APOSTILA TURBO MOTORES VOITH

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VOITH - Certificada ISO 9001:2000 
 
 
TREINAMENTO 
 
VOITH 
Engineered reliability 
 
 
 
 
 
Elaborado por: Engenheiro Magno Perriraz da Silva 
Gerência de Engenharia de aplicação – VOITH Turbo Brasil 
2016 (rev.02) 
 
 
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INDICE 
 
1- INTRODUÇÃO........................................................................................................................................ 03 
2- MODELOS DE TURBOACOPLAMENTO HIDRODINÂMICO VOITH..................................................................... 03 
3- APLICAÇÃO.......................................................................................................................................... 03 
4- PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO............................................................................................................. 05 
5- CONSIDERAÇÕES GERAIS NA PARTIDA DE UMA MÁQUINA.......................................................................... 08 
6- VANTAGENS COM O USO DO ACOPLAMENTO HIDRÁULICO VOITH................................................................ 09 
7- VANTAGENS DO ACOPLAMENTO A ÁGUA – VOITH...................................................................................... 10 
8- MEDIDA DE EFICIÊNCIA......................................................................................................................... 11 
9- REGRAS FUNDAMENTAIS PARA MÁQUINAS CENTRÍFUGAS.......................................................................... 11 
10- CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS....................................................................................................... 12 
11- TIPOS DE ACOPLAMENTOS E FORMA CONSTRUTIVA................................................................................. 13 
12- CRITÉRIO DE SELEÇÃO........................................................................................................................ 15 
12.1- TRANSMISSÃO HIDRODINÂMICA DE POTÊNCIA..................................................................................... 15 
12.2- PARTIDA DO MOTOR SEM CARGA....................................................................................................... 15 
12.3- TENSÕES NA CORREIA DURANTE A PARTIDA........................................................................................ 16 
13- CRITÉRIO DE SELEÇÃO DEPENDENDO DA APLICAÇÃO.............................................................................. 18 
14- LIMITAÇÃO DE TORQUE DE PARTIDA............................................................................................... 23 
15- METODO PARA MENSURAR O TORQUE TRANSMITIDO........................................................................ 34 
16- CERTIFICADO DE LIMITAÇÃO DE PARTIDA....................................................................................... 38 
17- TIPOS DE ACOPLAMENTOS................................................................................................................... 40 
18- PERFIL MISTO DO ROTOR TURBINA.................................................................................................. 46 
19- CURVAS CARACTERÍSTICAS DO ACOPLAMENTO VOITH............................................................................. 46 
20- DADOS PARA SELEÇÃO DO ACOPLAMENTO E MÉTODOS........................................................................... 48 
21- PEÇAS E COMPONENTES...................................................................................................................... 51 
22- RETENTOR......................................................................................................................................... 59 
23- DISPOSITIVOS DE SEGURANÇA –.................................................................................................... 62 
23.1- BUJÃO FUSÍVEL........................................................................................................................... 62 
23.2- SENSOR DE TEMPERATURA ELETRÔNICO ...................................................................................... 64 
24- TIPOS DE CONEXÕES........................................................................................................................... 67 
25- CARACTERÍSTICAS EXIGIDAS PARA O FLUIDO DE TRABALHO.................................................................... 82 
26- POSICIONAMENTO DE MONTAGEM – ROTOR BOMBA E ROTOR TURBINA.................................................... 86 
27- CONTROLE DO NÍVEL DE ÓLEO............................................................................................................. 88 
28- MONTAGEM E DESMONTAGEM DO ACOPLAMENTO................................................................................... 89 
29- PROBLEMAS – POSSÍVEIS CAUSAS E SOLUÇÕES.................................................................................... 91 
30- INSTRUÇÕES DE REPARO – ACOPLAMENTO HIDRODINÂMICO VOITH......................................................... 93 
31- ACOPLAMENTO DE ENCHIMENTO VARIÁVEL........................................................................................... 101 
32- FORMULAS......................................................................................................................................... 110 
 
 
 
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1. INTRODUÇÃO 
 
Föttinger estudando a transmissão de energia em um barco teve a ideia de unir os rotores de 
uma bomba centrífuga e de uma turbina do tipo Francis em uma construção compacta, 
eliminando as tubulações e, consequentemente, as perdas de energia devido a elas. Sinclair 
desenvolveu esse projeto, o qual foi explorado pela VOITH (Alemanha) e pela Fluidrive 
(Inglaterra). 
A VOITH iniciou o desenvolvimento dos turboacoplamentos hidrodinâmicos em 1930 e desde 
então vem fornecendo-os ao mundo chegando em 2000 a atingir 1.000.000 de unidades 
vendidas. 
No Brasil, iniciamos as atividades em 1964 e na divisão Voith Turbo foram fabricados para o 
mercado interno cerca de 10.000 Turboacoplamentos Hidrodinâmicos de Enchimento Constante, 
produzindo ainda Turboacoplamentos Hidrodinâmicos de Velocidade Variável, Conversores de 
Toque e Freios Hidrodinâmicos Automotivos. 
 
2. TURBOACOPLAMENTO HIDRODINÂMICO VOITH 
 
O Turboacoplamento Hidrodinâmico de Enchimento Constante é basicamente o tipo T. Deste se 
originam todos os demais tipos como, por exemplo, de dupla câmara de trabalho, com câmara de 
retardamento, com polia, com tampa de mancal, etc. O Turboacoplamento Hidrodinâmico de 
Enchimento Constante e, portanto, de velocidade constante, pode ser utilizado para potências de 
0,2 a 4500 kW e com velocidades motoras de 300 a 3600 1/min, de acordo com o gráfico de 
potências. 
O Turboacoplamento Hidrodinâmico de Enchimento Variável (HVSD) segue o mesmo princípio de 
Föttinger. Porém, diferentemente do de enchimento constante, é possível variar o nível de 
enchimento na câmara de trabalho controlando a quantidade de óleo, ou água em alguns casos, 
através do tubo captador comandado por um posicionador eletromecânico - Contrac da ABB ou 
através de válvulas solenoides (TPKL). Este controle tem como objetivo proporcionar a variação 
da velocidade de saída, que poderá ser utilizada para ajuste de características operacionais da 
máquina como controle de vazão ou pressão, por exemplo, ou distribuição de carga em 
acionamentos multimotores. É também indicado para acionamentos com potências bem mais 
elevadas, atingindo ranges de 50 KW 25 MW e 400 a 6500 rpm (modelosSVTL, SVNL, SVL e 
SVTW). 
Convém salientar que, independentemente do modelo do Turboacoplamento Hidrodinâmico, para 
uma mesma velocidade motora, quanto maior a potência motora maior será o tamanho do 
turboacoplamento. Entretanto, para uma mesma potência, quanto maior a velocidade menor será 
o tamanho do Turboacoplamento Hidrodinâmico. 
 
3. APLICAÇÕES 
 
A experiência nos mostra que 60 a 70% das aplicações de Turboacoplamento Hidrodinâmicos são 
em equipamentos para movimentação de materiais em um grande número de segmento tais 
como: Minerações, Portos, Siderurgias, Indústrias de Cimento, de Calcário, de Papel e Celulose, 
de Açúcar e Álcool, entre outras. 
Como exemplos de equipamentos de movimentação de materiais podemos citar: transportadores 
de correia, de correntes ou de cabos, elevadores de canecas, pontes rolantes (na translação da 
ponte ou do carro), pórticos, guindastes, empilhadeiras de pátio de minério, retomadoras de roda 
de caçamba, mesas alimentadoras, entre outros. 
 
