correias sincronizadoras - apostila - ref bibliografia

1

TRANSMISSÃO POR CORREIAS DENTADAS As transmissões por correias dentadas, também chamadas correias sincronizadoras, apresentam as seguintes características:

⇒ ausência de deslizamento pelo fato das correias encaixarem-se nos sulcos da polias; ⇒ como não dependem do atrito entre correia e polia, necessitam de menor tensionamento o que reduz as cargas sobre

árvores e mancais; ⇒ transmite velocidade angular uniforme por não apresentar o deslizamento das correias em V ou o efeito poligonal

das correntes com menores números de dentes; ⇒ ausência de lubrificação; ⇒ baixo nível de ruído, aumentando para velocidades elevadas; ⇒ apresenta ampla faixa de transmissão de potência permitindo transmissões mais compactas.

Fig. 1 Fig. 2

Fig. 3

Fig. 4

2

ASPECTOS CONSTRUTIVOS As correias e polias são fabricadas com dentes trapezoidais ou semi-circulares, conforme a figura seguinte. As correias têm a constituição básica mostrada na figura abaixo.

ELEMENTOS DAS CORREIAS DENTADAS ⇒ elementos tensores - coronéis em espiral (fibra de vidro) responsáveis pela transmissão da carga; ⇒ revestimento (neoprene) - revestimento externo tendo como função proteger os elementos tensores contra umidade,

óleo e outras impurezas além de ter resistência ao desgaste no caso de utilização de polias tensoras; ⇒ dentes de neoprene - apresentam resistência ao cisalhamento maior que a resistência dos elementos tensores quando

seis ou mais dentes estão envolvendo a polia; ⇒ revestimento de nylon - tem por finalidade dar maior resistência ao desgaste para os dentes de neoprene.

dentes semi - circulares

dentes trapezoidais

dentes trapezoidais dentes semi - circulares

elementos tensores

revestimento ( neoprene )

dentes de neoprene revestimento de nylon

Fig. 6

Fig. 7

Fig. 8

Fig. 9 - aplicadas para acionamento em ambos os lados, como na Fig. 3, sendo também usadas em transportadores.

Fig. 5

3

EXEMPLOS DE APLICAÇÕES As correias dentadas, além de transmitir potência, são aplicadas para transporte, posicionamento e transferência de materiais, automação industrial, etc., conforme páginas 3-A, 3-B e 3-C. ESPECIFICAÇÃO DAS CORREIAS E POLIAS As correias são especificadas por códigos que caracterizam as grandezas principais. passo - comprimento - largura Exemplos de especificação: Correia trapezoidais: Correias semi - circulares: PASSOS E LARGURAS PADRONIZADOS

CORREIAS TRAPEZOIDAIS

CORREIAS SEMI - CIRCULARES

Passo (código) (pol)

Largura (pol)

Passo (código) (mm)

Largura (mm)

0,080" ( MXL ) 1/8" - 3/16" - 1/4" 3 ( 3 M ) 15 - 25 0,200" ( XL ) 1/8" - 3/8" 8 ( 8 M ) 20 - 30 - 50 - 85 0,375" ( L ) 1/2" - 3/4" - 1" 14 ( 14 M ) 40 - 55 - 85 - 115 - 170 0,500" ( H ) 3/4" - 1" - 1¹/²" - 2" - 3" 0,875 " ( XH ) 2" - 3" - 4" 1,250 " ( XXH ) 2" - 3" - 4" - 5"

largura 3/4" = 075"

passo L = 3/8 "

comprimento = 22,5" ( 225/10)

225 L 075

1200 8M 20 largura = 20 mm

passo = 8 mm

comprimento = 1200 mm

4

COMPRIMENTOS PADRONIZADOS ( correias trapezoidais )

Código de Largura Largura polegadas milímetros 012 1/8 3,175 019 3/16 4,763 025 1/4 6,350

5

OBS: Os fabricantes observam que para novos projetos as correias as correias com código XH e XXH não deverão ser especificadas, sendo substituídas pelas correias com perfil semi - circular. Estas correias somente deverão ser especificadas em caso de substituição. Assim, nesta apostila estas correias não serão consideradas. COMPRIMENTOS PADRONIZADOS ( correias semi - circulares )

