2 - CORRENTES

2.1. INTRODUÇÃO

As correntes são elementos de máquinas flexíveis utilizadas para a transmissão de

potência ou transporte/movimentação de carga. Neste capítulo serão abordadas apenas as

correntes de transmissão, devido a sua grande utilização. Serão apresentados os tipos mais

comuns, suas principais aplicações, a padronização e a terminologia utilizada, o processo de

seleção e recomendações de projeto.

A seleção o tipo de transmissão mais adequado depende dos requerimentos

específicos. As correntes, apesar de possuírem características comuns a outros tipos de

transmissão (correias e engrenagens), têm também características únicas, devendo o projetista

analisá-las e considerá-las como uma interessante opção e decidir sobre sua utilização.

Figura 2.1 – Corrente de rolos dupla.

Elas são largamente utilizadas na indústria mecânica, onde as aplicações abrangem

diversas áreas, como M.Opt., automobilística (automóveis, motocicletas e bicicletas), naval,

aeronáutica e etc. São também utilizadas na indústria nuclear, de mineração e máquinas

transportadoras.

A CORRENTE DE ROLOS OU ROLETES

Desenhos de Leonardo da Vinci datados do século 16 mostram o que aparenta ser a

primeira corrente de aço para transmissão. Porém, os créditos desta invenção são dados a

Hans Renold que apresentou a patente da corrente de rolos (ou roletes) em 1880. Até então, as

correntes utilizavam apenas pinos e placas. A figura 2.1 mostra uma moderna corrente de

rolos dupla e a figura 2.2 apresenta o projeto original de Hans Renold para a patente britânica.

Figura 2.2 - Projeto original de Hans Renold para a patente britânica -1880.

Desde então as correntes de rolos vêm sendo largamente empregadas na indústria

mecânica. Por este motivo o engenheiro projetista deve utilizar um criterioso processo de

seleção desde os primeiros passos do projeto. A seleção da corrente mais adequada a certa

aplicação implica em maior eficiência e menor custo. Assim o projetista deve considerar

alguns parâmetros e critérios orientadores para a correta seleção de correntes. Os principais

são:

potência transmitida,

relação de transmissão (i) ou as velocidades dos eixos motor e movido,

características da máquina movida e da motora,

espaço disponível (distância entre os eixos),

vida e confiabilidade requerida,

condições de operação (presença de poeira ou sujeiras, temperatura e etc.),

custo.

As características principais desse tipo de transmissão são:

adequada para grandes distâncias entre eixos (tornando impraticável a utilização de

engrenagens),

transmissão de maior potência (quando comparada com correias),

permite a variação do comprimento, com a remoção ou adição de elos,

menor carga nos mancais, já que não necessita de uma carga inicial,

não há perigo de deslizamento,

bons rendimentos e eficiência (98 a 99 %, em condições ideais)

longa vida,

permite grandes reduções (i < 7),

são mais tolerantes em relação ao desalinhamento de centros,

transmissão sincronizada,

condições severas de operação (correias são inadequadas sob umidade, alta

temperatura ou ambiente agressivo)

são articuladas apenas em um plano,

sofrem desgaste devido a fadiga e a tensão superficial

ruídos, choques e vibrações

necessidade de lubrificações

necessidade de proteção contra poeira e sujeiras

menor velocidade

2.2. MATERIAIS DE FABRICAÇÃO E TIPOS DE CORRENTE

Os materiais de fabricação das correntes devem atender aos requerimentos de carga

elevada, alta resistência, alta suscetibilidade ao tratamento térmico, alta resistência aos

esforços de fadiga, baixa temperatura de transição dúctil-frágil, baixa sensitividade ao

impacto, excelentes possibilidades de usinagem, conformação, corte e solda. As correntes são

normalmente fabricadas em aços especiais, (aço cromo-níquel), tratados termicamente

(têmpera e revenido), com superfícies de apoio (pinos e buchas), endurecidos, para aumentar

a resistência à fadiga, ao desgaste e à corrosão. Aços inox também são utilizados, bem como

ferro e ferro fundido.

2.2.1. TIPOS DE CORRENTE

1) Galle

São correntes sem roletes, compostas apenas por placas laterais e pinos maciços

(figura 2.3). Aumentando-se o número de placas laterais pode-se obter maiores capacidades

de carga. Normalmente são utilizadas para elevar ou abaixar pequenas cargas, tais como:

máquinas de elevação até 20 T e com pequena altura, portões e transmissão de pequenas

potências em baixas rotações. A relação de transmissão máxima recomendada é de 1:10 e a

velocidade máxima recomendada de 0,5 m/s, devido ao grande desgaste das placas laterais.

(a)

(b)

Figura 2.3 – (a) Corrente tipo GALLE com dupla placa lateral e (b) simples.

2) Zobel ou Lamelar (Leaf Chain)

Este tipo de corrente é empregado em transmissão de potência em médias velocidades

(até 3,5 m/s) e relação de transmissão máxima recomendada de 1:10. São mais resistentes ao

desgaste do que as correntes do tipo Galle, pois possuem maior superfície de contato.

Possuem as buchas fixas às placas internas e os pinos fixos às placas externas. Os pinos

podem ser ocos, resultando em uma corrente com menor peso.