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Além de movimentação de materiais no campo da Mineração, em plantas de alumínio na extração 
da cassiterita, e na indústria do cobre, os Turboacoplamento Hidrodinâmicos são utilizados em 
bombas de polpa, ventiladores, exaustores de caldeira, britadores, moinhos e peneiras 
vibratórias. Como aplicação específica, ainda no campo da mineração, temos os disco de 
pelotização e as máquinas para briquetar na mineração de carvão. 
Na Siderurgia Integrada temos os Turboacoplamento Hidrodinâmicos de Enchimento Constante e 
Turboacoplamentos Hidrodinâmicos de Velocidade Variável acionando transportadores de correia, 
moinhos, mesas de rolos, trefilas de aramos, ventiladores e exaustores. 
Nos Portos os Turboacoplamento Hidrodinâmicos acionam transportadores de correias, 
empilhadeiras e retomadora de rodas de caçamba. 
Na Indústria Cimenteira temos instalado no acionamento de fornos rotativos, britadores, 
moinhos, peneiras vibratórias, elevadores de canecas, roscas transportadoras, transportadores de 
correia. No acionamento de moinhos da Indústria Cerâmica é obrigatório o uso de 
Turboacoplamento Hidrodinâmicos de Enchimento Constante. 
Na Indústria de Papel e Celulose temos como aplicações típicas o acionamento dos descascadores 
de toras, picadores de madeira, além das mesas alimentadoras de toras e transportadores de 
correia. 
Na Indústria Açucareira que utiliza cana de açúcar, temos inúmeras referências no acionamento 
de mesas alimentadoras e mesa principal, bem como em exaustores de caldeiras que facilitam a 
partida e ajudam no equilíbrio térmico da caldeira. Ainda na caldeira, os Turboacoplamento 
Hidrodinâmicos acionam a bomba de alimentação de água e a alimentação do bagaço para 
queima. 
No processo de fabricação de açúcar, a partir da beterraba, temos notícias de aplicação do 
Turboacoplamento Hidrodinâmico de Velocidade Variável no processo de transformação. 
Na Indústria Petroquímica temos Conversores de Torque acionando bombas de deslocamento 
positivo e Turboacoplamento Hidrodinâmico de Velocidade Variável acionando compressores a 
gás. Em Plataformas de Petróleo em terra, temos várias referências de Conversores de Torque 
acionando a mesa e as bombas de lama. Em plataformas marítimas (off shore), Conversores de 
Torque auxiliam a partida de turbinas a gás e Acoplamentos Hidrodinâmicos de Enchimento 
Constante acionam o bombeamento de petróleo. 
Em Termelétricas temos exemplos notáveis de aplicações de Turboacoplamentos Hidrodinâmicos 
de Velocidade Variável acionando bombas de alimentação de caldeiras. 
As Indústrias Químicas e de Oleaginosas, inclusive as de Sabão e afins, utilizam 
Turboacoplamentos Hidrodinâmicos de Velocidade Variável para acionarem bombas e 
Turboacoplamentos Hidrodinâmicos de Enchimento Constante para bombas centrífugas, 
dissolventizadores, agitadores, misturadores, separadores, secadores rotativos, etc. 
Na Indústria do Couro os Turboacoplamentos Hidrodinâmicos de Enchimento Constante acionam 
os fulões, que são os batedores das peles (equipamento de grande inércia). 
A aplicação mais notável dos Turboacoplamentos Hidrodinâmicos de Velocidade Variável é o 
acionamento de bombas de deslocamento positivo que bombeiam polpa de minério de ferro à 
distância de 396 km através de mineroduto, e em acionamento de correia transportadora com 
acionamento quádruplo também transportando minério de ferro. 
Portanto, através destes exemplos, podemos dizer que os Turboacoplamentos Hidrodinâmicos 
apresentam um sem fim de aplicações no auxílio de acionamento das mais diversas máquinas, 
em praticamente todo o campo da mecânica. 
 
 
 
 
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4. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO 
 
ATRAVÉS DO FLUXO DE FLUIDOS (óleo ou água), TORQUES SÃO TRANSMITIDOS E ROTAÇÕES 
SÃO CONTROLADAS. 
Representamos no esquema (fig. 1) um conjunto motor/propulsor de um barco. À esquerda uma 
bomba centrífuga e a direita uma turbina do tipo Francis unidas entre si e ao reservatório de 
fluido de trabalho através de tubulações. 
� Façamos uma analogia: Se colocarmos dois ventiladores, um em frente ao outro, mas só 
ligarmos um deles, o que ocorreria com o outro? Certamente, irá girar devido à força do fluxo 
de ar de encontro às suas pás. 
� Com o Turboacoplamento Hidrodinâmico acontece o mesmo, só que ao invés de um fluxo 
gasoso temos um fluido transmissor como, por exemplo, óleo ou água sendo de uso mais 
comum o primeiro. 
 
 
 
 
Acoplamentos hidrodinâmicos são baseados no princípio de Föttinger. Um acoplamento elementar 
consiste em dois rotores com pás / aletas (bomba centrífuga e turbina). Estas juntamente com 
uma concha formam uma câmara de trabalho, no qual o fluído de transmissão circula (fig.01). 
 
 
 
Fig. 2 – Leis Hidrodinâmicas 
 
TURBINA 
BOMBA 
MOTOR 
Fig. 1 – Princípio de Föttinger 
 
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A potência mecânica é transmitida sem desgaste por um fluxo circulante de óleo entre rotor 
bomba e rotor turbina. O torque resulta da alteração do momento angular do fluído quando o 
mesmo é transferido do rotor bomba para o rotor turbina. 
De acordo com as leis físicas, acoplamentos hidrodinâmicos (turbo acoplamentos) são 
classificados como máquinas de fluxo. Estas máquinas se caracterizam por transmitir um torque 
proporcional ao quadrado da rotação de acionamento. A representação gráfica desta relação a 
designamos de campo primário ou parábola de escorregamento. 
O comportamento operacional (campo secundário) pode ser representada pela função do 
coeficiente de potência λ= ƒ (ν) (Fig.4) o qual é proporcional ao torque transmitido. 
Geralmente as características de um turbo acoplamento são descritas como torque em função da 
relação de rotação ν = ωΤ/ωΡ para vários graus de enchimento (diagrama de performance 
secundário). Dependendo do tipo do acoplamento e volume de enchimento, a magnitude e a 
forma das curvas pode variar consideravelmente. 
Para se obter um fluxo de massa que transmita potência, é necessária uma diferença de rotação 
entre bomba e turbina, mesmo em condições de regime permanente. Esta diferença é designada 
como escorregamento s = 1 – ν. 
 Para acoplamentos de partida e proteção contra sobrecarga, a curva característica na região 
operação contínua deve ser tão inclinada quanto possível, para manter o escorregamento em 
regime permanente SN (fig.4) num valor mínimo para qualquer grau de enchimento. Na região 
de alto escorregamento até o ponto de demarragem ΤΑ, λa, a curva deve ser horizontal parase 
obter limitação de torque. A limitação de torque pode ser ajustada variando-se o grau de 
enchimento. 
Para variadores de velocidade, a curva de torque para qualquer enchimento deve decair 
continuamente com o aumento da rotação. Desta forma é possível partidas controladas com 
estreita faixa de limitação de torque. Se a interseção entre curva do acoplamento e curva da 
carga é bem definida, é possível se estabelecer pontos de operação estáveis abaixo da rotação 
nominal permitindo, por exemplo, a inspeção do transportador em vazio. 
Desenvolver teoricamente uma curva característica otimizada para a aplicação somente a partir 
das leis da hidráulica é ainda muito difícil. As curvas dos acoplamentos são, portanto 
determinadas através de testes experimentais. Na fig.4 a esquerda são demonstrados os diversos 
fatores que influem nas curvas características tais como forma do perfil, trajetória do fluxo etc. 
DIÂMETRO 
CIRCUITO DE ÓLEO 
RROOTTOORR BBOOMMBBAA 
RROOTTOORR TTUURRBBIINNAA 
FFLLUUXXOO DDOO FFLLUUÍÍDDOO 
MOTOR MÁQUINA ACIONADA 
Fig. 3 – Leis hidrodinâmicas. 
 
 
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As características primárias e secundárias de um acoplamento são melhores ilustradas num 
diagrama tridimensional (Fig.4). Este gráfico é útil, quando o torque aplicado durante a partida do 
motor é alto o suficiente para tirar o transportador do repouso. 
Como resultado de uma interação entre função primária e secundária, pode se obter as curvas de 
partida dos acoplamentos considerando-se parâmetros tais como tempo, rotação, 
escorregamento e volume de enchimento. 
 
 
 
A bomba absorve a energia mecânica do motor e transforma-a em energia cinética do fluido. Esta 
é absorvida pela turbina que a transforma novamente em energia mecânica. 
Föttinger uniu os dois rotores (bomba e turbina) em uma construção compacta, eliminando as 
tubulações e, por conseguinte, as perdas de energia por atrito que nelas ocorriam. 
O fluxo de fluido circula entre os dois rotores seguindo o caminho mais curto e transmite a 
energia unicamente sob forças dinâmicas não havendo desgaste uma vez que não há contato 
físico entre as partes rotativas de transmissão de potência. Os torques nos eixos de entrada e de 
saída são iguais, pois só existem dois elementos. 
Atualmente os Turboacoplamentos Hidrodinâmicos são fabricados na forma acima: 
• A carcaça é formada pelo rotor bomba e pela concha. 
• Os rolamentos dos rotores são coaxiais. 
• A estanqueidade é feita através de retentores. 
• As aletas são radiais, paralelas ao eixo de giro. 
• Grau de enchimento: 40 a 70% do volume total. 
Fig. 4 – Curvas características teóricas e práticas para dois tipos de acoplamentos. 
 
 
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• Escorregamento _ perda de potência _ calor _ aquecimento do fluido _ dissipação por 
radiação e convecção através das superfícies do turboacoplamento. 
A curva característica de torque de um Turboacoplamento Hidrodinâmico (fig.5) está 
representada pelo torque (M) em função da velocidade do rotor turbina (nT) ou de forma inversa 
em função do escorregamento (S). 
Nota-se que quanto maior o torque maior é o escorregamento para o mesmo enchimento, 
entretanto, o torque só aumenta quando há sobrecarga da máquina. 
Ao definirmos o tipo ou tamanho do turboacoplamento e o volume de fluido a ser utilizado, 
definimos a inter-relação entre torque e escorregamento. Pode-se considerar desprezível o efeito 
do aumento da temperatura do fluido. 
O Turboacoplamento Hidrodinâmico tem as mesmas características das máquinas de fluxo 
(bombas centrífugas, ventiladores, etc.) e, portanto: 
 
 
 
5. CONSIDERAÇÕES GERAIS NA PARTIDA DE UMA MÁQUINA. 
 
• O motor quando acoplado diretamente a carga, sem acoplamento hidráulico, na partida 
absorve 5 a 8 vezes a corrente nominal; 
• A partida direta gera aumento de temperatura no motor, custos altos, principalmente quando 
são feitas muitas partidas freqüentes / consecutivas. Em caso de travamento da máquina ou 
sobre carga, há o travamento do rotor do motor, gerando alta temperatura em sua parte 
interna; 
• A partida com chave estrela - triângulo, na fase estrela há redução de 1/3 da corrente 
absorvida e o torque requerido pela partida direta, mas não elimina o alto pico de corrente na 
fase inicial de comutação estrela >> triângulo, e para altas inércias é necessário 
superdimencionar o motor para suportar o longo período de aceleração durante a partida; 
Fig. 5 – Curvas características de torque. 
 