7

POLIAS As polias são especificadas por códigos que caracterizam as grandezas principais. passo - n° de sulcos ou dentes - largura Exemplos de especificação: Polias para correias trapezoidais : P 20 L 050 Polias para correias semicirculares : P 30 8M 20

largura = 1/2" = 0,50

passo L = 3/8"

nº de sulcos = 20

largura = 20 mm

passo = 8 mm

nº de sulcos = 30

12

CONSIDERAÇÕES DE PROJETO Diâmetro da Polia Menor e Velocidade Diâmetros menores que os recomendados nas tabelas de seleção, reduzem a vida útil da correia, devendo ser evitados. Usar somente em casos extremos. Para aplicações em que as velocidades tangenciais sejam superiores a 35 m/s (casos raros) recomenda-se uma consulta ao fabricante da correia para uma análise conjunta. Polias Flangeadas O uso de pelo menos uma polia com flange é necessário para que a correia seja mentida sobre a mesma. Essa providência deve-se ao fato de que a distribuição de tensões não é uniforme, existem desvios geométricos nas polias além dos desvios de paralelismo das árvores. Quando as árvores trabalham na vertical, ambas as polias devem ser flangeadas. Polias Tensoras As polias tensoras reduzem a vida útil das correias, devendo ser utilizadas nos casos estritamente necessários, ou seja quando a distância entre árvores não puder ser ajustada ou o número de dentes em contato seja muito pequeno. Deverão ser lisas e aplicadas no ramo frouxo lado externo. No caso da necessidade da colocação da polia tensora no lado interno, essa deverá ser dentada. Estas polias não deverão ser menores que a menor polia sob carga do sistema de transmissão. Preferencialmente usar a polia tensora com um diâmetro 1,3 vezes o menor diâmetro do sistema. Desalinhamento da Transmissão O desalinhamento da transmissão pode ocorrer conforme a figura abaixo. O desalinhamento não deve exceder a 1/4° ou 1,5 mm por cada 300 mm de distância entre árvores. Distância Entre Centros e Comprimento da Correia Caso a distância entre árvores não seja conhecida, poderá ser adotada como igual ao diâmetro da polia maior ou a relação 1/2 (D + 3d) escolhendo o que for maior. A distância entre árvores é determinada pela relação abaixo. L - comprimento da correia D - diâmetro da polia maior d - diâmetro da polia menor C - distância entre árvores

L = 2C + 1,57 ( D + d ) + ( D - d )2 / 4C

desalinhamento

régua rígida para verificação dos desvios

( 1 )

13

Contato sobre a Polia Menor Quando seis ou mais dentes estão em contato na polia menor, a resistência ao cisalhamento é maior que a tração. As tabelas com as potências das correias são baseadas nesse número de dentes em contato. Caso esse número seja menor que seis, as potências deverão ser corrigidas. O número de dentes em contato na polia menor é calculado pela formula abaixo. Z c - nº de dentes em contato D - diâmetro da polia maior d - diâmetro da polia menor C - distância entre centros Z pm - nº dentes da polia menor Os fatores de correção a serem aplicados às potências nominais das correias para número de dentes em contato menor que seis estão na tabela abaixo

FATOR DE CORREÇÃO

Nº de Dentes em Contato

Fator de Correção

( K c ) ≥ 6 5 4 3 2

1,00 0,80 0,60 0,40 0,20

Tensionamento das Correias Dentadas Correia com dentes trapezoidais Se as correias trabalharem com folgas, podem saltar sobre os dentes, principalmente sobre condições severas de carga. Quando tensionadas em excesso, sua vida útil será reduzida. A tensão correta de montagem deverá ser aplicada conforme procedimento abaixo. Força necessária para produzir a deflexão y deverá ser comparada com a variação da força determinada a partir da tabela seguinte. Esta comparação determinará se a correia deverá ser apertada ou folgada.