Figura 2.4 – Corrente tipo ZOBEL.

3) Fleyer

São semelhantes às correntes Galle e não possuem roletes (figura 2.5). Não são

utilizadas em transmissão de movimento. São empregadas para elevação de carga,

tracionamento, máquinas siderúrgicas de pequeno porte e etc..

passo

bb

L21

Figura 2.5 – Corrente tipo FLEYER.

4) Correntes Silenciosas: (Dentes Invertidos)

Este tipo de corrente tem as placas laterais fabricadas em forma de dentes invertidos

que se acoplam com os dentes da engrenagem. O perfil dos dentes da corrente e do pinhão é

normalmente reto. Devido a esta geometria o acoplamento é feito com um perfil equivalente

aos dentes de engrenagem (maior distância entre centros) proporcionado um engrenamento

gradual, com melhor distribuição da carga ao longo do “dente”, diminuindo, assim, o impacto,

o desgaste, o efeito cordal e o ruído em altas velocidades (7 a 16 m/s). Algumas correntes

silenciosas são fabricadas com placas com perfil envolvental, o que permite a transmissão de

maior potência e velocidade. Com lubrificação adequada correntes silenciosas operam com

eficiência entre 95 % e 99%.

(a) (b)

(c)

(d)

Figure 2.6 - Correntes silenciosas - (a) com juntas de deslizamento – (b) com juntas de rolamento – (c) e (d)

exemplos de correntes silenciosas.

passo

dbt

5) Corrente de rolos (Roller Chain) – Renold (Hans), 1880.

As correntes de rolos são as mais utilizadas, tanto para transmissão de potência como

para esteira transportadora. São fabricadas com diversos elos sendo cada um deles composto

de placas, roletes, grampos ou anéis e pinos (figura 2.7). A corrente se acopla à engrenagens

motora (pinhão) e movida (coroa) que transmitem o movimento. Os dentes das engrenagens

se acoplam com os roletes rotativos, onde o desgaste é reduzido, pois acontecem contatos do

tipo deslizante e rolante.

Estas correntes estão disponíveis em diversas formas padronizadas e materiais, tais

como aço, aço inox, plásticos (para autolubrificação). Permitem velocidade de até 11 m/s,

porém a faixa recomendada é de 3 a 5 m/s.

(a)

(b)

Figura 2.7 – (a) Correntes de rolos dupla e (b) corrente de rolos simples.

2.3. NOMENCLATURA E COMPONENTES DE CORRENTES DE

ROLOS

A figura 2.8, abaixo, apresenta a vista lateral e a seção de uma corrente de rolos, sua

geometria e a respectiva nomenclatura, bem como algumas definições.

Figura 2.8 – Nomenclatura e componentes das correntes de rolos.

p → passo [mm]

l → largura [mm]

d → diâmetro do rolete [mm]

Lm → distância entre as correntes em correntes múltiplas [mm]

A corrente de rolo é composta de por partes simétricas com elos internos e externos

montados alternadamente. Um elo é composto de quatro partes: duas placas laterais e dois

pinos. Nas correntes do tipo contra-pino, estes são prensados em uma placa e atravessam a

outra com pouca folga para serem contra-pinados. No tipo rebitado os pinos são prensados e

rebitados em ambas as placas. O elo interno é constituído de 6 partes: 2 rolos com giro livre

sobre duas buchas, que são prensadas em ambos os lados sobre as duas placas.

(a) (b) (c)

Figura 2.9 – Componentes das correntes de rolos.

A tabela 2.1 abaixo apresenta os componentes das correntes de rolos, suas funções e os

esforços aos quais estão submetidos. A figura 2.10 mostra a montagem das correntes de rolos.

Tabela 2.1 – Funções e esforços dos Componentes das correntes de rolos.

COMPONENTES DAS

CORRENTES DE

ROLOS FUNÇÃO ESFORÇO

Pinos Suportar esforços da transmissão Tração, cisalhamento, flexão e

fadiga

Buchas Envolver o pino protegendo-o contra o

impacto do engrenamento Fadiga e desgaste

Roletes Amortecer o impacto do engrenamento Impacto, fadiga e desgaste

Placas laterais - externa

- interna

Fixar os pinos e buchas em suas

posições e suportar a carga do conjunto Tração, fadiga e choque.

Figura 2.10 – Montagem dos componentes das correntes de rolos.

A nomenclatura utilizada na transmissão por correntes de rolos, bem como algumas

simbologias e definições é mostrada na figura 2.11, abaixo.

Figura 2.11 – Nomenclatura das transmissões por correntes.

→ ângulo de articulação

zz

3602

[1]

zp,c → número de dentes do pinhão e da coroa

n1,2 → rotação do pinhão e da coroa

dp,c → diâmetro primitivo do pinhão e da coroa

c → distância entre centros

F → carga na corrente

P → potência transmitida

i → relação de transmissão

→ ângulo de contato (abraçamento) da corrente e pinhão.

passo

r2

d

pd

d

n

ni c

2

1

2/2/

2/

2

sen

pd

d

psen

zsen

pd

180 [2]

6060

npzv

ndv

[m/s] [3]

Simples Dupla

Tripla Quádrupla

Figura 2.12 – Configuração das correntes de rolos.

