Aula 05 - Transmissão por Correias e Polias

ELEMENTOS ORGÂNICOS DE MÁQUINAS II

AT-102

Universidade Federal do Paraná

Curso de Engenharia Industrial Madeireira

Dr. Alan Sulato de Andrade

[email protected]

TRANSMISSÕES POR CORREIAS


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.


INTRODUÇÃO:

São muito utilizadas devido sua grande versatilidade e

campos de aplicação.


INTRODUÇÃO:

A maneira de transmissão de potência se dá por meio

do atrito que pode ser simples, quando existe

somente uma polia motora e uma polia movida ou

múltipla , quando existem polias intermediárias com

diâmetros diferentes (escalonada).


INTRODUÇÃO:

A transmissão pode ser afetada por alguns fatores,

dentre os principais a falta de atrito, pois quando em

serviço, a correia pode deslizar e portanto não

transmitir integralmente a potência.


UTILIZAÇÃO:


UTILIZAÇÃO:

SISTEMAS DE TRANSPORTE

SISTEMAS DE TRANSFERÊNCIA DE POTENCIA


CARACTERÍSTICAS:

Podem transmitir grande quantidade de energia.

Uma das formas mais utilizadas em sistemas de

transmissão de potencia.

Possuem custos relativamente baixos.

Tendem a proteger a unidade motora.

Possuem rendimento entre 0,96 a 0,98, pois podem

apresentar escorregamentos.


TIPOS:

Planas.

Em V.

Trapezoidal

Hexagonal

Simples, multi e Outras formas.


TIPOS:

Podem possuir dentes, visando aumentar a aderência

e sincronismo na transmissão de força.


EVOLUÇÃO:

No início da era industrial, as correias planas eram

extensivamente usadas. Podemos verificar este fato

observando em fotografias de antigas linhas de

produção, nas quais um único eixo transmitia

movimentos, via correias planas, para vários

dispositivos ao longo da linha. O material dessas

primeiras correias era quase sempre o couro.


EVOLUÇÃO:

Por volta da década de 1930, as correias em V e

trapezoidais passaram a substituir as planas na

maioria dos acionamentos. A vantagem básica consite

no efeito de que a cunha da correia na polia multiplica

o coeficiente de atrito pelo inverso do seno do ângulo

de inclinação da face lateral. O resultado é um

significativo ganho de capacidade, proporcionando

conjuntos mais compactos, com menor nível de ruído

se comparado com as correias planas.


EVOLUÇÃO:

Entretanto, as correias em V e trapezoidais não têm só

vantagens. Há também, em relação às planas, alguns

aspectos negativos que, evidentemente, não chegam

a comprometer o uso na maioria dos casos.


EVOLUÇÃO:

Algumas desvantagens:

Correias trapezoidais são quase sempre fornecidas

em comprimentos padronizados. O material das

correias planas pode ser fornecido em rolos e elas

podem ser fabricadas no local em qualquer

comprimento. Alinhamento das polias é mais crítico no

caso de correias trapezoidais. Entre outros.


CONSTRUÇÃO:

As correias são construídas com materiais como:

Borracha

Polímeros sintéticos

Reforços de nylon

Tiras metálicas

Tecido

Couro


TIPOS:

Planas.

Valores Máximos:

Potência = 1600KW (~2200cv)

Rotação = 18000 rpm

Força tangencial = 50 KN (~5000 Kgf)

Velocidade tangencial = 90m/s

Distância centro a centro = 12m

Relação de transmissão ideal = 1:5

Relação de transmissão máxima = 1:10


TIPOS:

Em V.

Valores Máximos:

Potência = 1100KW (~1500cv)

Velocidade tangencial = 26m/s

Relação de transmissão ideal = 1:8

Relação de transmissão máxima = 1:15


CARACTERÍSTICAS:

Correias planas podem ser utilizadas em árvores

paralelas ou reversas. Já a correia em v somente em

árvores paralelas.

Paralelas Reversas


DIMENSIONAMENTO E SELEÇÃO:

Uma mesma utilização pode ser atendida por

diferentes combinações de número de correias,

diâmetros de polias e outros. Portanto, o processo de

escolha de uma correia para determinada aplicação

envolve normalmente a análise de diversas soluções e

a melhor opção é em geral um equilíbrio entre

características conflitantes, como durabilidade da

correia, custo das polias, espaço físico, etc.



Alguns fabricantes de correias oferecem softwares

próprios e gráficos onde o processo de seleção fica

bastante simples e rápido.

