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: Nem sempre as unidades geradoras (motores elétricos) podem ser acopladas diretamente em determinados dispositivos, algumas situações podem ser mencionadas como bombas, ventiladores entre outras, porem a grande maioria dos processos existe a necessidade de se modificar algumas características como velocidade, rotação ou torque. Para esta finalidade os redutores foram desenvolvidos.

4 INTRODUÇÃO: Equipamentos que utilizam acoplamento direto

5 DEFINIÇÃO: Um redutor consiste num conjunto de eixos com engrenagens cilíndricas de dentes retos, helicoidais, cônicas ou somente com uma coroa com parafuso sem fim, que tem como função reduzir a velocidade de rotação do sistema de acionamento do equipamento. Conseqüentemente com a redução da velocidade tem-se um aumento significativa no torque transmitido.

6 DEFINIÇÃO: Motorredutor e redutor

7 UTILIZAÇÃO: Guinchos e esteiras transportadoras

8 UTILIZAÇÃO: Equipamentos para industria madeireira

9 PARTES COMPONENTES: A parte fundamental de um redutor são as engrenagens. Através delas reduz-se a velocidade de rotação da transmissão, pois o contato entre engrenagens de menor e maior número de dentes (variação no diâmetro) possibilita a redução desejada. Carcaça: Normalmente fabricada em chapa de aço de baixo carbono ou ferro fundido, montada com solda ou alumínio, podendo ser bipartida ou apenas com abertura nas tampas dos mancais. Em alguns casos, ele é tratado termicamente para alivio das tensões de solda ou fundição.

10 PARTES COMPONENTES: Os dentes das engrenagens podem ser retos ou helicoidais. Quando há intenção de se reduzir a vibração e ruído utiliza-se, nos redutores, engrenagens de dentes helicoidais, já que a transmissão de potência, nesse caso, é feita de maneira mais homogênea. Por outro lado, as engrenagens de dentes retos são mais simples de serem fabricadas e por isso apresentam menor custo.

11 PARTES COMPONENTES: Elementos básicos de redutor por engrenagem

12 ELEMENTOS BÁSICOS: Os elementos básicos de um redutor serão discutidos na seqüência: Eixos: São usinados em aço médio carbono temperados e revenidos para a dureza especificada. Engrenagens: São rodas dentadas com módulos padronizados por normas. Fabricadas em aço liga temperada em óleo e revenida. Tem formato cilíndrico de dentes retos, helicoidal ou cônico (pinhão), conforme o modelo do redutor.

13 ELEMENTOS BÁSICOS: Rolamentos: Elementos girantes de máquina que suportam o eixo com as engrenagens, possibilitando a eles o menor atrito possível ao girar. São utilizados rolamento radiais, axiais ou cônicos. Retentores: Utiliza-se vedadores de borracha com molas, para reter o óleo da parte interna e evitar as infiltrações de contaminantes externos. Tampa de inspeção: Evita a desmontagem do redutor, facilitando a inspeção das partes internas.

14 ELEMENTOS BÁSICOS: Níveis de óleo: Sistema para inspeção de nível óleo lubrificante utilizado dentro do redutor. Podem ser do tipo visor, tubo vertical ou vareta de nível. Respiro: Dispositivo que possibilita a saída e entrada do ar no redutor durante o trabalho, devido ao aquecimento e resfriamento (mudança de volume do ar).

15 ELEMENTOS BÁSICOS: Placa de dados do redutor: Local onde estão contidas várias informações importantes para o seu correto dimensionamento, tais como: Relação de transmissão, rotação máxima do eixo de entrada e saída, tipo de lubrificante, torque no eixo de saída, modelo, fabricante, etc.

16 ELEMENTOS BÁSICOS: Os redutores variam sua construção conforme a potência motor (até 3000 hp), rotações (1750 rpm) e relações de transmissão (1:1 até 1:1200). A transmissão pode ser utilizada com eixos concêntricos, paralelos ou perpendiculares, tanto na horizontal como na vertical

17 TIPOS: Existe uma grande quantidade de redutores. Rosca sem fim, variadores mecânicos, Pendular, ortogonal e coxial.

18 TIPOS: Um caso particular seria o redutor do tipo epicicloidal. Este tipo de redutor utiliza em sua configuração, engrenagens comuns de dentes retos e uma ou mais engrenagens de dentes internos.

19 SELEÇÃO: Para a seleção adequada do redutor, devemos antes conhecer algumas informações do sistema. Tipo de máquina movida, Tipo de máquina motora, Potencia efetiva requerida pela máquina movida (Pc), Rotação de entrada (Ne), Rotação de saída (Ns), Regime de trabalho, Relação de redução (I), Torque (T), Cargas aplicadas Principalmente cargas radiais (Cr).

20 SELEÇÃO: Tabela de fator de serviço (FS):

21 SELEÇÃO: (Série x Redução x Potência)

22 EXERCÍCIO 1: Selecionar um redutor para a seguinte situação: Agitador de líquidos com carga uniforme. Motor elétrico: N=1750 rpm Potencia efetiva requerida pelo agitador = 2,6 cv Rotação no eixo do agitador: N=120 rpm Ciclo operativo = 12 horas/dia

23 EXERCÍCIO 1: Potencia equivalente (Pe): Pe=Pc*FS Pe=2,6*1,25=3,25 Pe=3,25 cv Redução necessária (I): I=Ne/Ns I=1750/120 I=14,58

24 EXERCÍCIO 1: Com estes dados: Escolhe-se o redutor com redução 15 e tamanho 07 que apresenta: Pot. Entrada cv =4,57 Pot. Saída cv =3,56 Torque kgf.m =21,9 Caraga Radial kgf =640 Rendimento =0,78 Redução efetiva =15 1CV=740w 1kgf.m=9,8N.m

25 EXERCÍCIO 1: Calcula-se então novos valores: Potência do motor Pm=Pe/Rendimento Pm=3,25/0,78 Pm=4,49 cv Pm=5 cv Rotação real do eixo: Ns=Ne/I Ns=1750/15 Ns=116 rpm

26 EXERCÍCIO 2: Selecionar um redutor para a seguinte situação: Mesa transportadora - choques moderados. Motor elétrico com partidas e paradas freqüentes: N=900 rpm Potencia efetiva requerida pelo agitador = 8 cv Rotação no eixo do agitador: N=88 rpm Ciclo operativo = 12 horas/dia

27 EXERCÍCIO 2: Potencia equivalente (Pe): Pe=Pc*FS Pe=8*1,75 Pe=14 cv Redução necessária (I): I=Ne/Ns I=900/88 I=10,2

28 EXERCÍCIO 2: Com estes dados: Escolhe-se o redutor com o redução 10 e tamanho 12 que apresenta: Pot. Entrada cv =19,95 Pot. Saída cv =17,56 Torque kgf.m =71,8 Caraga Radial kgf =800 Rendimento =0,88 Redução efetiva =10

29 EXERCÍCIO 2: Calcula-se então novos valores: Potência do motor Pm=Pe/Rendimento Pm=14/0,88 Pm=15,9 cv Pm=16 cv Rotação real do eixo: Ns=Ne/I Ns=900/10 Ns=90 rpm