1
TRANSMISSÃO POR CORREIAS DENTADAS As transmissões por correias dentadas, também chamadas correias sincronizadoras, apresentam as seguintes características:
⇒ ausência de deslizamento pelo fato das correias encaixarem-se nos sulcos da polias; ⇒ como não dependem do atrito entre correia e polia, necessitam de menor tensionamento o que reduz as cargas sobre
árvores e mancais; ⇒ transmite velocidade angular uniforme por não apresentar o deslizamento das correias em V ou o efeito poligonal
das correntes com menores números de dentes; ⇒ ausência de lubrificação; ⇒ baixo nível de ruído, aumentando para velocidades elevadas; ⇒ apresenta ampla faixa de transmissão de potência permitindo transmissões mais compactas.
Fig. 1 Fig. 2
Fig. 3
Fig. 4
2
ASPECTOS CONSTRUTIVOS As correias e polias são fabricadas com dentes trapezoidais ou semi-circulares, conforme a figura seguinte. As correias têm a constituição básica mostrada na figura abaixo.
ELEMENTOS DAS CORREIAS DENTADAS ⇒ elementos tensores - coronéis em espiral (fibra de vidro) responsáveis pela transmissão da carga; ⇒ revestimento (neoprene) - revestimento externo tendo como função proteger os elementos tensores contra umidade,
óleo e outras impurezas além de ter resistência ao desgaste no caso de utilização de polias tensoras; ⇒ dentes de neoprene - apresentam resistência ao cisalhamento maior que a resistência dos elementos tensores quando
seis ou mais dentes estão envolvendo a polia; ⇒ revestimento de nylon - tem por finalidade dar maior resistência ao desgaste para os dentes de neoprene.
dentes semi - circulares
dentes trapezoidais
dentes trapezoidais dentes semi - circulares
elementos tensores
revestimento ( neoprene )
dentes de neoprene revestimento de nylon
Fig. 6
Fig. 7
Fig. 8
Fig. 9 - aplicadas para acionamento em ambos os lados, como na Fig. 3, sendo também usadas em transportadores.
Fig. 5
3
EXEMPLOS DE APLICAÇÕES As correias dentadas, além de transmitir potência, são aplicadas para transporte, posicionamento e transferência de materiais, automação industrial, etc., conforme páginas 3-A, 3-B e 3-C. ESPECIFICAÇÃO DAS CORREIAS E POLIAS As correias são especificadas por códigos que caracterizam as grandezas principais. passo - comprimento - largura Exemplos de especificação: Correia trapezoidais: Correias semi - circulares: PASSOS E LARGURAS PADRONIZADOS
CORREIAS TRAPEZOIDAIS
CORREIAS SEMI - CIRCULARES
Passo (código) (pol)
Largura (pol)
Passo (código) (mm)
Largura (mm)
0,080" ( MXL ) 1/8" - 3/16" - 1/4" 3 ( 3 M ) 15 - 25 0,200" ( XL ) 1/8" - 3/8" 8 ( 8 M ) 20 - 30 - 50 - 85 0,375" ( L ) 1/2" - 3/4" - 1" 14 ( 14 M ) 40 - 55 - 85 - 115 - 170 0,500" ( H ) 3/4" - 1" - 1¹/²" - 2" - 3" 0,875 " ( XH ) 2" - 3" - 4" 1,250 " ( XXH ) 2" - 3" - 4" - 5"
largura 3/4" = 075"
passo L = 3/8 "
comprimento = 22,5" ( 225/10)
225 L 075
1200 8M 20 largura = 20 mm
passo = 8 mm
comprimento = 1200 mm
4
COMPRIMENTOS PADRONIZADOS ( correias trapezoidais )
Código de Largura Largura polegadas milímetros 012 1/8 3,175 019 3/16 4,763 025 1/4 6,350
5
OBS: Os fabricantes observam que para novos projetos as correias as correias com código XH e XXH não deverão ser especificadas, sendo substituídas pelas correias com perfil semi - circular. Estas correias somente deverão ser especificadas em caso de substituição. Assim, nesta apostila estas correias não serão consideradas. COMPRIMENTOS PADRONIZADOS ( correias semi - circulares )
6
7
POLIAS As polias são especificadas por códigos que caracterizam as grandezas principais. passo - n° de sulcos ou dentes - largura Exemplos de especificação: Polias para correias trapezoidais : P 20 L 050 Polias para correias semicirculares : P 30 8M 20