 
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• O acoplamento hidrodinâmico VOITH é montado normalmente em um motor elétrico trifásico 
assíncrono (gaiola) de baixo custo comparado aos demais modelos, e que disponibiliza torque 
máximo entorno de 85% da velocidade de regime; 
• O acionamento com acoplamento hidrodinâmico VOITH permite que o motor parta com baixa 
resistência. Somente ocorrerá o pico de corrente instantânea, característico do motor mesmo 
em vaio; 
• Na partida com acoplamento hidrodinâmico, praticamente todo o torque do motor está 
disponível para a sua própria aceleração e do motor de acionamento. Nesta fase o 
escorregamento é de até 100%, quando então o motor alcança o torque máximo de 200% do 
torque nominal; 
• Assim que o motor desenvolve a velocidade progressivamente, o escorregamento diminui 
para o seu valor mínimo; 
• O acoplamento possui proteção contra sobre-carga ou travamento da máquina movida. 
Quando há o travamento total o motor desacelera um pouco até que o acoplamento atinja 
100% de escorregamento e assim, haja o rompimento do bujão fusível ou o desligamento do 
sistema através de sensor de temperatura (MTS, BTS ou BTM), neste exato momento, a 
corrente do motor pode elevar até 2,5 vezes a nominal, no entanto, relês térmicos ou 
disjuntores eletromagnéticos podem atuar também como sistema de proteção, dependendo 
do ajuste imposto ao sistema de proteção elétrico. 
 
6. VANTAGENS COM O USO DO ACOPLAMENTO HIDRÁULICO VOITH 
 
• Aceleração suave de grandes massas (grandes inércias); 
• Possibilidade de uso de motor padrão (de gaiola); independente da tensão do Motor; 
• Aceleração de grandes massas suavemente sem necessidade de superdimensionamento de 
motores; 
• Proteção do motor e dos componentes da máquina contra travamento do equipamento; 
• Permite partidas consecutivas e reversão; 
• Divisão de carga em acionamento multi-motor, a sincronização é feita pelo próprio 
acoplamento; 
• Partida do motor livre de carga, aliviando o motor. A corrente de partida baixa imediatamente 
no momento da partida (motor livre = economia de energia); 
• Absorve choques torsionais e amortece vibrações; 
• Não sujeito à falha geral sem prévio aviso; 
• Baixo custo de instalação; 
• Intervalo de revisão recomendado de 5 anos; 
• Alta Disponibilidade e Confiabilidade; 
• Torque de saída igual ao torque de entrada, o motor pode oferecer o máximo torque sempre 
que a máquina movida oferecer resistência; 
• Serviço de assistência técnica e mão-de-obra especializada no Brasil; 
• Limitação do torque de partida entre 160 e 120% em função das caracteristicas construtivas 
(câmara de retardo e anular, e parafusos de restrição) e variação do volume de óleo; 
• Elementos girantes sem contato mecânico >> sem desgaste; 
• Aumenta a vida útil da correia, engrenagens, e componentes da máquina; 
 
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VOITH - Certificada ISO 9001:2000• Pouco espaço requerido; 
• Disponibilidade de peças de reposição por prazo indefinidamente; 
• Apto para instalação outdoor e indoor; 
• Comissionamento simples; 
• Não requer mão-de-obra especializada para parametrização e solução de problemas 
operacionais; 
• Imune à variação de tensão e não gera disturbios na rede elétrica; 
 
7. VANTAGENS DO ACOPLAMENTO A ÁGUA – VOITH 
 
• O elemento de transmissão que protege a máquina e o meio ambiente (ISO 14001); 
• A água está disponível em todo lugar e de custo infinitamente menor comparado ao óleo; 
• Viscosidade menor, densidade maior e maior calor especifico resultam em maior eficiência 
de transmissão; 
• Rolamentos brindados com lubrificação permanentemente aumentam sua durabilidade 
principalmente em aplicações de operação sem parada por longos períodos (ex: 
ventiladores). 
• Multifluído; pode utilizar água, óleo e outros fluidos sob consulta. 
• Aplicação ideal em processos de alimentos, grãos, áreas portuárias, ambientes confinados. 
• Também disponível em todas as execuções TW-TWV-TWVV-TWVVS. 
 
A seguir temos uma simulação para comparação de um acoplamento a óleo e outro a água, 
tomando-se como base os seguintes dados: 
 
Dados do acionamento: 
Potência motora: 100 kW 
Rotação motora: 1750 rpm 
Inércia: 50 Kg.m 
Nota: É importante perceber (fig.6) que o escorregamento é menor para o acoplamento a água, o 
que significa que haverá maior eficiência do acoplamento sobre o resultado da máquina. 
 
Fig. 6 – Tabela com valores comparativos – óleo x água. 
 
 
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8. MEDIDA DE EFICIÊNCIA: 
 
Escorregamento = s (%) 
LIMITE NORMAL DE ESCORREGAMENTO (S%) = 2 A 4% 
A eficiência do acoplamento pode varia para menos nos casos de baixa potência transmitida. Isto 
está relacionado ao diâmetro (D) do acoplamento, quanto menor a potência menor o 
acoplamento. 
 
 
 
9. REGRAS FUNDAMENTAIS – MÁQUINAS CENTRUFUGAS 
 
Torque = f (n2 , D5 , Volume de Fluído) 
Potência = f (n3 , D5 , Volume de Fluído) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
S % = 
ROTAÇÃO DE ENTRADA ROTAÇÃO DE SAÍDA 
ROTAÇÃO DE ENTRADA 
X 100 
EVOLUÇÃO DO TORQUE EM FUNÇÃO DA VARIAÇÃO PERCENTUAL DA ROTAÇÃO (n)
0.1 0.8 2.7
6.4
12.5
21.6
34.3
51.2
72.9
100
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
VARIAÇÃOPERCENTUAL - RPM
 
P
O
T
Ê
N
C
IA
 %
 .
 
Fig. 7 – Formula para cálculo do escorregamento. 
 
Fig. 8 – Curvas da variação da potência em relação a variação da rotação. 
 
 
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Observação: 
No gráfico acima (fig.8) verifica-se que conforme a rotação reduz, a potência transmitida reduz 
na proporção de n. Variando (reduzindo) a rotação para 30% do seu valor nominal, a potência 
transmitida será igual a 2,7% do seu valor nominal (P = n3 = 0,33). 
 
EFEITO DEVIDO REDUÇÃO DA ROTAÇÃO 
 
EXEMPLO: MOTOR DE 60 
CV COM ROTAÇÃO DE 
1800 RPM – 4 POLOS 
ACOPLAMENTO VOITH 366 
 
 
1800 rpm - 100% da rotação 
/ 60 CV 
 
 
 
Redução de 50% na rotação 
(900 rpm), tem-se apenas 
12.5% da potência aplicada, 
resultando em + 7.5 CV 
 
750 rpm - Redução de 58% 
da rotação, tem-se apenas + 
7.4% da potência aplicada, 
resultando em 4.4 CV 
 
 
10. CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS 
 
O acoplamento VOITH possui em sua carcaça números e letras que formam o código de 
identificação do produto VOITH. Este código de identificação (fig.9 e 10) é importante quando da 
verificação de informações construtivas (projetos) e referentes ao processo de compra e venda. 
O TIPO E O NÚMERO DE SÉRIE SÃO ENCONTRADOS NOS PONTOS A e B 
 
 
 
 
 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 
MODELO / TIPO DO ACOPL AMENTO 
750 T VV S A D 
11 
 
 
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1- Tamanho do acoplamento (diâmetro interno) 154, 206, 274, 366, 422, 487, 562, 650, 750, 
866, 1000, 1150 
2- Quantidade de circuito de trabalho – T OU DT (duplo). 
3- Tipo de material: S - SILUMINA, U – FERRO. Exceção: W – ÁGUA. 
4- Tipo de câmara de retardo. Sem indica que não contém, V – simples e VV – prolongada. 
5- Sistema de esvaziamento da câmara de retardo, Sem indicação - esvaziamento dependente do 
tempo sem enchimento de retorno dinâmico, F – válvula acionada por força centrifuga, Y – com 
enchimento com retorno dinâmico. 
6- Tipo de tampa: Sem indicação – construção normal, S – 
câmara anular. 
7- Tipo de ligação com o acoplamento, Sem indicação - 
Execução com acoplamento elástico, N – flange de engate 
primário e acoplamento elástico no veio do acoplamento. 
8- Estado de construção (informação especial de 
característica construtiva – projeto) - A, B, C, E, G, H, J, K, 
L, P, Q 
9- Disco de estrangulamento. Sem indicação – sem disco de 
estrangulamento, D – com disco de estrangulamento; 
10- Informação especial de projeto – X ou Z 
11- Informação complementar 
 
 
 
11. TIPOS DE ACOPLAMENTOS E FORMA CONSTRUTIVA 
 
 
Acoplamentos hidrodinâmicos são fabricados numa ampla gama de tamanhos e formas 
construtivas para toda faixa de potência e rotações exigidas no transporte de materiais. Algumas 
importantes características dos acoplamentos hidrodinâmicos são especificas de sua forma 
construtiva para atender aplicações especiais. Além das características de operação em regime 
permanente, as características de partida e parada também devem ser considerados ao se 
selecionar um acoplamento. 
Os acoplamentos adequados para correias transportadoras podem ser classificados em dois tipos 
básicos: enchimento constante e variadores de velocidade, havendo três execuções básicas dos 
primeiros (execução 1 a 3) as quais são normalmente utilizados em transporte de materiais. 
O acoplamento de enchimento constante (fig 11) é o tipo mais utilizado no transporte de graneis, 
devido ao seu projeto simples, manutenção mínima e custo competitivo. 
 
