Projeto de Redutor de Velocidade com Engrenagem Helicoidal - Dimensionamento e Seleção

Curso Engenharia Mecânica DESCRIÇÃO Disciplina Elementos de Máquina II Professor Luiz Fernando Frezzatti Santiago PROJETO PROJETO VISANDO O DIMENSIONAMENTO E SELEÇÃO DAS PARTES QUE COMPÕEM UM REDUTOR DE VELOCIDADE DE ENGRENAGEM HELICOIDAL DE EIXOS PARALELOS DESCRIÇÃO DO PROJETO O projeto visa realizar o dimensionamento e seleção dos elementos de um redutor de velocidade de engrenagem helicoidal Figura 1 para diferentes equipamentos industriais Tabela 1 Os grupos deverão ser formados nomes preenchidos na planilha online ver link Moodle da disciplina para atribuição do equipamento pelo professor para o dimensionamento e seleção dos elementos do redutor helicoidal de eixos paralelos Para o projeto desejase que as engrenagens e mancais tenham uma vida maior que 12000 horas e o eixo seja dimensionado para uma vida infinita Na proposta do trabalho é necessário que se realize um 1º estágio de redução por correia trapezoidal anterior a aplicação do redutor O projeto será divido em três etapas sendo a nota atribuída por etapa conforme descrição Tabela 1 Categoriaequipamento atribuídos para cada grupo GrupoLetra sorteada Categoriaequipamento Potência motor CV Rotação do eixo de saída do redutor RMP Item A TransportadoresTransportador de correia 10 250 Item B TransportadoresElevador de caneca 15 250 Item C ExtrusoraMaterial borracha 20 200 Item D Indústria cimento moinho de bolas 30 200 Item E Indústria celulose Calandra 40 150 Ver descrição dos motores no arquivo em anexo para cada item Rotação na entrada do equipamento ETAPA 01 Definir fator de serviço para correia trapezoidal no 1º estágio de redução Selecionar o número de correias e perfil mais adequado para aplicação Selecionar a relação de transmissão i para 1º de redução das polias Especificar polias que serão empregadas catálogo de fabricantes Definir quantos estágios de redução irão ser necessários para redutor em função da rotação de saída do equipamento da tabela 01 e através disso propor as reduções em cada estágio proposta inicial Definir fator de serviço para o redutor em função da aplicação pesquisar em catálogos redutores Propor um esquema layout 2D CAD do arranjo motor polias redutor e equipamento identificando cada elementos necessário Estimativa do rendimento global do sistema de transmissão Definir uma estimativa do valor que o eixo de entrada em saída do redutor balanço que ficará fora do redutor irá se estender para fora da caixa de engrenagem ETAPA 02 Dimensionamento em função das normas da AGMA realizar a especificação das engrenagens do redutor módulo número de dentes largura material etc Seleção e especificação do tipo de lubrificante que será aplicado na caixa de engrenagem função dos parâmetros das engrenagens ver capítulo do livro de elementos de máquina na parte de engrenagens Seleção dos acoplamentos para ligar saída do redutor ao equipamento proposto tipo de acoplamento que será adotado e suas dimensões etc Estimar a flecha admissível a ser adotada para o deslocamento vertical do eixo que será aplicado no trabalho pesquisar nos livros de elementos de máquina parte referente a eixo Em função das larguras das engrenagens calculadas e pesquisas em catálogos de fabricantes de redutores adotar as dimensões prévias da caixa de redução largura altura e comprimento e através dessas estimativas propor o posicionamento das engrenagens nos eixos Com isso obter os diagramas de momento fletor cortante momento torsor e esforço normal ETAPA 03 Dimensionamento dos eixos do redutor por tensão apresentar tipo de material selecionado os diâmetros escalonados adotados posicionamento das engrenagens posições de chavetas elementos de vedação rebaixos e posicionamento