O que é uma cremalheira?
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- Joaquim Belmonte Casado
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1 Cremalheiras
2 O que é uma cremalheira? Peça mecânica que consiste numa barra ou trilho dentado que, com o auxílio de uma engrenagem do mesmo passo (módulo), exerce/transforma movimentos retilínios (cremalheira) em movimentos circulares ou de rotação (pinhão), ou vice-versa para o transporte cargas.
3 engrenagem (pinhão) Reprodução Google cremalheira
4 Como uma cremalheira funciona? Para ocorrer o movimento ou transporte de carga é necessário acoplar uma engrenagem à um sistema motor, por fim, encaixa-se essa engrenagem em uma cremalheira de mesmo passo (módulo) fixada a uma máquina, portão, braço, cabine ou qualquer dispositivo que necessite tal movimentação. Também conhecido como sistema pinhão-cremalheira!
5 As cremalheiras podem ser usadas em todos os tipos de máquinas na vertical ou horizontal
6 As aplicações mais comuns desse elemento mecânico são:
7 Engenharia civil
8 Reprodução Google no portão residencial
9 no elevador da obra Reprodução Google
10 Aplicação de máquinas industriais
11 Reprodução Google nas máquinas CNC para corte de aço
12 Reprodução Google máquinas CNC e seccionadoras para corte de madeira
13 Reprodução Google Reprodução Google sistemas de movimentação linear com 02 ou 03 eixos cremalheira para contenção aplicação industrial
14 Reprodução Google nas máquinas tipo CNC Router
15 Reprodução Google máquinas industriais no geral que necessitam de movimentação linear
16 Tipos e especificações de cremalheiras
17 Matéria-prima Uma cremalheira pode ser produzida a partir de materiais como plástico ou aço (carbono, carbono com têmpera, de liga, inoxidável).
18 Cremalheira de plástico As cremalheiras feitas em plástico são eficazes nos ambientes com risco de corrosão e em máquinas que transportam cargas leves em velocidades baixas. Pode-se usinar cremalheiras a partir de tarugos de material plástico, porém, o método mais utilizado neste caso é a injeção, sendo que o melhor material é o Nylon reforçado com fibra de vidro.
19 Cremalheira de aço As cremalheiras em aço geralmente são fabricadas em quatro tipos de materiais e com os respectivos tratamentos: Aço SAE1045 (UNI C45) São cremalheiras geradas a partir de barras trefiladas e normalizadas que atingem resistência mecânica R 70 Kg/mm². São para uso geral em máquinas de cargas leves/moderadas e velocidades baixas por não possuírem tratamento térmico nos dentes. Normalmente não se faz retífica nos dentes em cremalheiras com este material sem tratamento.
20 Cremalheira de aço Aço SAE1045 (UNI C45) (normalizado e com têmpera por indução nos dentes) A têmpera por indução aumenta a dureza nos dentes para cerca de 52 a 54 HRC. Desta forma, é possível usar este material em aplicações mais severas, com maiores velocidades e aceleração. Estas cremalheiras de aço podem ter retífica nos dentes, aumentando assim sua precisão de posicionamento. Aço SAE4320 (18NiCrMo5) (cementado e temperado) Este tipo de material, e tratamento, se utiliza para cremalheiras de altíssima performance, pois o aço de liga cementado e temperado resulta em dureza superficial maior (58 e 60 HRC), mais profunda e mais homogênea do que o aço SAE1045 com têmpera nos dentes. Para completar o nível de performance desejado, estas cremalheiras tem os dentes e flancos retificados para atingir a mais alta precisão possível.
21 Cremalheira de aço Aço Inox AISI304 ou AISI 316 Feito para ambientes que entram em contato com agentes químicos, onde a resistência dos aços carbono e aço de liga, mesmo com tratamentos proteção superficial (a base de zinco, cromo ou níquel) não resistem, podem ser usadas cremalheiras de aço inoxidável, regularmente o AISI304, que apresenta resistência média a corrosão e AISI316 com alta resistência a corrosão. Porém as cremalheiras em aço inoxidável normalmente são usadas em aplicações de baixa velocidade e/ou precisão pois não tem a mesma resistência que o aço carbono temperado ou aço de liga com tratamento.
22 Os dentes das cremalheiras podem ser de dois tipos:
23 cremalheira de dente reto cremalheira de dente helicoidal Cremalheiras e engrenagens de dentes retos são mais fáceis de serem fabricar e também mais simples de serem instaladas nas máquinas. Possui dentes inclinados que são acoplados a engrenagens helicoidais. Qual a diferença entre eles? As cremalheiras de dentes helicoidais tem a mesma função da cremalheira de dentes retos, porém, possuem a vantagem em ter um engrenamento mais suave e maior área de contato nos dentes. Resultando em menor ruído e maior capacidade de carga se comparada ao dente reto num mesmo módulo.
24 Por exemplo O ângulo de hélice 19º é, normalmente, utilizado em cremalheiras de dentes helicoidais para que as barras tenham um comprimento praticamente exato (ex. 499,999mm 999,999mm). As barras de cremalheiras de dentes retos possuem um comprimento que é sempre múltiplo de Pi (ex mm e mm).
25 cremalheiras O que são de precisão? Uma cremalheira de precisão é voltada para as máquinas que exigem um posicionamento mais preciso. Normalmente, são acionadas por servomotores acoplados, ou não, a redutores de baixa folga angular.