Z c = [ 0,5 - ( D - d ) / 6C ] Z pm

F

t y - deflexão de 1/64" (0,40 mm) para cada 1" (25,4mm) do vão t. Exemplo: t = 24 " ( ≈ 610 mm) deflexão y = 24 (1/64) = 24/64 = 3/8"(9,5 mm) y

t = { C2 - [ (D - d) / 2 ] 2 } 1/2

14

Largura da correia (pol) Passo (pol) 1/8 3/16 1/4 3/8 1/2 3/4 1 11/2 2 3 4 5

Fc 0,080" X

0,99 a

1,2

0,66

1,7 a

2,1

0,98

2,3 a

2,9

1,3

Fc 0,200" X

3,2 a

4,0

0,95

5,1 a

6,3

1,8

Fc 0,375" X

13 a 15

10

19 a 23

18

25 a 31

25

Fc 0,500" X

54 a 66

33

72 a 88

47

110 a

130

73

140 a

180

100

220 a

260

160

Fc 0,875" X

210 a

250

200

310 a

370

320

410 a

500

460

Fc 1,250" X

260 a

320

320

390 a

470

510

520 a

640

720

650 a

790

930 Máxima força recomendada = [(Fcmáx + ( t/L )X] / 16 L - comprimento nominal da correia Mínima força recomendada = [(Fcmin + ( t/L )X] / 16 Assim, através de um dinamômetro mede-se a força necessária para produzir a deflexão de 1/64" para cada 1" de t. Calcula-se então, as forças máxima e mínima pela tabela acima. Caso a força medida esteja fora do intervalo, a correia deverá ser folgada ou apertada. Na tabela acima, para uma correia com passo de 0,200" e largura de 1/4" as forças máxima e mínima serão, respectivamente, 3,2 e 4,0 lbs. 1 lbf = 0,454 kgf

15

FATORES DE SERVIÇO

MÁQUINA ACIONADA MÁQUINA ACIONADORA Motores AC: torque normal, rotor gaiola de anéis, síncronos, divisão de fase Motor DC enrolado em derivação Motor estacionário: combustão interno de múltiplos cilindros

Motor AC: alto torque, alto escorregamento, monofásico, anéis coletores Motor DC: enrolado em série Motor estacionário: combustão interna de um cilindro Arvore de transmissão, embreagem

serviço intermitente

serviço normal

serviço contínuo

serviço intermitente

serviço normal

serviço contínuo

As máquinas abaixo servem como referência. Selecionar a máquina cujas características de se aproximem da analisada

3-4 h/d 8-10 h/d 16-24 h/d 3-4 h/d 8-10 h/d 16-24 h/d equipamentos médicos, instrumentação, equipamentos de projeção, dispositivos de medição,

1,0

1,2

1,4

1,2

1,4

1,6

Instrumentos, maquinas de costura, maquinas de escritório

1,2

1,4

1,6

1,4

1,6

1,8

Transportadores para carga leve, serra fita Maquinas portáteis para carpintaria

1,4

1,5

1,7

1,5

1,7

1,9

Agitadores para líquidos Maquinas de padaria Maquinas para marcenaria Maquinas para lavanderias Maquinas para papel Maquinas gráficas

1,4

1,6

1,8

1,6

1,8

2,0

Transportadores de correias para minério, carvão, areia, cereais Máquinas ferramentas Bombas centrífugas, de engrenagens Máquinas têxteis Compressores centrífugos Peneiras vibratórias

1,5

1,7

1,9

1,7

1,9

2,1

Máquinas para olaria Elevadores de canecas Ventiladores centrífugos Geradores Elevadores Guindastes Calandras para borracha

1,6

1,8

2,0

1,8

2,0

2,2

Centrifugas Transportadores a ar, parafuso Moinhos de martelo Moinhos para industria de papel