de anel elástico etc Verificar se os diâmetros calculados passam para flecha admissível selecionada na etapa 02 usar software Ftools para o cálculo do deslocamento Verificar as velocidades críticas de rotação dos eixos para os diâmetros selecionados Dimensionamento e especificação das chavetas de entrada e saída do redutor assim como as chavetas das engrenagens dimensões material a ser adotado tipo de chaveta modo de falha proposto etc Seleção dos mancais de rolamentodeslizamento para apoio dos eixos em função da vida necessária etc Seleção dos elementos de vedação catálogo de fabricante Estimar as dimensões necessárias da caixa de redução em função da troca de calor entre o óleo e meio ambiente para que a temperatura do óleo se mantenha estável sem haver necessidade de uma troca de calor forçada no sistema pesquisar em livros de elementos de máquina Confrontar os valores obtidos com as dimensões adotadas para caixa anteriormente Obs O grupo deverá entregar o projeto final na etapa 3 no formato de um memorial de cálculo contendo as informações levantadas na etapa 1 e 2 e 3 memorial sucinto com informações relevantes O trabalho deverá seguir as formatações propostas pela NBR 14724 Pesquisar exemplos de memorial de cálculo O memorial deverá ser objetivo com informações claras dos cálculos e critérios adotados para o dimensionamento do guincho pelo grupo O professor irá verificar o que foi realizado dentro de cada etapa e dar um feedback para melhorias nas etapas subsequentes caso seja necessário Para cada etapa o professor irá atribuir uma nota para que no final se realize uma média aritmética das etapas APRESENTAÇÃO DO PROJETO PELO GRUPO Os grupos irão apresentar o projeto proposto com tempo limitado de 30 min por grupo tolerância 10 min Na apresentação presencial o professor irá avaliar a participação de cada integrante A forma como o projeto será apresentado ficará a cargo do grupo Figura 01 Redutor de engrenagem helicoidal de eixos paralelos Fonte httpwwwesacombrredutorengrenagenshelicoidaisphp REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BUDYNAS Richard G Elementos de máquina de Shigley Projeto de engenharia mecânica 8 ed Porto Alegre AMGH 2011 1084 p MELCONIAN Sarkis Elementos de máquinas9 ed rev São Paulo Livros Érica 2008 376 p ISBN 9788571947030 COLLINS Jack A Projeto mecânico de elementos de máquinas uma perspectiva de prevenção da falha Rio de Janeiro LTC c2006 xx 740 p ISBN 9788521614753 MOTT Robert L Elementos de máquina em projetos mecânicos 5 ed São Paulo Pearson 2015 PETER Childs R N Mechanical Design 2 ed ButterworthHeinemann 372 p ISBN13 9780750657716 FOLHA DE DADOS Motor Trifásico de Indução Rotor de Gaiola Cliente IFSP Referencia do cliente GRUPO 01 Rev Resumo das modificações Executado Verificado Data Executor Verificador Página Revisão Data 14072022 1 1 Propriedade de WEG SA Proibida a reprodução sem autorização prévia Sujeito a alterações sem aviso prévio Linha do produto IR3 Premium Trifásico Código do produto 12219730 Carcaça Potência Número de polos Frequência Tensão nominal Corrente nominal Corrente de partida IpIn Corrente a vazio Rotação nominal Escorregamento Conjugado nominal Conjugado de partida Conjugado máximo Classe de isolamento Fator de serviço Momento de inércia J Categoria 132S 75 kW 10 HPcv 4 60 Hz 220380440 V 256148128 A 210122105 A 82 120695600 A 1765 rpm 194 406 Nm 229 350 F 125 00563 kgm² N Tempo de rotor bloqueado Elevação de temperatura Regime de serviço Temperatura ambiente Altitude Grau de proteção Método de refrigeração Forma construtiva Sentido de rotação¹ Nível de ruído² Método de partida Massa aproximada³ 23s frio 13s quente 80 K S1 20C a 40C 1000 m IP55 IC411 TFVE B14D Ambos 580 dBA Partida direta 688 kg Potência 50 75 100 Esforços