Correias E Correntes

CENTRO UNIVERSITÁRIO ANHAGUERA DE SÃO PAULO Departamento de Engenharia Mecânica

Denis Marin – RA 2164257375 Fernando Vanilto – RA 1094160807 Rafael Pulido – RA 3251573355 Roberto A. Lima – RA 3276572630

CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA TIPOS DE CORRENTES E CORREIAS

SÃO PAULO 2013

ELEMENTOS DE MÁQUINAS II – TIPOS DE CORREIAS E CORRENTES

Sumário TRANSMISSÃO POR CORREIAS ................................................................................................................. 3 Introdução.......................................................................................................................................................... 4 Vantagens da Utilização das Correias ............................................................................................................... 5  Segurança ............................................................................................................................................. 5  Economia.............................................................................................................................................. 5  Versatilidade......................................................................................................................................... 5  Comodidade ......................................................................................................................................... 5 Desvantagens da Utilização das Correias .......................................................................................................... 5 As principais desvantagens encontradas em transmissões por correias são: ......................................... 5 Classificação das Correias ................................................................................................................................. 6 Dimensionamento da transmissão por correia plana ............................................................................... 7 Potência transmitida por uma correia ....................................................................................................... 7 Ângulo de abraçamento .............................................................................................................................. 8 Dimensionamento das transmissões por correia em “V” ......................................................................... 9 Potência Projetada (Pp) ............................................................................................................................... 9 Fator de serviço (Fs) .................................................................................................................................... 9 Perfil da Polia............................................................................................................................................. 10 Diâmetro das Polias ................................................................................................................................... 11 Relação de Transmissão .................................................................................................................................. 14 Comprimento das correias ........................................................................................................................ 14 Ajuste da Distância entre Centros............................................................................................................ 17 Comprimento de Ajuste da Correia (lA) .................................................................................................. 17 Capacidade de transmissão por Correia ................................................................................................. 17 TRANSMISSÃO POR CORRENTES ............................................................................................................ 19 Introdução........................................................................................................................................................ 20 Conceito ...................................................................................................................................................... 21 Transmissão ............................................................................................................................................... 22 Tipos de Correntes........................................................................................................................................... 23 Correntes de rolo simples, dupla e tripla ................................................................................................. 23 Correntes de Buchas.................................................................................................................................. 24 Corrente de dentes ..................................................................................................................................... 24 Corrente de Articulação Desmontável ou Elo Fundido.......................................................................... 25 Correntes Gall e de aço redondo .............................................................................................................. 25 Dimensionamento ............................................................................................................................................ 26 Relação de transmissão ............................................................................................................................. 26 Tensão na corrente .................................................................................................................................... 27 Velocidades................................................................................................................................................. 28 Folga permissível ....................................................................................................................................... 28 Tipos de lubrificação ................................................................................................................................. 29 Conclusão ........................................................................................................................................................ 31 Referências Bibliográficas ............................................................................................................................... 32