 
Fig 11. Acoplamento de enchimento constante com câmara de retardamento e câmara anular periférica (execução). 
Fig. 9 – Disposição do código de identificação no acoplamento VOITH. 
 
Fig. 10 – Posicionamento do código no acoplamento. 
 
 
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Este acoplamento é preenchido com o fluído de transmissão antes do seu comissionamento e não 
há suprimento de óleo externo. Na execução 1 (Tipo T) o volume de óleo na câmara de trabalho é 
praticamente constante em todas as condições de operação. Nas execuções 2 (Tipo TV/TVV) e 3 
(Tipo TVVS) o fluído de transmissão do acoplamento é distribuído internamente de forma 
desigual, particularmente nas condições transitórias de partida e parada. Este tipo de 
acoplamento é geralmente escolhido para permitir uma partida sem carga do motor, limitação de 
torque e para influenciar positivamente o comportamento vibratório torsional. A sua curva 
característica básica, corresponde ao mostrado na Fig.4 (vide Parte I) para acoplamento de 
partida cumprindo com a função de proteção contra sobrecarga. 
Variadores de velocidade são utilizados em transportadores de correia com requisitos especiais, 
relativamente ao tensionamento da correia, limitação do torque e situações especiais. 
Os variadores de velocidadepermitem alterar o volume de óleo na câmara de transmissão 
durante a operação são disponíveis em duas formas construtivas: 
-variador de velocidade de enchimento ajustável (execução 4) 
-variadores de velocidade de fluxo controlado (execução 5) 
Estes variadores são equipados com um circuito externo de fluido que pode ser utilizado para 
variar o nível de fluido, bem como resfriá-lo. 
Para a execução 4 (Fig. 12) o nível de fluido é determinado por meio de um tubo captador 
radialmente móvel. 
 
A construção pode variar em função dos arranjos do tubo captador de óleo e suprimento de óleo. 
As curvas de performance correspondem às características de variadores de velocidade e 
acoplamentos de fluxo controlado. 
Na execução 5 (Fig. 13) o nível de fluido é determinado balanceando-se o fluxo fornecido com o 
fluxo de escape, através de orifícios calibrados. Válvulas de controle são utilizadas para regular o 
fluxo alimentador. 
A execução 5 distingue-se por seu desenho compacto, boa característica de controle e pequenas 
perdas. 
Fig. 12 – Variador de velocidade tipo SVTL (execução 4). 
 
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12. CRITÉRIO DE SELEÇÃO 
 
O projeto de transportadores de correia de alta confiabilidade, em especial para as condições de 
operação em regime permanente, é regulado por diversas normas e diretrizes. O engenheiro de 
projeto deve, entretanto, atentar para os eventos de partida e parada e sua influencia no custo 
inicial e na vida útil da correia; um dos mais caros elementos de um transportador. Estes 
aspectos podem ser influenciados positivamente pelo uso criterioso de acoplamentos 
hidrodinâmicos nos acionamentos de transportadores de correia. 
 
12.1. TRANSMISSÃO HIDRODINÂMICA DE POTÊNCIA 
 
No transporte de materiais, os acoplamentos hidrodinâmicos são usualmente instalados entre 
motor e redutor. 
Como resultado das suas características operacionais, a interação entre motor de acionamento e 
correia transportadora pode ser influenciada como se segue: 
 
− Separação da partida do motor da partida do transportador. 
− Tensionamento controlado da correia. 
− Limitação de torque (continuamente ajustável). 
− Torque de partida adaptado a condição de carga do transportador. 
− Seleção econômica de motor de baixo torque de partida e sistema de alimentação elétrica 
adequado (sem superdimensionamento). 
− Alta frequência de partida. 
− Partida sequencial de motores e distribuição de carga em acionamentos múltiplos. 
− Amortecimento de vibrações torsionais. 
− Velocidade reduzida (dependendo do tipo de acoplamento). 
− Parada do transportador com o motor em rotação (dependendo do tipo de acoplamento). 
 
12.2. PARTIDA DO MOTOR SEM CARGA 
 
Para acionamento de transportadores de correia utiliza-se, geralmente, motor assíncrono de 
gaiola. As vantagens deste tipo de motor tais como mínima manutenção, robustez e a partida 
direta simples, dispensando elementos de comando e comutação complexos, se contrastam com 
uma característica de partida inadequada para transportadores de correia tais como carga 
térmica limitada e alta corrente de partida. 
Fig. 13 – Variador de velocidade de fluxo controlado DTPK (execução 5). 
 
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Em partida direta o motor aplica seu torque de demarragem dentro de milissegundos e percorre 
a sua curva de torque inerente durante a partida. 
Esta curva de torque x velocidade é uma característica individual do motor e não depende do 
torque de carga. 
Dependendo do seu tipo e construção, o acoplamento hidrodinâmico pode aliviar o motor 
assíncrono de várias formas. A carga a ser suportada pelo motor durante a partida, resultado do 
torque da carga e das massas a serem aceleradas, é somente determinada pelo acoplamento; o 
transportador de correia é virtualmente desacoplado do motor. O torque do acoplamento eleva-se 
do zero com o quadrado da rotação do motor. 
Para condições idênticas de operação em regime permanente, pode se estabelecer o torque de 
partida dentro de uma ampla gama (fig 7). 
Dependendo do seu projeto, os acoplamentos de enchimento constante podem transmitir um 
torque considerável durante a partida do motor (curvas características a até c). Variadores de 
velocidade esvaziados geram um torque residual quase insignificante (curva d). 
Mesmo acoplamentos hidrodinâmicos da execução 1 sem câmara de retardamento, permitem um 
significativo alívio do motor na região de alta corrente. Ele permite 
uma elevação do torque em segundos ao invés de milissegundos e o seu fluido de transmissão 
opera como uma capacidade de armazenamento térmico adicional na partida. O gráfico da Fig. 7 
também mostra como este tipo se desenvolveu nos últimos anos do tipo T para o tipo TVV e 
TVVS com câmara de retardamento convencional e periférica. 
A aplicação de variadores de velocidade das execuções 4 e 5 eliminam praticamente todas as 
desvantagens do motor assíncrono. 
 
12.3. TENSÕES NA CORREIA DURANTE A PARTIDA 
 
Em grandes transportadores, as correias são os componentes mais custosos e, portanto, definem 
o investimento inicial e a viabilidade econômica de todo o sistema. Por isto os engenheiros de 
operação e projeto exigem um dimensionamento cada vez mais preciso para otimização da 
correia. 
 
Como consequência é vital que os sistemas de acionamentos atendam estes requisitos. Condições 
transitórias tais como partida e parada com cargas variáveis significam exigências extremas ao 
acionamento. 
 
O sistema de acionamento deve assegurar uma elevação suave do torque (tensionamento inicial 
da correia), limitação do torque e uma adaptação do torque de partida às condições de carga. Os 
variadores de velocidade com atuadores e sensores adequados permitem controlar o tempo de 
elevação do torque, a limitação do mesmo e a adaptação às condições de carga, dentro de 
estreitos limites. 
Dependendo da sua concepção, acoplamentos de enchimento constante suprem as necessidades 
de graus variados (Fig. 14). 
 
 
 
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Baseado em investigações da tensão dinâmica da correia, o tempo de elevação do torque tΑ foi 
introduzido para comparar e avaliar a tensão na correia. 
Pode-se assumir que a correia experimenta um tensionamento quase estático se o tempo de 
elevação do torque tΑ é cinco vezes maior que o período de trajeto da onda de choque no tramo 
de retorno tu. As relações relevantes são ilustradas na Fig. 14 onde c representa a velocidade de 
propagação da onda de choque dependendo do tipo de correia e L o comprimento livre da correia. 
 
Os três projetos de acoplamentos hidrodinâmicos de enchimento constante têm as seguintes 
características: 
 
12.3.1 EXECUÇÃO 1 (ACOPLAMENTO T) 
 
Adequado para transportadores de correias curtos com uma limitação de torque de até 1,8 vezes 
o torque nominal com um bom escorregamento nominal. O torque não se adapta a condição 
carga do transportador. Geralmente são aplicados com moto redutores. 
 