na fundação Rendimento 908 916 917 Tração máxima 2294 N Cos Φ 066 078 084 Compressão máxima 2968 N Dianteiro Traseiro Tipo de mancal 6308 ZZ 6207 ZZ Vedação VRing VRing Intervalo de lubrificação Quantidade de lubrificante Tipo de lubrificante Mobil Polyrex EM Observações Esta revisão substitui e cancela a anterior a qual deverá ser eliminada 1 Olhando a ponta de eixo dianteira do motor 2 Medido a 1m e com tolerancia de 3dBA 3 Massa aproximada sujeito a alteração após fabricação 4 Em 100 da carga nominal Os valores indicados são valores médios com base em ensaios e para alimentação em rede senoidal sujeitos as tolerancias da norma ABNT NBR 17094 FOLHA DE DADOS Motor Trifásico de Indução Rotor de Gaiola Cliente IFSP Referencia do cliente GRUPO 02 Rev Resumo das modificações Executado Verificado Data Executor Verificador Página Revisão Data 14072022 1 1 Propriedade de WEG SA Proibida a reprodução sem autorização prévia Sujeito a alterações sem aviso prévio Linha do produto IR3 Premium Trifásico Código do produto 13026814 Carcaça Potência Número de polos Frequência Tensão nominal Corrente nominal Corrente de partida IpIn Corrente a vazio Rotação nominal Escorregamento Conjugado nominal Conjugado de partida Conjugado máximo Classe de isolamento Fator de serviço Momento de inércia J Categoria 132ML 11 kW 15 HPcv 4 60 Hz 220380440 V 376218188 A 312181156 A 83 170984850 A 1760 rpm 222 597 Nm 250 350 F 125 00672 kgm² N Tempo de rotor bloqueado Elevação de temperatura Regime de serviço Temperatura ambiente Altitude Grau de proteção Método de refrigeração Forma construtiva Sentido de rotação¹ Nível de ruído² Método de partida Massa aproximada³ 14s frio 8s quente 80 K S1 20C a 40C 1000 m IP55 IC411 TFVE B14D Ambos 580 dBA Partida direta 848 kg Potência 25 50 75 100 Esforços na fundação Rendimento 0000 906 915 924 Tração máxima 3454 N Cos Φ 000 063 076 083 Compressão máxima 4286 N Dianteiro Traseiro Tipo de mancal 6308 ZZ 6207 ZZ Vedação VRing VRing Intervalo de lubrificação Quantidade de lubrificante Tipo de lubrificante Mobil Polyrex EM Observações Esta revisão substitui e cancela a anterior a qual deverá ser eliminada 1 Olhando a ponta de eixo dianteira do motor 2 Medido a 1m e com tolerancia de 3dBA 3 Massa aproximada sujeito a alteração após fabricação 4 Em 100 da carga nominal Os valores indicados são valores médios com base em ensaios e para alimentação em rede senoidal sujeitos as tolerancias da norma ABNT NBR 17094 FOLHA DE DADOS Motor Trifásico de Indução Rotor de Gaiola Cliente IFSP Referencia do cliente GRUPO 03 Rev Resumo das modificações Executado Verificado Data Executor Verificador Página Revisão Data 14072022 1 1 Propriedade de WEG SA Proibida a reprodução sem autorização prévia Sujeito a alterações sem aviso prévio Linha do produto IR3 Premium Trifásico Código do produto 12219748 Carcaça Potência Número de polos Frequência Tensão nominal Corrente nominal Corrente de partida IpIn Corrente a vazio Rotação nominal Escorregamento Conjugado nominal Conjugado de partida Conjugado máximo Classe de isolamento Fator de serviço Momento de inércia J Categoria 160M 15 kW 20 HPcv 4 60 Hz 220380440 V 522302261 A 470272235 A 90 260151130 A 1770 rpm 167 810 Nm 260 290 F 125 01471 kgm² N Tempo de rotor bloqueado Elevação de temperatura Regime de serviço Temperatura ambiente Altitude Grau de proteção Método de refrigeração Forma construtiva Sentido de rotação¹ Nível de ruído² Método de partida Massa aproximada³ 32s frio 18s quente 80 K S1 20C a 40C 1000 m IPW55 IC411 TFVE B14D Ambos 640 dBA Partida direta 138 kg Potência 50 75 100 Esforços na fundação Rendimento 916 927 930 Tração máxima 3022 N Cos Φ 064 075 081 Compressão máxima 4373 N Dianteiro Traseiro Tipo de mancal 6309 ZZ C3 6209 ZZ C3 Vedação VRing