2

ELEMENTOS DE MÁQUINAS II – TIPOS DE CORREIAS E CORRENTES

TRANSMISSÃO POR CORREIAS

3

ELEMENTOS DE MÁQUINAS II – TIPOS DE CORREIAS E CORRENTES

Introdução Segundo Virgil (1975), a correia é o elemento flexível, que pode ser composta de vários materiais e formas, responsável pela transmissão de rotação entre duas árvores paralelas ou reversas. Em sua forma mais simples, a transmissão por correias é composta por um par de polias, uma motriz (fixada ao eixo motor) e outra resistente. A transmissão de potência no conjunto só se verifica possível em decorrência do atrito existente entre polia e correia. Para se obter este atrito, deve-se montar o conjunto com uma tensão inicial que comprimirá a correia sobre a polia de forma uniforme. Entretanto, 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 motriz traciona a correria de um lado (lado tenso) e a folga do outro (lado frouxo). Essa diferença de tensão verificada entre os lados tenso e frouxo da correia é responsável pelo fenômeno de deformação da mesma, também conhecido como "creep". Este fenômeno pode ser explicado da seguinte maneira: na polia motriz, a correia entra tensa e sai frouxa; assim, à medida que a correia passa em torno da polia, a tensão diminui, gradualmente e a correia sofre uma contração também gradual. Em conseqüência disso, sai da polia um comprimento menor de correia do que entra, uma vez que a correia perde um pouco do seu alongamento ao mover-se em torno da polia. Já na polia resistente, o fenômeno se repete, mas inversamente. Outro fenômeno que pode acontecer em transmissões por correias é o deslize, 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. O deslize e o “creep” são fenômenos que se processam a custa de potência do eixo motor e que, portanto, diminuem o rendimento da transmissão. O “creep” é um fenômeno inevitável, consequência da elasticidade dos materiais, mas as perdas de potência dele decorrentes são pequenas e não afeta o modo sensível à qualidade da transmissão. Por outro lado, o deslize, quando excessivo, pode não somente diminuir apreciavelmente o rendimento da transmissão, mas também gerar calor capaz de danificar a superfície da correia. O deslize pode ser evitado com a aplicação de uma tensão inicial correta na correia.

4

ELEMENTOS DE MÁQUINAS II – TIPOS DE CORREIAS E CORRENTES

Vantagens da Utilização das Correias As principais vantagens encontradas em transmissões por correias acontecem em função de o elemento ser flexível, não ter partes móveis e ter como princípio de transmissão o atrito. Assim, podemos citar como vantagens em relação a outros métodos de transmissão: 

Segurança: A transmissão por correias oferece proteção contra choques (em decorrência do deslizamento), vibrações (em função de o elemento ser flexível) e sobrecarga (também decorrente do deslizamento). No caso do choque e/ou sobrecarga exceder a força de atrito, ocorrerá o deslizamento da correia, protegendo, assim, o sistema motor, o que não ocorre nas transmissões por correntes e engrenagens.



Economia: A transmissão por correias é mais econômica que qualquer outro tipo de transmissão, tanto no custo da instalação quanto da manutenção, uma vez que o preço das correias fabricadas em série não é elevado, o mecanismo não exige lubrificação (como exigem correntes e engrenagens) e a substituição das correias gastas se faz fácil e economicamente. Também se tem uma economia de tempo de parada de produção, uma vez que as correias podem ser substituídas de um modo cômodo e rápido.



Versatilidade: As transmissões por correias podem ser projetadas com grandes reduções ou grandes multiplicações de rotações e, numa mesma instalação, com uma única correia, podem-se obter diferentes relações de velocidades, bastando para isso colocar a correia, ora em um par, ora em outro par de polias. Além disto, a transmissão de rotações pode ser conseguida com rotações no mesmo sentido ou em sentidos opostos (correias cruzadas). Comodidade: Uma transmissão está a salvo das vibrações que podem ser observadas nas transmissões por engrenagens. Isso se deve ao fato das correias serem flexíveis.



Desvantagens da Utilização das Correias As principais desvantagens encontradas em transmissões por correias são:   

Ocupam grandes espaços entre os eixos; Curtos períodos entre manutenções; Grau de escorregamento elevado, gerando baixo rendimento.

5

ELEMENTOS DE MÁQUINAS II – TIPOS DE CORREIAS E CORRENTES

Classificação das Correias Segundo Virgil (1975), as correias podem ser classificadas quanto à forma em: 

Plana – Utilizada em árvores paralelas ou reversas.

Figura 01 – Correia Plana. Fonte: Souza (2008) 

Trapezoidal ou em V – Utilizadas somente em árvores paralelas.