12.3.2 EXECUÇÃO 2 (ACOPLAMENTO TV E TVV) 
 
Adequado para transportadores de correia médios com uma limitação de torque possível de 1,6 
vezes o torque nominal para o tipo TV e 1,4 vezes o torque nominal para o tipo TVV. 
Em função da sua execução a curva de partida se adapta, ainda que de forma limitada, a 
diferentes condições de carga. 
Execuções standard são disponíveis em combinação com motores e redutores. 
 
12.3.3 EXECUÇÃO 3 (ACOPLAMENTO TVVS) 
 
Devido a elevação suave do torque, este tipo é adequado também para transportadores de 
correias longos com tempos de partidade até 50 s. Limitação de torque de até 1,4 vezes o torque 
nominal são possíveis para um bom escorregamento nominal. 
A adaptação do torque de partida à condição de carga da correia é excelente. Para partidas sem 
carga os torques de partida são menores que o torque nominal poupando a correia de 
tensionamentos desnecessários. Este tipo de acoplamento é o resultado de uma cooperação de 
longo prazo com fabricantes de transportadores de correia e operadores. A longa experiência na 
Fig. 14 – Torque de partida em transportador de correia para vários tipos de acoplamento de enchimento constante. 
 
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fabricação de turbo acoplamentos é ilustrada na tabela para acoplamentos de enchimento 
constante (Fig.15). 
 
 
 
Fig. 15 – Tipos de acoplamentos de enchimento constante e suas cirvas características. 
 
Como resultado da separação do fluido durante a partida (V, VV, S) válvulas centrífugas (F) e 
controle do esvaziamento da câmara de retardamento em função do escorregamento (Y) pode-se 
produzir uma característica de partida otimizada. Isto é obtido com componentes standard 
comuns, a todos os acoplamentos usados para moinhos, transportadores de correntes, etc. 
 
13. CRITÉRIO DE SELEÇÃO DEPENDENDO DA APLICAÇÃO 
 
Além dos critérios de seleção dados pela correia e motor, outros fatores devem ser considerados. 
O aquecimento aumenta proporcionalmente com o escorregamento que é inerente ao principio 
hidrodinâmico de transmissão. Em regime permanente ou durante a partida, este calor gerado 
pelo escorregamento pode ser dissipado através da superfície (acoplamentos de enchimento 
constante) ou através de um circuito de resfriamento externo com trocador de calor (variadores 
de velocidade). 
Portanto, o número de partidas por período e as condições ambientais e de instalação devem ser 
consideradas pois elas afetam a dissipação de calor. 
 
Em acionamentos múltiplos, a distribuição de carga ocorre automaticamente devido ao 
escorregamento do acoplamento, o que pode ser otimizado balanceando-se as cargas de óleo. 
Cargas diferentes podem ser resultados de tensionamentos diferentes das correias nos tambores 
de acionamento. 
 
Mesmo em novas instalações podem haver diferenças como consequência de tolerâncias nos 
diâmetros dos tambores e no escorregamento nominal dos motores (de acordo com normas VDE 
0530 ± 20%). 
Estes efeitos podem ser reforçados com desgastes e substituição de componentes do 
acionamento. 
A adaptação do escorregamento é feito alterando-se o grau de enchimento durante a parada do 
transportador ou em variadores de velocidade controlando-se o nível de fluído, o que permite 
equalizar a carga tanto na partida como em regime permanente. O acoplamento de enchimento 
 
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constante que mais se assemelha ao variador no sentido de permitir equalizar as cargas nas 
condições transitórias e permanentes é o tipo TVVS (execução 3). 
Turbo acoplamentos podem influenciar diretamente a parada de um transportador (com 
variadores de velocidade através da interrupção do fluxo de potência por drenagem do mesmo) 
ou menos indiretamente (com acoplamentos de enchimento constante separando-se as massas 
rotativas). Devido ao seu principio operacional, os turbo acoplamentos são também adequados 
para situações especiais tais como velocidade reduzida (variadores de velocidade) e frenagem 
regenerativas. Estas condições de operação devem ser discutidas mais detalhadamente com o 
fabricante do acoplamento. 
 
13.1. APLICAÇÃO EM CORREIA TRANSPORTADORA 
 
No manuseio de materiais, um transportador de correia individual é frequentemente somente 
uma peça numa complexa cadeia de equipamentos. Em sinergia com outras máquinas e 
equipamentos, o transportador deve garantir um continuo fluxo de materiais. O sistema de 
controle e monitoração de partida dos transportadores individuais e seus sistemas de 
acionamentos devem ser adequados para integração a um controlador central, de forma a 
garantir que toda a planta possa operar automaticamente. 
Condições difíceis de operação podem ser causadas por redes elétricas fracas ou por ação de 
sujeira e poeira. 
Para tais instalações complexas a escolha recai sobre variadores hidrodinâmicos com tubo 
captador ou acoplamento de fluxo controlado. Acionamentos com variadores de velocidade 
permitem que os motores partam em sequência com o acoplamento drenado, o que alivia a rede 
elétrica. O transportador de correia só pode partir após receber liberação do sistema central de 
comando (voltagem, rotação, pressão de lubrificação, etc.). 
Com sistemas integrados é particularmente importante que a sequência de partida e tempos de 
partida dos transportadores individuais sejam adaptados uns aos outros. Portanto, os tempos de 
partida devem ser ajustados independentemente da condição de carga (Fig.16). 
 
Fig. 16 – Partida de um transportador de correia com variador de velocidade. 
 
 
Após o sinal de liberação do sistema de controle e monitoração, o transportador parte sob a 
supervisão de um sistema microprocessado. O sistema de controle é projetado como um controle 
em cascata de múltiplos estágios com variáveis de controle que se alteram durante a operação. 
O tempo de elevação do torque é utilizado como variável principal de controle até a demarragem 
do transportador, enquanto que a aceleração constante é utilizada como variável de controle após 
a movimentação do transportador. 
 
Controladores subordinados podem ser utilizados para monitorar os limites de torque, a 
temperatura do fluido de transmissão e se a distribuição de carga está correta em sistema multi 
motores. 
 
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Problemas específicos de partida podem ser solucionados utilizando-se um acionamento completo 
com controlador de partida e uma interface ao sistema central de controle ou um acionamento 
compacto contendo todos os elementos necessários que pode ser integrado no sistema do cliente. 
 
Na prática as empresas geralmente utilizam diferentes tipos de acoplamentos para distintos 
transportadores de correia, de forma a atingir condições ótimas de operação. 
 
Comparado com o variador hidrodinâmico, o acoplamento hidrodinâmico tipo TVVS de 
enchimento constante (Fig.17) com a sua concepção simples oferece boas características de 
performance com custo competitivo para aplicação em correias transportadoras. 
Este acoplamento foi desenvolvido especialmente para a partida extra suave de transportadores 
de correia. Em adição a sua câmara de retardamento interno ele dispõe de uma câmara anular 
periférica. 
 
 
 
Fig. 17 – Operação do acoplamento de enchimento constante tipo TVVS 
 
O seguinte parágrafo descreve a distribuição do fluido de transmissão e o seu efeito na operação 
do acoplamento nas três condições de operação “repouso”, “100% escorregamento” e “rotação 
nominal”. 
 
Quando o transportador se encontra em repouso, o fluído de transmissão se distribui por três 
câmaras (câmara de retardamento, câmara de trabalho e câmara anular periférica). 
Durante a partida do motor e escorregamento 100%, o nível de fluído na câmara de 
retardamento permanece praticamente constante, enquanto que a câmara anular periférica se 
enche com o fluído vindo da câmara de transmissão como resultado do efeito centrífugo durante 
o giro inicial do motor. 
 
O fluido remanescente na câmara de transmissão transmite um torque bastante baixo. A câmara 
de transmissão é então preenchida (em função do tempo através de restrições internas) com o 
fluído advindo da câmarade retardamento. Desta forma pode se obter um torque de partida 
muito baixo durante a aceleração do motor assegurando uma suave elevação do torque e um 
baixo escorregamento na operação nominal. 
 
Uma elevação suave do torque e uma adaptação às condições de carga existentes foram 
comprovadas em medições em bancos de testes e na prática em um transportador ascendente 
com dois tambores e três acionamentos. 
Os motores partem sequencialmente. Após a aceleração o torque que é proporcional a potência 
consumida é somente levemente superior ao necessário para manter o transportador a 
velocidade constante (potência permanente). 
 
 
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Esta boa limitação do torque só é possível em sistemas muito bem balanceados, já que as curvas 
características para acoplamentos de enchimento constante sempre mostra pequenas modulações 
como consequência do seu princípio operacional. 
 
A aplicação dos acoplamentos hidrodinâmicos em transportadores de correia e os princípios de 
operação destes acoplamentos, são regulados pelos critérios de seleção, dos seus tipos e formas 
construtivas. 
 
Os exemplos mencionados anteriormente podem somente ser considerados como um pequeno 
extrato de numerosas aplicações de acoplamentos hidrodinâmicos em transportadores de correia 
para transporte de materiais. 
12.3.1 APLICAÇÃO POR POTÊNCIA E COMPRIMENTO DE TRANSPORTADOR 
 
As tabelas abaixo apresentam a faixa de aplicação por potência e comprimento do transportador. 
 