VRing Intervalo de lubrificação Quantidade de lubrificante Tipo de lubrificante Mobil Polyrex EM Observações Esta revisão substitui e cancela a anterior a qual deverá ser eliminada 1 Olhando a ponta de eixo dianteira do motor 2 Medido a 1m e com tolerancia de 3dBA 3 Massa aproximada sujeito a alteração após fabricação 4 Em 100 da carga nominal Os valores indicados são valores médios com base em ensaios e para alimentação em rede senoidal sujeitos as tolerancias da norma ABNT NBR 17094 FOLHA DE DADOS Motor Trifásico de Indução Rotor de Gaiola Cliente IFSP Referencia do cliente GRUPO 04 Rev Resumo das modificações Executado Verificado Data Executor Verificador Página Revisão Data 14072022 1 1 Propriedade de WEG SA Proibida a reprodução sem autorização prévia Sujeito a alterações sem aviso prévio Linha do produto IR3 Premium Trifásico Código do produto 12219754 Carcaça Potência Número de polos Frequência Tensão nominal Corrente nominal Corrente de partida IpIn Corrente a vazio Rotação nominal Escorregamento Conjugado nominal Conjugado de partida Conjugado máximo Classe de isolamento Fator de serviço Momento de inércia J Categoria 180M 22 kW 30 HPcv 4 60 Hz 220380440 V 762441381 A 610353305 A 80 320185160 A 1772 rpm 156 119 Nm 280 310 F 125 01918 kgm² N Tempo de rotor bloqueado Elevação de temperatura Regime de serviço Temperatura ambiente Altitude Grau de proteção Método de refrigeração Forma construtiva Sentido de rotação¹ Nível de ruído² Método de partida Massa aproximada³ 28s frio 16s quente 80 K S1 20C a 40C 1000 m IPW55 IC411 TFVE B14D Ambos 630 dBA Partida direta 174 kg Potência 50 75 100 Esforços na fundação Rendimento 930 935 936 Tração máxima 4420 N Cos Φ 066 076 081 Compressão máxima 6124 N Dianteiro Traseiro Tipo de mancal 6311 ZZ C3 6211 ZZ C3 Vedação VRing VRing Intervalo de lubrificação Quantidade de lubrificante Tipo de lubrificante Mobil Polyrex EM Observações Esta revisão substitui e cancela a anterior a qual deverá ser eliminada 1 Olhando a ponta de eixo dianteira do motor 2 Medido a 1m e com tolerancia de 3dBA 3 Massa aproximada sujeito a alteração após fabricação 4 Em 100 da carga nominal Os valores indicados são valores médios com base em ensaios e para alimentação em rede senoidal sujeitos as tolerancias da norma ABNT NBR 17094 FOLHA DE DADOS Motor Trifásico de Indução Rotor de Gaiola Cliente IFSP Referencia do cliente GRUPO 05 Rev Resumo das modificações Executado Verificado Data Executor Verificador Página Revisão Data 27072022 1 1 Propriedade de WEG SA Proibida a reprodução sem autorização prévia Sujeito a alterações sem aviso prévio Linha do produto IR3 Premium Trifásico Código do produto 12218777 Carcaça Potência Número de polos Frequência Tensão nominal Corrente nominal Corrente de partida IpIn Corrente a vazio Rotação nominal Escorregamento Conjugado nominal Conjugado de partida Conjugado máximo Classe de isolamento Fator de serviço Momento de inércia J Categoria 200M 30 kW 40 HPcv 4 60 Hz 220380440 V 996577498 A 727421364 A 73 440255220 A 1780 rpm 111 118 ftlb 280 280 F 125 760 sqftlb N Tempo de rotor bloqueado Elevação de temperatura Regime de serviço Temperatura ambiente Altitude Grau de proteção Método de refrigeração Forma construtiva Sentido de rotação¹ Nível de ruído² Método de partida Massa aproximada³ 21s frio 12s quente 80 K S1 20C a 40C 1000 m IPW55 IC411 TFVE B34D Ambos 660 dBA Partida direta 535 lb Potência 50 75 100 Esforços na fundação Rendimento 935 940 941 Tração máxima 1007 lb Cos Φ 068 078 084 Compressão máxima 1542 lb Dianteiro Traseiro Tipo de mancal 6312 ZZ C3 6212 ZZ C3 Vedação VRing VRing Intervalo de lubrificação Quantidade de lubrificante Tipo de lubrificante Mobil Polyrex EM Observações Esta revisão substitui e cancela a anterior a qual deverá ser