Figura 02 – Correia Trapezoidal. Fonte: Souza (2008) 

Correia Sincronizada (dentadas)

Figura 03 – Correia Sincronizada. Fonte: Souza (2008)

6

ELEMENTOS DE MÁQUINAS II – TIPOS DE CORREIAS E CORRENTES

E quanto ao material em:  Couro;  Borracha;  Tecido;  Fita de aço;  Nylon;  Neoprene;  Compostas. Dimensionamento da transmissão por correia plana Segundo Murilo (1968), o projeto de transmissão por correia envolve ou a seleção da correia para transmitir certa potência ou a determinação da potência que pode ser transmitida por uma correia plana ou em V. No primeiro caso a incógnita é a largura da correia enquanto no segundo, esta é um elemento conhecido. Em ambos os casos, supõe-se conhecida à espessura. Potência transmitida por uma correia Segundo Murilo (1968), a potência transmitida por uma correia é função das tensões nos ramos da mesma e de sua velocidade. P=

(T1  T2 ).v 550

Onde:    

T1 = tensão no lado tenso, lb; T2 = tensão no lado frouxo, lb; V = velocidade da correia, pé/s. P = potência em hp.

A expressão apresentada a seguir permite determinar a tensão T2, em psi, quando conhecida a espessura e se deseja conhecer a largura.

 1  .v 2 / g f.α =e  2  .v 2 / g Onde:     

T1 = tensão máxima permissível, psi; T2 = tensão no lado frouxo da correia, psi; w = peso por pé de comprimento de uma correia que tenha 1pol2 de seção transversal; v = velocidade da correia, pé/s; g = aceleração da gravidade, 32.2 pé/s;

7

ELEMENTOS DE MÁQUINAS II – TIPOS DE CORREIAS E CORRENTES

 

f = coeficiente de atrito entre a correia e a polia; α = ângulo de abraçamento da correia na polia, radianos.

A seção transversal necessária de uma correia, quando não é conhecida sua largura, e determinada por:

T1  T2 = seção transversal necessária 1   2 Assim, a largura b será = área / espessura; A capacidade de transmissão de potência de um par de polias é determinada por aquela que apresentar o menor valor para a expressão ef.α. Ângulo de abraçamento Correia aberta - mesmo sentido de rotação

Figura 04 – Correia Aberta. Fonte: Souza (2008) Os ângulos de abraçamento para uma correia aberta são dados por:

Rr C Rr α2=180 + 2.arc sen C α1=180 – 2.arc sen

8

ELEMENTOS DE MÁQUINAS II – TIPOS DE CORREIAS E CORRENTES

Correia cruzada - sentido de rotação opostos

Figura 05 – Correia Cruzada. Fonte: Souza (2008) Os ângulos de abraçamento para uma correia aberta são dados por: α1= α2 = 180 + 2.arc sen

Rr C

Dimensionamento das transmissões por correia em “V” Segundo Melconian (2008), para dimensionar uma correia em “V”são necessários os seguintes dados:  Tipo do motor;  Potência do motor;  Rotação do motor;  Tipo de máquina ou equipamento;  Rotação da máquina ou equipamento;  Distância entre centros;  Tempo dfe trabalho diário da maquina; Potência Projetada (Pp) Pp = Pmotor x Fs Onde: Pp = potência projetada; Pmotor = potência do motor; Fs= fator de serviço.

Fator de serviço (Fs) O fator de serviço é determinado em função da máquina conduzida, da maquina condutora e do tipo de serviço, conforme ilustrado na tabela1.

9

ELEMENTOS DE MÁQUINAS II – TIPOS DE CORREIAS E CORRENTES

Tabela 01 – Fator de Serviço. Fonte: Melconian (2008)

Perfil da Polia O perfil da polia e determinado em função da potência projetada e da rotação do eixo mais rápido em (rpm), conforme ilustrado nos gráficos 1 e 2 a seguir:

10

ELEMENTOS DE MÁQUINAS II – TIPOS DE CORREIAS E CORRENTES

Gráfico 1 – Seleção de perfil de Correias Super HC. Fonte: Melconian (2008)

Gráfico 2 – Seleção de perfil de Correias Hi-Power. Fonte: Melconian (2008)

Diâmetro das Polias O diâmetro das polias são determinados por meio das tabelas 2 (correias Super HC) e tabela 3 (Correias Hi-PowerII), determina-se o diâmetro menor em função da potência do motor (cv) e da rotação do eixo mais rápido.

