correias e correntes

CENTRO UNIVERSITÁRIO ANHAGUERA DE SÃO PAULO

Departamento de Engenharia Mecânica

Denis Marin – RA 2164257375

Fernando Vanilto – RA 1094160807

Rafael Pulido – RA 3251573355

Roberto A. Lima – RA 3276572630

CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA

TIPOS DE CORRENTES E CORREIAS

SÃO PAULO 2013

ELEMENTOS DE MÁQUINAS II – TIPOS DE CORREIAS E CORRENTES

2

Sumário TRANSMISSÃO POR CORREIAS ................................................................................................................. 3 Introdução .......................................................................................................................................................... 4 Vantagens da Utilização das Correias ............................................................................................................... 5 Segurança ............................................................................................................................................. 5 Economia .............................................................................................................................................. 5 Versatilidade......................................................................................................................................... 5 Comodidade ......................................................................................................................................... 5

Desvantagens da Utilização das Correias .......................................................................................................... 5 As principais desvantagens encontradas em transmissões por correias são: ......................................... 5

Classificação das Correias ................................................................................................................................. 6 Dimensionamento da transmissão por correia plana ............................................................................... 7 Potência transmitida por uma correia ....................................................................................................... 7 Ângulo de abraçamento .............................................................................................................................. 8 Dimensionamento das transmissões por correia em “V” ......................................................................... 9 Potência Projetada (Pp) ............................................................................................................................... 9 Fator de serviço (Fs) .................................................................................................................................... 9 Perfil da Polia ............................................................................................................................................. 10 Diâmetro das Polias ................................................................................................................................... 11

Relação de Transmissão .................................................................................................................................. 14 Comprimento das correias ........................................................................................................................ 14 Ajuste da Distância entre Centros............................................................................................................ 17 Comprimento de Ajuste da Correia (lA) .................................................................................................. 17 Capacidade de transmissão por Correia ................................................................................................. 17

TRANSMISSÃO POR CORRENTES ............................................................................................................ 19 Introdução ........................................................................................................................................................ 20

Conceito ...................................................................................................................................................... 21 Transmissão ............................................................................................................................................... 22

Tipos de Correntes ........................................................................................................................................... 23 Correntes de rolo simples, dupla e tripla ................................................................................................. 23 Correntes de Buchas.................................................................................................................................. 24 Corrente de dentes ..................................................................................................................................... 24 Corrente de Articulação Desmontável ou Elo Fundido.......................................................................... 25 Correntes Gall e de aço redondo .............................................................................................................. 25

Dimensionamento ............................................................................................................................................ 26 Relação de transmissão ............................................................................................................................. 26 Tensão na corrente .................................................................................................................................... 27 Velocidades................................................................................................................................................. 28 Folga permissível ....................................................................................................................................... 28 Tipos de lubrificação ................................................................................................................................. 29

Conclusão ........................................................................................................................................................ 31 Referências Bibliográficas ............................................................................................................................... 32


3

TRANSMISSÃO POR

CORREIAS


4

Introdução

Segundo Virgil (1975), a correia é o elemento flexível, que pode ser composta de

vários materiais e formas, responsável pela transmissão de rotação entre duas árvores

paralelas ou reversas. Em sua forma mais simples, a transmissão por correias é composta

por um par de polias, uma motriz (fixada ao eixo motor) e outra resistente.

A transmissão de potência no conjunto só se verifica possível em decorrência do

atrito existente entre polia e correia. Para se obter este atrito, deve-se montar o conjunto

com uma tensão inicial que comprimirá a correia sobre a polia de forma uniforme.

Entretanto, quando a transmissão está em funcionamento, observa-se que os lados da

correia não estão mais submetidos à mesma tensão; isso ocorre uma vez que a polia motriz

traciona a correria de um lado (lado tenso) e a folga do outro (lado frouxo).

Essa diferença de tensão verificada entre os lados tenso e frouxo da correia é

responsável pelo fenômeno de deformação da mesma, também conhecido como "creep".

Este fenômeno pode ser explicado da seguinte maneira: na polia motriz, a correia entra

tensa e sai frouxa; assim, à medida que a correia passa em torno da polia, a tensão diminui,

gradualmente e a correia sofre uma contração também gradual. Em conseqüência disso, sai

da polia um comprimento menor de correia do que entra, uma vez que a correia perde um

pouco do seu alongamento ao mover-se em torno da polia. Já na polia resistente, o

fenômeno se repete, mas inversamente.