largura = 1/2" = 0,50
passo L = 3/8"
nº de sulcos = 20
largura = 20 mm
passo = 8 mm
nº de sulcos = 30
8
9
10
11
12
CONSIDERAÇÕES DE PROJETO Diâmetro da Polia Menor e Velocidade Diâmetros menores que os recomendados nas tabelas de seleção, reduzem a vida útil da correia, devendo ser evitados. Usar somente em casos extremos. Para aplicações em que as velocidades tangenciais sejam superiores a 35 m/s (casos raros) recomenda-se uma consulta ao fabricante da correia para uma análise conjunta. Polias Flangeadas O uso de pelo menos uma polia com flange é necessário para que a correia seja mentida sobre a mesma. Essa providência deve-se ao fato de que a distribuição de tensões não é uniforme, existem desvios geométricos nas polias além dos desvios de paralelismo das árvores. Quando as árvores trabalham na vertical, ambas as polias devem ser flangeadas. Polias Tensoras As polias tensoras reduzem a vida útil das correias, devendo ser utilizadas nos casos estritamente necessários, ou seja quando a distância entre árvores não puder ser ajustada ou o número de dentes em contato seja muito pequeno. Deverão ser lisas e aplicadas no ramo frouxo lado externo. No caso da necessidade da colocação da polia tensora no lado interno, essa deverá ser dentada. Estas polias não deverão ser menores que a menor polia sob carga do sistema de transmissão. Preferencialmente usar a polia tensora com um diâmetro 1,3 vezes o menor diâmetro do sistema. Desalinhamento da Transmissão O desalinhamento da transmissão pode ocorrer conforme a figura abaixo. O desalinhamento não deve exceder a 1/4° ou 1,5 mm por cada 300 mm de distância entre árvores. Distância Entre Centros e Comprimento da Correia Caso a distância entre árvores não seja conhecida, poderá ser adotada como igual ao diâmetro da polia maior ou a relação 1/2 (D + 3d) escolhendo o que for maior. A distância entre árvores é determinada pela relação abaixo. L - comprimento da correia D - diâmetro da polia maior d - diâmetro da polia menor C - distância entre árvores
L = 2C + 1,57 ( D + d ) + ( D - d )2 / 4C
desalinhamento
régua rígida para verificação dos desvios
( 1 )
13
Contato sobre a Polia Menor Quando seis ou mais dentes estão em contato na polia menor, a resistência ao cisalhamento é maior que a tração. As tabelas com as potências das correias são baseadas nesse número de dentes em contato. Caso esse número seja menor que seis, as potências deverão ser corrigidas. O número de dentes em contato na polia menor é calculado pela formula abaixo. Z c - nº de dentes em contato D - diâmetro da polia maior d - diâmetro da polia menor C - distância entre centros Z pm - nº dentes da polia menor Os fatores de correção a serem aplicados às potências nominais das correias para número de dentes em contato menor que seis estão na tabela abaixo
FATOR DE CORREÇÃO
Nº de Dentes em Contato
Fator de Correção
( K c ) ≥ 6 5 4 3 2
1,00 0,80 0,60 0,40 0,20
Tensionamento das Correias Dentadas Correia com dentes trapezoidais Se as correias trabalharem com folgas, podem saltar sobre os dentes, principalmente sobre condições severas de carga. Quando tensionadas em excesso, sua vida útil será reduzida. A tensão correta de montagem deverá ser aplicada conforme procedimento abaixo. Força necessária para produzir a deflexão y deverá ser comparada com a variação da força determinada a partir da tabela seguinte. Esta comparação determinará se a correia deverá ser apertada ou folgada.