11

ELEMENTOS DE MÁQUINAS II – TIPOS DE CORREIAS E CORRENTES

Tabela 02 – Diâmetros Externos Mínimos Recomendados para Correia Super HC (em Polegadas). Fonte: Melconian (2008)

12

ELEMENTOS DE MÁQUINAS II – TIPOS DE CORREIAS E CORRENTES

Tabela 3 – Diâmetros Pitch Mínimos Recomendados para Correias Hi-PowerII (em Polegadas). Fonte: Melconian (2008)

OBS: Para obter o diâmetro da polia em “mm”, basta multiplicar o diâmetro em polegadas por 25.4.

13

ELEMENTOS DE MÁQUINAS II – TIPOS DE CORREIAS E CORRENTES

Relação de Transmissão

Figura 06 – Ilustração da Relação de Transmissão. Fonte: Melconian (2008)

 maior D  =i  menor d Onde: ¡ = relação de transmissão; ηmaior = rotação da polia motora; ηmenor = rotação da polia movida; D = diâmetro da polia maior em (mm); d = diâmetro da polia menor em (mm). Comprimento das correias

(D  d ) 2 l =2.C+1.57.(D+d)+ 4.C Onde: C = comprimento da correia; D = diâmetro da polia maior em (mm); d = diâmetro da polia menor em (mm). l = comprimento da correia (mm); Através do comprimento da correia pode-se determinar a referência da correia a ser utilizada através da tabela 4 ( correias Super Hc) e tabela 5 ( correias Hi-Power).

14

ELEMENTOS DE MÁQUINAS II – TIPOS DE CORREIAS E CORRENTES

Tabela 4 – Comprimentos das Correias Super HC. Fonte: Melconian (2008)

15

ELEMENTOS DE MÁQUINAS II – TIPOS DE CORREIAS E CORRENTES

Tabela 5 – Comprimentos das Correias Hi-Power II. Fonte: Melconian (2008)

16

ELEMENTOS DE MÁQUINAS II – TIPOS DE CORREIAS E CORRENTES

Ajuste da Distância entre Centros l A  h.( D  d ) 2 Onde: ΙA = comprimento de ajuste (mm); ΙC = comprimento da correia (mm); h = fator de correção da distância entre centros (tabela 6); D = diâmetro da polia maior em (mm); d = diâmetro da polia menor em (mm). C = Distância entre centros (mm).

C=

O fator de correção da distância entre centros é obtido através da tabela 6 a seguir. Comprimento de Ajuste da Correia (lA) Consiste no comprimento da correia que não esta em contato com as polias. ΙA=ΙC-1.57.(D+D) Tabela 6 – Fator de Correção da Distância Entre Centros (h) . Fonte: Melconian (2008)

Capacidade de transmissão por Correia PPc= (Pb-Pa).fcc.fcac Onde; PPc = capacidade de transmissão de potência por correia(cv); Pb = potência básica - (cv) – determinado em função do diâmetro e da potência do motor da polia motora (ver tabela 7 a tabela 14 ); Pa = potência adicional - (cv) – determinado em função da potência do motor e da relação de transmissão (ver tabela 7 a tabela 14); fcc = fator de correção do comprimento ( ver tabela 15 – correias Super HC e tabela 16 – correias Hi-Power); fcac = fator de correção do arco de contato ( ver tabela 17)

17

ELEMENTOS DE MÁQUINAS II – TIPOS DE CORREIAS E CORRENTES

Tabela 7 – Classificação de CV por Correia (mm) para Correia Hi-Power e Band Hi-Power II Perfil A . Fonte: Melconian (2008)

