para polias

Os materiais que se empregam na construção de polias são ferro fundido (o mais utilizado), aços, ligas leves, e materiais sintéticos. A superfície da polia não deve apresentar porosidade, pois do contrário, a correia irá se desgastar rapidamente.

28 SENAI-PR

Tipos de polias.

29 SENAI-PR

Introdução

Nas transmissões de movimento é, sem dúvida, o método de engrenagens o mais indicado. Entretanto poderão surgir casos em que o movimento de um eixo motor deva ser transmitido para outro eixo, montado em ponto distante do primeiro. Nesta situação adotamos polias, ao invés de engrenagens, movidas por um elemento de ligação, ao qual denominamos correia ou cabo.

Conceito

Elemento de transmissão constituído por uma tira flexível sem fim, serve para transmitir por intermédio de polias, um movimento de rotação de uma árvore para outra. As correias são trapezoidais, planas e sincronizadoras, podem ser lisas, corrugadas transversalmente ou estriadas longitudinalmente afim de aumentar sua aderência às polias, são geralmente fabricadas com elastômeros.

Correia trapezoidal ou correia “V”

A correia trapezoidal ou “V” é inteiriça, fabricada com seção transversal em forma de trapézio feita de borracha revestida de lona e é formada no seu interior por cordonéis vulcanizados para suportar as forças de tração.

Correia trapezoidal ou correia em “V “

30 SENAI-PR

31 SENAI-PR

32 SENAI-PR

Há cinco tipos de correias “V” industriais numa grande variedade de comprimentos padronizados conforme tabelas de fornecedores. Abaixo temos as dimensões dos perfis padronizados.

As seções maiores são para as transmissões pesadas e, as menores para as transmissões leves. Se correias de pequena sessão fossem usadas em transmissões pesadas, uma excessiva quantidade de correias seriam necessárias, devido á sua baixa capacidade de transmissão em HP.

Vantagens das transmissões com correias trapezoidais ou “V”

1)Desembaraço do espaço

Com as correias “V” a distância entre os eixos pode ser tão curta quanto as polias o permitem. As polias loucas (esticadoras) são eliminadas.

2)Baixo custo de manutenção

Uma fábrica acionada por correias “V”, não tem roubada a atenção de seus engenheiros pelas interrupções provocadas pelos rompimentos e escorregamentos das correias comuns.

3)Absorvem choques

Absorvem choques produzidos por engrenagens, êmbolos, freios, etc.

4)São silenciosas

Podem ser aplicadas em hospitais, auditórios, escritórios e instalações similares porque não possuindo emendas nem grampos, trabalham suavemente.

3 SENAI-PR

5)Não patinam

Pela sua forma cônica, as correias “V” aderem perfeitamente às paredes inclinadas das polias e asseguram velocidades constantes, dispensando o uso de pastas adesivas que sujam as máquinas e pisos.

6)Poupam mancais

Funcionando com baixa tensão, não traz sobrecarga aos mancais.

7)Instalação fácil

As correias “V” oferecem mais facilidade de instalação que as correias comuns, podendo trabalhar sobre as polias de aros planos.

8)Alta resistência à tração e flexão

Por isso proporcionam longa durabilidade em trabalho ininterrupto.

9)Permitem grandes relações de transmissões

Devido à ação de cunha das correias “V”, sobre as polias ranhuradas, uma transmissão podem funcionar com um pequeno arco de contato sobre a polia menor, permitindo alta relação de velocidades e, em conseqüência, motores de alta rotações e baixos preços.

10) Limpeza

Não necessitando de lubrificantes, como acontece nas transmissões por engrenagens ou correntes, as correias “V” proporcionam, às instalações e máquinas, o máximo de limpeza.

34 SENAI-PR

A velocidade tangencial (v) é a mesma para as duas polias, e é calculada pela fórmula:

V = π . D . n

Como as duas velocidades são iguais, temos:

V1 = V2 π . D1 . n1 = π . D2 . n2

n2 D1

D1 . n1 = D2 . n2 ou n1 = D2 = i Portanto:

I = n1 =

Relação de transmissão

Na transmissão por polias e correias, para que o funcionamento seja perfeito, é necessário obedecer alguns limites em relação ao diâmetro das polias e o número de voltas pela unidade de tempo. Para estabelecer estes limites precisamos estudar as relações de transmissão.

Costumamos representar pela letra “i” a relação de transmissão. Ela é a relação entre o número de voltas das polias (n) numa unidade de tempo e os seus diâmetros.

n2 D1

35 SENAI-PR

Onde:

D1 = diâmetro da polia menor D2 = diâmetro da polia maior n1= número de rotações por minuto (RPM) da polia menor n2 = número de rotações por minuto (RPM) da polia maior

Na transmissão da correia plana, a relação de transmissão (i) não deve ser maior do que seis, e na transmissão por correia trapezoidal esse valor não deve ser maior do que dez.