Z c = [ 0,5 - ( D - d ) / 6C ] Z pm
F
t y - deflexão de 1/64" (0,40 mm) para cada 1" (25,4mm) do vão t. Exemplo: t = 24 " ( ≈ 610 mm) deflexão y = 24 (1/64) = 24/64 = 3/8"(9,5 mm) y
t = { C2 - [ (D - d) / 2 ] 2 } 1/2
14
Largura da correia (pol) Passo (pol) 1/8 3/16 1/4 3/8 1/2 3/4 1 11/2 2 3 4 5
Fc 0,080" X
0,99 a
1,2
0,66
1,7 a
2,1
0,98
2,3 a
2,9
1,3
Fc 0,200" X
3,2 a
4,0
0,95
5,1 a
6,3
1,8
Fc 0,375" X
13 a 15
10
19 a 23
18
25 a 31
25
Fc 0,500" X
54 a 66
33
72 a 88
47
110 a
130
73
140 a
180
100
220 a
260
160
Fc 0,875" X
210 a
250
200
310 a
370
320
410 a
500
460
Fc 1,250" X
260 a
320
320
390 a
470
510
520 a
640
720
650 a
790
930 Máxima força recomendada = [(Fcmáx + ( t/L )X] / 16 L - comprimento nominal da correia Mínima força recomendada = [(Fcmin + ( t/L )X] / 16 Assim, através de um dinamômetro mede-se a força necessária para produzir a deflexão de 1/64" para cada 1" de t. Calcula-se então, as forças máxima e mínima pela tabela acima. Caso a força medida esteja fora do intervalo, a correia deverá ser folgada ou apertada. Na tabela acima, para uma correia com passo de 0,200" e largura de 1/4" as forças máxima e mínima serão, respectivamente, 3,2 e 4,0 lbs. 1 lbf = 0,454 kgf
15
FATORES DE SERVIÇO
MÁQUINA ACIONADA MÁQUINA ACIONADORA Motores AC: torque normal, rotor gaiola de anéis, síncronos, divisão de fase Motor DC enrolado em derivação Motor estacionário: combustão interno de múltiplos cilindros
Motor AC: alto torque, alto escorregamento, monofásico, anéis coletores Motor DC: enrolado em série Motor estacionário: combustão interna de um cilindro Arvore de transmissão, embreagem
serviço intermitente
serviço normal
serviço contínuo
serviço intermitente
serviço normal
serviço contínuo
As máquinas abaixo servem como referência. Selecionar a máquina cujas características de se aproximem da analisada
3-4 h/d 8-10 h/d 16-24 h/d 3-4 h/d 8-10 h/d 16-24 h/d equipamentos médicos, instrumentação, equipamentos de projeção, dispositivos de medição,
1,0
1,2
1,4
1,2
1,4
1,6
Instrumentos, maquinas de costura, maquinas de escritório
1,2
1,4
1,6
1,4
1,6
1,8
Transportadores para carga leve, serra fita Maquinas portáteis para carpintaria
1,4
1,5
1,7
1,5
1,7
1,9
Agitadores para líquidos Maquinas de padaria Maquinas para marcenaria Maquinas para lavanderias Maquinas para papel Maquinas gráficas
1,4
1,6
1,8
1,6
1,8
2,0
Transportadores de correias para minério, carvão, areia, cereais Máquinas ferramentas Bombas centrífugas, de engrenagens Máquinas têxteis Compressores centrífugos Peneiras vibratórias
1,5
1,7
1,9
1,7
1,9
2,1
Máquinas para olaria Elevadores de canecas Ventiladores centrífugos Geradores Elevadores Guindastes Calandras para borracha
1,6
1,8
2,0
1,8
2,0
2,2
Centrifugas Transportadores a ar, parafuso Moinhos de martelo Moinhos para industria de papel
1,7
1,9
2,1
1,9
2,1
2,3
Moinhos para olaria Ventiladores de minas
1,8
2,0
2,2
2,0
2,2
2,4
Moinhos de bolas, barras Britadores de mandíbulas
1,9
2,1
2,3
2,1
2,3
2,5
TABELA A
16
DIÂMETROS EXTERNOS MÍNIMOS RECOMENDADOS PARA CORREIAS DENTADAS TRAPEZOIDAIS
RPM do Motor Potência do
motor 575 690 870 1 160 1 750 3 450 1/2 3/4 1
1 1/2
- -
2,7 2,7
- -
2,3 2,7
2,0 2,2 2,2 2,2
- 2,0 2,2 2,2
- -
2,0 2,2
- - -
2,0 2 3 5
7 1/2
3,4 4,1 4,1 4,7
2,7 3,4 4,1 4,1
2,7 2,7 3,4 4,0
2,2 2,7 2,7 3,4
2,2 2,2 2,7 2,7
2,2 2,2 2,2 2,7
10 15 20 25