18

ELEMENTOS DE MÁQUINAS II – TIPOS DE CORREIAS E CORRENTES

TRANSMISSÃO POR CORRENTES

19

ELEMENTOS DE MÁQUINAS II – TIPOS DE CORREIAS E CORRENTES

Introdução As correntes fazem parte das transmissões flexíveis, conjuntamente com as correias. Apresentam menor capacidade de absorção de choques em virtude de sua constituição. Aplicada em locais em que a transmissão através de engrenagens ou correias não seja possível. Quando houver a necessidade de acionamento de vários eixos por um único eixo motor. Neste caso torna-se de fundamental importância que todas as rodas dentadas pertençam a um mesmo plano.

20

ELEMENTOS DE MÁQUINAS II – TIPOS DE CORREIAS E CORRENTES

Conceito As correntes transmitem força e movimento que fazem com que a rotação do eixo ocorra nos sentidos horário e anti-horário. Para isso, as engrenagens devem estar num mesmo plano.

O rendimento da transmissão de força e de movimento vai depender diretamente da posição das engrenagens e do sentido da rotação.

21

ELEMENTOS DE MÁQUINAS II – TIPOS DE CORREIAS E CORRENTES

Transmissão A transmissão ocorre por meio do acoplamento dos elos da corrente com os dentes da engrenagem. A junção desses elementos gera uma pequena oscilação durante o movimento.

Algumas situações determinam a utilização de dispositivos especiais para reduzir essa oscilação, aumentando, consequentemente, a velocidade de transmissão. Veja alguns casos. Grandes choques periódicos - devido à velocidade tangencial, ocorre intensa oscilação que pode ser reduzida por amortecedores especiais. •Grandes distâncias - quando Ø grande a distância entre os eixos de transmissão, a corrente fica com barriga . Esse problema pode ser reduzido por meio de apoios ou guias. Grandes folgas - usa-se um dispositivo chamado esticador ou tensor quando existe uma folga excessiva na corrente. O esticador ajuda a melhorar o contato das engrenagens com a corrente.

22

ELEMENTOS DE MÁQUINAS II – TIPOS DE CORREIAS E CORRENTES

Tipos de Correntes Dentre os diversos tipos de correntes existentes, as mais usuais são: Correntes de rolo simples, dupla e tripla

Simples

Dupla

Tripla

23

ELEMENTOS DE MÁQUINAS II – TIPOS DE CORREIAS E CORRENTES

Correntes de Buchas São correntes constituídas por buchas e pinos, suportam mais carga, porém desgastam-se com maior facilidade.

Corrente de dentes Nesse tipo de corrente, as talas se dispõem sobre os rolos, podendo construir correntes mais largas.

24

ELEMENTOS DE MÁQUINAS II – TIPOS DE CORREIAS E CORRENTES

Corrente de Articulação Desmontável ou Elo Fundido Esse tipo de corrente é usado em veículos para trabalho pesado, como em máquinas agrícolas, com pequena velocidade tangencial. Seus elos são fundidos na forma de corrente e os pinos são feitos de aço.

Correntes Gall e de aço redondo Utilizadas para o transporte de carga, são próprias para velocidade baixa e grande capacidade de carga.

25

ELEMENTOS DE MÁQUINAS II – TIPOS DE CORREIAS E CORRENTES

Dimensionamento

Várias seleções de correntes aplicação.Considerações relativas a:

podem

ser

feitas

para

uma

determinada

a) Expectativa de vida útil b) Limitações de espaço c) Velocidade d) Custos e) Outras variáveis Usar sempre o menor passo possível, que seja capaz de transmitir à potência a carga na velocidade exigida pela aplicação. Normalmente as correntes simples satisfazem a maioria das exigências e tem custo menor. Correntes múltiplas de passo pequeno, devem ser usadas para transmitir potências a altas velocidades ou quando se desejar um baixo nível de ruído desde que possam ser usadas rodas dentadas com grandes números de dentes. Relação de transmissão É determinada pelas velocidades das rodas motriz e conduzida e como regra geral podem ser: a) Normais –6: 1 b) Máximo –10: 1

26

ELEMENTOS DE MÁQUINAS II – TIPOS DE CORREIAS E CORRENTES

Observação: o recurso do desdobramento em duas ou mais relações, é bastante válido, e é preferível em vez de se trabalhar com relações maiores.