eliminada 1 Olhando a ponta de eixo dianteira do motor 2 Medido a 1m e com tolerancia de 3dBA 3 Massa aproximada sujeito a alteração após fabricação 4 Em 100 da carga nominal Os valores indicados são valores médios com base em ensaios e para alimentação em rede senoidal sujeitos as tolerancias da norma ABNT NBR 17094 ITENS ANALISADOS NA PRIMEIRA ETAPA Considerações referente ao projeto Considerações do trabalho Nota do grupo 7 Tipo de erro Pontos consideradotópico grupo02 OBSERVAÇÕES E CONSIDERAÇÕES ETAPA 01 Topicos 1 ATENDEU A ESPECIFICAÇÃO NENHUM 1 2 NÃO ATENNDEU CALCULARAM ERRADO O NUMERO DE CORREIA POTENCIA DE PROJETO 1282 HP 226 HP 6 CORREIAS E NÃO 5 COMO ESPECIFICADO NENHUM 0 3 ATENDEU A ESPECIFICAÇÃO NENHUM 1 4 NÃO ATENDEU NÃO COMPREENDI OS CÁCULOS PARA SELEÇÃO DO DIÃMETRO DAS POLIAS INICIALMENTE O DIÂMETRO ESCOLHIDO FOI 762 MM E UM I200 DIMENSÃO DATUM DA POLIA 2 SERIA 2 X 762 1524 MM VOCÊS USARAM UM RELAÇÃO I 15PESQUISAR EM CATALOGO O MODELO DA POLIA COM AS DIMENSÕES ESPECIFICAÇÃO ERRADA 0 5 ATENDEU A ESPECIFICAÇÃO NENHUM 1 6 ATENDEU A ESPECIFICAÇÃO NENHUM 1 7 NÃO ATENDEU O DESENHO APRESENTADO NÃO CONDIZ COM UM REDUTOR DE EIXOS PARALELOS GRUPO NÃO PESQUISOU O ARRANJO DE UM REDUTOR DE EIXOS PARALELOS NENHUM 0 8 ATENDEU A ESPECIFICAÇÃO NENHUM 1 9 ATENDEU A ESPECIFICAÇÃO NENHUM 1 10 ATENDEU A ESPECIFICAÇÃO obs Melhorar a escrita e organização dos dados muitos dados não são compatíveis com as tabelas e o que se está escrevendo NENHUM 1 observação geral Corrigir erros na capa ortografia Sugiro melhorar a escrita da introdução ou retirar o paragrafo deixando apenas as descrições dos tópicos abaixo da mesma Melhoarar a descrição A redução acontece uma vez que a seção de saída tem mais dentes do que a seção de entrada logo a engrenagem de saída se move mais lentamente diminuindo a velocidade de rotação rpm e aumentando o torque ou tirar do texto Tirar ou melhorar esse paragrafo não tem ligação com parajgrafos anteriores A relação de marcha pode ser encontrada pela razão do número de dentes uma engrenagem de pinhão de 13 dentes com uma seção de 65 dentes gera uma redução de 51 6513 5 uma velocidade de 3450 rpm se transforma em 690 rpm redução de cinco vezes e um torque de 10 lbin aumentará para 50 lbin Ver figura 1 e colcoar um redutor de apenas eixos paralelos temos nesse redutor um eixo concorrente 90º também Minha sugestão para introdução Tirar tópicos e escrever apenas um texto que seja mais consistente a bordadndo o que é um redutor e quais são seu principais elementosCom relação ao motor foi dado o motor no aquivo disponibilizado de 10HP que possui n1760 rpmSe forem escolher deixar claro as caracteríticas do motor selecionado rotalçao número de polos etc Ver pagina 11corrente mudar para correiaPagina 12 De acordo com a figura 3 o diâmetro Figura 4 Corrigir dados da Tabela 1 diâmetros da polia maior não condiz com o texto Total 1 ETAPA 7 1 Definir fator de serviço para correia trapezoidal no 1º estágio de redução 2 Selecionar o número de correias e perfil mais adequado para aplicação 3 Selecionar a relação de transmissão i para 1º de redução das polias 4 Especificar polias que serão empregadas catálogo de fabricantes 5 Definir quantos estágios de redução irão ser necessários para redutor em função da rotação de saída do equipamento da tabela 01 e através disso propor as reduções em cada estágio proposta inicial 6 Definir fator de serviço para o redutor em função da aplicação pesquisar em catálogos redutores 7Propor um esquema layout 2D CAD do arranjo motor polias redutor e equipamento identificando cada elementos necessário 8Estimativa do rendimento global do sistema de transmissão 9Definir uma estimativa do valor que o eixo de entrada em saída do redutor balanço que ficará fora do redutor irá