Montagem e manutenção de correias “V”

As transmissões que utilizam correias em “V” adequadamente calculadas, garantem uma elevada segurança de funcionamento e uma prolongada duração. Contudo na prática é demonstrado que se produz rendimentos pouco satisfatórios. Na maioria das ocasiões é falha de montagem ou manutenção. As indicações a seguir são muito importantes para um bom funcionamento das correias e “V”.

1 – Antes da montagem das correias, alinhar eixos e polias.

2 – Os canais das polias devem ter um perfil adequado com as correias e estarem limpos.

3 – Quando as correias precisam trabalhar em jogos, necessariamente devem ter o mesmo código de comprimento.

4 – Para facilitar a montagem, diminui-se a distância entre os centros. As correias devem encaixar-se nos canais das polias sem o uso de força e sem o uso de alavanca. O excessivo de atrito sobre os canais das polias danificam, com muito freqüencia, os cordonéis de tração.

36 SENAI-PR

5 – Tensionar adequadamente as correias e, passados 30 minutos da máquina em funcionamento, comprovar se a tensão continua a mesma. Se necessário, retensioná-la. Com isso se consegue a dilatação apropriada da correia e um completo ajuste. Devese repetir o processo após 4 horas de funcionamento.

6 – Os aquecimentos anormais, oscilações excessivas de correia e os ruídos são ocasionados na maioria das vezes por uma tensão insuficiente da correia. Por isso aconselha-se revisar periodicamente a transmissão e rentensioná-la, se preciso. A tensão insuficiente conduz a deslizamentos e rendimentos inadequados.

7 – em casos de transmissões de várias correias juntas, quando uma correia está danificada é necessário trocar a totalidade das correias (jogo completo).

8 – Evitar a colocação de polias tensores. Em caso de necessidade aconselha-se o uso de polias tensoras internas, cujo o diâmetro mínimo deve ser igual ao diâmetro da polia menor.

9 – utilize a correia na sua forma original, evitando o uso de pastas adesivas.

10 – As polias para correias em “V” resistem de 3 a 5 trocas de correias. Uma polia para correia em “V” está gasta quando as laterais internas dos canais das polias estiveram espelhadas; ou riscadas, ou com pequenas ondas, ou apresentarem pequenos furos, ou então quando apresentarem desníveis.

Obs.: A transmissão de força de uma correia em “V” é feita através da aderência lateral da correia na polia.

37 SENAI-PR

Correias sincronizadoras

Conceito São correias de transmissão com dentes. Trabalham em polias dentadas que se encaixam perfeitamente nos dentes da correia.

Do ponto de vista estrutural as correias sincronizadoras são construídas com os seguintes elementos:

A)Elemento de tração

Conjunto de cordonéis de fibra de vidro com alta resistência à tração, que constitui a alma da correia e suporta a carga. Suas principais características são:

1)Elevada resistência à carga de ruptura. 2)Alta resistência à fadiga por flexão. 3)Ótimo poder de adesão ao corpo da correia.

B)Corpo da correia

Elemento constituído por composto de excelente qualidade e elasticidade, a base de borracha sintética (policloropreno) que envolve o elemento de tração e define o perfil dos dentes da correia. Suas principais características são:

38 SENAI-PR

1)Excepcional resistência à fadiga. 2)Resistência ao calor e ao ozona. 3)Resistência aos óleos lubrificantes. 4)Ausência de deformação com o tempo.

C) Revestimento da superfície interna de contato

Elemento constituído por elemento de nylon, fortemente aderido ao corpo, de elevado poder auto lubrificante. Suas principais características são:

1)Excepcional resistência à abrasão. 2)Baixo coeficiente de atrito. 3)Elevado rendimento de transmissão 4)Ótima durabilidade da correia e da polia.

Vantagens das correias sincronizadoras

1)Ausência de escorregamento

É conseqüência do encaixe entre os dentes da correia com os sulcos da polia, resultando em um acionamento de elevado rendimento.

2) Baixo tensionamento

O tensionamento inicial é mínimo, por não necessitar de atrito para transmitir a força, reduzindo-se assim as cargas nos rolamentos e mancais aumentando a durabilidade do sistema.

Grande capacidade de transmissão de força, abrangendo desde reduzidos valores até potências elevadas ( HP ou KW).

39 SENAI-PR

4) Rotação

Podem trabalhar numa faixa de 0 à 4800 metros por minuto. Obs.: para polias de ferro fundido, a velocidade periférica não deve ultrapassar a 1980 metros por minuto.

5)Ausência de manutenção e lubrificação

Não necessitando de retensionamento, graças a construção da correia com cordonéis de fibra de vidro, que são inextensíveis, a superfície de contato, revestida com tecido de nylon previamente tratado que o torna auto lubrificante, elimina por completo a manutenção e a lubrificação do acionamento.

