AcoplamentosAcoplamentos

Prof. João Paulo Barbosa, M.Sc.

ACOPLAMENTOS

ConceitoAcoplamento é um conjunto mecânico, constituído deelementos de máquina, empregado na transmissão de

movimento de rotação entre duas árvores ou eixo-árvores.

•• Unir dois eixosUnir dois eixos•• Compensar desalinhamentosCompensar desalinhamentos•• Absorver choques e vibraçõesAbsorver choques e vibrações•• Atuar como fusívelAtuar como fusível

FUNÇÕESFUNÇÕES

Classificação

Os acoplamentos podem ser:

- Fixos;- Elásticos;

- Móveis.

ACOPLAMENTOS

ACOPLAMENTOS FIXOS

Os acoplamentos fixos servem para unir árvores de tal maneira que

funcionem como se fossem uma única peça, alinhando as árvores de

forma precisa.

Por motivo de segurança, os acoplamentos devem ser construídos de

modo que não apresentem nenhuma saliência.

ACOPLAMENTOS FIXOS

ACOPLAMENTOS FIXOS

Acoplamento rígido com flanges parafusadas:

Esse tipo de acoplamento é utilizado quando se pretende conectar

árvores, e é próprio para a transmissão de grande potência em baixa

velocidade.

Acoplamento FixoAcoplamento Fixo

ACOPLAMENTOS FIXOS

Acoplamento com luva de compressão ou de aperto:

Esse tipo de luva facilita a manutenção de máquinas e equipamentos, com

a vantagem de não interferir no posicionamento das árvores, podendo ser

montado e removido sem problemas de alinhamento.

ACOPLAMENTOS FIXOS

Acoplamento de discos ou pratos:

Empregado na transmissão de grandes potências em casos especiais,

como, por exemplo, nas árvores de turbinas. As superfícies de contato

nesse tipo de acoplamento podem ser lisas ou dentadas.

ACOPLAMENTOS ELÁSTICOS

Esses elementos tornam mais suave a transmissão do movimento em

árvores que tenham movimentos bruscos, e permitem o funcionamento do

conjunto com desalinhamento paralelo, angular e axial entre as árvores.

Os acoplamentos elásticos são construídos em forma articulada, elástica

ou articulada e elástica. Permitem a compensação de até 6 graus de

ângulo de torção e deslocamento angular axial.

ACOPLAMENTOS ELÁSTICOS

Acoplamento elástico de pinos:

Os elementos transmissores são pinos de aço com mangas de borracha.

Acoplamentos Elástico de Pinos

ACOPLAMENTOS ELÁSTICOS

Acoplamento perflex:

Os discos de acoplamento são unidos perifericamente por uma ligação de

borracha apertada por anéis de pressão. Esse acoplamento permite o jogo

longitudinal de eixos.

Acoplamento Elástico

Acoplamento Perflex

Acoplamento Perflex

Acoplamento Elástico

ACOPLAMENTOS ELÁSTICOSAcoplamento elástico de garras:

As garras, constituídas por tocos de borracha, encaixam-se nas aberturas

do contradisco e transmitem o movimento de rotação.

Acoplamento Elástico de Garras

ACOPLAMENTOS ELÁSTICOSAcoplamento elástico de fita de aço:

Consiste de dois cubos providos de flanges ranhuradas, nos quais está

montada uma grade elástica que liga os cubos. O conjunto está alojado

em duas tampas providas de junta de encosto e de retentor elástico junto

ao cubo. Todo o espaço entre os cabos e as tampas é preenchido com

graxa.

Apesar de esse acoplamento ser flexível, as árvores devem estar bem

alinhadas no ato de sua instalação para que não provoquem vibrações

excessivas em serviço.

grade ou gaiola

Acoplamento Elástico

Acoplamento Elástico de Fita de Aço

ACOPLAMENTOS ELÁSTICOS

Acoplamento de dentes arqueados:

Os dentes possuem a forma ligeiramente curvada no sentido axial, o que

permite até 3 graus de desalinhamento angular. O anel dentado (peça

transmissora do movimento) possui duas carreiras de dentes que são

separadas por uma saliência central.

Acoplamentos de Engrenagens

� Acoplamento de Dentes ArqueadosOs dentes possuem a forma ligeiramente

curvada no sentido axial, o que permite até 3 grausde desalinhamento angular. O anel dentado (peçatransmissora do movimento) possui duas carreirasde dentes que são separadas por uma saliênciacentral.