Figura 2.12.a – Correntes simples, dupla, tripla e óctupla.

2.4. AÇÃO POLIGONAL OU CORDAL

O apoio da corrente sobre o pinhão/coroa é sob forma de polígono. Devido a esse

efeito aparecem oscilações na velocidade e força da corrente, provocando atrito e choque e,

consequentemente, menor eficiência da transmissão.

Figura 2.13 – Efeito poligonal ou cordal.

Variação de velocidade devido ao efeito cordal:

z

180cos1

z

180sec100100

v

vv

v

v mínmáx [%] [4]

passo

rrrc

Variação cordalr - rc

Figura 2.14 – Variação do deslocamento, velocidade e aceleração na corrente.

A figura 2.14, acima, mostra os gráficos de deslocamento, velocidade e aceleração,

devido ao efeito poligonal sobre a movimentação da corrente com rotação constante no

pinhão, representado por um hexágono, em relação ao ângulo de rotação .

Figura 2.15 – Análise das velocidades.

onde: VCH → velocidade com que a corrente entra na roda dentada.

Pinhão:

VCHp = V.cos = 1.r1.cos

VCHp máx ( 0) = 1.r1

VCHp min ( = 1/2) = 1.r1.cos 2/2 = .1r1.cos [180o/zp]

a = d td v

tempo

tempo

tempo

máxV

Vmín

I II I II I

I II

Variação do deslocamento - s

Variação da velocidade - v

Aceleração - a

2

=

VmáxminV

Vmáx

V

Vmáx

= 02

=

0d

d

. co

s 0

p

s

v

V = .r1 1

r1

1

1

VCH

V = .r2 2

2

2

r2

c

CHV

Coroa:

VCHc = V.cos = 2.r2.cos

VCHc máx ( 0) = 2.r2

VCHc min ( = 2/2)= 2.r2.cos[180o/zc]

2= VCHc r2.cos VCHc = VCHp , então:

cos

cos

cosr

cosr

1

2

2

1

2

112

r

ri se 1 = c

te e 2 c

te

Figura 2.16 – Gráfico de No de Dentes do Pinhão x Variação da Velocidade (%)

(zp x v/v)

2.5. DIMENSIONAMENTO E ESPECIFICAÇÃO

2.5.1 ANÁLISES DE TENSÕES

As tensões a que uma corrente esta submetida durante sua utilização são:

- tração na placa lateral (Figura 2.17.a)

- flexão e cisalhamento do pino (Figura 2.17.b)

(a)

(b)

Figura 2.17 – (a) Locais de ruptura da placa lateral da corrente e (b) tensão atuante no pino.

Número de dentes - z

Vari

açã

o d

e ve

loci

da

de

-

-

[%

]v v

00 10 20 30 40 50

5

15

10

25

20

Locais de ruptura

F F

l

yx

e2i=1

ni

2T

2T

- desgaste do rolete, pino e dentes, devido ao atrito entre as partes

- carga devido ao efeito poligonal

- força centrífugas e inerciais

2.5.2 ESPECIFICAÇÃO DE CORRENTES

Para a especificação da corrente de rolos mais adequada, o projetista deve determinar:

o número ANSI, que informa o tamanho da corrente,

o número de correntes (simples, dupla, tripla, quádrupla e etc.),

o número de elos (comprimento).

A tabela 2.2 fornece as dimensões padronizadas das correntes de rolos.

Tabela 2.2 – Padronização das dimensões das correntes de rolos.

Número da

corrente

AISI

Passo

[mm]

Largura

[mm]

Resistência

mínima à

tração [N]

Peso

médio

[N/m]

Diâmetro

do rolete

[mm]

Distância entre

correntes

múltiplas [mm]

25 6.35 3.18 3470 1.31 3.30 6.40

35 9.52 4.76 7830 3.06 5.08 10.13

41 12.70 6.35 6670 3.65 7.77 -

40 12.70 7.94 13920 6.13 7.92 14.38

50 15.88 9.52 21700 10.1 10.16 18.11

60 19.05 12.70 31300 14.6 11.91 22.78

80 25.40 15.88 55600 25.0 15.87 29.29

100 31.75 19.05 86700 37.7 19.05 35.76

120 38.10 25.40 124500 56.5 22.22 45.44

140 44.45 25.40 169000 72.2 25.40 48.87

160 50.80 31.75 222000 96.5 28.57 58.55

180 57.15 35.71 280000 132.2 35.71 65.84

200 63.50 38.10 347000 160 39.67 71.55

240 76.70 47.63 498000 239 47.62 87.83

Inicialmente deve ser determinada a potência transmitida por correntes simples (passo

médio e largo) baseado em pinhão de 17 dentes. A tabela 2.3 fornece a potência nominal por

correntes de rolos em função da rotação do pinhão e da serie da corrente.

P[kW] = f(np, série da corrente)

Os valores nela contidos são obtidos experimentalmente e são normalmente fornecidos

pelos fabricantes. Os ensaios são executados baseados nas seguintes condições:

15000 horas L10

Corrente simples

Fator de serviço unitário

Comprimento de 100 passos

Lubrificação adequada

Alongação máxima de 3 %

Eixos horizontais

Pinhão e coroa com 17 dentes

Tabela 2.3 – Capacidade de transmissão de carga das correntes de rolos de acordo com o número da corrente

ANSI [HP].