Outro fenômeno que pode acontecer em transmissões por correias é o deslize,

sendo este conseqüência de uma tensão inicial insuficiente ou de uma sobrecarga excessiva

no eixo resistente, o que causa uma compressão insuficiente da correia sobre a polia, não

desenvolvendo o atrito necessário entre elas.

O deslize e o “creep” são fenômenos que se processam a custa de potência do eixo

motor e que, portanto, diminuem o rendimento da transmissão. O “creep” é um fenômeno

inevitável, consequência da elasticidade dos materiais, mas as perdas de potência dele

decorrentes são pequenas e não afeta o modo sensível à qualidade da transmissão. Por

outro lado, o deslize, quando excessivo, pode não somente diminuir apreciavelmente o

rendimento da transmissão, mas também gerar calor capaz de danificar a superfície da

correia. O deslize pode ser evitado com a aplicação de uma tensão inicial correta na

correia.


5

Vantagens da Utilização das Correias

As principais vantagens encontradas em transmissões por correias acontecem em

função de o elemento ser flexível, não ter partes móveis e ter como princípio de

transmissão o atrito. Assim, podemos citar como vantagens em relação a outros métodos

de transmissão:

Segurança: A transmissão por correias oferece proteção contra choques (em

decorrência do deslizamento), vibrações (em função de o elemento ser flexível) e

sobrecarga (também decorrente do deslizamento). No caso do choque e/ou

sobrecarga exceder a força de atrito, ocorrerá o deslizamento da correia,

protegendo, assim, o sistema motor, o que não ocorre nas transmissões por

correntes e engrenagens.

Economia: A transmissão por correias é mais econômica que qualquer outro tipo de

transmissão, tanto no custo da instalação quanto da manutenção, uma vez que o

preço das correias fabricadas em série não é elevado, o mecanismo não exige

lubrificação (como exigem correntes e engrenagens) e a substituição das correias

gastas se faz fácil e economicamente. Também se tem uma economia de tempo de

parada de produção, uma vez que as correias podem ser substituídas de um modo

cômodo e rápido.

Versatilidade: As transmissões por correias podem ser projetadas com grandes

reduções ou grandes multiplicações de rotações e, numa mesma instalação, com

uma única correia, podem-se obter diferentes relações de velocidades, bastando

para isso colocar a correia, ora em um par, ora em outro par de polias. Além disto, a

transmissão de rotações pode ser conseguida com rotações no mesmo sentido ou

em sentidos opostos (correias cruzadas).

Comodidade: Uma transmissão está a salvo das vibrações que podem ser

observadas nas transmissões por engrenagens. Isso se deve ao fato das correias

serem flexíveis.

Desvantagens da Utilização das Correias

As principais desvantagens encontradas em transmissões por correias são:

Ocupam grandes espaços entre os eixos;

Curtos períodos entre manutenções;

Grau de escorregamento elevado, gerando baixo rendimento.


6

Classificação das Correias

Segundo Virgil (1975), as correias podem ser classificadas quanto à forma em:

Plana – Utilizada em árvores paralelas ou reversas.

Figura 01 – Correia Plana. Fonte: Souza (2008)

Trapezoidal ou em V – Utilizadas somente em árvores paralelas.

Figura 02 – Correia Trapezoidal. Fonte: Souza (2008)

Correia Sincronizada (dentadas)

Figura 03 – Correia Sincronizada. Fonte: Souza (2008)


7

E quanto ao material em:

Couro;

Borracha;

Tecido;

Fita de aço;

Nylon;

Neoprene;

Compostas.

Dimensionamento da transmissão por correia plana

Segundo Murilo (1968), o projeto de transmissão por correia envolve ou a seleção da

correia para transmitir certa potência ou a determinação da potência que pode ser

transmitida por uma correia plana ou em V. No primeiro caso a incógnita é a largura da

correia enquanto no segundo, esta é um elemento conhecido. Em ambos os casos, supõe-se

conhecida à espessura.

Potência transmitida por uma correia

Segundo Murilo (1968), a potência transmitida por uma correia é função das tensões nos

ramos da mesma e de sua velocidade.