Auto travante com elemento de borracha

Acoplamento Elástico

Auto travante com cruzeta de borracha

ACOPLAMENTO DE LAMINA

Acoplamentos flexíveis não Elásticos

São aqueles que, apesar de acomodar certosdesalinhamento não possuem elasticidade torsional,transmitindo todos os choque e sobrecargas.

ACOPLAMENTOS MÓVEISSão empregados para permitir o jogo longitudinal das árvores. Esses

acoplamentos transmitem força e movimento somente quando acionados,

isto é, obedecem a um comando.

Os acoplamentos móveis podem ser: de garras ou dentes, e a rotação é

transmitida por meio do encaixe das garras ou de dentes.

Geralmente, esses acoplamentos são usados em aventais e caixas de

engrenagens de máquinas-ferramenta convencionais.

ACOPLAMENTOS MÓVEIS

MONTAGENS DE ACOPLAMENTOS

Os principais cuidados a tomar durante a montagem dos acoplamentos:

· Colocar os flanges a quente, sempre que possível.

· Evitar a colocação dos flanges por meio de golpes: usar prensas ou

dispositivos adequados.

· O alinhamento das árvores deve ser o melhor possível mesmo que sejam

usados acoplamentos elásticos, pois durante o serviço ocorrerão os

desalinhamentos a serem compensados.

· Fazer a verificação da folga entre flanges e do alinhamento e

concentricidade do flange com a árvore.

· Certificar-se de que todos os elementos de ligação estejam bem

instalados antes de aplicar a carga.

LUBRIFICAÇÃO

O melhor procedimento é o recomendado pelo fabricante do acoplamento

ou pelo manual da máquina. No entanto, algumas características de

lubrificantes para acoplamentos flexíveis são importantes para uso geral:

- Ponto de gota - 150ºC ou acima;

- Consistência - NLGI nº2 com valor de penetração entre 250 e 300;

- Baixo valor de separação do óleo e alta resistência à separação por

centrifugação;

- Deve possuir qualidades lubrificantes equivalentes às dos óleos minerais

bem refinados de alta qualidade;

- Não deve corroer aço ou deteriorar o neopreme (material das

guarnições).

No acoplamento

Nos rolamentos

Esforços de desalinhamento

geram calor

Problema?

TERMOGRAFIA

FRIO QUENTE

Acoplamentos Acoplamentos

HidráulicosHidráulicos

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Acoplamento Hidráulico

É um acoplamento hidrodinâmico cujos componentes principais sãoconstituídos de dois rotores de pás – o rotor da bomba e o rotor da turbina –assim como uma carcaça envolvente. Os dois rotores estão montadosrelativamente um ao outro. A transferência da força ocorre com um mínimo dedesgaste, uma vez que não há nenhum contato mecânico entre as peças quetransmitem a força.

Construção e funcionamento

Construção e funcionamentoO acoplamento opera com um volume constante de fluido de trabalho, em

geral óleo mineral. O torque transmitido pelo motor de entrada é convertido emenergia cinética no fluido operacional dentro do rotor da bomba ligado a este. Norotor da turbina, esta energia hidrodinâmica é novamente reconvertida emenergia mecânica. Para as funções do acoplamento, podemos descrever trêscondições de operação:

Todo o fluido de trabalho repousa

estático no acoplamento.

No circuito operacional do acoplamento, o fluidoé acelerado com aumento da rotação do rotor dabomba. O fluxo de circulação, assim desenvolvido,incide sobre o rotor da turbina e, assim, a coloca emmovimento. A curva do torque é determinada pelacurva característica do acoplamento e umadisposição adequada das câmaras de compensação(câmara de retardo, carcaça da câmara anular)influencia a característica de partida.

Construção e funcionamentoConstrução e funcionamento

Devido à pequena diferença de rotaçãoentre o rotor da bomba e o rotor da turbinadesenvolve-se uma condição de fluxoestacionário no acoplamento. É transmitidoainda apenas o torque solicitado pelamáquina de trabalho.

Os fatores fundamentais para o dimensionamento de umacoplamento são a potência e a rotação do motor de acionamento.Podemos determinar o tamanho correspondente do acoplamentono gráfico de potência a seguir. Dentro da faixa de potênciacorrespondente, o acoplamento é adequado ao acionamentocorrespondente pela variação da carga de óleo. Diferentescondições de aplicação requerem diferentes comportamentos departida (curva característica) do acoplamento. Importantes critériosneste sentido, dizem respeito ao momento de inércia, a limitaçãoda rotação e a freqüência de partidas da instalação.