Rota

ção d

o

pin

hão

[rpm

]

25 35 40 41 50 60 80 100 120 140 160 180 200 240

50 0.05 0.16 0.37 0.20 0.72 1.24 2.88 5.52 9.33 14.4 20.9 28.9 38.4 61.8

100 0.09 0.29 0.69 0.38 1.34 2.31 5.38 10.3 17.4 26.9 39.1 54.0 71.6 115

150 0.13 0.41 0.99 0.55 1.92 3.32 7.75 14.8 25.1 38.8 56.3 77.7 103 166

200 0.16 0.54 1.29 0.71 2.50 4.30 10.0 19.2 32.5 50.3 72.9 101 134 215

300 0.23 0.78 1.85 1.02 3.61 6.20 14.5 27.7 46.8 72.4 105 145 193 310

400 0.30 1.01 2.40 1.32 4.67 8.03 18.7 35.9 60.6 93.8 136 188 249 359

500 0.37 1.24 2.93 1.61 5.71 9.81 22.9 43.9 74.1 115 166 204 222

600 0.44 1.46 3.45 1.90 6.72 11.6 27.0 51.7 87.3 127 141 155 169

700 0.50 1.68 3.97 2.18 7.73 13.3 31.0 59.4 89.0 101 112 123

800 0.56 1.89 4.48 2.46 8.71 15.0 35.0 63.0 72.8 82.4 91.7 101

900 0.62 2.10 4.98 2.74 9.69 16.7 39.9 52.8 61.0 69.1 76.8 84.4

1000 0.68 2.31 5.48 3.01 10.7 18.3 37.7 45.0 52.1 59.0 65.6 72.1

1200 0.81 2.73 6.45 3.29 12.6 21.6 28.7 34.3 39.6 44.9 49.9

1400 0.93 3.13 7.41 2.61 14.4 18.1 22.7 27.2 31.5 35.6

1600 1.05 3.53 8.36 2.14 12.8 14.8 18.6 22.3 25.8

1800 1.16 3.93 8.96 1.79 10.7 12.4 15.6 18.7 21.6

2000 1.27 4.32 7.72 1.52 9.23 10.6 13.3 15.9

2500 1.56 5.28 5.51 1.10 6.58 7.57 9.56 0.40

3000 1.84 5.64 4.17 0.83 4.98 5.76 7.25

Tipo A Tipo B Tipo C Tipo C’

Observação: Tipo A → Lubrificação manual ou gotejamento.

Tipo B → Lubrificação de disco ou banho.

Tipo C → Lubrificação de óleo corrente.

Tipo C’→ Lubrificação idêntica a do tipo C, porém de mais difícil acesso; recomenda-se

procurar o fabricante.

As condições de operação, como o tipo de máquina movida e motora, a temperatura de

trabalho, vibrações e choques, as condições ambientais e a severidade da transmissão

influenciam a capacidade de carga das correntes. O fator que corrige estes problemas e

denominado Fator de Serviço (KS) e seu valor se encontra na tabela 2.4.

Tabela 2.4 – Fator de serviço – Ks.

Máquina

Movida

Máquina

Motora (*)

Motor de combustão

interna com acionamento

hidráulico

Motor elétrico

ou turbina

Motor de combustão

interna com

acionamento mecânico

suave 1.0 1.0 1.2

moderado 1.2 1.3 1.4

pesado 1.4 1.5 1.7

*(severidade do acionamento - choque)

1º) Potência do projeto – Pproj

PKP Sproj [5]

KS → fator de serviço – Tabela 2.4 → Ks = f(máquina motora, tipo de choque)

2º) Capacidade de transmissão de corrente simples (possíveis)

simplescorr PkkP 21 [6]

onde: Psimples → capacidade de carga de uma corrente simples de uma série específica.

k1 → fator de correção para o número de dentes do pinhão - k1 = f(zp) – Tabela 2.5.

k2 → fator de correção para o número de correntes – Tabela 2.6.

Tabela 2.5 - Fator de correção para o número de dentes do pinhão - k1.

Número de

dentes do pinhão

(zp)

Fator de correção

do número de

dentes (k1)

Número de

dentes do pinhão

(zp)

Fator de correção

do número de

dentes (k1)

11 0.53 22 1.29

12 0.62 23 1.35

13 0.70 24 1.41

14 0.78 25 1.46

15 0.85 30 1.73

16 0.92 35 1.95

17 1.00 40 2.15

18 1.05 45 2.37

19 1.11 50 2.51

20 1.18 55 2.66

21 1.26 60 2.80

Tabela 2.6 - Fator de correção para o número de correntes – k2.

Número de correntes Fator de correção - k2

1 - simples 1.0

2 - dupla 1.7

3 - tripla 2.5

4 - quádrupla 3.3

5 - quíntupla 3.9

6 - sextupla 4.6

8 - óctupla 6.0

3º) Escolha da corrente (no de séries e n

o de correntes) mais adequada

Devem ser calculadas as potências de projeto (Pproj) e as potências transmitidas (Pcorr)

pelas quatro configurações (simples, dupla, tripla e quádrupla). A corrente mais adequada será

aquela que possua a capacidade de carga mais próxima e maior do que a potência de projeto.

