Acoplamentos Mecanicos - Elementos de Transmissao em Sistemas Mecanicos

MEC0288 PROJETO DE SISTEMAS MECÂNICOS 2 Prof Me Eng Mec Vagner Grison ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO ACOPLAMENTOS MECÂNICOS 1 MEC0288 PROJETO DE SISTEMAS MECÂNICOS 2 Prof Me Eng Mec Vagner Grison ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO As máquinas mesmo as de maior complexidade podem ser divididas em várias máquinas simples Nela cada elemento recebe ou transmite o próprio movimento por meio de mecanismos chamados transmissões A transmissão entre dois elementos tem por objetivo transferir ou transformar os movimentos e forças em outras com direções e valores diferentes As transmissões entre elementos de máquinas podem ser 1 Por contato direto a Rodas de atrito b Engrenagens c Cames 2 Por ligação flexível a Correias b Correntes c Cabos 3 Por ligação rígida a Biela manivela b Excêntricos 2 MEC0288 PROJETO DE SISTEMAS MECÂNICOS 2 Prof Me Eng Mec Vagner Grison ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO Existem elementos responsáveis pela ligação entre eixos e árvores 1 Acoplamentos a Rígidos b Flexíveis c Articulados 2 Embreagens a Fricção b Engate ou de contato positivo c Sobrevelocidade d Magnéticas e Acoplamento fluídico Nas transmissões os eixos podem ser classificados pela sua disposição Paralelos quando não se intersectam e estão num mesmo plano Concorrentes quando seus eixos tem um ponto de intersecção Eixos perpendiculares formam um ângulo reto entre si Reversos quando não possuem um ponto de intersecção e também não são paralelos localizandose em planos distintos 3 MEC0288 PROJETO DE SISTEMAS MECÂNICOS 2 Prof Me Eng Mec Vagner Grison ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO ACOPLAMENTOS São usados para conectar eixos Podem ser permanentes ou não Quando não são permanentes são chamados de embreagens ACOPLAMENTOS PERMANENTES Os acoplamentos permanentes são usados para conectar eixos que durante o funcionamento da máquina ou equipamento não existe a necessidade de haver sua desconexão o que só ocorrerá em caso de manutenção São usados onde a os eixos das árvores são colineares por exemplo acoplamento de flange b os eixos das árvores se cruzam por exemplo junta universal c os eixos das árvores são paralelos por exemplo junta Oldham Acoplamentos permanentes ligando árvores colineares são de dois tipos rígidos e flexíveis Por causa da dificuldade prática de colocar e manter duas árvores em alinhamento exato um acoplamento rígido pode induzir tensões que acarretam falhas por fadiga 4 MEC0288 PROJETO DE SISTEMAS MECÂNICOS 2 Prof Me Eng Mec Vagner Grison ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO ACOPLAMENTOS RÍGIDOS Flanges O acoplamento por flange é o método clássico de conectar arvores e é bem adequado a transmissão de potência elevada Para assegurar um alinhamento preciso estes acoplamentos são feitos frequentemente com uma protuberância que encaixa num rebaixo Algumas vezes o alinhamento é obtido fazendose uma árvore ultrapassar o seu flange e avançar um pouco no furo do flange conjugado e algumas vezes faceando os flanges no lugar após terem sido forçados nas árvores Os parafusos de ligação dos flanges devem suportar as suas porções de carga tão uniformemente quanto possível Para isso devem ser encaixados precisamente e apertados firmemente Para melhores resultados os orifícios para parafusos devem ser alinhados e retificados no lugar 5 MEC0288 PROJETO DE SISTEMAS MECÂNICOS 2 Prof Me Eng Mec Vagner Grison ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO UNIÃO DE COMPRESSÃO OU APERTO LUVA São montadas sobre a junção de dois eixos com uma chaveta encaixada em ambos os eixos passando ao longo de toda a sua extensão Possui a vantagem