se estender para fora da caixa de engrenagem 10 Organização do trabalho INSTITUTO FEDERAL DE SÃO PAULO CAMPUS ITAPETININGA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA DIEGO ROCHEL VAZ FÁBIO MASCAI JENNIFER VITÓRIA PAES LEONARDO MARQUES MATEUS ADOLFO RODRIGUES SELEÇÃO E DIMENSIONAMENTO DE ELEMENTOS QUE COMPOEM UM REDUTOR DE VELOCIDADE DE ENGRENAGEM HELICOIDAL DE EIXOS PARALELOS ITAPETININGA 2022 2 INSTITUTO FEDERAL DE SÃO PAULO CAMPUS ITAPETININGA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA DIEGO ROCHEL VAZ FÁBIO MASCAI JENNIFER VITÓRIA PAES LEONARDO MARQUES MATEUS ADOLFO RODRIGUES SELEÇÃO E DIMENSIONAMENTO DE ELEMENTOS QUE COMPOEM UM REDUTOR DE VELOCIDADE DE ENGRENAGEM HELICOIDAL DE EIXOS PARALELOS TRABALHO APRESENTADO À DISCIPLINA ELEMENTOS DE MÁQUINAS II DO CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA PARA AVALIAÇÃO REGIMENTA PROF MS LUIZ FERNANDO FREZZATTI SANTIAGO ITAPETININGA 2022 RESUMO 4 SUMÁRIO MEMORIAL DE CÁLCULO7 2 DIMENSIONAMENTO9 21 Dimensionando a correia trapezoidal9 22 Determinando o número de reduções necessárias e fator de serviço19 21 Esquema 2D dos componentes do redutor20 22 Estimativa do rendimento global do sistema de transmissão22 23 Estimativa do valor que o eixo de entrada em saída do reduto22 1 CONSIDERAÇÕES FINAIS24 2 REFERÊNCIAS25 5 LISTA DE FIGURAS Figura 1 Composição do redutor Fonte httpswwwliloredutorescombrRedutorde Velocidade124paraMotorde2cvV7prod1315724 LISTA DE TABELAS 7 MEMORIAL DE CÁLCULO 1 INTRODUÇÃO 11 REDUTOR DE VELOCIDADE Também conhecido como multiplicador de torque ou caixa de redução diminui a velocidade de entrada do motor ao mesmo tempo que incrementa o torque através de uma série de engrenagens e redireciona para outro componente pode ser acionado por motor elétrico hidráulico etc A redução acontece uma vez que a seção de saída tem mais dentes do que a seção de entrada logo a engrenagem de saída se move mais lentamente diminuindo a velocidade de rotação rpm e aumentando o torque O dispositivo abrange uma vasta gama de áreas de aplicação como indústria têxtil alimentícia automotiva etc sua aplicação pode ser encontrada em diversos equipamentos como fornos rotativos pontes rolantes agitadores A relação de marcha pode ser encontrada pela razão do número de dentes uma engrenagem de pinhão de 13 dentes com uma seção de 65 dentes gera uma redução de 51 6513 5 uma velocidade de 3450 rpm se transforma em 690 rpm redução de cinco vezes e um torque de 10 lbin aumentará para 50 lbin 111 ENGRENAGEM HELICOIDAL As caixas helicoidais têm como vantagem a geração de menos ruídos e vibrações sua transmissão de potência é realizada de forma mais homogênea são considerados os mais eficientes do mercado e por consequência os mais utilizados 12 MANUTENÇÃO A manutenção pode ser realizada através da análise dos vazamentos de óleo aumento de ruído desalinhamento e desgaste principais motivos de falha sendo a utilização de sensores a mais praticada na indústria A lubrificação é realizada por imersão total do produto no óleo Outras práticas como substituição de peças eixos e roscas sem fim retentores e rolamentos análise de 8 vibração monitorar temperatura de trabalho análise do óleo lubrificante auxiliam na manutenção preventiva 13 COMPOSIÇÃO DO REDUTOR Composto de eixos de entrada e saída rolamentos e engrenagens sendo no interior onde os dentes e pinhões trabalham transferindo energia de um eixo para outro Eixos de entrada e saída Mancais Rolamentos Engrenagens helicoidais Retentores e vedação Carcaça ou caixa Figura 1 Composição do redutor 9 2 DIMENSIONAMENTO Primeiramente é preciso especificar para qual equipamento o redutor será usado para este trabalho o equipamento escolhido será um transportador que tem um motor de potência de 10CV