Pc ≥ Pproj

4º) Determinação de número de elos (L/p)

Para a especificação completa da corrente resta determinar o número de elos

adequado. Este é calculado através da equação [07] abaixo.

c

pzzzz

p

c

p

L

2

2

1221

42

2

[7]

onde: z1 e z2 → número de dentes do pinhão e da coroa,

L/p → número de elos da corrente,

c → distância entre centros.

2.6. ESTIMATIVA DA VIDA

Após a especificação, uma estimativa da vida desta corrente pode ser feita. O ponto

essencial é a análise da ordem de grandeza desta vida. Caso ela não atenda aos critérios de

projeto, existem parâmetros que podem ser alterados para a obtenção de uma alternativa mais

adequada.

Os fatores que influenciam a vida de uma corrente são: a carga de tração, o efeito

cordal, o desgaste devido ao atrito e os efeitos centrífugos. Baseado nestes conhecimentos,

algumas observações podem ser feitas: quanto menor o número de dentes do pinhão e quanto

maior a velocidade da corrente, mais severa é a transmissão e, consequentemente menor é a

sua vida.

A vida da corrente é determinada estatisticamente e estimada em 15.000 h,

correspondendo a uma confiabilidade de 90 % (R = 0.9). O cálculo da vida e da confiabilidade

é feito de acordo com a equação [8], abaixo.

3

10

10

P

CL

onde: C → Capacidade de carga

P → Carga aplicada [8]

A equação [09] determina a confiabilidade da corrente para uma vida diferente de L10.

17.1

1097.6exp

L

LR

onde: L → vida requerida correspondente à

R → confiabilidade [9]

2.7. EFICIÊNCIA DAS CORRENTES

A eficiência da transmissão () é alta, na ordem de 97 a 99%. Dobrovolsky [01]

propõe que o cálculo da eficiência das correntes seja feito da seguinte forma:

P

P [10]

pin

rol

D

DP 902.4 [11]

onde: P → potência transmitida [kW]

→ perdas por atrito das articulações [kW]

Drol → diâmetro do rolete [mm]

Dpin → diâmetro do pinhão [mm]

→ eficiência da corrente

→ coeficiente de atrito

150.0

005.0

dry

wet

A eficiência da corrente acoplada à eficiência dos mancais, resultará na eficiência da

transmissão.

2.8. LUBRIFICAÇÃO DE CORRENTES

Lubrificação e armaduras de proteção contra sujeiras e poeiras (figura 2.18) são

essenciais para prevenir o desgaste e prolongar a vida da corrente.

Sua performance é bastante melhorada através de lubrificação adequada nas

articulações e nos dentes das engrenagens. A lubrificação reduz o atrito entre as partes e

consequentemente o desgaste e ainda atua como refrigerante, retirando o calor gerado pelo

atrito aumentando, assim, a eficiência da transmissão. Óleos pesados ou graxas não são

recomendados, pois são muito viscosos e não conseguem penetrar as folgas das peças de uma

corrente. Entretanto, óleos com viscosidade muito baixa são incapazes de manter uma camada

de lubrificante adequada capaz de resistir às pressões de contato atuantes na transmissão.

O método adequado de lubrificação depende de vários fatores: número de dentes da

engrenagem menor, potência transmitida, velocidade, temperatura, etc.. Existem 5 métodos

básicos para a lubrificação: Manual, Gotejamento, Banho de óleo, Disco rotativo e

Lubrificação forçada ou spray sob pressão.

Cada um se diferencia pela efetividade, instalação e custos de manutenção.

Figura 2.18 – Exemplo de caixas de proteção para correntes [11].

Figura 2.19 –Locais onde a lubrificação de correntes deve ser efetuada.

1. Lubrificação Manual

Este método não necessita de equipamentos especiais para sua implementação. O óleo

pode ser aplicado periodicamente com pincel, aerosol (spray) ou almotolia (lata de óleo),

diretamente nos pontos de lubrificação da corrente. A frequência deve ser tal que mantenha a

corrente sempre lubrificada, o que implica na utilização de um lubrificante de baixa

viscosidade para que penetre nas juntas. Porém se a viscosidade for baixa demais o

lubrificante poderá ejetado para fora da corrente em velocidades muito altas.

2. Gotejamento

Este método requer um sistema composto de um reservatório e dutos que garantam

que uma regular e controlada quantidade de óleo pingue sobre a corrente. A recomendação é

um fluxo de 5 a 20 gotas por minuto

Figura 2.20 – Lubrificação manual. Figura 2.21 – Lubrificação por gotejamento.

Reservatório

de óleo

3. Banho de óleo

Este tipo de lubrificação é normalmente utilizado quando a corrente é protegida por

uma armadura, na qual normalmente está contido na parte inferior um reservatório de óleo,

apenas o suficiente para cobrir a corrente (aproximadamente 10 mm de profundidade). A cada

rotação a corrente passa através deste óleo, sendo lubrificada e também refrigerada.

Figura 2.22 – Lubrificação por banho de óleo [11].

