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Correia
Sistema Mecânicos
Elementos de Máquina
Prof. MSc .Fernando Henrique Carrera
1.0 – 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
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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 à custa de potência do eixo motor e que, portanto, diminuem o rendimento da transmissão. O “creep” é um fenômeno inevitável, conseqüência da elasticidade dos materiais, mas as perdas de potência dele decorrentes são pequenas e não afetam de modo sensível a 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 (.
1.0.1. - Vantagens da Utilização das Coréias
As principais vantagens encontradas em transmissões por correias acontecem em função do 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 do 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 tem-se 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
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2.0 - Dimensionamento da transmissão por correia plana
Segundo Murilo (1968), o projeto de transmissão por correia envolve ou a seleção da correia para transmitir uma 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 a espessura.
1.0.2. - 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 =
Onde:
- T 1 = tensão no lado tenso, lb;
- (^) T 2 = tensão no lado fouxo, lb;
- V = velocidade da correia, pé/s.
- P = potência em hp.
A expressão apresentada a seguir permite determinar a tensão T 2 , em psi, quando conhecida a espessura e se deseja conhecer a largura.
=e f.α
Onde:
- T 1 = tensão máxima permissível, psi;
- T 2 = tensão no lado frouxo da coréia, psi;
- w = peso por pé de comprimento de uma correia que tenha 1pol 2 de seção transversal;
- v = velocidade da correia, pé/s;
- g = aceleração da gravidade, 32.2 pé/s;
- f = coeficiente de atrito entre a correia e a polia;
- α = ângulo de abraçamento da coréia na polia, radianos.
A seção transversal necessária de uma coréia, quando não é conhecida sua largura, e determinada por:
= 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.
2.2 - Ângulo de abraçamento
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- Correia aberta - mesmo sentido de rotação
Figura 04 – Correia Aberta. Fonte: Souza (2008)
Os ângulos de abraçamento para uma correia aberta são dados por:
α 1 =180 – 2.arc sen α 2 =180 + 2.arc sen
- Correia cruzada - sentido de rotação opostos
Figura 05 – Correia Cruzada. Fonte: Souza (2008)
Os ângulos de abraçamento para uma correia aberta são dados por:
α 1 = α 2 = 180 + 2.arc sen
3.0 - Dimensionamento das transmissão 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;
3.1.0 – Potência Projetada (P p)
P (^) p = P (^) motor x Fs
Onde: P (^) p = potência projetada; P (^) motor = potência do motor; Fs= fator de serviço.
3.1.1 – Fator de serviço (Fs )
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OBS:
Para obter o diâmetro da polia em “mm”, basta multiplicar o diâmetro em polegadas por 25.4.
3.1.4 – Relação de Transmissão
Figura 06 – Ilustração da Relação de Transmissão. Fonte: Melconian (2008)
=i
Onde: ¡ = relação de transmissão; η (^) maior = rotação da polia motora; η (^) menor = rotação da polia movida; D = diâmetro da polia maior em (mm); d = diâmetro da polia menor em (mm).
3.1.5 – Comprimento das correias
l =2.C+1.57.(D+d)+
Onde: C = comprimento da correia; D = diâmetro da polia maior em (mm); d = diâmetro da polia menor em (mm). l = comprimento da coréia (mm);
Através do comprimento da correia pode-se determinar a referência da coréia a ser utilizada através da tabela 4 ( correias Super Hc) e tabela 5 ( correias Hi-Power).
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Tabela 4 – Comprimentos das Correias Super HC. Fonte: Melconian (2008)
Tabela 5 – Comprimentos das Correias Hi-Power II. Fonte: Melconian (2008)
3.1.6 – Ajuste da Distância entre Centros
C=
Onde: ΙA = comprimento de ajuste (mm); ΙC = comprimento da correia (mm); h = fator de correçãoda distância entre centros (tabela 6); D = diâmetro da polia maior em (mm); d = diâmetro da polia menor em (mm). C = Distância entre centros (mm).
O fator de correção da distância entre centros é obtido através da tabela 6 a seguir.
3.1.7 – 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)
3.1.8 – Capacidade de transmissão por Correia
P (^) Pc= (Pb -P (^) a).f (^) cc.f (^) cac
Onde;
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