5,4 6,1 7,4 8,1
4,7 5,4 6,1 7,4
4,0 4,7 5,4 6,1
4,0 4,0 4,7 5,4
3,4 4,0 4,0 4,0
2,7 3,4 4,0 4,0
30 40 50 60
9,0 9,0 9,9
10,8
8,1 9,0 9,0 9,9
6,1 7,4 7,6 9,0
6,1 6,1 7,4 7,2
4,7 5,4 6,1 6,7
- - - -
75 100 125 150
12,6 16,2 18,0 19,8
11,7 13,5 16,2 18,0
8,6 10,8 13,5 16,2
9,0 9,0
10,8 11,7
7,7 7,7 9,5 9,5
- - - -
200 250 300
19,8 19,8 24,3
19,8 19,8 24,3
19,8 - -
- - -
11,9 - -
- - -
TABELA B
GRÁFICO PARA SELEÇÃO DO PASSO
RP M da pol ia menor
Potência Projetada (HP)
GRÁFICO A
17
PROCEDIMENTO PARA SELEÇÃO DE CORREIAS COM DENTES TRAPEZOIDAIS Para a seleção das correias os seguintes dados serão necessários: ⇒ Potência transmitida; ⇒ Tipo de máquina acionadora (motor); ⇒ Tipo de máquina acionada; ⇒ Velocidade angular do motor; ⇒ Velocidade angular da máquina acionada; ⇒ Distância aproximada entre árvores; ⇒ Número estimado de horas de operação diária; 1. Determinar a potência de projeto (HPp) Potência de projeto : HP - potência nominal de acionamento FS - fator de serviço ( Tabela A ) 2. Selecionar o passo da correia O passo é selecionado usando-se Gráfico A com o HPp e a velocidade angular da polia mais rápida. Caso o ponto de interseção esteja bem próximo ou coincidindo com uma das linhas do gráfico, recomenda-se o projeto para os dois passos decidindo-se pelo de menor custo. 3. Seleção das polias Com a relação de transmissão conhecida, escolher o n.º de dentes das polias para o passo selecionado, nas tabelas de especificação de polias, sempre levando em conta os valores mínimos recomendados para o diâmetro externo da polia menor indicados na Tabela B. 4. Comprimento da correia Calcular o comprimento da correia através de ( 1 ) escolhendo o comprimento padronizado mais próximo nas tabelas de especificação de comprimentos padronizados. 5. Seleção da largura da correia A seleção da largura da correia será feita com o uso das tabelas de potências básicas das correias, em função do passo, rotação e diâmetro da polia mas rápida. Selecionar a correia com largura que apresente a potência básica superior a HPp. Efetuar a correção da potência básica caso o número de dentes em contato na polia menor seja inferior a 6 . 6. Especificar os limites para desalinhamento e tensionamento da correia, conforme considerações anteriores.
HPp = HP . FS
18
PROCEDIMENTO PARA SELEÇÃO DE CORREIAS DENTADAS (SEMI CIRCULARES) Para seleção das correias semi circulares seguir o roteiro anterior comas seguintes considerações: 1. Gráfico para seleção do passo Tensionamento das Correias Correia com dentes semi circulares Usar procedimento para correias com dentes trapezoidais e os valores abaixo:
Passo (mm)
Largura (mm)
Y Ts ( lbf )
5
15 25
13,32 22,20
24 33
8
20 30 50 85
34,18 51,27 85,45 145,26
37 60 104 189
14
40 55 85 115 170
93,04 127,93 197,72 267,50 395,43
153 240 411 582 895
20
115 170 230 290 340
366,98 542,49 733,96 925,43
1084,99
783 1206 1668 2130 2515
R P M da po l i a meno r
Potência de Projeto
passo
passo
passo
passo
passo
passo
passo
19
As tabelas seguintes, retiradas do catálogo da Gates, informam as potências transmitidas pelas correias sincronizadoras, em função do passo e largura da correia, velocidade angular e diâmetro da polia menor. As tabelas não representam todas as correias disponíveis, porém, outras dimensões de correias poderão ser obtidas através do catálogo Gates.
