Redutores de Velocidade Aplicando Corretamente

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1 Redutores de Velocidade Aplicando Corretamente Amauri Dellallibera Cestari S/A 2005

2 Redutores, por quê precisamos deles? Existem aplicações nas mais diversas áreas de nossa vida cotidiana Principais grupos de aplicação 1 Movimentação de materiais 2 Processos e Automação Praticamente todo tipo de atividade industrial utiliza redutores

3 Redutores, por quê precisamos deles? A principal função do redutor é reduzir a velocidade de um motor, aumentando o torque Existe uma ampla gama de tipos de redutores, com suas vantagens e desvantagens, de acordo com a sua aplicação

4 Redutores, por quê precisamos deles? Os principais exemplos são: Redutores Coroa e Rosca Sem Fim: simplicidade, baixo custo, reduções elevadas com um único estágio, facilidade de manutenção, baixo rendimento, baixa capacidade térmica, baixa relação entre torque transmitido/peso Redutores de Engrenagens Helicoidais: Relativa simplicidade, médio custo, consegue-se baixas reduções para transmitir altas potências, facilidade de manutenção, alto rendimento, alta durabilidade, boa capacidade térmica, peso elevado para grandes reduções com alto torque Redutores Planetários: Alta capacidade de torque, ótima relação entre torque transmitido/peso, alto custo, baixa capacidade térmica, média facilidade de manutenção

5 Redutores, por quê precisamos deles? Os principais exemplos são: Redutores Coroa e Rosca Sem Fim: Redutores de Engrenagens Helicoidais: Redutores Planetários:

6 Como selecionar um redutor? Devemos considerar os seguintes itens: Capacidade/Rendimento: Potência consumida/instalada; torque; fator de serviço; capacidade térmica; rendimento do redutor; verificação de capacidade de carga radial e axial Fatores de Projeto: Informações a respeito dos equipamentos acionadores (motor) e acionado (máquina); tipo de acoplamento na entrada e saída; montagem mais adequada; disposição dos eixos do redutor; como será montado no equipamento; elementos de transmissão (polias, correias, etc) Condições Ambientais: Ambiente empoeirado; temperatura; ao tempo ou coberto; agentes corrosivos ou explosivos; umidade; etc

7 Elevador de carga (montacargas) Dados: Carga a ser elevada: 300Kg; Motor acionador 1750 rpm; Trabalho 24hs/dia; Vel. 20m/min; Tambor de acionamento diâm. 300mm; ambiente empoeirado; Temperatura ambiente 35ºC; acoplamento direto entre motor/redutor e redutor/carga

8 Determinação das características: Torque = F.r Temos que T=300.0,15 = 45kgf.m Velocidade = 20m/min; d = 300mm = 0,3m V = π.d.n n = v/(π.d) Rotação = n = 20/(π.0,3) n = 21rpm Redução necessária i = ne/ns ; velocidade entrada/velocidade saída i = 1750rpm/21rpm = 83,3 i = 83,3

9 Fator de Serviço Considerando o tipo de acionamento e regime de trabalho, o Fator de serviço recomendado pelo fabricante = 1,5 Recálculo da Capacidade Necessária Torque do redutor = Torque requerido x Fator de serviço MR =MS x FS MR = 45 x 1,5 MR = 67,5Kgf.m

10 Seleção do Redutor Exemplos de seleção Temos a redução i = 1:83,3, então optamos, no catálogo Magma, pela redução mais próxima, que é 1:80 Verificamos na tabela de 1750 rpm na entrada, na redução 1:80, temos que o momento de torção na saída, que atende às necessidades calculadas, é de 78,7Kgf.m, e corresponde ao redutor tamanho 12, sendo esta, portanto, a nossa escolha Para escolhermos o motor mais indicado, podemos considerar a capacidade do mesmo redutor na entrada (4,45Cv), e dividimos pelo fator de serviço considerado (1,5), temos então: Pmotor = 4,45 / 1,5 = 2,97Cv Aproximando o resultado, podemos então utilizar um motor de 3Cv, 4 polos

11 Diluidor de Açúcar - Agitador Potência consumida no eixo do agitador 1,9CV; Motor elétrico de 1750rpm; Trabalho 24 hs/dia; Rotação do eixo 30 rpm; Ambiente industrial, 30ºC; Acoplamento direto entre motor/redutor e entre redutor/carga

12 Redução necessária i = ne/ns ; velocidade entrada/velocidade saída i = 1750rpm/30rpm = 58,33 i = 58,33 Fator de serviço Considerando o tipo de acionamento e regime de trabalho, o Fator de serviço recomendado pelo fabricante FS = 1,25 Recálculo da potência necessária Potência do redutor = Potência requerida x Fator de serviço NR = NS x FS NR = 1,9CV x 1,25 = 2,375CV

13 Seleção do Redutor Em função do torque e potência relativamente baixos, optamos por Redutor de Coroa e Sem fim Linha Magma Considerando a potência para acionamento, 2,365CV, selecionamos o redutor Magma Tam. K-10, com redução i = 60, cuja capacidade é de 2,38CV na saída. Seleção do motor Conforme tabela, o redutor selecionado tem um rendimento de 0,58, então para definirmos o motor a ser usado, temos Nmotor = NR/η = 1,9/0,58 Nmotor = 3,27CV, como não existe, usaremos um motor de 4CV

