Transmissão por Correias

Transcrição

1 Transmissão por Correias Elementos flexíveis para transmissão de movimento e potência entre eixos e árvores rotativos.

2 Transmissão por Correias -- Vantagens Flexibilidade de montagem Elasticidade Amortecimento intrínseco Transmissão de potência por atrito Baixo ruído e vibração Alta eficiência Simplicidade Baixo Custo

3 Transmissão por Correias Vantagens Segurança Proteção contra: Choques Vibrações Sobrecarga Comodidade: Grandes distâncias entre centros Polias reversas Montagens complexas

4 Transmissão por Correias Vantagens Economia: Transmissão mais econômica Instalação Operação Baixo custo de aquisição Baixo custo e rapidez de reposição Operação redundante

5 Transmissão por Correias Vantagens Versatilidade: Grandes reduções de velocidade Relações variáveis (com cone polia) Rotação no mesmo sentido (correias abertas) Rotação em sentidos opostos (correias cruzadas) Várias árvores em uma única correia Árvores não paralelas

6 Transmissão por Correias Exemplos Típicos

7 Tipos e características das correias

8 Tipos de correias Poli-V Poli-V Hexagonal ou W Sincronizadora com dente duplo

9 Tipos de correias Polyflex Duplo V Sincronizadora

10 Tipos de Correias Planas (Chatas) sem emenda em Poliuretano, Neoprene e Silicone. Fonte: Plana de borracha Fonte:

11 Tipos de Correias Planas (Chatas) sem emenda em Poliuretano, Neoprene e Silicone. Fonte: Plana de borracha Fonte:

12 Tipos de Correias Poli-V Fonte:

13 Tipos de Correias Correia Trapezoidal aberta Correias dentadas (sincronizadoras) Fonte:

14 Tipos de Correias Correias Redondas Fonte:

15 Geometria das correias ( D d ) α=arcsin 2C θd =π 2 α θ D =π+2 α 1 L= 4C (D d ) + (D θ D +d θd ) 2 2 2

16 Geometria das correias ( D+d ) α=arcsin 2C θ=π+2 α 1 L= 4C ( D+d ) + ( D+d )θ 2 2 2

17 Geometria das correias Aberta Cruzada com reversão Aberta com reversão

18 Ajuste da tensão nas correias

19 Propriedades de correias planas d = diâmetro; t = espessura; w = largura.

20 Propriedades de correias planas

21 Propriedades de correias planas

22 Análise de Correias planas Teoria de Firbank Modelo convencional: Atrito depende completamente do movimento relativo correia-polia. Modelo de Firbank: Creep elástico Mudanças na tensão devido ao atrito causam a elongação ou contração da correia movimento relativo à supreficie da polia. (Firbank,T.C. Mechanics of belt drives. Int.J. Mech. Sci., 1970, 12, )

23 Análise de Correias planas Teoria de Firbank Modelo convencional: Atrito depende completamente do movimento relativo correia-polia. Modelo de Firbank: Creep elástico Mudanças na tensão devido ao atrito causam a elongação ou contração da correia movimento relativo à supreficie da polia. (Firbank,T.C. Mechanics of belt drives. Int.J. Mech. Sci., 1970, 12, )

24 Análise de forças em correias planas m : massa/comprimento; ds : força centrifuga; dn: força Normal;

25 Análise de forças em correias planas Somatório das forças na direção radial

26 Análise de forças em correias planas Somatório das forças na direção tangencial

27 Análise de forças em correias planas Eliminando a força normal

28 Análise de forças em correias planas Finalmente, a equação da correia é Alternativamente Integrando até um ponto arbitrário,

29 Análise de forças em correias planas Outra relação entre as forças é necessária. Considerando: Uma tração inicial uniforme em toda a correia O incremento da tensão no ramo tenso igual ao decremento de tração no ramo frouxo, em cada instante de tempo Adicionando as duas equações

30 Análise de forças em correias planas De um DCL de uma polia, Ou, de forma mais conveniente, É claro então que

31 Análise de forças em correias planas Manipulando algebricamente as equações Obtemos outras equações úteis, como

32 Análise de forças em correias planas

33 Potência Transmitida A potência transmitira é claramente Para o projeto, considera-se Onde os fatores de serviço e projeto são recomendados pelos fabricantes.

34 Seleção de Correias A seleção é feita a partir da maior tração

35 Correias Planas Roteiro de Projeto 1. Geometria da transmissão 2. força centrífuga 3. Torque transmitido 4. Força no ramo tenso 5. Força de projeto 6. Força no ramo frouxo 7. Força inicial 8. Verificação de deslizamento

36 Análise de forças em correias planas

37 Análise de forças em correias planas

38 Análise de forças em correias planas Poliamida e Uretano: Cv = 1,0

39 Análise de forças em correias planas

40 Transmissão por Correias Fenômenos de Creep e deslizamento A transmissão de potência 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).

41 Transmissão por Correias Fenômenos de Creep e deslizamento Essa diferença de tensão verificada entre os lados tenso e frouxo da correia é responsável pelo fenômeno de deformação da mesma, conhecido "creep" onde na polia motriz, a correia entra tensa e sai frouxa 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.

42 Transmissão por Correias Fenômenos de Creep e deslizamento Outro fenômeno que pode acontecer em transmissões por correias é o deslizamento, 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 deslizamento e o creep se processam à custa de potência do eixo motor diminuindo o rendimento da transmissão. O creep é um fenômeno inevitável, conseqüência da elasticidade dos materiais, mas as perdas de potência dele decorrentes são pequenas e não afetam de modo sensível a qualidade da transmissão. Por outro lado, o deslize, quando excessivo, pode não somente diminuir 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

43 Correias chatas Correias de Metal - Alta resistência/peso - Estabilidade geometrica; - Trabalha com temperatura até 350 oc; - Boas propriedades térmicas e elétricas; - Resistentes à corrosão; - Esterelidade; Fonte:

44 Correias chatas Correias de Metal

45 Correias chatas Correias de Metal A tensão admissível é comparada com a soma das tensões de flexão e tração.

46 Correias chatas Correias de Metal Vida para correias De aço inox.

47 Correias Trapezoidais

48 Correias Trapezoidais Padrões de correias trapezoidais

49 Correias Trapezoidais Comprimento da circunferência interna Fator de correção de comprimento

50 Correias Trapezoidais

51 Correias Trapezoidais Potência admissível de correias trapezoidais padrão (ângulo de abraçamento de 180º) Potência admissível de correias trapezoidais corrigida (por correia)

52 Correias Trapezoidais Fatores de correção do ângulo K1 de abraçamento e do comprimento da correia K 2

53 Análise de forças em correias trapezoidais

54 Correias Trapezoidais Expressão da tensão na correia segundo a Gates Rubber Company Potência de Projeto: Fator de serviço

55 Correias Trapezoidais Fc= Kc (V/1000)2 Fi= (F1 +F2 )/2 - Fc

56 Correias Trapezoidais Tensão x Número de passos (Gates Rubber Company) Regra de Miner para Dano com dois picos de tensão Tempo de vida em horas

57 Correias Trapezoidais

58 Correias Trapezoidais Procedimento de Análise/Projeto Correia V

59 Correias Trapezoidais - Exercício Correia Chata Deveria verificar o coeficiente de atrito!