P =550

).( 21 vTT

Onde:

T1 = tensão no lado tenso, lb;

T2 = tensão no lado frouxo, lb;

V = velocidade da correia, pé/s.

P = potência em hp.

A expressão apresentada a seguir permite determinar a tensão T2, em psi, quando

conhecida a espessura e se deseja conhecer a largura.

gv

gv

/.

/.2

2

2

1

=e

f.α

Onde:

T1 = tensão máxima permissível, psi;

T2 = tensão no lado frouxo da correia, psi;

w = peso por pé de comprimento de uma correia que tenha 1pol2 de seção

transversal;

v = velocidade da correia, pé/s;

g = aceleração da gravidade, 32.2 pé/s;


8

f = coeficiente de atrito entre a correia e a polia;

α = ângulo de abraçamento da correia na polia, radianos.

A seção transversal necessária de uma correia, quando não é conhecida sua largura, e

determinada por:

21

21

TT= seção transversal necessária

Assim, a largura b será = área / espessura;

A capacidade de transmissão de potência de um par de polias é determinada por aquela que

apresentar o menor valor para a expressão ef.α

.

Ângulo de abraçamento

Correia aberta - mesmo sentido de rotação

Figura 04 – Correia Aberta. Fonte: Souza (2008)

Os ângulos de abraçamento para uma correia aberta são dados por:

α1=180 – 2.arc senC

rR

α2=180 + 2.arc senC

rR


9

Correia cruzada - sentido de rotação opostos

Figura 05 – Correia Cruzada. Fonte: Souza (2008)

Os ângulos de abraçamento para uma correia aberta são dados por:

α1= α2 = 180 + 2.arc senC

rR

Dimensionamento das transmissões por correia em “V”

Segundo Melconian (2008), para dimensionar uma correia em “V”são necessários os

seguintes dados:

Tipo do motor;

Potência do motor;

Rotação do motor;

Tipo de máquina ou equipamento;

Rotação da máquina ou equipamento;

Distância entre centros;

Tempo dfe trabalho diário da maquina;

Potência Projetada (Pp)

Pp = Pmotor x Fs

Onde:

Pp = potência projetada;

Pmotor = potência do motor;

Fs= fator de serviço.

Fator de serviço (Fs)

O fator de serviço é determinado em função da máquina conduzida, da maquina

condutora e do tipo de serviço, conforme ilustrado na tabela1.


10

Tabela 01 – Fator de Serviço. Fonte: Melconian (2008)

Perfil da Polia

O perfil da polia e determinado em função da potência projetada e da rotação do

eixo mais rápido em (rpm), conforme ilustrado nos gráficos 1 e 2 a seguir:


11

Gráfico 1 – Seleção de perfil de Correias Super HC. Fonte: Melconian (2008)

Gráfico 2 – Seleção de perfil de Correias Hi-Power. Fonte: Melconian (2008)

Diâmetro das Polias

O diâmetro das polias são determinados por meio das tabelas 2 (correias Super HC)

e tabela 3 (Correias Hi-PowerII), determina-se o diâmetro menor em função da

potência do motor (cv) e da rotação do eixo mais rápido.


12

Tabela 02 – Diâmetros Externos Mínimos Recomendados para Correia Super HC

(em Polegadas). Fonte: Melconian (2008)


13

Tabela 3 – Diâmetros Pitch Mínimos Recomendados para Correias Hi-PowerII (em

Polegadas). Fonte: Melconian (2008)

OBS:

Para obter o diâmetro da polia em “mm”, basta multiplicar o diâmetro em

polegadas por 25.4.


14

Relação de Transmissão

Figura 06 – Ilustração da Relação de Transmissão. Fonte: Melconian (2008)

d

D

menor

maior

=i

Onde:

¡ = relação de transmissão;

ηmaior = rotação da polia motora;

ηmenor = rotação da polia movida;

D = diâmetro da polia maior em (mm);

d = diâmetro da polia menor em (mm).

Comprimento das correias

l =2.C+1.57.(D+d)+C

dD

.4

)( 2

Onde:

C = comprimento da correia;



l = comprimento da correia (mm);

Através do comprimento da correia pode-se determinar a referência da correia a ser

utilizada através da tabela 4 ( correias Super Hc) e tabela 5 ( correias Hi-Power).


