ELEMENTOS ORGÂNICOS DE MÁQUINAS II AT-102

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ELEMENTOS ORGÂNICOS DE MÁQUINAS II AT-102

Universidade Federal do Paraná

Curso de Engenharia Industrial Madeireira

Dr. Alan Sulato de Andrade alansulato@ufpr.br

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TRANSMISSÕES POR CORREIAS

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TRANSMISSÕES POR CORREIAS

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.

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TRANSMISSÕES POR CORREIAS

INTRODUÇÃO:

 São muito utilizadas devido sua grande versatilidade e campos de aplicação.

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TRANSMISSÕES POR CORREIAS

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).

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TRANSMISSÕES POR CORREIAS

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.

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UTILIZAÇÃO:

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TRANSMISSÕES POR CORREIAS

UTILIZAÇÃO:

 SISTEMAS DE TRANSPORTE

 SISTEMAS DE TRANSFERÊNCIA DE POTENCIA

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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.

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TIPOS:

 Planas.

 Em V.

 Trapezoidal

 Hexagonal

 Simples, multi e Outras formas.

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TIPOS:

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

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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.

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TRANSMISSÕES POR CORREIAS

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.

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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.

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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.

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CONSTRUÇÃO:

 As correias são construídas com materiais como:

 Borracha

 Polímeros sintéticos

 Reforços de nylon

 Tiras metálicas

 Tecido

 Couro

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TIPOS:

 Planas.

Valores Máximos:

Potência = 1600KW (~2200cv) Rotação = 18000 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

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TIPOS:

 Em V.

Valores Máximos:

Potência = 1100KW (~1500cv) Velocidade tangencial = 26m/s

Relação de transmissão ideal = 1:8

Relação de transmissão máxima = 1:15

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CARACTERÍSTICAS:

 Correias planas podem ser utilizadas em árvores paralelas ou reversas. Já a correia em v somente em árvores paralelas.

Paralelas Reversas

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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.

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TRANSMISSÕES POR CORREIAS

 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),

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TRANSMISSÕES POR CORREIAS

A B

C D

E

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TRANSMISSÕES POR CORREIAS

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

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 Potência Projetada (Pp):

Pp=Pmotor.fs Onde:

Pmotor – Potencia do motor de acionamento em W ou CV Fs- fator de serviço - admensional

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 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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TRANSMISSÕES POR CORREIAS

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 Aspectos geométricos:

A Figura mostra o esquema comum de uma transmissão com duas polias de raios r1 e r2 e distantes C entre centros.

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TRANSMISSÕES POR CORREIAS

 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)

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 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)

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TRANSMISSÕES POR CORREIAS

 Diâmetros externos recomendados para correias (mm)

Potencia rpm

KW/CV 575 690 870 1160 1750 3450 0,7/1 75 63 60 60 56 -

1,1/1,5 75 63 60 60 60 56 3,7/5 115 115 96 76 76 56 7,3/10 152 132 110 110 96 76 36,8/50 280 254 213 208 172 -

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 Ou ainda, comprimento das correias (L):

L=2.C+(/2).(D+d)+(((D-d)²)/(4.C)) Onde:

C=Distância entre centros (m ou mm)

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TRANSMISSÕES POR CORREIAS

 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

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 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)

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TRANSMISSÕES POR CORREIAS

 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

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TRANSMISSÕES POR CORREIAS

 Comprimento de ajuste (La):

La=L-1,57.(D+d)

 Distância entre centros (C):

C=(3d+D)/2

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 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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TRANSMISSÕES POR CORREIAS

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TRANSMISSÕES POR CORREIAS

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TRANSMISSÕES POR CORREIAS

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 Número de Correias (Ncor):

O número de correias necessário para transmissão é obtido por meio de:

Ncor=Pp/(Ppc.Ca) Onde:

Pp=Potência projetada Ppc=Potência por correia

Ca=Fator de correção para arco de contato

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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

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CODIFICAÇÃO:

 Informações padronizadas:

 Correias e Polias

Largura, Altura, Comprimento, Passo, Material

XX—XX—XX

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INSTALAÇÃO:

 Alinhamento de Transmissão

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FALHAS:

Fonte: Bosch

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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.

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INSTALAÇÃO:

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

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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.

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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.

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TRANSMISSÕES POR CORREIAS

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.

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TRANSMISSÕES POR CORREIAS

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.

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TRANSMISSÕES POR CORREIAS

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

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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

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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!

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A B

C D

E

EXERCÍCIO 1:

3)Para seleção do tipo de perfil Pp=9600W ou 13 CV

N1=1800 RPM

Perfil B

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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

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TRANSMISSÕES POR CORREIAS

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=(240+120)/2+120 C=300mm

Assim L calculado:

L=2.C+(/2).(D+d)+(((D-d)²)/(4.C))

L=2.300+1,57.(240+120)+(((240-120)^2)/(4.300)) L=1177,2mm

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TRANSMISSÕES POR CORREIAS

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

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TRANSMISSÕES POR CORREIAS

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=

319,12

mm

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TRANSMISSÕES POR CORREIAS

EXERCÍCIO 1:

Em função do tamanho real.

6) Determinar fl.

Como a correia seria a B46

fl=0,86

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TRANSMISSÕES POR CORREIAS

EXERCÍCIO 1:

7) Assim

Capacidade de transmissão por Correia (Cpc)

Cpc=(Pb+Pad).fl

Cpc=(2716+466).0,86 Cpc=2736,52W

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TRANSMISSÕES POR CORREIAS

EXERCÍCIO 1:

8) Número de Correias (Ncor):

Antes deve ser determinado o Ca.

(D-d)/C=(240-120)/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