de poder ser removida sem precisar mover os eixos 6 MEC0288 PROJETO DE SISTEMAS MECÂNICOS 2 Prof Me Eng Mec Vagner Grison ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO ACOPLAMENTOS FLEXÍVEIS OU ELÁSTICOS O perfeito alinhamento permanente entre dois eixos ligados é impossível Eixos ligeiramente desalinhados conectados por acoplamentos rígidos são forçados a sofrer inversão de tensão contínuas que podem conduzir a uma ruptura progressiva Uma pressão além do normal é lançada sobre os mancais provocando superaquecimento e possivelmente problemas mais graves Estes inconvenientes provenientes da flexão dos eixos são eliminados ou aliviados quando um acoplamento flexível é usado Eles permitem pequenos desvios angulares e deslocamento dos eixos e possuem também a capacidade de absorver alguns choques Os acoplamentos flexíveis consistem de dois cubos um em cada eixo projetados de modo que ambos se liguem com um elemento intermediário flexível ou flutuante ou ambas as coisas Mesmo assim os eixos devem ser cuidadosamente alinhados pois os acoplamentos flexíveis são usados para absorver desalinhamentos casuais tal como os que decorem do assentamento de pisos ou fundações desgastes dos mancais variações de temperatura ou uma deflexão anormal provocada por uma correia apertada demais 7 MEC0288 PROJETO DE SISTEMAS MECÂNICOS 2 Prof Me Eng Mec Vagner Grison ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO ACOPLAMENTO FLEXÍVEL PNEUMÁTICO ACOPLAMENTO FLEXÍVEL DE FITA OU DE CINTA 8 MEC0288 PROJETO DE SISTEMAS MECÂNICOS 2 Prof Me Eng Mec Vagner Grison ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO ACOPLAMENTOS DE ELASTÔMEROS 9 MEC0288 PROJETO DE SISTEMAS MECÂNICOS 2 Prof Me Eng Mec Vagner Grison ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO ACOPLAMENTOS DE ENGRENAGENS 10 MEC0288 PROJETO DE SISTEMAS MECÂNICOS 2 Prof Me Eng Mec Vagner Grison ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO ACOPLAMENTOS DE LÂMINA 11 MEC0288 PROJETO DE SISTEMAS MECÂNICOS 2 Prof Me Eng Mec Vagner Grison ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO ACOPLAMENTOS HELICOIDAIS DE FOLE 12 MEC0288 PROJETO DE SISTEMAS MECÂNICOS 2 Prof Me Eng Mec Vagner Grison ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO ACOPLAMENTOS HIDRÁULICOS Os acoplamentos hidráulicos estão disponíveis para motores de até 3000 cv A vantagem da aplicação do acoplamento hidráulico está na limitação do torque de partida do motor elétrico Acoplamentos hidrodinâmicos possuem uma câmara de retardamento câmara alongada e dupla câmara que permitem uma partida bastante suave mesmo com equipamento acionado na carga máxima Os acoplamentos hidráulicos podem utilizar como fluido óleo ou água Os acoplamentos hidráulicos são aplicados em sistemas de grandes massas e inércias a serem acelerados tais como transportadores de correias moinhos elevadores centrífugas e qualquer sistema que demanda o acionamento de grandes massas 13 MEC0288 PROJETO DE SISTEMAS MECÂNICOS 2 Prof Me Eng Mec Vagner Grison ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO ACOPLAMENTOS DE CORRENTE Acoplamentos de corrente consistem de duas engrenagens e uma extensão de corrente de rolo dupla A flexibilidade deste tipo de acoplamento é obtida por meio da folga entre a corrente e os dentes das engrenagens permitindo um desalinhamento conforme a ilustração abaixo 14 MEC0288 PROJETO DE SISTEMAS MECÂNICOS 2 Prof Me Eng Mec Vagner Grison ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO ACOPLAMENTOS DE CORRENTE EXEMPLO DE SELEÇÃO As seguintes condições devem ser observadas no dimensionamento 1 Tipo de carga e fator de serviço 2 Horas de operação por dia 3 Potência em kW a ser transmitida e número de rotações por minuto 4 Diâmetro de ambos os