4. Disco Rotativo

A lubrificação da corrente é feita através da circulação do óleo através de um disco

rotativo adicional, imerso aproximadamente 20 mm no óleo. A velocidade deve ser superior a

200 m/mm.

Figura 2.23 – Lubrificação por disco rotativo [11].

5. Lubrificação forçada ou spray sob pressão.

O óleo armazenado em uma caixa de proteção vedada (armadura) é injetado

continuamente sobre os pontos de lubrificação da corrente depois de impulsionado por um

sistema de bombeamento em circuito fechado, conforme mostra a figura 2.24 e 2.25.

Figura 2.24 – Esquema de lubrificação forçada ou spray

O spray deve ser direcionado, sempre que possível, para a parte interna da corrente,

perto do engrenamento para diminuir o impacto entre o rolete e o dente. Os efeitos

centrífugos sobre o óleo quando ele é forçado em vota da engrenagem ajudam a penetração

através dos elementos da corrente e também melhoram a taxa de refrigeração.

Figura 2.25 – Projeto de lubrificação forçada ou spray [11].

Os métodos de lubrificação variam em efetividade o que afeta a performance da

corrente em termos de eficiência ( potência e velocidade) A tabela 2.7 contém valores

recomendados de viscosidade para os óleos de acordo com a velocidade da corrente e com a

temperatura (tabela 2.8).

Tabela 2.7 – Viscosidade recomendada para os óleos utilizados para a lubrificação de correntes [oE50].

Pressão na

junta da

corrente

[MPa]

Sistema de lubrificação manual ou

gotejamento Banho de óleo

Velocidade da corrente [m/s]

< 1 1 - 5 > 5 < 5 > 5

< 10 3 4 – 5 5 – 7 3 4 – 5

10 - 20 4 - 5 5 – 7 7 – 9 4 – 5 5 – 7

20 - 30 5 - 7 7 - 9 10 - 11 5 - 7 7 - 9

Tabela 2.8 – Viscosidade recomendada para os óleos utilizados para a lubrificação de correntes de acordo com

a temperatura [oC].

Tabela 2.9 – Viscosidades recomendadas para os óleos de acordo com a temperatura.

Grau SAE

recomendado

Faixa de Temperatura

[oC] [

oF]

SAE 5 -50 a 50

SAE 10 -20 a 80

SAE 20 10 a 110

SAE 30 20 a 130

SAE 40 30 a 140

SAE 50 40 a 150

Figura 2.26 – Corrente de rolos lubrificada.

Para transmissões de altas cargas em altas velocidades normalmente é requerido certo

volume de lubrificante. O óleo precisa evitar (ou diminuir) o contato entre as superfícies

(lubrificação), dissipar o calor gerado (refrigeração) e levar impurezas e poeiras acumuladas

(limpeza). Tudo isto requer certa quantidade de lubrificante. A tabela 2.10 fornece o fluxo de

óleo mínimo necessário para uma lubrificação estável, em função da potência transmitida.

Tabela 2.10 – Fluxo de óleo recomendado x Potência transmitida

Potência transmitida Fluxo de

óleo

[HP] [CV] [kW] [gal/min]

50 50,7 36,8 0.25

100 101,4 73,6 0.50

150 152,1 110 0.75

200 202,8 147 1.00

250 253,6 184 1.25

300 304,3 221 1.50

400 405,7 294 2.00

500 507,1 368 2.25

600 608,5 442 3.00

700 710 515 3.25

800 811,4 589 3.75

900 912,8 662 4.25

1000 1014,2 736 4.75

1500 1521,3 1014 7.00

2000 2028,4 1472 10.00

2.9. LIMITES DE UTILIZAÇÃO E RECOMENDAÇÕES DE

PROJETO

1) A relação de transmissão, sempre que possível, não deve ultrapassar 7 (i 7). Para

relações maiores é recomendado o dobramento.

2) O no de dentes do pinhão deve, sempre que possível, ser maior do que (zp 17), para

minimizar o efeito poligonal. A soma do no de dentes de ambas as engrenagens não deve

ser menor do que 50. O no de dentes máximo não deve ultrapassar 120.

3) O no de elos da corrente não deve ser múltiplo do n

o de dentes pinhão nem da coroa, para

evitar que um determinado dente e um rolete específico se encontrem com freqüência,

prevenindo, assim, o desgaste.

4) Caso a distância entre centros (c) não seja conhecida a recomendação indicada é:

.30 p c 50 p.

Não deve ser nunca maior que 80 p, para evitar uma flecha excessiva devido ao peso da

corrente e consequente perda de eficiência. Outra recomendação para a distância mínima

entre centros é dada pela equação 12.

2

min

cp ddc

[12]

5) A vida de uma corrente é determinada estatisticamente e estimada em 15000 h,

correspondente a confiabilidade de 90% (R(t) = 0.9).

6) As principais falhas nas correntes são:

- alongamento da corrente, proveniente do aumento do passo causado pelo desgaste das

articulações. Para que o alongamento não ultrapasse 3 % (ℓ/ℓmáx = 3%) deve-se utilizar

velocidades até 6 m/s.

- falha das articulações (rolete, pino e dentes) são minimizadas através de lubrificação.