 
Fig. 18 
12.3.1 FORMULAS 
A seguir serão apresentadas alguns cálculos desenvolvido para auxiliar na especificação do 
acoplamento. 
A simulação de partida do transportador é realizada como modelo de massa simples usando 
Torque Efetivo e a Inércia reduzida ao eixo de saída do redutor (cálculo utilizando norma DIN 
22101 ou outra literatura). 
 
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Cálculo de Inpercia 
 
 
Massa de partes em movimento: 2m´G+m´R 
 
Fig. 19 
 
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14. LIMITAÇÃO DE TORQUE DE PARTIDA 
 
14.1. TORQUE EFETIVO (MOTOR) 
É o torque transmitido pelo motor, contudo este torque pode ser superior em função do fator de 
serviço (FS) aplicado na fase de projeto. Este Fator de Serviço visa garantir um torque capaz de 
mover o transportador no caso de sobrecargas transitórias. 
 
14.2. TORQUE REQUERIDO (NOMINAL) 
É o torque que a máquina a ser acionada requer para o seu movimento. Torque a partir do qual a 
inércia da máquina começa a ser vencida, até a quase equalização dos torques (efetivo e 
nominal) 
 
14.3. LIMITAÇÃO DE TORQUE DE PARTIDA 
A limitação de torque de partida em transportadores de correia é um termo empregado para se 
definir o valor percentual de limitação do torque que será proporcionado do motor para o 
transportador. Esta limitação percentual tem influencia determinante na especificação dos 
componentes do transportador, principalmente da correia que é o componente de maior valor 
 
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agregado e que mais sofre como as condições operacionais (tensão de partida na correia e tensão 
gerada nos bloqueios momentâneos / choques torcionais). 
 
14.4. COMPRIMENTO DO TRANSPORTADOR 
O comprimento de um transportador é a medida que vai de centro a centro de tambor (Ȼ@Ȼ) 
vide figura 1 como exemplo, porém considerando a maior distância que o material transportado 
percorre. 
 
 
Fig.20 
 
14.5. DEFINIÇÕES REFERENCIAIS 
Outras considerações podem ser necessárias para uma correta classificação do transportador. 
Entretanto por não haver uma definição documentada e até mesmo clara para o tipo de 
transportador em função de seu comprimento (longo, médio ou curo), somente como referência 
para entendimento desta norma serão considerados os valores para comprimento, velocidade e 
potência expostos na Figura 21 abaixo: 
 
 
TRANSPORTADOR 
COMPRIMENTO VELOCIDADE POTÊNCIA 
(m) (m/s) (CV) 
Longa (TCLD) > 1000 3,0 a 7,5 >1000 
Média (TCMD) 50 a 1000 1,5 a 3,0 50 a 1000 
Curta (TCCD) < 50 1,0 a 2,0 15 a 50 
Alimentação correia 
(TCA) até 1,0 até 15 
Fig. 21 
NOTA: 
A norma ABNT NBR 6177:2014 expõe outros esclarecimentos ao termo TCLD (Overland 
 
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conveyor) em seu parágrafo 2.1.4. 
 
14.6. PARTIDA 
A partida de um transportador é normalmente feita através de motores síncronos ou assíncronos, 
neste caso, e dependendo da potência do motor, são utilizados dispositivos que auxiliam na 
partida. O sistema de acionamento da correia deve produzir um torque de aceleração suficiente 
para a partida do transportador e controlado de tal modo que a forças de aceleração estejam em 
um limite seguro. Uma partida suave pode ser realizada com dispositivos auxiliares de partida, 
mecânico ou elétrico, ou a combinação dos dois. Em alguns casos o controle de forças de 
operação e frenagem em alguns transportadores é também desejado. 
O conjugado acelerante representado na fig. 22 é o conjugado que se consegue limitar e é 
responsável pela aceleração do motor na fase da partida, sendo igual à diferença entre o 
conjugado do motor e o conjugado resistente. No ponto de operação, o conjugado acelerante é 
nulo, pois os conjugados do motor e resistente são iguais. 
 
 
Os motores são fabricados em diversas categorias de acordo com a característica de torque e 
aplicação. A categoria H possui um conjugado de partida alto, corrente de partida normal e baixo 
escorregamento, sendo assim os mais utilizados para cargas que exigem maior conjugado de 
partida, como: transportadores carregados, moinhos etc. 
 
14.7. CURVA (RAMPA) DE ACELERAÇÃO OU GRÁFICO DE PARTIDA. 
A curva (rampa) de aceleração visa demonstrar graficamente o comportamento do transportador 
no momento da aceleração da correia. Para exemplificar a fig. 23 apresenta a simulação de 
partida de uma TCLD com 3 acionamentos com acoplamento hidrodinâmico. As características 
operacionais deste tipo de transportador são muito severas exigindo um tempo mais longo de 
partida (aceleração), consequentemente uma menor limitação de torque de partida. O tempo de 
aceleração da correia transportadora varia de acordo com a limitação de torque de partida 
definida. Quanto maior ou menor for a limitação percentual de torque de partida, 
consequentemente menor ou maior será o tempo de aceleração. 
Fig. 22 
 
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Fig. 23 
14.8. Torque motor 
A partida do motor este gera um alto torque que será aplicado para mover inicialmente a sua 
própria inércia (rotor) e subsequentemente a inércia da máquina a ser acionada, neste caso, o 
transportador de correia. Quanto maior a inércia a ser vencida no momento da partida (start-up) 
maior serão os esforços resultantes em todo o sistema para pôr a máquina em movimento. O 
comportamento do torque de partida do motor normalmente se apresenta conforme fig. 24 e 25. 
 
Fig. 24 Fig. 25 
 
14.9. LIMITAÇÃO TÉRMICA 
 
Durante o processo operacional, o transportador além de operar continuamente, pode tambémter que efetuar inúmeras paradas e partidas, o que irá provocar em cada sistema do acionamento 
a dissipação de diferentes quantidades de calor. Esta dissipação de calor pode ocorrer no motor 
elétrico, nos controles elétricos, nos DAP (Dispositivo Auxiliar de Partida), no redutor de 
velocidade, e/ou no sistema de frenagem. A carga térmica de cada partida é dependente da 
quantidade de carga na correia e da duração da partida. Na fase de projeto para se evitar 
paradas não previstas deve-se prever que o transportador terá partidas repetidas vezes e em 
carga máxima. 
De modo geral podemos considerar que o transportador varia de 3 a 10 partidas em uma (01) 
 
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hora, em intervalos de tempo igualmente espaçados, ou 2 a 4 partidas consecutivas. 
Partidas sucessivas pode requerer o superdimensionamento dos componentes do sistema. Existe 
uma relação direta entre a capacidade térmica e custos do sistema de acionamento. Como 
referência estaremos considerando para esta norma uma faixa de aplicação sendo, 5 partidas em 
um hora e 2 partidas consecutivas. 
Para efeito de calculo com mais de uma (01) partida deverá ser considerado na simulação de 
partida da máquina (transportador) a temperatura operacional do dispositivo auxiliar de partida 
no momento da partida, ou melhor, a temperatura ambiente (40°C) mais a variação de 
temperatura final em operação (média final). 
 
14.10. TRANSPORTADOR DE CORREIAS – TORQUE CONSTANTE (NOMINAL) 
O torque requerido pela máquina na partida, ou torque nominal, é característica do tipo de 
máquina a ser movida. Para esta norma estaremos tratando do torque constante que é 
característico de transportadores de correias (fig. 26). 
 
 
 
 
 
 
 
 Fig. 26 
14.11. TORQUE DE PARTIDA 
O torque de partida é o torque transmitido do motor para a máquina a ser movida. Este torque 
pode ser integral, neste caso sem dispositivo auxiliar de partida, ou controlado, quando então se 
transmite o torque desejado, calculado para a aplicação objetivando reduzir o torque gerado no 
motor, ou transmitindo parcialmente este torque. 
 
14.12. GENERALIDADES 
14.12.1. TORQUE MÁXIMO 
O motor é dimensionado para oferecer uma potência acima do requerido pela máquina, 
consequentemente o torque resultante também o será. Este torque muito alto disponível no 
motor quando aplicado na partida diretamente a máquina gera esforços excessivos que, 
dependendo das características do transportador como, por exemplo, os TCLD, são altamente 
prejudiciais a todos os componentes (acionamento, tambores, revestimentos, rolamentos, 
mancais, correia, estrutura, raspadores, etc.). Para transportadores de pequeno porte ou de 
alimentação pode-se utilizar motor com partida direta. A utilização de alguns dispositivos 
auxiliares de partida fica a critério do projetista para no caso além de limitar o torque, também 
Torque constante na partida 
 
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proporcionar proteção contra bloqueio mecânico momentâneo ou permanente. 
 