eixos conectados ao acoplamento 15 MEC0288 PROJETO DE SISTEMAS MECÂNICOS 2 Prof Me Eng Mec Vagner Grison ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO ACOPLAMENTOS DE CORRENTE EXEMPLO DE SELEÇÃO A tabela 2 deve ser usada quando o acoplamento for ligado diretamente ao eixo de um motor elétrico de acordo com a potência a ser transmitida 16 MEC0288 PROJETO DE SISTEMAS MECÂNICOS 2 Prof Me Eng Mec Vagner Grison ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO ACOPLAMENTOS DE CORRENTE EXEMPLO DE SELEÇÃO Devese localizar a potência calculada com o fator de serviço na faixa de rotação rpm da tabela 3 indicada pelo fabricante Devese também confrontar o torque permissível e a dimensão do furo para acoplar o eixo e o espaço disponível para a instalação do acoplamento 17 MEC0288 PROJETO DE SISTEMAS MECÂNICOS 2 Prof Me Eng Mec Vagner Grison ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO ACOPLAMENTOS ARTICULADOS Acoplamentos ligando árvores que formam um ângulo permanente entre si são chamados de juntas articuladas Dentre as juntas articuladas as juntas universais são as mais usadas As juntas universais consistem basicamente de dois cubos que possuem cada um garfo os quais são ligados a uma cruzeta São usadas para ligar eixos que formam ângulo permanente entre si As juntas universais ligando eixos que se cruzam possuem o inconveniente de não transmitirem o movimento à frequência constante Conhecida por junta Cardan este acoplamento liga duas árvores paralelas e consiste em uma junta universal dupla que resulta num movimento uniforme 18 MEC0288 PROJETO DE SISTEMAS MECÂNICOS 2 Prof Me Eng Mec Vagner Grison ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO ACOPLAMENTOS ARTICULADOS Juntas Universais Possuem como principal característica a grande capacidade de desalinhamento Permitem ângulo de operação até 45º Estão disponíveis para eixos de diâmetro até 50 mm Estão disponíveis com mancais de deslizamento permitindo rotações máximas de 1000 rpm Juntas universais com rolamento de agulha permitem rotações máximas da ordem de 4000 rpm 19 MEC0288 PROJETO DE SISTEMAS MECÂNICOS 2 Prof Me Eng Mec Vagner Grison ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO ACOPLAMENTOS ARTICULADOS Juntas Homocinéticas Assim como as juntas universais as homocinéticas possuem como principal característica permitir grandes desalinhamentos angulares A vantagem da junta homocinética com relação à junta universal é o fato de transmitir o movimento sem variação de velocidade ou aceleração 20 MEC0288 PROJETO DE SISTEMAS MECÂNICOS 2 Prof Me Eng Mec Vagner Grison ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO ACOPLAMENTOS ARTICULADOS Junta de Schmidt Elos A principal característica das juntas de Schmidt é permitir grandes desalinhamentos paralelos Uma série de elos conectados garantem a transmissão do movimento 21 MEC0288 PROJETO DE SISTEMAS MECÂNICOS 2 Prof Me Eng Mec Vagner Grison ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO ACOPLAMENTOS FLEXÍVEIS Desalinhamentos permitidos 22 MEC0288 PROJETO DE SISTEMAS MECÂNICOS 2 Prof Me Eng Mec Vagner Grison ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO ACOPLAMENTOS FLEXÍVEIS Classe Rígido Mandíbula Engrenagem Estrias Espiral Sanfonados Disco Flexível Elo Schimidt Junta Universal Homocinética 23 MEC0288 PROJETO DE SISTEMAS MECÂNICOS 2 Prof Me Eng Mec Vagner Grison ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO Referência Bibliográfica FLENDER SIEMENS Standard Couplings Catalog KAISHIN Catálogo de Acoplamentos LINGAIAH K Machine Design Databook Editora Mc GrawHill 2ª edição 2001 NORTON Robert L Projeto de Máquinas Editora Bookman 2ª edição 2006 SHIGLEY Joseph E etall Projeto de Engenharia Mecânica Editora Bookman 7ª edição 2005 24