1,7

1,9

2,1

1,9

2,1

2,3

Moinhos para olaria Ventiladores de minas

1,8

2,0

2,2

2,0

2,2

2,4

Moinhos de bolas, barras Britadores de mandíbulas

1,9

2,1

2,3

2,1

2,3

2,5

TABELA A

16

DIÂMETROS EXTERNOS MÍNIMOS RECOMENDADOS PARA CORREIAS DENTADAS TRAPEZOIDAIS

RPM do Motor Potência do

motor 575 690 870 1 160 1 750 3 450 1/2 3/4 1

1 1/2

- -

2,7 2,7

- -

2,3 2,7

2,0 2,2 2,2 2,2

- 2,0 2,2 2,2

- -

2,0 2,2

- - -

2,0 2 3 5

7 1/2

3,4 4,1 4,1 4,7

2,7 3,4 4,1 4,1

2,7 2,7 3,4 4,0

2,2 2,7 2,7 3,4

2,2 2,2 2,7 2,7

2,2 2,2 2,2 2,7

10 15 20 25

5,4 6,1 7,4 8,1

4,7 5,4 6,1 7,4

4,0 4,7 5,4 6,1

4,0 4,0 4,7 5,4

3,4 4,0 4,0 4,0

2,7 3,4 4,0 4,0

30 40 50 60

9,0 9,0 9,9

10,8

8,1 9,0 9,0 9,9

6,1 7,4 7,6 9,0

6,1 6,1 7,4 7,2

4,7 5,4 6,1 6,7

- - - -

75 100 125 150

12,6 16,2 18,0 19,8

11,7 13,5 16,2 18,0

8,6 10,8 13,5 16,2

9,0 9,0

10,8 11,7

7,7 7,7 9,5 9,5

- - - -

200 250 300

19,8 19,8 24,3

19,8 19,8 24,3

19,8 - -

- - -

11,9 - -

- - -

TABELA B

GRÁFICO PARA SELEÇÃO DO PASSO

RP M da pol ia menor

Potência Projetada (HP)

GRÁFICO A

17

PROCEDIMENTO PARA SELEÇÃO DE CORREIAS COM DENTES TRAPEZOIDAIS Para a seleção das correias os seguintes dados serão necessários: ⇒ Potência transmitida; ⇒ Tipo de máquina acionadora (motor); ⇒ Tipo de máquina acionada; ⇒ Velocidade angular do motor; ⇒ Velocidade angular da máquina acionada; ⇒ Distância aproximada entre árvores; ⇒ Número estimado de horas de operação diária; 1. Determinar a potência de projeto (HPp) Potência de projeto : HP - potência nominal de acionamento FS - fator de serviço ( Tabela A ) 2. Selecionar o passo da correia O passo é selecionado usando-se Gráfico A com o HPp e a velocidade angular da polia mais rápida. Caso o ponto de interseção esteja bem próximo ou coincidindo com uma das linhas do gráfico, recomenda-se o projeto para os dois passos decidindo-se pelo de menor custo. 3. Seleção das polias Com a relação de transmissão conhecida, escolher o n.º de dentes das polias para o passo selecionado, nas tabelas de especificação de polias, sempre levando em conta os valores mínimos recomendados para o diâmetro externo da polia menor indicados na Tabela B. 4. Comprimento da correia Calcular o comprimento da correia através de ( 1 ) escolhendo o comprimento padronizado mais próximo nas tabelas de especificação de comprimentos padronizados. 5. Seleção da largura da correia A seleção da largura da correia será feita com o uso das tabelas de potências básicas das correias, em função do passo, rotação e diâmetro da polia mas rápida. Selecionar a correia com largura que apresente a potência básica superior a HPp. Efetuar a correção da potência básica caso o número de dentes em contato na polia menor seja inferior a 6 . 6. Especificar os limites para desalinhamento e tensionamento da correia, conforme considerações anteriores.