Escolha do AcoplamentoEscolha do Acoplamento

Escolha do AcoplamentoEscolha do Acoplamento

Tipos de Acoplamentos

Diferentes tipos de comportamento de partida podem ser comprados.MM: Torque do motorML: Torque da cargaMK: Torque do acoplamentoMN: Torque nominalJ: Momento de inércia

O uso deste tipo de acoplamento é recomendado quando sefaz necessário um amortecimento das vibrações e proteções contrasobrecarga para o motor e máquina acionada; também podem seraplicados em acionamentos mais simples na faixa de baixaspotências.

O acoplamento tipo DT tem dois circuitos de trabalho coaxiaisque atuam em paralelo. O circuito duplo resulta na duplicação datransmissão de potência com mesmo tamanho do acoplamento.

Acoplamento tipo T e DT

Acoplamento tipo T e DT

Campos de aplicação:Campos de aplicação:�� Rodas de caçambasRodas de caçambas

�� Transportadores de canecasTransportadores de canecas

�� Misturadores e agitadoresMisturadores e agitadores

Acoplamento tipo T e DT

A versão TV se caracteriza por uma "câmara de retardo" que estáflangeada à roda externa do acoplamento. Em repouso, umaproporção do fluido operacional fica disposto nesta câmara.Reduzindo assim o volume na câmara de trabalho.

Assim, na partida do motor, um torque reduzido é transmitidosimultaneamente, oferecendo uma partida sem carga ao motor. Apósa aceleração do motor, o conteúdo da câmara de retardo esvazia-separa a câmara de trabalho em função do tempo de modo que otorque total seja transmitido.

Se necessário para casos especiais de aplicação, o torque departida do acoplamento pode ser ainda mais reduzido mediante àinstalação de uma câmara de retardo maior (tipo TVV) obtendo-seassim uma aceleração ainda mais suave da máquina.

Acoplamento tipo TV e TVV

Acoplamento tipo TV e TVV

Campos de aplicação:Campos de aplicação:�� Transportadores de correiaTransportadores de correia

�� CentrífugasCentrífugas

�� DecantadoresDecantadores

�� Moinho de tuboMoinho de tubo

�� Máquinas de grande inérciaMáquinas de grande inércia

Acoplamento tipo TV e TVV

Acoplamento tipo TVVSSomando-se à câmara de retardo estendida a uma câmara anular

auxiliar.

Durante as primeiras rotações nos procedimentos de partida, devido

à força centrífuga, a câmara acumuladora externa é completamente

preenchida pelo fluido de operação existente no circuito de trabalho. Em

comparação com acoplamentos sem a câmara anular, a quantidade de

óleo existente na câmara de trabalho de um acoplamento TVVS fica

consideravelmente reduzida, resultando em uma redução do torque

transmitido durante a partida do motor. O aumento do torque ocorre em

função do tempo por esvaziamento da câmara de retardo para dentro da

câmara de retardo. Os eventos de partida podem ser adequados às

necessidades da aplicação, por meio do ajuste dos diâmetros dos giclês.

Este novo conceito de acoplamento foi concebido especialmente para

o acionamento de transportadores de correias. Em virtude do crescimento

gradual do torque, uma automática adaptação das condições da carga da

correia é obtida.

Acoplamento tipo TVVS

Campos de aplicação:Campos de aplicação:��Transportadores de correiaTransportadores de correia

�� máquinas com grande inérciamáquinas com grande inércia

Voith Turbo Voith-Turbo

Acoplamento

Tipo TVVS

Condição de

Operação

OperaçãoPartidaEstacionário

Acoplamento tipo TVVS

Acoplamento tipo TRI e TVRI

A polia para correia em V ou plana que é flangeada na tampa do mancal permite a obtenção de variadas rela de transmissão. Se necessário, a polia da correia pode ser facilmente substituída.

Os acoplamentos TRI e TVRI são montados em balanço no eixo do motor ou no eixo da máquina. As forças na correia são suportadas por um mancal na tampa do mancal no cubo do acoplamento.

O tipo TRI encontra sua aplicação como auxiliar de partida e proteção contra sobrecarga. Já o tipo TVRI com a câmara de retardo adicional é usado quando uma partida especialmente suave é necessária.

Acoplamento tipo TRI e TVRI

Campos de aplicação:Campos de aplicação:��CentrífugasCentrífugas

��DecantadoresDecantadores

��VentiladoresVentiladores

��MisturadoresMisturadores

��Britadores Britadores

Acoplamento tipo TRI e TVRI

Tipos de Acoplamentos

AcoplamentosAcoplamentos

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