26 Cremalheiras de precisão Segundo a norma DIN 3962, a precisão das cremalheiras pode ser classificada a partir do grau de acabamento dos seus dentes. Normalmente, as cremalheiras para aplicação industrial tem precisão que variam do grau 10 (menor precisão e pior acabamento) até o grau 5 (maior precisão e melhor acabamento). As cremalheiras classe 5 (cinco) apresentam tolerância (precisão) entre +/-0,02mm e +/-0,025mm em um comprimento de 1 (um) metro. Já nas cremalheiras classe 10 (dez) a precisão em um comprimento de 1 (um) metro chega a +/-0,2mm dependendo do módulo.
27 Dimensionamento de módulo
28 Qual tamanho escolher? Para estipular o tamanho de uma cremalheira a ser usada durante todo o processo, é preciso determinar a velocidade linear máxima desejada para o projeto, sua aceleração, intervalo de tempo, estudos de força tangencial (existe um cálculo específico para horizontal e vertical).
29 E depois que resolver as equações? Com esses dados determinados (das forças e velocidade), você pode escolher o módulo (tamanho) mais apropriado para executar a transmissão.
30 Quanto menor a carga, menor o módulo e vice-versa.
31 Passo I Primeiro são calculadas as forças tangenciais reais e, depois, calculada a força tangencial corrigida, sendo que, para isso, deve-se adotar um fator de segurança que oscila entre 1,5 e 3. Tempo de trabalho Uniforme Tipo de carga Moderada Severa Ocasional ( 1/2 hora ) 1,5 1,8 2,3 1,8 2 2,5 8 a 10 horas 2 2,25 2,8 24 horas 2 2,5 3
32 Passo II Depois que for selecionado o coeficiente de segurança adequado, é só multiplicá-lo pelos valores das forças reais e, assim, conseguir as forças tangenciais corrigidas vertical e horizontal. F = Força tangencial real vt força tangencial vertical teórica (N) F = P. (9,81 + a) vt F = F. (9,81 + a) hc ht F = ht a = = P = força tangencial horizontal teórica (N) aceleração linear (m/s²) coeficiente de fricção Massa (kg)
33 Passo II Força tangencial corrigida F = vc F. K vt F = vc força tangencial vertical corrida (N) F = hc força tangencial horizontal corrida (N) F = hc F. K ht K = coeficiente de segurança
34 Passo III Este valor é inserido nos diagramas de seleção módulo (a seguir). É determinada em seguida, o tipo e tamanho da cremalheira necessária, dependendo dos materiais e tratamentos disponíveis, e o módulo de diâmetro primitivo da engrenagem: Diâmetro primitivo M F = vc/h força tangencial vertical corrida/horizontal (v) dp = dp = diâmetro primitivo (mm) F tv M M = torque par de giro (Nm) (h) dp= F th = Atuação da engrenagem
35 Módulo em função da velocidade e da força tangencial para o aço SAE 1045 cremalheira de dente reto 5 M2 M3 M4 M5 M6 M8 M10 Velocidade Linear (m/s) Força Tangencial (N)
36 Módulo em função da velocidade e da força tangencial para o aço SAE 1045 com os dentes temperados por indução cremalheira de dente reto HRC>52 5 M2M3 M4 M5 M6 M8 M10 Velocidade Linear (m/s) Força Tangencial (N)
37 Módulo em função da velocidade e da força tangencial para o aço SAE 4320/4320H com dentes cementados e temperados (HRC de 52 a 58) cremalheira de dente reto 5 M2M3 M4 M5 M6 M8 M10 Velocidade Linear (m/s) Força Tangencial (N)
38 Módulo em função da velocidade e da força tangencial para o aço SAE 1045 cremalheira de dente helicoidal 5 M2 M3 M4 M5 M6 M8 M
39 Módulo em função da velocidade e da força tangencial para o aço SAE 1045 com os dentes temperados por indução cremalheira de dente helicoidal HRC>52 5 M2M3 M4 M5 M6 M8 M10 Velocidade Linear (m/s) Força Tangencial (N)
40 Módulo em função da velocidade e da força tangencial para o aço SAE 4320 cementado e temperado cremalheira de dente helicoidal 5 M2 M3 M4 M5 M6 M8 M10 Velocidade Linear (m/s) Força Tangencial (N)
41 Cremalheiras A.T.I. BRASIL
42 A A.T.I. BRASIL trabalha com uma gama completa de cremalheiras dos melhores fabricantes europeus e asiáticos. O grande diferencial desses produtos está no custo benefício, presentes até mesmo nas opções de alta performance. Vários modelos estão disponíveis a pronta-entrega e outros sob encomenda:
43 Cremalheiras a pronta-entrega: - Cremalheiras de dentes retos em aço SAE1045 sem tratamento nos módulos 1 1,5 2 2, em barras de 2 (dois) metros. - Cremalheiras de dentes helicoidais em aço SAE1141 sem têmpera e sem retífica (qualidade 9) nos dentes nos módulos 1,5 2 2,5 3 em barras de 1 (um) metro. - Cremalheiras de dentes helicoidais em aço SAE1141 com têmpera e retífica nos dentes (qualidade 6 [seis]) nos módulos 1,5 2 2,5 3 em barras de 1 (um) metro. - Cremalheiras em Nylon reforçada com fibra de vidro com alma de aço nos módulos 1 1,5 2 3 em barras de 500mm e no módulo 4 (quatro) em barras de 1 (um) metro em versão pronta para montagem (cremalheira para portão).
44 Cremalheiras sob encomenda: - Cremalheiras de dentes retos em aço SAE1045 ou SAE1141 com têmpera e retífica nos dentes - Cremalheiras de dentes retos ou helicoidais em aço SAE4320 cementado e temperado com retífica nos dentes qualidade 5 - Cremalheiras em aço inoxidável AISI304
45 Acesse um dos nossos canais de atendimento e compre uma cremalheira na hora [email protected] +55 (41) Rua Omílio Soares, 260 Fanny, Curitiba/PR cremalheira para contenção industrial
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