HPp = HP . FS

18

PROCEDIMENTO PARA SELEÇÃO DE CORREIAS DENTADAS (SEMI CIRCULARES) Para seleção das correias semi circulares seguir o roteiro anterior comas seguintes considerações: 1. Gráfico para seleção do passo Tensionamento das Correias Correia com dentes semi circulares Usar procedimento para correias com dentes trapezoidais e os valores abaixo:

Passo (mm)

Largura (mm)

Y Ts ( lbf )

5

15 25

13,32 22,20

24 33

8

20 30 50 85

34,18 51,27 85,45 145,26

37 60 104 189

14

40 55 85 115 170

93,04 127,93 197,72 267,50 395,43

153 240 411 582 895

20

115 170 230 290 340

366,98 542,49 733,96 925,43

1084,99

783 1206 1668 2130 2515

R P M da po l i a meno r

Potência de Projeto

passo

passo

passo

passo

passo

passo

passo

19

As tabelas seguintes, retiradas do catálogo da Gates, informam as potências transmitidas pelas correias sincronizadoras, em função do passo e largura da correia, velocidade angular e diâmetro da polia menor. As tabelas não representam todas as correias disponíveis, porém, outras dimensões de correias poderão ser obtidas através do catálogo Gates.

CORREIAS SINCRONIZADORAS COM DENTES TRAPEZOIDAIS

HP/CORREIA ( XL 025 )

Nº DE SULCOS E DIÂMETRO PRIMITIVO DAS POLIA

RPM

PO

LIA

M

ENO

R

20

HP/CORREIA (XL 038)

Nº DE SULCOS E DIÂMETRO DA POLIA MENOR

RPM

PO

LIA

M

ENO

R

21

HP/CORREIA ( L 050 )

Nº DE SULCOS E DIÂMETRO PRIMITIVO DA POLIA MENOR

RPM

PO

LIA

M

ENO

R

22



RPM

PO

LIA

M

ENO

R

23



RPM

PO

LIA

M

ENO

R

24

HP/CORREIA ( H 075 )


RPM

PO

LIA

M

ENO

R

25



RPM

PO

LIA

M

ENO

R

26



RPM

PO

LIA

M

ENO

R

27



RPM

PO

LIA

M

ENO

R

28



RPM

PO

LIA

M

ENO

R

29

HP/CORREIA ( XH 200)


R

PM P

OLI

A

MEN

OR

30

HP/CORREIA ( XXH 200) HP/CORREIA ( XXH 300)

Nº DE SULCOS E DIÂMETRO DA POLIA MENOR Nº DE SULCOS E DIÂMETRO DA POLIA MENOR

Rpm

pol

ia

men

or

R

pm p

olia

m

enor

31

CORREIAS SINCRONIZADORAS COM DENTES SEMI-CIRCULARES

DP mm pol

Rpm

da

polia

men

or

HP / CORREIA ( 5M - 15 )Nº

SULCOS

HP / CORREIA ( 5M - 25 )Nº SULCOS

DP mm pol

DP mm pol

Rpm

da

polia

men

or

Rpm

da

polia

men

or

32

HP / CORREIA ( 8M - 20 )

Nº SULCOSDP mm

pol

Rpm

da

polia

men

or

HP / CORREIA ( 8M - 30 )Nº SULCOS

DP mm pol

Rpm

da

polia

men

or

33


Nº SULCOS

DP mm pol

Rpm

da

polia

men

or

HP / CORREIA ( 8M - 85 )Nº

SULCOS DP mm pol

Rpm

da

polia

men

or

34



Nº SULCOS DP mm pol

Rpm

da

polia

men

or

Nº SULCOS

DP mm pol

Rpm

dapo

liam

enor

35

HP / CORREIA ( 20M - 115 )

HP / CORREIA ( 20M - 170 )

Nº SULCOS

DP mm pol

Rpm

da

polia

men

or

Nº SULCOS DP mm pol

Rpm

da

polia

men

or

36

As correias sincronizadoras ainda são utilizadas nos sistemas de transporte como correias transportadoras. Apesar de não ser objetivo desta disciplina os sistemas transportadores, são mostrados a seguir alguns exemplos.

CORREIAS TRANSPORTADORAS DENTADAS

Sistema transportador vertical com estação de transferência de mercadorias

37

CORREIAS DENTADAS TRANSPORTADORAS

Acionamento Linear

grampos Transportador com acumulador

acumulador

Transportador por transferência

Máquina ferramenta

38

Transportador vertical

placas magnéticas

Transportador magnético

correias sincronizadoras - apostila - ref bibliografia

Documents