14 Diluidor de Açúcar - Agitador Com os mesmos dados do exemplo anterior podemos selecionar um motorredutor da Linha Vertimax Como o rendimento dos redutores com engrenagens helicoidais é de aproximadamente 98% por par de engrenagens, e este redutor deverá ter 3 pares de engrenagens, então seu rendimento será de 94%. Assim, o motor de que necessitaremos deverá ser de 1,9/0,94 = 2,02CV (ou 1,5Kw) No catálogo Vertimax, página 21, escolhemos, no motor de 1,5Kw, a redução 1:66,73, próxima ao que necessitamos, e o redutor tamanho V , com fator de serviço 1,3 (que atende nossa especificação) Assim, temos 2 opções: K ou V , e vamos escolher a que for mais econômica

15 Elevador de Canecas Potência consumida no eixo do elevador 2,6CV; Trabalho 24 hs/dia; Rotação do eixo 45 rpm; Ambiente industrial, 30ºC; Motor elétrico, 1750 rpm, com redução por polias entre motor/redutor, relação 1:2; Montagem direta entre redutor/carga

16 Determinação das características Como temos uma redução por polias na entrada, então precisamos determinar a RPM de entrada no redutor ne = nmotor/i = 1750/2 = 875rpm Redução necessária i = ne/ns = 875/45 = 19,44 Fator de serviço Considerando o tipo de acionamento e regime de trabalho, o Fator de serviço recomendado pelo fabricante FS = 1,5

17 Recálculo da potência necessária Potência do redutor = Potência requerida x Fator de serviço NR1 = NS x FS NR1 = 2,6CV x 1,5 = 3,9CV Seleção do Redutor Em função do torque e potência relativamente baixos, optamos por Redutor de Coroa e Sem fim Linha Magma Considerando a potência para acionamento, 3,9CV, com 875 rpm de entrada, porém as tabelas de capacidades da Linha Magma são para 1750 rpm de entrada, então necessitamos fazer uma conversão.

18 Fator de conversão = 875/1750 = 0,5 NR = NR1 / Fator = 3,9 / 0,5 = 7,8CV Utilizamos a redução 1:20, mais próxima da redução definida, e verificamos nas tabelas que o redutor tamanho K-12 tem uma capacidade na saída de 10,08CV, o que atende a nossa condição Para sabermos a capacidade desse redutor a 875RPM na entrada, basta utilizar o mesmo fator de cálculo NR875 = NR1750 X Fator = 10,08 X 0,5 = 5,04CV

19 Seleção do motor Conforme tabela, o redutor selecionado tem um rendimento de 0,80, então para definirmos o motor a ser usado, temos Nmotor = NR/η = 3,9/0,8 Nmotor = 4,875CV, como não existe, usaremos um motor de 5CV

20 Esteira Transportadora Potência consumida no eixo da esteira 0,35CV; Trabalho 24hs/dia; Cargas intermitentes; Rotação 60 rpm; Motor elétrico com 1750 rpm; Ambiente industrial, T= 30ºC; Acoplamento direto entre motor/redutor e redutor/carga (eixo vazado)

21 Determinação das características Redução Uma vez que o motor está acoplado direto, e temos a rpm de saída, então podemos calcular i = rpm entrada/rpm saída 1750/60 = 29,17 i = 29,17 Fator de serviço Considerando o tipo de acionamento e regime de trabalho, o Fator de serviço recomendado pelo fabricante = 1,5 Daí, temos que a capacidade mecânica do redutor no eixo de saída deverá ser NS = NR x FS 0,35 x 1,5 = 0,53CV

22 Seleção do redutor Em função do baixo torque e potência requeridos, vamos escolher um redutor da linha Alumag Vamos utilizar a tabela do catálogo, considerando a redução 1:30 Não temos, nas tabelas, a potência de saída dos redutores, mas temos seus rendimentos, e podemos, assim, calcular a potência de saída. Vejamos: L-03, cap. 0,30CV a 1750rpm de entrada, rendimento 0,56 NS = NE X η 0,30 x 0,56 = 0,17CV L-04, cap. 0,56CV a 1750rpm de entrada, rendimento 0,59 NS = NE x η 0,56 x 0,59 = 0,33CV L-05, cap. 0,89CV a 1750rpm de entrada, rendimento 0,61 NS = NE x η 0,89 x 0,61 = 0,55CV

23 Seleção do redutor Dessa forma, como necessitamos de um redutor com 0,53CV, então a escolha cai no redutor L-05, redução 1:30, que tem 0,55CV de capacidade na saída. Seleção do motor Seguindo o princípio inverso, como necessitamos de 0,39CV na saída, temos que Nmotor = NR / η 0,39/0,61 = 0,64CV Como não existe motor nessa capacidade, escolhemos a potência acima mais próxima, no caso, motor de 0,75CV

24 Fator de Serviço

25 Fator de Serviço