consultando o catálogo de motores WEG a rotação de um motor com essa potência é de 882RPM Modelo W22 Super premium carcaça 160L o projeto também especifica que se deve dimensionar uma correia trapezoidal que fara uma redução antes do redutor 21 Dimensionando a correia trapezoidal Para determinar o primeiro estágio de redução é necessário dimensionar uma correia trapezoidal a primeira etapa na parte de dimensionamento de correias é definir um fator de serviço para ela para determinalo é preciso levar em conta a atividade e o tempo baseado na Figura 1 é possível determinar um valor Figura 2 Fator de serviço Fonte GATES Heavy Duty VBelt Design Manual Editado 10 Como o motor tem 10CV de cavalo é classificado como alto torque a correia será utilizada de 810 horas horário de serviço padrão determinado os parâmetros é possível chegar a um valor de fator de serviço de 13 Convertendo a unidade do motor para HP pode se definir uma potência de projeto PprojetoPmotorFs10098613 Pprojeto1282HP Baseado no catálogo da Gates é possível encontrar um perfil de correia baseado na rotação e na potência de projetos se baseando na Figura 2 Figura 3 Perfil de Correia trapezoidal Fonte GATES Heavy Duty VBelt Design Manual Editado 11 De acordo com o catálogo então o perfil mais indicado seria uma corrente A os detalhes do perfil podem ser observados na Figura 3 Figura 4 Seção da correia A 12 Fonte GATES Heavy Duty VBelt Design Manual De acordo com a figura 3 o diâmetro da polia motora será de 762mm diâmetro datum Nesta primeira etapa de redução planejase reduzir pela metade a rotação do motor então a relação de transmissão i será igual a 2 151765RPM nfuso nfuso1177 RPM i relação de transmissão Com a relação de transmissão estabelecida é possível chegar a um valor de polia maior PoliaMaior PoliaMenor i 13 PoliaMaior 762mm151145mm Com o valor das polias definido deve ser estabelecido uma distância de centro entre elas como o projeto não tem delimitações de tamanho inicialmente a distância de centro será de 500mm A partir do valor da distância de centro é possível encontrar o comprimento total da correia l2C π 2Dd Dd 2 4C 1301mm l comprimento mm C Distância de centro mm D Diâmetro da polia maior mm d Diâmetro da polia menor mm Consultando o catálogo GATES o valor mais próximo a esse comprimento é dado pela Figura 4 14 Figura 5 Perfil de corria A Fonte GATES Heavy Duty VBelt Design Manual Definido então um comprimento efetivo de 1323mm perfil A50 com o novo comprimento é necessário ajustar LajLc157Dd Laj1038mm Laj Comprimento ajustado mm Lc Comprimento sem ajuste mm Com um novo comprimento é preciso reajustar a distância de centro CajLajhDd 2 Caj Distância de centro ajustada h fator tabelado O próprio fabricante GATES disponibiliza a tabela para encontrar o valor que é baseado no resultado da seguinte expressão 15 Dd Laj 114 567 1038 0046 Consultando a Figura 5 é possível encontrar o fator h Figura 5 Fator h Fonte GATES Heavy Duty VBelt Design Manual h 0023 Com o fator h é possível enfim corrigir a distância de centro CajLajhDd 2 Caj51856mm Estabelecido os valores de comprimento e distância de centro agora é válido definir o número de correias necessárias para isso é preciso definir alguns fatores o primeiro deles é a potência básica e potência adicional Figura 6 e 7 16 Figura 6 Potência básica Fonte GATES Heavy Duty VBelt Design Manual Figura 7 Potência adicional Fonte GATES Heavy Duty VBelt Design Manual Na figura 6 é possível encontrar um valor de potência básica a partir do valor do diâmetro da polia menor em polegadas e a rotação do motor no caso da polia dimensionada o diâmetro é de 3 o valor de pb potência básica será de Pb 213 A figura 7 permite entrar o valor de pa potência adicional que agora é baseado na taxa de