14.12.2. TORQUE CONTROLADO 
O torque controlado ou limitação de torque de partida a ser aplicado em um transportador de 
correias é função das características de projeto, tendo como influência mais significativa a inércia 
da máquina movida e a potência por ela requerida (esforços resistentes ao movimento) em 
capacidade máxima de projeto. especificação da correia e sua emenda; as características do 
tambor de acionamento, e as características do motor. 
Cada dispositivo auxiliar de partida possui a sua tecnologia e as suas particularidades funcionais, 
possuindo assim a capacidade de controlar ou limitar o torque que será transmitido ao 
transportador (correia) a valores cada vez menores e mais confiáveis. 
Quanto menor for o torque transmitido no momento da partida, quanto mais controle houver 
sobre o torque gerado pelo motor para o transportador, melhores serão as condições de partida. 
A rampa de aceleração, ou também curva de partida, será neste caso suave demandando maior 
tempo para atingir a velocidade final na correia, com consequente redução de impactos 
mecânicos e picos de corrente no motor, aumentando assim a vida útil dos componentes da 
correia e diminuindo o consumo de energia elétrica. 
Ao fazermos referência ao torque nominal da máquina, ou torque requerido, estamos nos 
referindo a 100% de um valor no gráfico Torque x tempo (T x t) visto na fig. 07. Assim sendo, ao 
nos referimos à limitação de torque de partida, exemplo 110%, isto significa que o torque gerado 
no motor será transmitido à máquina ao limite máximo de 10% acima do torque requerido pelo 
transportador. Estes 10% de limitação de torque a mais serão suficientes, ao longo de um 
determinado tempo, para vencer a inércia do transportador durante a partida. 
Como mencionado incialmente a limitação de torque de partida é função das características do 
Transportador, mas na pratica esta limitação para TCLD fica entorno de 110 e 160%, para TCML 
de 140 a 160%, e para TCCD de 160 a 200%. Para transportadores com potências acima de 250 
KW, recomenta-se a verificação da necessidade do dispositivo auxiliar de partida proporcionar, 
além de uma baixa limitação de torque de partida (até 140%), também um pré-tensionamento 
na correia que está em plena carga. Esta etapa de pré-tensionamento na partida é obtido no 
momento em que se inicia a transmissão do torque do motor para a máquina (tambor + correia), 
até este torque atingir o torque requerido (nominal). Isto minimizará as forças transientes do 
sistema e estiramento excessivo da correia (fig. 27 e 28 – característica de partida com 
acoplamento hidrodinâmico). 
Existem transportadores que necessitam diferentes condições de operação, consequentemente de 
partida, é o caso de transportadores que transportam matérias de diferentes densidades e 
condições de acomodação, exigindo diferentes potências e rotações. Outro fato a ressaltar é que 
o próprio transportador apresenta dois extremos de carregamento, quando em vazio ou carga 
máxima, o que resulta diferentes esforços do sistema do acionamento e dos demais 
componentes. 
 
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Fig.27 
 
Fig. 28 
 
 
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14.13. DISPOSITIVO AUXILIAR DE PARTIDA 
Atualmente o mercado disponibiliza diferentes meios de controle de torque dependendo do DAP 
especificado / instalado, seja pelo principio hidrodinâmico, elétrico ou magnético. O acoplamento 
hidrodinâmico VOITH além de proporcionar partida suave, também oferece proteção do sistema, 
principalmente sistema de acionamento. 
 
14.13.1. ACOPLAMENTO HIDRODINÂMICO DE ENCHIMENTO CONSTANTE 
Este método de acionamento é comumente utilizado em transportadores de pequena a média 
potência (600KW), podendo atingir potência de até 2500 KW / 1200 RPM dependendo da inércia, 
possuindo um ou mais acionamentos. O acoplamento de enchimento constante assim 
denominado devido seu volume de óleo ou água ser fixo (constante) é montado entre o motor e o 
redutor, sendo recomendado o motor convencional tipo gaiola (AC indução). Dependendo do 
modelo de acoplamento hidrodinâmico selecionado o motor poderá partir com baixa ou nenhuma 
carga. O motor não sente a carga transmitida pelo transportador, pois no momento da partida o 
acoplamento hidrodinâmico tende a escorregar,que em outras palavras seria rodar em diferente 
rotação entre rotor bomba que está ligado ao motor e rotor turbina que está ligado ao redutor, 
partindo inicialmente a uma diferença de 100% (escorregamento) e finalizando entre 2% e 4% 
em média o que caracteriza sua eficiência em aproximadamente 97% para potências acima de 
50CV. A transmissão de torque se origina no rotor bomba que ao ser impulsionado pelo motor 
(energia elétrica) irá gerar o movimento do fluido (energia cinética) entre as paletas do próprio 
rotor bomba e do rotor turbina. O torque motor é transmitido pelo acoplamento hidrodinâmico de 
forma crescente à medida que o escorregamento inicial (100%) reduz aos valores anteriormente 
mencionados (eficiência média de 97%). É primordial entender que acoplamentos hidrodinâmicos 
atuam pelo princípio da fora centrifuga (fig. 29) que gera um torque no eixo do redutor ligado ao 
rotor turbina. 
 
 
Fig. 29 
Isto significa que o torque transmitido é função principalmente do diâmetro do circuito (câmara) 
de trabalho, da rotação motor e do volume e densidade do fluido aplicado. Em resumo, para cada 
aplicação o volume de fluido deve ser devidamente calculado dado às características técnicas de 
cada transportador e o torque exigido para coloca-lo em movimento. Normalmente volume abaixo 
de 45% não é suficiente para gerar o torque necessário ao movimento do transportador, o que no 
momento da partida irá gerar escorregamento excessivo entre rotores e superaquecimento do 
fluido com posterior atuação dos elementos de proteção térmica do acoplamento hidrodinâmico. 
Em contrapartida, volume superior a 80% irá gerar torque excessivo podendo até provocar o 
desarme do motor no momento de sua partida, além disto, este volume excessivo danifica os 
componentes do transportador, pois o acoplamento não estará atuando corretamente, 
 
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principalmente no tocante a limitação de torque de partida e proteção do equipamento no 
momento de bloqueios momentâneos. Volume excessivo reduz a capacidade do acoplamento 
hidrodinâmico de proporcionar partida suave. Em casos excepcionais, como por exemplo, parada 
inesperada por sobrecarga, a acoplamento pode ser abastecido acima do volume recomendado 
(calculado), limitando-se a 45° do quadrante esquerdo ou direito superior conforme mostrado na 
fig. 30. 
 
Fig. 30 
É importante salientar que existem inúmeros fabricantes de acoplamentos hidrodinâmicos no 
mercado, o que exige dos usuários, e principalmente da equipe de projetos uma analise muito 
apurada do real desempenho dos produtos oferecidos. 
Os diferentes fabricantes e modelos existentes no mercado podem proporcionar um range 
considerável de limitação de torque de partida (acoplamento de enchimento constante), da mais 
alta (300%) à mais baixa limitação (140%), mas nesta norma iremos nos ater tão somente a 
valores percentuais aplicáveis. 
O desenvolvimento de novas tecnologias ao longo de anos, resultante da experiência e estudos 
técnicos, gerou modificações capazes de reduzir o torque de partida gerado no motor a 140% do 
torque requerido pela máquina movida, com tempo de partida da máquina chegando à média de 
40 segundos. As modificações e melhorias estruturais, tais como: câmara de retardo normal ou 
alongada, parafusos de restrição (giclê), diferentes perfis (paletas) do rotor turbina e demais 
modificações na câmara (circuito) de trabalha (ângulos de curvatura, rugosidade superficial, 
espessura de paletas, maior aproveitamento volumétrico dado aumento da resistência do 
material estrutural empregado, etc.) conferiram ao acoplamento hidrodinâmico maior capacidade 
térmica aliada a menores limitações de torque de partida. 
A câmara de retardo retém o fluido, e no momento do acionamento (partida) do motor o 
acoplamento já em rotação máxima força a saída do fluido da câmara de retardo através de 
pequeno orifício existente no parafuso de restrição (giclê) por meio da força centrifuga. Este 
fluido ao passar para o circuito (câmara) de trabalho passe a gerar mais torque necessário ao 
movimento do transportador. Em resumo o torque gerado em um mesmo tamanho e modelo de 
acoplamento hidrodinâmico é determinado pelo volume de fluido e diâmetro do furo do parafuso 
giclê (parafuso de restrição) conforme fig. 31. 
 
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Fig.31 
 
14.13.2. ACOPLAMENTO HIDRODINÂMICO DE ENCHIMENTO VARIÁVEL 
 
O princípio básico de funcionamento é o mesmo descrito no item anterior, a diferença está no 
fato de que este acoplamento hidrodinâmico possui um reservatório de óleo, um sistema de 
bombeamento de fluido (óleo), um trocador de calor e um dispositivo controlador de volume de 
óleo no interior da câmara de trabalho (rotor bomba e rotor turbina). Por ser o volume variável 
não há necessidade de câmara de retardo (fig. 32). 
 
Fig. 32 
Este tipo de acoplamento por possibilitar o enchimento da câmara de trabalho de forma variável, 
possibilita um controle mais fino da limitação de torque de partida, podendo chegar a níveis de 
até 110% do torque requerido pela máquina. Dada esta condição e, sendo a rampa de aceleração 
resultante mais retilínea e suave (Fig. 33), este dispositivo (DAP) é utilizado em transportadores 
que possuem grandes inércias e potências, tipo TCLD. Este controle se dá via PLC do cliente. 
 
