ELEMENTOS ORGÂNICOS DE MÁQUINAS II AT-102

Transcrição

1 Universidade Federal do Paraná Curso de Engenharia Industrial Madeireira ELEMENTOS ORGÂNICOS DE MÁQUINAS II AT-102 Dr. Alan Sulato de Andrade

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3 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.

4 INTRODUÇÃO: São muito utilizadas devido sua grande versatilidade e campos de aplicação.

5 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).

6 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.

7 UTILIZAÇÃO:

8 UTILIZAÇÃO: SISTEMAS DE TRANSPORTE SISTEMAS DE TRANSFERÊNCIA DE POTENCIA

9 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.

10 TIPOS: Planas. Em V. Trapezoidal Hexagonal Simples, multi e Outras formas.

11 TIPOS: Podem possuir dentes, visando aumentar a aderência e sincronismo na transmissão de força.

12 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.

13 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.

14 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.

15 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.

16 CONSTRUÇÃO: As correias são construídas com materiais como: Borracha Polímeros sintéticos Reforços de nylon Tiras metálicas Tecido Couro

17 TIPOS: Planas. Valores Máximos: Potência = 1600KW (~2200cv) Rotação = 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

18 TIPOS: Em V. Valores Máximos: Potência = 1100KW (~1500cv) Velocidade tangencial = 26m/s Relação de transmissão ideal = 1:8 Relação de transmissão máxima = 1:15

19 CARACTERÍSTICAS: Correias planas podem ser utilizadas em árvores paralelas ou reversas. Já a correia em v somente em árvores paralelas. Paralelas Reversas

20 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.

21 DIMENSIONAMENTO E SELEÇÃO: 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),

22 DIMENSIONAMENTO E SELEÇÃO:

23 DIMENSIONAMENTO E SELEÇÃO: A B C D E

24 DIMENSIONAMENTO E SELEÇÃO:

25 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

26 DIMENSIONAMENTO DAS TRANSMISSÕES: Potência Projetada (Pp): Pp=Pmotor.fs Onde: Pmotor Potencia do motor de acionamento em W ou CV Fs- fator de serviço - admensional

27 DIMENSIONAMENTO DAS TRANSMISSÕES: 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

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29 DIMENSIONAMENTO DAS TRANSMISSÕES: Fator de serviço (fs):

30 DIMENSIONAMENTO DAS TRANSMISSÕES: Fator de serviço (fs):

31 DIMENSIONAMENTO DAS TRANSMISSÕES: Aspectos geométricos: A Figura mostra o esquema comum de uma transmissão com duas polias de raios r1 e r2 e distantes C entre centros.

32 DIMENSIONAMENTO DAS TRANSMISSÕES: 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)

33 DIMENSIONAMENTO DAS TRANSMISSÕES: 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)

34 DIMENSIONAMENTO DAS TRANSMISSÕES: Diâmetros externos recomendados para correias (mm) Potencia rpm KW/CV ,7/ ,1/1, ,7/ ,3/ ,8/

35 DIMENSIONAMENTO DAS TRANSMISSÕES: Ou ainda, comprimento das correias (L): Onde: L=2.C+( /2).(D+d)+(((D-d)²)/(4.C)) C=Distância entre centros (m ou mm)

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37 DIMENSIONAMENTO DAS TRANSMISSÕES: 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

38 DIMENSIONAMENTO DAS TRANSMISSÕES: 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)

39 DIMENSIONAMENTO DAS TRANSMISSÕES: 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

40 DIMENSIONAMENTO DAS TRANSMISSÕES: Comprimento de ajuste (La): La=L-1,57.(D+d) Distância entre centros (C): C=(3d+D)/2

41 DIMENSIONAMENTO DAS TRANSMISSÕES: 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

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48 DIMENSIONAMENTO DAS TRANSMISSÕES:

49 DIMENSIONAMENTO DAS TRANSMISSÕES: Número de Correias (Ncor): O número de correias necessário para transmissão é obtido por meio de: Onde: Pp=Potência projetada Ppc=Potência por correia Ncor=Pp/(Ppc.Ca) Ca=Fator de correção para arco de contato

50 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

51 CODIFICAÇÃO: Informações padronizadas: Correias e Polias Largura, Altura, Comprimento, Passo, Material XX XX XX

52 INSTALAÇÃO: Alinhamento de Transmissão

53 FALHAS: Fonte: Bosch

54 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.

55 INSTALAÇÃO: A tensão da correia pode ser controlada também pelo deslocamento do motor sobre guias ou por sistema basculante.

56 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.

57 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.

58 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.

59 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.

60 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

61 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

62 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!

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

64 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

65 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=( )/2+120 C=300mm Assim L calculado: L=2.C+( /2).(D+d)+(((D-d)²)/(4.C)) L= ,57.( )+((( )^2)/(4.300)) L=1177,2mm

66 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

67 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

68 EXERCÍCIO 1: Em função do tamanho real. 6) Determinar fl. Como a correia seria a B46 fl=0,86

69 EXERCÍCIO 1: 7) Assim Capacidade de transmissão por Correia (Cpc) Cpc=(Pb+Pad).fl Cpc=( ).0,86 Cpc=2736,52W

70 EXERCÍCIO 1: 8) Número de Correias (Ncor): Antes deve ser determinado o Ca. (D-d)/C=( )/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