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Acoplamentos de eixo, Notas de estudo de Engenharia de Manutenção

Apostila de estudos de acoplamentos

Tipologia: Notas de estudo

2013

Compartilhado em 30/10/2013

maxwell_gurgel
maxwell_gurgel 🇧🇷

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Não perca as partes importantes!

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Capítulo 04 - Acoplamentos
4.1 - Definição
São elementos de máquinas destinados a unir dois eixos, transmitindo torque e rotação,
conforme mostra a figura abaixo:
Figura 01 Eixos da máquina e do motor unidos por acoplamentos
4.2 - Funções
Unir dois eixos, transmitindo torque e rotação;
Compensar desalinhamentos;
Absorver choques e vibrações;
Atuar como fusível mecânico.
A figura abaixo mostra como os acoplamentos podem compensar os desalinhamentos que
podem existir entre dois eixos.
Figura 02 Tipos de desalinhamento
4.3 - Classificação
O grupo dos acoplamentos comandáveis é aquele em que o motor elétrico ou de combustão
interna parte em vazio. Ou seja, o motor ainda não está acoplado à máquina, na partida do
equipamento. Isto acontece, por exemplo, quando se a partida em um automóvel. A
embreagem é o acoplamento comandável pela força, a fim de que o motor seja acoplado de
modo suave à caixa de marcha, a fim de que esta transmita torque e rotação às rodas. O motor
de arranque também possui um acoplamento comandável, ou seja, ele só irá partir o motor do
automóvel,uma vez que atingir rotação e torque suficientes para tal.
Motor
Máquina
Acoplamento
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Baixe Acoplamentos de eixo e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia de Manutenção, somente na Docsity!

Capítulo 04 - Acoplamentos

4.1 - Definição

São elementos de máquinas destinados a unir dois eixos, transmitindo torque e rotação,

conforme mostra a figura abaixo:

Figura 01 – Eixos da máquina e do motor unidos por acoplamentos

4.2 - Funções

 Unir dois eixos, transmitindo torque e rotação;

 Compensar desalinhamentos;

 Absorver choques e vibrações;

 Atuar como fusível mecânico.

A figura abaixo mostra como os acoplamentos podem compensar os desalinhamentos que

podem existir entre dois eixos.

Figura 02 – Tipos de desalinhamento

4.3 - Classificação

O grupo dos acoplamentos comandáveis é aquele em que o motor elétrico ou de combustão

interna parte em vazio. Ou seja, o motor ainda não está acoplado à máquina, na partida do

equipamento. Isto acontece, por exemplo, quando se dá a partida em um automóvel. A

embreagem é o acoplamento comandável pela força, a fim de que o motor seja acoplado de

modo suave à caixa de marcha, a fim de que esta transmita torque e rotação às rodas. O motor

de arranque também possui um acoplamento comandável, ou seja, ele só irá partir o motor do

automóvel,uma vez que atingir rotação e torque suficientes para tal.

Motor Máquina Acoplamento

Os acoplamentos comandáveis são mais complexos, em função de sua forma de acionamento,

mas apresentam a vantagem de economizar energia na partida do motor.

Já o grupo de acoplamentos não comandáveis é aquele que o motor elétrico ou de combustão

interna parte junto com a máquina. Estes são mais simples e se aplicam em situações em que a

partida do motor não represente um consumo excessivo de energia.

Devido a diversidade de acoplamentos elásticos e de fabricantes, eles serão relacionados

abaixo em função de seus aspectos construtivos, e não pelos nomes específicos, que variam de

fabricante para fabricante..

4.3.1 - Acoplamentos rígidos

Não absorvem desalinhamentos, nem tampouco, os choques ou vibrações provenientes do

funcionamento da máquina ou da partida do motor. Estes exigem que se faça um alinhamento

0-0 (zero-zero, perfeito) dos dois eixos acoplados, antes da partida do equipamento.

Transmitem altas potências em baixas rotações (<400rpm) e conectam eixos longos.

Figura 03 – acoplamento rígido pela força aplicada hidraulicamente pelo torque pelo sentido de rotação mecanicamente COMANDÁVEIS pneumaticamente Flexíveis Torcionalmente elásticos Rígidos Torcionalmente rígidos Lamelas Engrenagens NÃO COMANDÁVEIS

c) Acoplamento de Lamelas

Cubos em aço carbono e/ou aço inox. Laminas em inoxidável. Torcionalmente rígidos.

Suporta Torque de 5 até 1.450..000 Nm

Figura 06 – Acoplamentos de lamelas

d) Junta Cardan :

A cruzeta é o elemento que absorve os desalinhamentos. Entretanto, não absorvem choques,

repassando-os para os eixos que acopla. Utilizado em máquinas operatrizes, como fresadoras,

cilindro de laminação (estes cilindros são desalinhados em função da espessura de laminação

da chapa), etc.

e) Junta Homocinética

Figura 07– Junta Cardan

Utilizada em veículos de

transporte, servem para absorver os

desalinhamentos provenientes das

irregularidades encontradas nas

rodovias.