15

Tabela 4 – Comprimentos das Correias Super HC. Fonte: Melconian (2008)


16

Tabela 5 – Comprimentos das Correias Hi-Power II. Fonte: Melconian (2008)


17

Ajuste da Distância entre Centros

C=2

).(lA dDh

Onde:

ΙA = comprimento de ajuste (mm);

ΙC = comprimento da correia (mm);

h = fator de correção da distância entre centros (tabela 6);



C = Distância entre centros (mm).

O fator de correção da distância entre centros é obtido através da tabela 6 a seguir.

Comprimento de Ajuste da Correia (lA)

Consiste no comprimento da correia que não esta em contato com as polias.

ΙA=ΙC-1.57.(D+D)

Tabela 6 – Fator de Correção da Distância Entre Centros (h) . Fonte:

Melconian (2008)

Capacidade de transmissão por Correia

PPc= (Pb-Pa).fcc.fcac

Onde;

PPc = capacidade de transmissão de potência por correia(cv);

Pb = potência básica - (cv) – determinado em função do diâmetro e da potência do

motor da polia motora (ver tabela 7 a tabela 14 );

Pa = potência adicional - (cv) – determinado em função da potência do motor e da

relação de transmissão (ver tabela 7 a tabela 14);

fcc = fator de correção do comprimento ( ver tabela 15 – correias Super HC e tabela

16 – correias Hi-Power);

fcac = fator de correção do arco de contato ( ver tabela 17)


18

Tabela 7 – Classificação de CV por Correia (mm) para Correia Hi-Power e

Band Hi-Power II Perfil A . Fonte: Melconian (2008)


19

TRANSMISSÃO POR

CORRENTES


20

Introdução

As correntes fazem parte das transmissões flexíveis, conjuntamente com as correias.

Apresentam menor capacidade de absorção de choques em virtude de sua constituição.

Aplicada em locais em que a transmissão através de engrenagens ou correias não seja

possível.

Quando houver a necessidade de acionamento de vários eixos por um único eixo motor.

Neste caso torna-se de fundamental importância que todas as rodas dentadas pertençam a

um mesmo plano.


21

Conceito

As correntes transmitem força e movimento que fazem com que a rotação do

eixo ocorra nos sentidos horário e anti-horário. Para isso, as engrenagens devem estar num

mesmo plano.

O rendimento da transmissão de força e de movimento vai depender

diretamente da posição das engrenagens e do sentido da rotação.


22

Transmissão

A transmissão ocorre por meio do acoplamento dos elos da corrente com os

dentes da engrenagem. A junção desses elementos gera uma pequena oscilação

durante o movimento.

Algumas situações determinam a utilização de dispositivos especiais para reduzir essa

oscilação, aumentando, consequentemente, a velocidade de transmissão.

Veja alguns casos.

Grandes choques periódicos - devido à velocidade tangencial, ocorre intensa oscilação que

pode ser reduzida por amortecedores especiais.

•Grandes distâncias - quando Ø grande a distância entre os eixos de transmissão, a corrente

fica com barriga . Esse problema pode ser reduzido por meio de apoios ou guias.

Grandes folgas - usa-se um dispositivo chamado esticador ou tensor quando existe uma

folga excessiva na corrente. O esticador ajuda a melhorar o contato das engrenagens com a

corrente.


23

Tipos de Correntes

Dentre os diversos tipos de correntes existentes, as mais usuais são:

Correntes de rolo simples, dupla e tripla

Simples

Dupla

Tripla


24

Correntes de Buchas

São correntes constituídas por buchas e pinos, suportam mais carga, porém

desgastam-se com maior facilidade.

Corrente de dentes

Nesse tipo de corrente, as talas se dispõem sobre os rolos, podendo construir

correntes mais largas.


25

Corrente de Articulação Desmontável ou Elo Fundido

Esse tipo de corrente é usado em veículos para trabalho pesado, como em

máquinas agrícolas, com pequena velocidade tangencial. Seus elos são fundidos

na forma de corrente e os pinos são feitos de aço.

Correntes Gall e de aço redondo

Utilizadas para o transporte de carga, são próprias para velocidade baixa e

grande capacidade de carga.


26

Dimensionamento

Várias seleções de correntes podem ser feitas para uma determinada

aplicação.Considerações relativas a:

a) Expectativa de vida útil

b) Limitações de espaço

c) Velocidade

d) Custos

e) Outras variáveis

Usar sempre o menor passo possível, que seja capaz de transmitir à potência a carga na

velocidade exigida pela aplicação.