Padronização

As correias industriais trapezoidais são fabricadas

basicamente com dois conjuntos de perfis: o perfil Hi-

Power (A, B, C, D e E) e o perfil PW (3V, 5V e 8 V),



A B

C D

E


DIMENSIONAMENTO DAS TRANSMISSÕES:

Dados necessários:

Tipo de acionamento,

Potencia de acionamento (motor)

Rotação (motor)

Tipo de equipamento acionado

Rotação do equipamento acionado

Distancia entre centros

Regime de operação



Potência Projetada (Pp):

Pp=Pmotor.fs

Onde:

Pmotor – Potencia do motor de acionamento em W ou CV

Fs- fator de serviço - admensional



Fator de serviço (fs):

Máquina Regime de operação

Intermitente Normal Contínuo

Agitadores 1,1 1,2 1,3

Ventiladores 1,1 1,2 1,3

Correia transp. 1,2 1,3 1,4

Moinhos 1,4 1,5 1,5

Calandras 1,6 1,6 1,8



Fator de serviço (fs):



Aspectos geométricos:

A Figura mostra o esquema comum de uma

transmissão com duas polias de raios r1 e r2 e

distantes C entre centros.



Aspectos geométricos:

Os diâmetros são D1=2.r1 e D2=2.r2

O ângulo γ é dado por sen γ = (r1 − r2) / C

O comprimento exato L da correia é calculado por

L = π D1 + 2 r1 γ + 2 C cos γ + π D2 − 2 r2 γ

L = π (D1 + D2) + 2 (r1 − r2) γ + 2 C cos γ

Substituindo (r1 − r2) por C sen γ

L = π (D1 + D2) + 2 C (γ sen γ + cos γ)



Relação de transmissão:

i=N2/N1

Diâmetros:

D=d.i

Onde:

D=Diâmetro da polia 2 ou da coroa (m ou mm)

d=Diâmetro da polia 1 ou do pinhão (m ou mm)



Diâmetros externos recomendados para correias (mm)

Potencia rpm

KW/CV 575 690 870 1160 1750 3450

0,7/1 75 63 60 60 56 -

1,1/1,5 75 63 60 60 60 56

3,7/5 115 115 96 76 76 56

7,3/10 152 132 110 110 96 76

36,8/50 280 254 213 208 172 -



Ou ainda, comprimento das correias (L):

L=2.C+(/2).(D+d)+(((D-d)²)/(4.C))

Onde:

C=Distância entre centros (m ou mm)



Ou ainda, para determinar o comprimento das correias

(L) é necessário conhecer previamente a distância

entre os centros (C). Caso esta seja desconhecida a

seguinte relação pode ser utilizada:

i < 3 ⇒ C=((D+d)/2)+d

i ≥ 3 ⇒ C=D



Ajuste da distância entre centros (C):

C=(La-h.(D-d))/2

Onde:

La=Comprimento de ajuste (m ou mm)

h=Fator de correção entre centros (adimensional)



Fator de correção entre centros (h):

Relação: D-d/La h

0 0,001

0,02 0,010

0,05 0,025

0,10 0,050

0,20 0,100

0,50 0,290



Comprimento de ajuste (La):

La=L-1,57.(D+d)

Distância entre centros (C):

C=(3d+D)/2



Capacidade de transmissão por Correia (Cpc)

Cpc=(Pb+Pad).fl

Onde:

Pb=Potencia básica (W ou CV)

Pad=Potencia adicional (W ou CV)

fl=Fator de correção do comprimento



Número de Correias (Ncor):

O número de correias necessário para transmissão é

obtido por meio de:

Ncor=Pp/(Ppc.Ca)

Onde:

Pp=Potência projetada

Ppc=Potência por correia

Ca=Fator de correção para arco de contato


TENSÃO NAS CORREIAS

A tensão nas correias deve ser ajustada de acordo

com o manual da máquina ou do fabricante das

correias. Na falta destes usa-se o processo que indica

a deflexão (Df) da correia de acordo com a força

aplicada (F), tipo de correia, distância entre centros

(C).

c


CODIFICAÇÃO:

Informações padronizadas:

Correias e Polias

Largura, Altura, Comprimento, Passo, Material

XX—XX—XX


INSTALAÇÃO:

Alinhamento de Transmissão


FALHAS:

Fonte: Bosch


INSTALAÇÃO:

Quando a relação de transmissão é muito alto,é

necessário aumentar o ângulo de abraçamento da

polia menor. Para isso, usa-se o rolo tensionador ou

esticador, acionado por mola ou por peso.