As juntas se articulam para cima e

para baixo, ao acompanhar o sobe-

e-desce da suspensão passando

num buraco, por exemplo

Figura 08– aplicação da Junta homocinética

4.3.2.2 - Elásticos (torcionalmente elásticos)

São os que possuem um elemento de ligação elástico entre os cubos (borracha, grade, mola),

com a finalidade de absorver choques e acomodar certos desalinhamentos.

a) Acoplamento de pino

Cubos em ferro Fundido. Amortecedores de Borracha. Não necessita lubrificação. Suporta

torque de 139 a 49.000 Nm

Figura 09 – Acoplamento de pinos

b) Acoplamento de dentes

Possuem vários tamanhos. Cubos em Ferro Fundido. Há muitas variações deste acoplamento,

tanto quanto ao número de dentes, como da natureza do amortecedor, e quanto à sua dureza.

Abaixo estão alguns exemplos.

A figura (a) mostra um acoplamento tipo cruz, com amortecedor de borracha, que suporta

torque de 140 a 39.200 Nm. A figura (b), com amortecedor em poliuretano de durezas

diferenciadas e suporta torque: 7,5 a 35.000 Nm. A figura (c), com amortecedor em

poliuretano, também de durezas diferenciadas, suporta torque de 90 a 4.040 Nm.

Figura 10 – Acoplamento de dentes

c) Acoplamento de grade

A mola é o elemento que absorve o desalinhamento, os choques e vibrações, ao mesmo tempo

em que une os flanges de cada eixo.

A figura abaixo mostra a aplicação deste acoplamento

4.3.3 - Acoplamento Hidráulico

os acoplamentos hidráulicos situam-se entre os acoplamentos comandáveis quando possuem

variador de velocidade e torque, que absorvem desalinhamentos e choques, como se pode ver

pelo seu aspecto construtivo, na figura 10 abaixo. O elemento de transmissão de torque e

rotação é o óleo, que é acionado pela força centrífuga e lançado contra as pás das rodas

externas (motrizes) e a interna (movida). O atrito fluido é o que permite essa transmissão de

movimentos.

É constituído de duas partes principais

  • uma roda de bomba, funcionando como impulsor
  • uma roda de turbina, funcionando como rotor. Figura 14 – Aplicação do acoplamento flexível elástico Figura 13– Acoplamento omega

A roda da bomba é acionada pelo motor e em virtude do efeito da força centrífuga, o líquido

submetido à uma pressão na periferia exterior.

O óleo que foi jogado para a periferia do acoplamento arrasta a roda de turbina que está

acoplada ao eixo acionado.

No instante da partida não existe uma carga sobre o eixo acionado, e, o motor parte livre,

alcançando sua rotação de regime, enquanto o eixo acionado vai sendo arrastado suave e

gradativamente; motivo pelo qual estes acoplamentos são usados em transmissões de altas

potências.

4.3.3.1 - Importância da carga de fluido

a - Quantidade insuficiente

  • O escorregamento será maior que o previsto.
  • A máquina poderá não partir.
  • Caso partir, a temperatura de trabalho será alta podendo romper constantemente o bujão

fusível e/ou danificar os retentores.

b - Quantidade em excesso

  • Comporta-se quase como um acoplamento rígido.
    • Diminui-se o torque de aceleração do motor.
  • A amperagem do motor permanece alta por mais tempo, aumentando o consumo.
  • A máquina pode não partir.

Em caso de sobrecarga da máquina o motor não estará protegido. - 0 motor aquece mais.

Figura 15 – Partes de um acoplamento hidráulico

A tabela 01 indica os defeitos mais comuns para este tipo de acoplamento, as c ausas

prováveis e aponta soluções

4.3.3.2 - Principais vantagens:

 Aceleração suave de grandes massas;

 Uso de motores elétricos de indução (gaiola) de baixo custo;

 Redução rápida da corrente de partida do motor;

 Limitação do torque máximo transmitido, propiciando proteção do conjunto;

 Torque máximo ajustado pela simples mudança do volume de óleo;

 Transmissão de potência sem desgaste, pois não existe contato mecânico entre as

partes;

 Grande economia através da proteção de todos os elementos elétricos e mecânicos do

acionamento, mesmo sob grande freqüência de comutação ou reversão de rotação.

Os acoplamentos hidráulicos podem ser divididos entre os de rotação constante e de rotação

variável. O nível de óleo entre as rodas é o que determina o percentual de rotação que é

repassado do eixo motor para o eixo movido, assim como o torque. A figura 11, mostra o

esquema de um acoplamento com variador de velocidade.

Figura 16 – Acoplamento hidráulico com variador de velocidade

Embora possam variar a rotação e o torque, estes acoplamentos não se assemelham aos

redutores, porque a relação entre estas grandezas não é inversamente proporcional, com

acontece nos redutores.

Sites relacionados:

http://www.antaresacoplamentos.com.br

http://www.ameridrive.com.br/frame_master.asp

http://www.arten.com.br/prod_07.htm

http://www.acoplastltda.com.br