Normalmente as correntes simples satisfazem a maioria das exigências e tem custo menor.

Correntes múltiplas de passo pequeno, devem ser usadas para transmitir potências a altas

velocidades ou quando se desejar um baixo nível de ruído desde que possam ser usadas

rodas dentadas com grandes números de dentes.

Relação de transmissão

É determinada pelas velocidades das rodas motriz e conduzida e como regra geral podem

ser:

a) Normais –6: 1

b) Máximo –10: 1


27

Observação: o recurso do desdobramento em duas ou mais relações, é bastante válido, e é

preferível em vez de se trabalhar com relações maiores.

Para um máximo de vida útil da corrente, recomenda-se que a distância entre centros das

rodas dentadas situe-se entre 30 e 50 passos.

Para distâncias menores que 30 passos devem-se cuidar do arco de contato entre a corrente

e a roda dentada menor, no mínimo 120°

Tensão na corrente

É importante que a corrente trabalhe sempre com a tensão correta.

Após as primeiras 100hs de trabalho, é necessário fazer um ajuste na tensão, visando

eliminar as folgas provenientes do alongamento inicial.

Atentar para a necessidade de se usar esticadores, ou manuais ou automáticos,a roda

dentada do esticador deve ter no mínimo o mesmo número de dentes da roda dentada

menor e deve estar localizado no tramo folgado da corrente.e na parte externa da

transmissão.


28

Velocidades

Para casos em que se necessitem velocidades muito baixas que não apareçam na Tabela,

deve-se especificar com base no seu limite de resistência à tração e Mantendo a relação de

6:1, o mesmo ocorrendo para o caso de se necessitar de Velocidades variáveis.

Folga permissível


29

Tipos de lubrificação


30


31

Conclusão

As correias são de grande utilização, são baratas, também é grande o seu número de

variedade que existe. Sua vida útil e bem menor quando vc compara com as correntes

mesmo assim ela é de grande eficiência. Porém não se deve esquecer sua inspeção, pois

uma vez estragada, seus componentes jamais poderão ser recuperados.

As correias fazem parte de um sistema de transmissão flexível, a qual possui vantagens em

relação aos outros, pois ela funciona sem a necessidade de ser lubrificação, devido a este

diferencial e outros, é amplamente utilizada. O grande sucesso na utilização das correias é

devido, principalmente, às seguintes razões: a boa economia proporcionada por esta

transmissão, sua grande versatilidade e a segurança.

As correntes por sua vez são mais resistentes e possuem uma vida útil muito maior do que

as correias. Porém um dia as correntes também precisam ser substituídas, mas com uma

vantagem que ela avisa antes.

Uma grande desvantagem é que elas precisam receber lubrificação em um determinado

período, e no comparativo do custo de troca de um carro popular, a correia dentada parte

dos R$ 400 e a corrente de um Ford Ka motor Rocam fica em torno de R$ 1000,00.

Sendo assim tanto correias quanto correntes satisfazem inúmeras necessidades, tudo vai

depender do projeto que esta sendo executado.


32

Referências Bibliográficas

SHIGLEY, Joseph Edward. Elementos de Máquinas – Vol. I e I. Rio de Janeiro: Livros

Técnicos e Científicos, 1984.

Collins, Jack A. Projeto Mecânico de Elementos de Máquinas – Vol. I e I. Rio de Janeiro:

Livros Técnicos e Científicos, 1984.

Niemann, Gustav. Elementos de Máquinas - Vol. I. Rio de Janeiro: Editora Edgard

Blucher, São Paulo 1978.

Melconian, Sarkis. Elementos de Máquinas – Vol. I.

Sites de Internet

http://quatrorodas.abril.com.br/autoservico/reportagens/correia-ou-corrente-528010.shtml

http://www.sampla.com.br/pageprodu.htm

http://www.dunbelt.com/produtos.html

http://www.correias.com.br/

http://www.minascorrentes.com.br/correntes.php

http://www.abrascort.com.br/index.php?option=com_content&view=article&id=52&Itemi

d=89

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http://www.abrascort.com.br/index.php?option=com_content&view=article&id=52&Itemid=89

http://www.abrascort.com.br/index.php?option=com_content&view=article&id=52&Itemid=89

correias e correntes

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