INSTALAÇÃO:

A tensão da correia pode ser controlada também pelo

deslocamento do motor sobre guias ou por sistema

basculante.


INSTALAÇÃO:

O perfil dos canais das polias em V deve ter as

medidas corretas para que haja um alojamento

adequado da correia no canal. A correia não deve

ultrapassar a linha do diâmetro externo da polia e nem

tocar no fundo da canal, o que anularia o efeito de

cunha.


MANUTENÇÃO:

Manutenção de correias

Além de manter as correias limpas (a seco), outros cuidados periódicos devem ser tomados:

Das 10 a 50 primeiras horas de serviço das correias novas, verificar a tensão e ajustar o esticador de acordo com especificações técnicas. Nesse período, as correias sofrem maior esticamento.

Fazer a verificação de tensão de correias nas revisões de 100 horas.


MANUTENÇÃO:

Nas revisões de 100 horas, observar o desgaste das correias e polias. No caso de correias novas tocarem no fundo do canal, as polias devem ser consertadas (repassar no torno se isso não prejudicar o número de rotações em demasia) ou substituí-la.

Cuidar para que o protetor das correias não seja removido.

Não existe conserto para correia estragada.

Precauções

Nunca trocar uma só correia num jogo. Se uma se quebrar ou se danificar, devem ser trocadas todas.

Nunca misturar, em um jogo, correias de marcas diferentes.


PREUCAÇÕES:

Nunca trocar uma só correia num jogo. Se uma se quebrar ou se danificar, devem ser trocadas todas.

Nunca misturar, em um jogo, correias de marcas diferentes.


EXERCÍCIO 1: Especifique a correia mais adequada: Hi-Power Correia transportadora – uso contínuo. Motor elétrico = 6KW

Eixo movido, N=900 RPM, D=240mm

Eixo motor, D=120mm


EXERCÍCIO 1: Para seleção do tipo de perfil 1)Determinar a Potência Projetada: Pp=Pmotor.fs Para correia transportadora – uso contínuo,

ambiente úmido e com poeira. Pp=6000.(1,4+0,1+0,1) Pp=9600W


EXERCÍCIO 1: Para seleção do tipo de perfil 2)Identificar o eixo mais rápido: i=n1/n2=d2/d1 i=240/120 i=2 2=n1/900 n1=1800 Neste caso, o eixo motor é o mais rápido!


A B

C D E

EXERCÍCIO 1: 3)Para seleção do tipo de perfil Pp=9600W ou 13 CV N1=1800 RPM Perfil B


EXERCÍCIO 1: 4)Determinar a capacidade de transmissão de 1

correia de Perfil B nas condições especificadas. Pb: Para n1=1800RPM e d1=120mm Valor entre 117 e 122; 3,67 e 4,03. Considerar valor mais baixo de Pb=3,67 HP ou 2716W Pad: n1=1800RPM e i=2 Pad=0,63 HP ou 466W


EXERCÍCIO 1: 5)Determinar o comprimento da correia (L): Como i=2 e seguindo a recomendação quando i<3 ⇒ C=((D+d)/2)+d C=(240+120)/2+120 C=300mm Assim L calculado: L=2.C+(/2).(D+d)+(((D-d)²)/(4.C)) L=2.300+1,57.(240+120)+(((240-120)^2)/(4.300)) L=1177,2mm


EXERCÍCIO 1: Analisando a Tabela de Comprimentos padrões. Se L calculado =1177,2mm, a correia padrão mais

próxima é: Assim: L real = 1215mm B-46


EXERCÍCIO 1:

Algumas vezes pode ser necessário recalcular a

distância entre centros (C real) em função do

comprimento real da correia (L real)

C real=319,12mm


EXERCÍCIO 1:

Em função do tamanho real.

6) Determinar fl.

Como a correia seria a B46

fl=0,86


EXERCÍCIO 1:

7) Assim Capacidade de transmissão por Correia

(Cpc)

Cpc=(Pb+Pad).fl

Cpc=(2716+466).0,86

Cpc=2736,52W


EXERCÍCIO 1:

8) Número de Correias (Ncor):

Antes deve ser determinado o Ca.

(D-d)/C=(240-120)/319,12=0,376

Ca≈0,95

Ncor=Pp/(Ppc.Ca)

Ncor=9600/(2736,52.0,95)

Ncor=3,69 correias

Ncor=4 correias Perfil B46

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