CORREIAS SINCRONIZADORAS COM DENTES TRAPEZOIDAIS
HP/CORREIA ( XL 025 )
Nº DE SULCOS E DIÂMETRO PRIMITIVO DAS POLIA
RPM
PO
LIA
M
ENO
R
20
HP/CORREIA (XL 038)
Nº DE SULCOS E DIÂMETRO DA POLIA MENOR
RPM
PO
LIA
M
ENO
R
21
HP/CORREIA ( L 050 )
Nº DE SULCOS E DIÂMETRO PRIMITIVO DA POLIA MENOR
RPM
PO
LIA
M
ENO
R
22
HP/CORREIA ( L 075 )
Nº DE SULCOS E DIÂMETRO DA POLIA MENOR
RPM
PO
LIA
M
ENO
R
23
HP/CORREIA ( L 100 )
Nº DE SULCOS E DIÂMETRO DA POLIA MENOR
RPM
PO
LIA
M
ENO
R
24
HP/CORREIA ( H 075 )
Nº DE SULCOS E DIÂMETRO DA POLIA MENOR
RPM
PO
LIA
M
ENO
R
25
HP/CORREIA ( H 100 )
Nº DE SULCOS E DIÂMETRO DA POLIA MENOR
RPM
PO
LIA
M
ENO
R
26
HP/CORREIA ( H 150 )
Nº DE SULCOS E DIÂMETRO DA POLIA MENOR
RPM
PO
LIA
M
ENO
R
27
HP/CORREIA ( H 200 )
Nº DE SULCOS E DIÂMETRO DA POLIA MENOR
RPM
PO
LIA
M
ENO
R
28
HP/CORREIA ( H 300 )
Nº DE SULCOS E DIÂMETRO DA POLIA MENOR
RPM
PO
LIA
M
ENO
R
29
HP/CORREIA ( XH 200)
Nº DE SULCOS E DIÂMETRO DA POLIA MENOR
R
PM P
OLI
A
MEN
OR
30
HP/CORREIA ( XXH 200) HP/CORREIA ( XXH 300)
Nº DE SULCOS E DIÂMETRO DA POLIA MENOR Nº DE SULCOS E DIÂMETRO DA POLIA MENOR
Rpm
pol
ia
men
or
R
pm p
olia
m
enor
31
CORREIAS SINCRONIZADORAS COM DENTES SEMI-CIRCULARES
DP mm pol
Rpm
da
polia
men
or
HP / CORREIA ( 5M - 15 )Nº
SULCOS
HP / CORREIA ( 5M - 25 )Nº SULCOS
DP mm pol
DP mm pol
Rpm
da
polia
men
or
Rpm
da
polia
men
or
32
HP / CORREIA ( 8M - 20 )
Nº SULCOSDP mm
pol
Rpm
da
polia
men
or
HP / CORREIA ( 8M - 30 )Nº SULCOS
DP mm pol
Rpm
da
polia
men
or
33
HP / CORREIA ( 8M - 50 )
Nº SULCOS
DP mm pol
Rpm
da
polia
men
or
HP / CORREIA ( 8M - 85 )Nº
SULCOS DP mm pol
Rpm
da
polia
men
or
34
HP / CORREIA ( 14M - 40 )
HP / CORREIA ( 14M - 55 )
Nº SULCOS DP mm pol
Rpm
da
polia
men
or
Nº SULCOS
DP mm pol
Rpm
dapo
liam
enor
35
HP / CORREIA ( 20M - 115 )
HP / CORREIA ( 20M - 170 )
Nº SULCOS
DP mm pol
Rpm
da
polia
men
or
Nº SULCOS DP mm pol
Rpm
da
polia
men
or
36
As correias sincronizadoras ainda são utilizadas nos sistemas de transporte como correias transportadoras. Apesar de não ser objetivo desta disciplina os sistemas transportadores, são mostrados a seguir alguns exemplos.
CORREIAS TRANSPORTADORAS DENTADAS
Sistema transportador vertical com estação de transferência de mercadorias
37
CORREIAS DENTADAS TRANSPORTADORAS
Acionamento Linear
grampos Transportador com acumulador
acumulador
Transportador por transferência
Máquina ferramenta
38
Transportador vertical
placas magnéticas
Transportador magnético
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