- falhas de fabricação e montagem → são minimizadas através de controle de qualidade.

Figura 2.27 – Exemplo de defeito em um rolete de corente.

7) A limpeza da corrente deve ser feita em dois estágios:

- limpeza com querosene para a retirada de óleo e sujeiras e

- imersão em óleo para restaurar a lubrificação interna.

8) Podem ser utilizados estiradores, tensores para compensar o alongamento e/ou a

diminuição do espaço, mas nunca no ramo tenso da corrente.

9) As folgas recomendas para as correntes são:

- transmissão horizontal: 2%

- transmissão vertical: 1%

10) A utilização de corrente simples com passo grande ou múltipla com passo pequeno

depende de considerações econômicas e do espaço disponível. As transmissões mais

econômicas normalmente utilizam correntes simples com os menores passos possíveis,

porém se o espaço limitar o tamanho da transmissão, a utilização de correntes múltiplas

permitirá um maior número de dentes do pinhão, reduzindo, assim, o efeito cordal.

De uma forma geral pode-se utilizar a seguinte relação para a escolha do passo:

- passo pequeno pequenas cargas em altas velocidades.

- passos grandes cargas maiores em baixas velocidades.

11) A disposição da corrente de transmissão e suas engrenagens não devem ser

negligenciadas. O lado frouxo, sempre que possível, deve estar para baixo. A figura 2.28

mostra algumas configurações classificadas como recomendada, aceitável ou não

recomendada.

Figura 2.28 – Configurações de transmissão.

12) Armaduras e proteção são frequentemente utilizados e fortemente recomendados. Os

principais motivos são:

lubrificação:

- reservatório para armazenamento de óleo;

Recomendado

Aceitável

Não recomendado

- armazenar o excesso de óleo contaminado proveniente da lubrificação

permitindo sua troca.

segurança:

- proteger pessoal e equipamento contra eventuais rupturas das correntes.

As armaduras e proteções são geralmente fabricadas com chapas ou telas de aço; possuem

portas de acesso para manutenção e inspeção.

2.10. ENGRENAGENS DE CORRENTES

As engrenagens utilizadas nas transmissões por correntes são fabricadas em aço com

tratamento térmico específico. O procedimento para seu dimensionamento deve ser o mesmo

das engrenagens cilíndricas de dentes retos, utilizando critérios de tensão e desgaste quando

necessário. A figura 2.29 mostra algumas destas engrenagens.

Figura 2.29 – Exemplos de engrenagens para correntes.

A figura 2.30 mostra o perfil das engrenagens das correntes e as simbologias das

dimensões necessárias para seu projeto. A tabela 2.8 apresenta o valor destas dimensões.

Figura 2.30 – Perfil dos dentes de engrenagens das correntes.

As engrenagens das correntes são fabricadas com precisão e dimensionadas pelos

mesmos processos utilizados para as engrenagens cilíndricas de dentes retos. A engrenagem

motora transmite torque e movimento para a corrente que, por sua vez, transmite para a

engrenagem movida.

Tabela 2.8 – Dimensões das engrenagens das correntes (figura 2.29)

DADOS DA CORRENTE

h Rc Q c

LARGURA DA

CORRENTE - T M2 M3 M4 M5 M6

Série passo drolete simples

Dupla

e

tripla

Quád. e

acima

40 12.7 7.92 6.4 13.5 7.0 14.4 7.2 7.0 6.5 21.4 35.8 49.7 64.1 78.5

50 15.875 10.16 7.9 16.9 8.8 18.1 8.7 8.4 7.9 26.5 44.6 62.2 80.3 98.4

60 19.05 11.91 9.5 20.3 10.6 22.8 11.7 11.3 10.6 34.1 56.9 79.0 101.8 124.6

80 25.4 15.88 12.7 27.0 14.1 29.3 14.6 14.1 13.3 43.4 72.7 101.2 130.5 159.8

100 31.75 19.05 15.9 33.8 17.6 35.8 17.6 17.0 16.1 52.8 88.6 123.5 159.3 195.1

120 38.1 22.23 19.1 40.5 21.1 45.4 23.5 22.7 21.5 68.1 113.5 157.7 203.1 248.5

140 44.45 25.40 22.2 47.3 24.7 48.9 23.5 22.7 21.5 71.6 120.5 168.2 217.1 266.0

160 50.8 28.58 25.4 54.0 28.2 58.5 29.4 28.4 27.0 86.9 145.4 202.5 261.0 319.5

200 63.5 39.68 31.8 67.5 35.2 71.6 35.3 34.1 32.5 105.7 177.3 247.3 318.9 390.5

240 76.2 47.63 38.1 81.0 42.3 87.8 44.1 42.7 40.7 130.5 218.3 304.1 391.9 479.7

A figura 2.31 mostra as diversas configurações e tipos de cubos de engrenagens de

correntes de rolos.

Figura 2.31 – Tipos de cubos de engrenagens de correntes.

A – furo piloto.

B – furo máximo recomendado.

D – diâmetro do cubo.

Tipo A – Ambos os lados planos.

Tipo B – Cubo em um lado.

Tipo C – Cubo em ambos os lados.

Tipo D – Cubo removível em um lado.