transmissão 2 e a rotação do motor Pa035 17 Mais um fator necessário é o de arco de contato dado pela figura 8 Figura 8 Fator de arco de contato Fonte GATES Heavy Duty VBelt Design Manual Encontrando o valor de DdC Dd Caj 0074 D Diâmetro da polia maior mm d Diâmetro da polia menor mm C Distância de centro ajustada mm Consultando mais uma vez a figura 8 chegamos a um valor de arco de contato de fac099 Depois calculase o valor de fcc da correia B baseado na figura 9 18 Figura 9 Fator de correção fcc Fonte GATES Heavy Duty VBelt Design Manual Para um tipo de perfil A50 fcc 092 Obtido esses valores é possível determinar a potência por correia através da equação PpcPbPafacfcc Ppc Potencia por correia Pb Potencia básica Pa Potencia adicional fac Fator de arco de contato fcc comprimento da correia Ppc226 HP Como temos um total de 10HP de potência do motor será preciso ao menos 2 correias Nº decorreias 10 2265correias Tabela 1 Especificações da correia selecionada 19 Correia selecionada Perfil A50 Comprimento 1323mm PoliaMenor 762mm PoliaMaior 274mm Nº de Correias 5 Fonte Próprios autores 22 Determinando o número de reduções necessárias e fator de serviço Como o valor de rotação ainda não está no valor de rotação de saída indicado pelo projeto será necessário um redutor este redutor terá como função reduzir 1177RPM para 250RPM o fator de redução é de inentrada nsaí da 1177 250 5 Consultando o catálogo Helimax Figura10 para um fator de redução de 5 o número de estágios de redução recomendado é de 2 estágios Figura 10 Estágios de redução Fonte Helimax Redutores de engrenagens helicoidais e eixos paralelos Ainda de acordo com o catálogo Helimax para um transportador de correia o fator de serviço é definido de acordo com a figura 11 e 12 20 Figura 11 Tipo de carga Fonte Helimax Redutores de engrenagens helicoidais e eixos paralelos No caso a aplicação será em um transportador de correia classificação M Figura 12 Fator de serviço Fonte Helimax Redutores de engrenagens helicoidais e eixos paralelos O fator de serviço é de 15 Esquema 2D dos componentes do redutor 21 Esquema 2D dos componentes do redutor No text found 22 22 Estimativa do rendimento global do sistema de transmissão O rendimento global é tido pelo rendimento do redutor e o rendimento da correia O rendimento do redutor é dado por par de engrenagens e consideramos esse rendimento com o seguinte valor httpwwwetepiracicabaorgbrcursosapostilasmecanica3ciclo projetosmecanicospdf 𝜂e 097 Apos o conhecimento dos rendimentos das engrenagens podemos obter o valor do rendimento total do redutor 𝜂et 𝜂en 𝜂e1n Onde n o de pares de engrenagens 𝜂et 08587 8587 E o valor do rendimento da correia Fonte COLLINS Projeto mecânico de elementos de máquinas 𝜂c 095 Assim com esses valores podemos obter o rendimento global 𝜂t 𝜂et 𝜂c 𝜂t 095 08587 𝜂t 08157 8157 23 Estimativa do valor que o eixo de entrada em saída do reduto 1 CONSIDERAÇÕES FINAIS 25 2 REFERÊNCIAS COLLINS Jack A Projeto mecânico de elementos de máquinas uma perspectiva de prevenção da falha Rio de Janeiro LTC c2006 xx 740 p ISBN 9788521614753 MELCONIAN Sarkis Elementos de máquinas engrenagens correias rolamentos chavetas molas cabos de aço arvores 9 ed rev São Paulo Livros Érica 2008 376 p ISBN 9788571947030 BUDYNAS Richard G Elementos de máquina de Shigley Projeto de engenharia mecânica 8 ed Porto Alegre AMGH 2011 1084 p MOTT Robert L Elementos de máquina em projetos mecânicos 5 ed São Paulo Pearson 2015 SULATO Alan Elementos orgânicos de máquinas Universidade Federal do ParanáUfpr Curso de Engenharia Industrial Madeireira Disponível em httpwwwmadeiraufprbrdisciplinasalanAT102Aula05pdf Acesso em 05 de jun de 2022 GATES Heavy Duty VBelt Design Manual Disponível em 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