Aplicações Mecânicas Aula 3

Ementa CONTEÚDO PROGRAMÁTICO 2. Correias 2.1. Tipos 2.2. Características geométricas da transmissão por correia

Elementos flexíveis - Correia A correia é um elemento de transmissão flexível, que pode ser composta de vários materiais e formas, responsável pela transmissão de rotação entre eixos paralelos ou ortogonais. De modo geral, a transmissão por correias é composta por um par de polias, sendo uma motriz, que é fixada ao eixo motor e um polia movida.

Tipos Plana Redonda Em V de Tempo com junta com junta sem junta sem junta Distancia ilimitada Distancia ilimitada Distancia limitada Distancia limitada

Material Planas: Uretano e tecido com borracha reforçado com cabo de aço ou náilon, para absorver a carga de tensão; Em V: tecido e corda algodão, raiom ou náilon e impregnada de borracha; De tempo: tecido emborrachado e cabo de aço, e dentes que encaixam nos sulcos feitos na roda dentada;

Aplicação Planas: Transmitem grandes potência por longas distâncias de centro; extremidades unidas por apetrechos fornecidos pelo fabricante; Em V: Um pouco menos eficientes que as planas, não tem juntas, tendo comprimentos padronizados; De tempo: não esticam e escorregam, transmitem potência com ω constante, para várias velocidades. A desvantagem é o custo e necessidade de dentes na polia.

Vantagens Transmitem potência através de grandes distâncias. Substituem engrenagens, eixos, mancais ou dispositivos similares de transmissão de potência; Redução de custos (Economia); Importantes na absorção de cargas de choque e no amortecimento de vibrações.

Desvantagens Pelo deslizamento e deformação das correias, a velocidade angular não é constante. Polia intermediária ou de tensão são usada para ajustes na distância de centro necessários pelo envelhecimento ou pela instalação de correias novas; Não podem trabalhar em qualquer ambiente

Transmissão

Relação de transmissão Na escolha do conjunto correia e polia é necessária a determinação das faixas de potência e diâmetro das polias (tabelas). Para se adequar seus valores usa-se a relação: D 2 = (D 1. n 1 ) D 2 diâmetro da polia movida n 2 rotação da polia movida D 1 diâmetro da polia motora n 1 rotação da polia motora n 2

Entre centros Distância entre centros: Se não definida, a distância recomendada é: i relação de transmissão i = D/d D diâmetro da maior polia d diâmetro da menor polia C distância entre centros

Comprimento O comprimento de uma correia a ser usada entre duas polias, numa transmissão direta, pode ser calculada pela seguinte equação: L = π (R 1 + R 2 ) + 2 I 2 + (R 1 + R 2 ) 2 L comprimento da correia (mm) R 1 raio da maior polia (mm) R 2 raio da menor polia (mm) I distância entre centros das polias (mm)

Correias Planas

Deslizamento A velocidade da polia movida é, na prática, menor que da polia motora pelo deslizamento e por isso, segundo a DIN 111, a superfície de contato da polia plana pode ser planas (conserva mais as correias) ou abaulada (guia melhor as correias

Deslizamento O deslizamento depende da velocidade periférica, da carga e a da superfície de atrito (determinada pela largura da correia) e pelo ângulo de abraçamento. Esse ângulo (maior possível) vale se a relação de transmissão (i) não ultrapasse 6:1 e a distância entre eixos e não seja menor que 1,2.(D 1 +D 2 ).

Ângulo de contato O comprimento da correia é calculado tendo como referências o ângulo de contato, a distância entre centros e o diâmetro das polias. Para o ângulo de contato é necessário o cálculo a seguir

Ângulo de contato

Ângulo de contato O comprimento da correia é calculado a seguir L = Comprimento da correia

Correia dentada

Correia dentada A correia dentada em união com a roda dentada correspondente permitem uma transmissão de força sem deslizamento. As correias de qualidade têm no seu interior vários cordonéis. A força se transmite através dos flancos dos dentes e pode chegar a 400N/cm 2. O perfil dos dentes pode ser trapezoidal ou semicircular e, são feitos com módulos 6 ou 10.

Correias Trapezoidal

Aplicação Sem deslizamento Menor distancia entre polias Menor ruído Maior rendimento

Aplicação A correia não deve ultrapassar a linha do diâmetro externo da polia e nem tocar no fundo do canal, o que anularia o efeito de cunha.

Dimensionamento Considerando o sistema em rotação constante temos:

Dimensionamento Temos o seguinte: 2μN força de arraste máxima da polia / correia. Fc Força centrífuga. q peso da correia por comprimento linear. v velocidade da correia. θ ângulo de abraçamento. R raio médio da polia motriz β ângulo da ranhura padrão β = 17º; 18º e 19º Obs: Na correia esse β = 21º

Dimensionamento Temos a relação entre a tensão do ramo tenso com a tensão do ramo frouxo em função da tensão centrífuga, aderência correia/polia e do ângulo de abraçamento. Abaixo de certo valor de velocidade, o valor Tc fica muito pequeno em relação aos valores T1 e T2, podendo dessa forma ser desprezado. A aderência correia/polia não é um valor fixo, depende principalmente da tensão entre ambos, do tempo de vida da correia e da sujeira na interface correia/polia.

Dimensionamento Para um ângulo de 180º de abraçamento, um valor adequado para o termo a direita da equação deve ficar entre 5 e 8. Um aumento da tensão inicial da correia, gera uma maior tensão T2 e naturalmente uma maior tensão T1, ou seja, um aumento da tensão inicial possibilita uma maior carga a ser transmitida. Um esticamento além do necessário porém, acarreta uma redução na vida útil da correia.

Dimensionamento Potência transmitida pela polia à correia: Pot = v(t1 T 2) Torque transmitido pela polia à correia: Torque = (T1 T 2).R Basicamente tem-se a potência a ser transmitida. - Calcula-se a potência de projeto ou serviço, que é igual à potência a ser transmitida multiplicada por um fator de serviço. -Com essa potência e rotação determina-se o tipo e quantidade de correias a serem utilizadas.

Exemplo Um gerador de 50kw é acionado por um motor a gasolina com uma rotação de 1200 RPM e o gerador deve girar com 800 RPM. - Determine a(s) correia(s) a ser utilizada - Considere sala fechada, sem poeira e sem umidade. - Polia tensora utilizada no ramo frouxo.

Dimensionamento 1)Distância entre centros:- Caso não se tenha definido, a distância recomendada para a distância entre centros C use a relação de transmissão i 2) Abraçamento Utilize para a menor polia um abraçamento > 120º 3) Potência transmitida: PT = 50kw = 67 HP

Dimensionamento 4) Fator de serviço (Fs): Utilizaremos a condição de serviço pesado: FS = 1,6 Usaremos o adicional devido ao uso de polia tensora. Fsa = 0,1; Fs = 1,7 OBS: Esses valores podem ser encontrados em catálogos dos fabricantes 5) Potência de projeto: P p = P t x 1,7 P p = 67 x 1,7 = 114 HP

Dimensionamento

Dimensionamento 6) Escolha da seção: - O gráfico que nos possibilita uma escolha inicial para o tamanho do perfil são mostrados 5 tipos de perfis - Vemos que por esse gráfico, escolheríamos a correia D.