Tipo E – Cubo removível em ambos os lados.

Tipo F – Cubo vazado.

A figura 2.31 mostra uma engrenagem de corrente de rolos e suas respectivas

dimensões principais. As fórmulas utilizadas para os cálculos, em função do passo da corrente

e do número de dentes, são mostradas abaixo.

Diâmetro primitivo:

zsen

pD

op180

Diâmetro externo:

zpD

o

Ext

180cot6.0

AB

L

L1

B A

LL

B A B AD D B A D

L L L

AB D

1L

AB D B A D

1 1L L

L L

AB D B A D AB D

L

AB

L

D

TIPO A TIPO B TIPO C

TIPO D TIPO E TIPO F

Diâmetro da base: rolpB DDD

● Diâmetro caliper:

rol

o

p

B

CD

zD

D

D 90cos

→ z = par

→ z = ímpar

Diâmetro máximo do cubo: 76.01180

cot

zpD

o

H

onde: p – passo da corrente.

z – número de dentes.

Drol = diâmetro do rolete

A medição de verificação das engrenagens (diâmetro caliper - DC) é feita sobre dois

roletes encaixados em dois intervalos diametralmente opostos, caso o número de dentes seja

par (figura 2.32 (b)); no caso de número de dentes ímpar a medição deve ser feita sobre dois

roletes colocados nos intervalos mais próximo possíveis da posição diametralmente oposta

(figura 2.32 (a)).

(a) (b)

Figura 2.32 - dimensões principais das engrenagens de corrente de rolos.

Diâmetro máx. do cubo

Diâmetro da base - D

Diâmetro primitivo - D

Diâmetro externo - D

B

p

E

Diâ

met

ro c

ali

per

- D

C

Diâ

met

ro c

ali

per

- D

C

z = parz = ímpar

rolD

A tabela 2.9, abaixo, apresenta as dimensões já determinadas para as correntes de rolos

normalizadas ANSI.

Tabela 2.9 – Dimensões normalizadas das engrenagens para as correntes de rolos ANSI.

A figura 2.33 abaixo apresenta um projeto de um redutor de correntes.

Figura 2.33 – Projeto de um redutor de correntes [11]

EXEMPLO

1. Especifique a corrente adequada para o acionamento abaixo.

SOLUÇÃO:

1º) Potência de Projeto: 3.73 kW = (3.73/0,746) = 5 HP

PKP Sproj 54.14.2Tabela

Pproj = 7.0 HP

2o) Correntes possíveis:

.Pcorr = k1 x k2 x Psimples.

zp = 20 => Tabela 2.5 k1 = 1.18

Série

rpm 40 50 60

300 1.85 3.61 6.2 - Tabela 2.3

- Simples k2 = 1.0 s60 P60 = 1.18 x 1.0 x 6.20 P60 = 7.32 HP

- Dupla k2 = 1.7 s50 P50 = 1.18 x 1.7 x 3.61 P50 = 7.24 HP

- Tripla k2 = 2.5 s40 P40 = 1.18 x 2.5 x 1.85 P40 = 5.46 HP

- Quádrupla k2 = 3.3 s40 P40 = 1.18 x 3.3 x 1.85 .P40 = 7.20 HP.

(acima e mais próxima)

3º) Corrente quádrupla série 40: Tabela 2.2 → p = 12.7 mm

ℓ = 7.94 mm

z = 20

n = 300 rpm

n = 200 rpm

Motor de combustãointerna com acionamento

hidráulico e choque

pesadoP = 3.73 kW e 300 rpm

coroa

pinhão

pinhão

700

d = 7.92 mm

L = 14.38 mm

Fut = 13920 N

m = 6.13 kg

4º) Determinação do no de elos: da equação [07], vem: [c/p = (700/12.7) = 55.12]

c

pzzzz

p

c

p

L

2

2

1221

42

2

=

7004

7.122030

2

3020

7.12

70022

2

136

135

4,135

p

L

p

L

p

L (não são múltiplos de zp nem de zc) 136

p

Lelos

5º) Verificação da distância entre centros: (30.p c 50.p)

30 55.12 50 não recomendado! (Porém o limite superior é 80.p aceitável.)

6º) Cálculo dos diâmetros do pinhão e da coroa:

20

180

7.12

180 senz

sen

pD

p

p Dp = 81.2 mm

30

180

7.12

180sen

zsen

pD

c

c Dc = 121.5 mm

7º)

6060

nzpndv

v1 = 1.27 m/s

pp zzv

v 180cos1

180sec100 23.1

v

v%

v = 0.02 m/s

Resposta: - Corrente quádrupla série 40 – 136 elos.

- Dp = 81.2 mm.

- Dc = 121.5 mm.

- v = 0.025 m/s.

EXERCÍCIOS PROPOSTOS

1) Um pinhão de 23 dentes, girando a 400 rpm, acoplado a um motor de combustão interna

com acionamento hidráulico, transmite, através de correntes padronizadas, a potência de

16.4 kW, com choque moderado e relação de transmissão 2:1.

Pede-se:

a) especifique a corrente mais adequada à transmissão

b) os diâmetros do pinhão e coroa

c) a variação da velocidade devido ao efeito poligona