Para um máximo de vida útil da corrente, recomenda-se que a distância entre centros das rodas dentadas situe-se entre 30 e 50 passos. Para distâncias menores que 30 passos devem-se cuidar do arco de contato entre a corrente e a roda dentada menor, no mínimo 120°

Tensão na corrente É importante que a corrente trabalhe sempre com a tensão correta. Após as primeiras 100hs de trabalho, é necessário fazer um ajuste na tensão, visando eliminar as folgas provenientes do alongamento inicial. Atentar para a necessidade de se usar esticadores, ou manuais ou automáticos,a roda dentada do esticador deve ter no mínimo o mesmo número de dentes da roda dentada menor e deve estar localizado no tramo folgado da corrente.e na parte externa da transmissão.

27

ELEMENTOS DE MÁQUINAS II – TIPOS DE CORREIAS E CORRENTES

Velocidades Para casos em que se necessitem velocidades muito baixas que não apareçam na Tabela, deve-se especificar com base no seu limite de resistência à tração e Mantendo a relação de 6:1, o mesmo ocorrendo para o caso de se necessitar de Velocidades variáveis.

Folga permissível

28

ELEMENTOS DE MÁQUINAS II – TIPOS DE CORREIAS E CORRENTES

Tipos de lubrificação

29

ELEMENTOS DE MÁQUINAS II – TIPOS DE CORREIAS E CORRENTES

30

ELEMENTOS DE MÁQUINAS II – TIPOS DE CORREIAS E CORRENTES

Conclusão As correias são de grande utilização, são baratas, também é grande o seu número de variedade que existe. Sua vida útil e bem menor quando vc compara com as correntes mesmo assim ela é de grande eficiência. Porém não se deve esquecer sua inspeção, pois uma vez estragada, seus componentes jamais poderão ser recuperados. As correias fazem parte de um sistema de transmissão flexível, a qual possui vantagens em relação aos outros, pois ela funciona sem a necessidade de ser lubrificação, devido a este diferencial e outros, é amplamente utilizada. 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. As correntes por sua vez são mais resistentes e possuem uma vida útil muito maior do que as correias. Porém um dia as correntes também precisam ser substituídas, mas com uma vantagem que ela avisa antes. Uma grande desvantagem é que elas precisam receber lubrificação em um determinado período, e no comparativo do custo de troca de um carro popular, a correia dentada parte dos R$ 400 e a corrente de um Ford Ka motor Rocam fica em torno de R$ 1000,00. Sendo assim tanto correias quanto correntes satisfazem inúmeras necessidades, tudo vai depender do projeto que esta sendo executado.

31

ELEMENTOS DE MÁQUINAS II – TIPOS DE CORREIAS E CORRENTES

Referências Bibliográficas SHIGLEY, Joseph Edward. Elementos de Máquinas – Vol. I e I. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 1984. Collins, Jack A. Projeto Mecânico de Elementos de Máquinas – Vol. I e I. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 1984. Niemann, Gustav. Elementos de Máquinas - Vol. I. Rio de Janeiro: Editora Edgard Blucher, São Paulo 1978. Melconian, Sarkis. Elementos de Máquinas – Vol. I. Sites de Internet http://quatrorodas.abril.com.br/autoservico/reportagens/correia-ou-corrente-528010.shtml http://www.sampla.com.br/pageprodu.htm http://www.dunbelt.com/produtos.html http://www.correias.com.br/ http://www.minascorrentes.com.br/correntes.php http://www.abrascort.com.br/index.php?option=com_content&view=article&id=52&Itemi d=89

32