Permitem transmissões com acentuadas relações de velocidade.

7)Projeto leve e compacto

Com correias sincronizadoras podemos objetos leves e compactos, referindo em um menor custo final do equipamento.

8)Ausência de vibração

Sendo a velocidade transmitida uniformemente e não havendo variação do diâmetro primitivo, como ocorre nas correias “V” e nas correias planas assegura-se um acionamento com baixíssima vibração.

Para a identificação de uma correia sincronizadora devemos verificar o seguinte:

Verificar qual é o passo da correia (que é a distância do centro de um dente ao centro de outro dente) em milímetros ou em polegadas.

40 SENAI-PR

Verificar qual o tipo de dente (se é arredondado ou trapezoidal).

Contar o número de dentes da correia (todos).

Medir a largura da correia em milímetros ou polegadas.

Determinação do passo:

Dentes trapezoidais – Polegadas

Dentes trapezoidais – Milímetros

DENOMINAÇÃOP ASSO T 2.52.5 m T55 m T1010 m

T2020 m AT55 m (dente reforçado) AT1010 m (dente reforçado) AT2020 m (dente reforçado)

Dentes arredondados – Milímetros

DENOMINAÇÃOP ASSO 5M5 m 8M8 m 14M14 m S5M5 m (dente reforçado) S8M8 m (dente reforçado) S14M14 m (dente reforçado)

41 SENAI-PR

1)Conceitue polias. 2)Qual a finalidade da conicidade em polias para correias planas?

3) Conceitue correias.

4)O que são correias trapezoidais? Quais os tipos existentes?

5)Cite 5 vantagens das correias trapezoidais.

6)O que você entende por relação de transmissão?

42 SENAI-PR

7)Cite três procedimentos que auxiliam a montagem e manutenção das correias “V”. 8)O que são correias sincronizadoras? E quais os elementos de sua construção?

9)Cite 3 vantagens das correias sincronizadoras.

43 SENAI-PR

Conceito

Dispositivo elástico capaz de suportar elevadas deformações e destinado a exercer uma força quando dobrado, tracionado, comprimido ou torcido, força essa que tende a fazelo voltar à posição e formas originais. As molas destinam-se a absorver choques, por absorção de energia, a produzir um movimento, por restituição de energia armazenada durante a deformação.

São elementos de máquinas que caracterizam-se por apresentar grandes deformações, sem que o material ultrapasse o limite elástico.

As molas são normalmente submetidas a esforços de tração e compressão, flexão e torção. Atualmente empregamos materiais metálicos como aço carbono, aço liga e materiais elastômeros como borracha nitrílica e plastiprene.

As molas têm uma vida útil. Assim, quando perderem a rigidez (pressão) ou tiverem mau aspecto, devem ser substituídas, para, entre outros fatores não provocarem batidas entre os elementos por elas separados.

As aplicações mais comuns são :

4 SENAI-PR

Tipos de molas

Dividimos os tipos de molas quanto à sua forma geométrica ou segundo o modo como resistem aos esforços.

Forma geométrica: Molas Helicoidais e Molas Planas.

Resistência aos esforços: Tração, Compressão e Torção.

Molas helicoidais

Molas que utilizamos nos esforços de tração e compressão. É a mais usada na indústria mecânica. Em geral, ela é feita de barra de aço enrolada em forma de hélice cilíndrica ou cônica. A barra de aço pode ter seção circular, retangular, quadrada, etc. Em geral a mola helicoidal é enrolada à direita.

Quando a mola helicoidal for enrolada à esquerda, o sentido da hélice deve ser indicado no desenho.

Mola helicoidal de compressão: esta mola ao ser comprimida por uma determinada força, diminui o comprimento entre as espiras, diminuindo seu comprimento inicial. Ao aplicarmos uma força F temos H final < H inicial.

45 SENAI-PR

Mola helicoidal de tração: ao contrário da mola de compressão, ela possui olhais para ser tracionada por uma determinada força, aumentando o seu comprimento inicial. Quando em repouso esta mola deve voltar ao seu comprimento inicial. Ao aplicarmos uma força F temos H final > H inicial.

Características:

De = diâmetro externo Di = diâmetro interno H = comprimento da mola d = diâmetro de seção do arame p = passo de mola nº = número de espiras da mola h = comprimento da mola

Características:

De = diâmetro externo Di = diâmetro interno H = comprimento da mola d = diâmetro de seção do arame p = passo de mola n.º = número de espiras da mola

46 SENAI-PR

Dimensionamento de molas helicoidais

A seguir temos algumas fórmulas para o cálculo da tensão de cisalhamento (atuante).

(Parte 3 de 4)

Comentários