Fig. 33 
 
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14.13.3. ACOPLAMENTO HIDRODINÂMICO DE ENCHIMENTO CONTROLADO 
Seguindo o mesmo princípio do acoplamento hidrodinâmico de enchimento variável, porém, com 
a possibilidade de controlar mais precisamente o volume de fluido (óleo) no interior da câmara de 
trabalho através de válvulas solenoides, este tipo de acoplamento possibilita um controle mais 
preciso do enchimento, estabelecendo um fluxo capaz de resultar em diferentes limitações de 
torque de partida e consequentemente, diferentes tempos de partida (muito mais longos). Sua 
limitação de torque de partida pode chegar a 105% do torque requerido em alguns casos, o que 
confere a este tipo de acoplamento hidrodinâmico condições de proporcionar ao transportador 
uma rampa de aceleração ainda mais suave e retilínea. O tempo de partida pode em alguns casos 
chegar à ordem de até 6 minutos se necessário. 
Tempo de partida maior significa maior escorregamento rotor bomba em relação rotor turbina, o 
que exigirá a troca mais rápida de calor do fluído em operação, resultando assim na instalação de 
trocador de calor (cooler) maior (Fig.34). 
 
 
Fig. 34 
O acoplamento de enchimento controlado oferece condições de automação do sistema através de 
uma lógica de operação que, transformado em programação lógica para o PLC (Cliente), é 
possível obter diferentes controles operacionais como, por exemplo, o compartilhamento de carga 
entre acionamentos múltiplos pela analise da amperagem dos motores no momento da partida e 
em operação, além disto, esta lógica possibilita analisar as condições de parada (prevista ou 
emergencial) vinculando as condições reais no momento da parada à uma nova partida. A carga 
existente sobre o transportador (total, parcial ou vazio) define a amperagem no motor tomado 
como mestre inicialmente, assim os motores partem sentindo somente a carga real sobre o 
transportador, torque real requerido naquele momento pelo transportador. 
Nos gráficos a seguir (Fig. 36) é possível verificar os resultados obtidos na partida de uma TLCD: 
Sequencia de partida 
Fig. 35 
 
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Fig. 36 
15. MÉTODO PARA MENSURAR O TORQUE TRANSMITIDO 
Atualmente existem softwares ainda mais sofisticados capazes de simular de modo geral o 
comportamento do transportador em relação ao torque transmitido pelo acionamento. Estes 
softwares, além disto, possuem diferentes recursos capazes de dimensionar, ou melhor, verificar 
todo o transportador no que se refere a valores para especificar motor, redutor, correias, 
contrapeso, etc. Entretanto estes resultados, apesar de possuírem certa precisão, são cálculos 
empíricos e dependem também das pessoas que o manuseiam, portanto devem ser monitorados 
seus valores dependendo da anormalidade que esteja sendo verificada no sistema de 
acionamento. 
Uma das formas mais comum de se calcular este valor é através do cálculo realizado a partir da 
corrente elétrica consumida pelo motor. Porém, este valor não retrata fielmente os torques 
envolvidos na região do tambor e consequentemente na ponta de eixo saída do redutor. Estes 
são amortecidos pelo sistema de acionamento e pela correia transportadora. Além disso, há uma 
diferença de tempo entre a ocorrência do torque e o registrado pela corrente elétrica do motor. 
Analisando este cenário, existe o registro empírico dos valores do torque através de sensores 
piezelétricos (strain-gauges) em barras cilíndricas. Veja no gráfico a seguir (Fig. 37) um exemplo 
da diferença entre uma medição feita a partir da corrente elétrica do motor (linha vermelha) e 
outra feita utilizando os strain-gauges (linha azul): 
 
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Fig.37 
Como se pode observar, o valor nominal de torque é o mesmo para ambas as medições, porém, 
o comportamento real do torque e seus valores de picos são bem distintos. 
O sistema conta com princípios básicos de engenharia. Quatro strain-gauges são conectados na 
forma de ponte de Wheatstone. Os strain-gauges são sensores que medem pequenas 
deformações superficiais através da variação do comprimento das resistências existentes neles. É 
sabido que torques em barras cilíndricas provocam modificações na superfície desta barra apenas 
em ±45º (dependendo do sentido do torque). Portanto, através da variação sofrida pelos strain-
gauges na direção informada, gera-se um diferencial de tensão, o valor resultante é trabalhado 
para chegar no valor do torque real (fig.38 e 39) 
 
Fig. 38 - Efeito do torque em barras cilíndricas 
 
Fig. 39 - A ponte de Wheatstone 
 
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Este sinal coletado é enviado através de um sistema de antenas a uma unidade demoduladora 
que, por fim, envia-o (via cabo) a um sistema de aquisição de dados. Portanto, pode-se dividir 
este sistema em duas partes: rotativa e estática (fig. 40, 41 e 42). 
 
Fig. 40 - Visão geral do sistema 
 
 
Fig. 41 - Parte rotativa 
 
 
Fig. 42 - Parte estática 
 
 
 
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Além de ler e armazenar o torque em função do tempo, o software integrante do sistema de 
monitoramento permite trabalhar com os dados no domínio da frequência, gerando um gráfico 
em que se pode fazer um comparativo dos ciclos sofridos pelo eixo e a curva de fadiga dos 
componentes que fazem parte da cadeia de acionamento. Vide na fig. 43 exemplo de instalação 
de Strain Gage em um eixo de polia. 
 
 
Fig. 43 
 
• SISTEMAS E CRITÉRIOS DE MONITORAMENTO DE TORQUE 
 
O monitoramento de torque pode ser obtido por meio de dispositivo do tipo permanente ou 
temporário. O que difere de um sistema do outro é a forma construtiva, isto é, o sistema 
permanente, além de um conjunto completo de hardware e software; também tem uma fonte 
permanente de energia (wireless - sem fios), e seu designer construtivo oferece melhor 
visualização (aparência). Um anel de poliamida contém os componentes do sistema existente no 
eixo onde está sendo monitorado o torque. O sistema temporário oferece coleta de dados e 
elaboração de relatórios limitada uma vez que as baterias utilizadas para a alimentação do sensor 
de torque (strain-gauge) têm uma capacidade limitada. A energia vem de uma bateria que 
depende de sua qualidade e da atmosfera onde ela está instalada. Sua durabilidade pode ser de 
1-28 dias. Os componentes instalados no eixo são envolvidos (revestidos) com fita adesiva e fita 
metálica de alta resistência. 
No sistema temporário como mencionado acima a qualidade e o material com o qual a bateria é 
fabricada, e as condições ambientais (calor, presença de água, produtos químicos, etc.) no qual 
está instalado o sistema irá definir a vida útil da bateria e, assim, o tempo de monitoramento. No 
entanto, as baterias podem ser facilmente trocados para gerar um novo período de 
monitoramento. 
Para um perfeito monitoramento de torque os transportadores de correia devem estar em 
perfeito condições de manutenção, sem agentes que possam contribuir para o aumento da carga 
resistiva (aumentar a potência demandada), além disso, deve operar com capacidade total do 
projeto. A limitação de torque, estudo nesta norma, ocorre essencialmente durante o processo 
de partida do transportador de correia, desta forma, recomendamos um mínimo de 5 (cinco) 
partidas do transportador de correia com carga total durante o período de monitoramento de 
torque no sistema temporário. 
Para a instalação adequada do sistema de monitoramento, temporária ou permanentemente, 
alguns pontos importantes devem ser observados: 
A superfície do eixo onde serão instalados (colados) os strain-gauges (medidores de deformação) 
deve ser preparada com polimento em aparência espelhada; 
A superfície do eixo na região de fixação do sensor (strain-gauges) deve estar isenta de 
oleosidade e outros contaminantes; 
O ambiente não deve oferecer alta temperatura e umidade. A bateria e o rotor-eletrônico estão 
aptos à temperatura de até 80°C. A cola pode suportar a temperatura de até 120 ° C. Para a 
colagem a temperatura não deve ser inferior a 0 ° C. Baterias suporta temperatura até -15 ° C. 
 
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Umidade não deve ser superior a 95%, devido à cola (Z70) utilizada nos strain-gauges. Outras 
colas como X60 não têm limitações de umidade. 
Para um sistema temporário a distância máxima entre os strain-gauges / rotor-electrónico e a 
antena deve ser 10m, dependendo das condições ambientais. Uma grande quantidade de aço em 
torno do strain-gauges / rotor-electrónica no eixo exige uma menor distância (1m) até a antena. 
Muito espaço livre em torno do eixo permite que a antena seja colocada a uma distância maior. 
A distância máxima entre a antena e a unidade demoduladora para a medição temporária deve 
ser de 100 m. O uso de um amplificador de sinais é possível, assim, a distância pode ser maior 
do que 100 m. 
A distância máxima entre o anel (rotor-eletrônico) e a unidade de torque demoduladora para a 
medição permanente deve ser de no máximo 30m. 
A distância máxima entre o anel de torque (rotor-eletrônico) e do sinal pick-up (cabeça indutivo) 
deve ser no máximo 3 centímetros, sem movimento relativo entre o anel e pick-up 
Recomenda-se a integração entre o sistema de monitoramento de torque e sistema de controle 
do cliente, a fim de sincronizar os dados de cada sistema; 
O cliente deve oferecer um lugar apropriado para instalar a unidade de monitorização 
(computador portátil e caso DAQ para o sistema temporário ou