Apresentação Transmissão por Acoplamento (aluno)

Prévia do material em texto

ENGENHARIA MECÂNICA
PROJETOS MECÂNICOS
AULA 5
Transmissão por Acoplamento
Dimensionamento
PROJETOS MECÂNICOS
Transmissão por Acomplamento
Acoplamento é um conjunto mecânico, constituído de
elementos de máquina, empregado na transmissão de
movimento de rotação entre duas árvores ou eixos-árvore.
Os acoplamentos podem ser fixos, elásticos e móveis.
PROJETOS MECÂNICOS
Tipos de Acoplamentos
Acoplamento fixo Acoplamento elástico Acoplamento Móvel
PROJETOS MECÂNICOS
Acoplamentos Fixo
Os acoplamentos fixos servem para unir árvores de tal
maneira que funcionem como se fossem uma única peça,
alinhando as árvores de forma precisa. Por motivo de
segurança, os acoplamentos devem ser construídos de
modo que não apresentem nenhuma saliência.
Acoplamento rígido com 
flanges parafusadas
Acoplamento com luva de 
compressão ou de aperto
Acoplamento de discos ou 
pratos
PROJETOS MECÂNICOS
Acoplamentos Flexíveis
Esses elementos tornam mais suave a transmissão do
movimento em árvores que tenham movimentos bruscos,
e permitem o funcionamento do conjunto com
desalinhamento paralelo, angular e axial entre as árvores.
Os acoplamentos elásticos são construídos em forma
articulada, elástica ou elástica articulada. Permitem a
compensação de até 6 graus de ângulo de torção e
deslocamento angular axial.
PROJETOS MECÂNICOS
Acoplamento Elástico por Pinos
Os elementos transmissores são pinos de aço
com mangas de borracha.
PROJETOS MECÂNICOS
Acoplamento Elástico Perflex
Os discos de acoplamento são unidos perifericamente por
uma ligação de borracha apertada por anéis de pressão.
Esse acoplamento permite o jogo longitudinal de eixos.
PROJETOS MECÂNICOS
Acoplamento Elástico de Garras
As garras, constituídas por tocos de borracha, encaixam-
se nas aberturas do contradisco e transmitem o
movimento de rotação.
PROJETOS MECÂNICOS
Acoplamento Elástico de Fitas de Aço
Consiste de dois cubos providos de flanges ranhuradas, nos
quais está montada uma grade elástica que liga os cubos. O
conjunto está alojado em duas tampas providas de junta de
encosto e de retentor elástico junto ao cubo. Todo o espaço
entre os cabos e as tampas é preenchido com graxa. Apesar
de esse acoplamento ser flexível, as árvores devem estar bem
alinhadas no ato de sua instalação para que não provoquem
vibrações excessivas em serviço.
PROJETOS MECÂNICOS
Acoplamento Elástico de Dentes Arqueados
Os dentes possuem a forma ligeiramente curvada no sentido
axial, o que permite até 3 graus de desalinhamento angular. O
anel dentado (peça transmissora do movimento) possui duas
carreiras de dentes que são separadas por uma saliência central.
PROJETOS MECÂNICOS
Acoplamento Móvel
São empregados para permitir o jogo longitudinal das
árvores. Esses acoplamentos transmitem força e movimento
somente quando acionados, isto é, obedecem a um comando.
Os acoplamentos móveis podem ser: de garras ou dentes, e a
rotação é transmitida por meio do encaixe das garras ou de
dentes.
Geralmente, esses acoplamentos são usados em aventais e
caixas de engrenagens de máquinas-ferramenta
convencionais.
PROJETOS MECÂNICOS
Acoplamento Hidráulicos
É um acoplamento hidrodinâmico cujos componentes
principais são constituídos de dois rotores de pás – o rotor da
bomba e o rotor da turbina – assim como uma carcaça
envolvente. Os dois rotores estão montados relativamente
um ao outro. A transferência da força ocorre com um mínimo
de desgaste, uma vez que não há nenhum contato mecânico
entre as peças que transmitem a força.
PROJETOS MECÂNICOS
Acoplamento Hidráulicos
Funcionamento
PROJETOS MECÂNICOS
Seleção e Dimensionamento
Acoplamentos Teteflex
Teteflex é um acoplamento elástico de construção simples
aprovada graças às ótimas características técnicas dos
elementos elásticos de borracha nitrílica.
Consiste de dois flanges simétricos usinados, pinos de aço com superfícies
retificadas e buchas amortecedoras de borracha nitrílica, à prova de óleo,
fixadas por anéis elásticos Seeger de aço.
• Absorve vibrações e choques e permite desalinhamento paralelo ,
angular e longitudinal;
• Tem grande elasticidade torcional;
• Fornecido sem furos centrais e permite substituiçãodas buchas centrais.
PROJETOS MECÂNICOS
Seleção e Dimensionamento
Definição do Fator RTM
PROJETOS MECÂNICOS
Seleção e Dimensionamento
Exemplo de Cálculo
O misturador da figura abaixo é acionado por um motor
elétrico ❶ com potência P=11 kW (≈ 15 cv) e rotação n= 1750
rpm acoplado a um redutor ❷ com relação de transmissão
i=10. Determinar o acoplamento Teteflex para as ligações:
a) Motor/Redutor
b) Redutor/Misturador
Condiderar o mesmo fator
para os dois casos: Serviço
12h/dia.
PROJETOS MECÂNICOS
Seleção e Dimensionamento
Solução do Exemplo
PROJETOS MECÂNICOS
Seleção e Dimensionamento
Solução
a) Motor/Redutor
R= 1,6 (Misturador)
T= 1,06 (12h/dia)
M= 1 (Desprezivel)
Fator F = M.T.R
𝐹𝑎𝑡𝑜𝑟 𝐹 = 1𝑥1,06𝑥1,6
Fator F ≈ 1,7
Potência/Rotação
𝑃𝑥𝐹
𝑛
→
15𝑥1,7
1750
≈ 0,015
Por meio da tabela Teteflex encontra-se o 
acoplamento D-3, pois 
𝑃𝑥𝐹
𝑛
= 0,015 < 0,02
PROJETOS MECÂNICOS
Seleção e Dimensionamento
Soluçãob) Redutor/Misturador
R= 1,6 (Misturador)
T= 1,06 (12h/dia)
M= 1 (Desprezivel)
Fator F = M.T.R
𝐹𝑎𝑡𝑜𝑟 𝐹 = 1𝑥1,06𝑥1,6
Fator F ≈ 1,7
Potência/Rotação
𝑃𝑥𝐹
𝑛
→
15𝑥1,7
175
≈ 0,15
Por meio da tabela Teteflex encontra-se o 
acoplamento D-9, pois 
𝑃𝑥𝐹
𝑛
= 0,15 < 0,25
Rotação na Saída do 
Redutor
𝑛𝑟 =
1750
10
→ 𝑛𝑟 = 175 𝑟𝑝𝑚
PROJETOS MECÂNICOS
Seleção e Dimensionamento
Acoplamentos Uniflex
Consiste de dois flanges simétricos de ferro fundido, com dentes
usinados e cruzetas amortecedora em borracha nitrílica à prova de
abrasão e rsistente a óleos naturais.
• Absorve vibrações e choques, trabalhando
silenciosamente sem dar origem à forças
axiais prejudiciais aos mancais.
• Apto para trabalho reversível em posição
horizontal e vertical.
• Não requer manutenção nem lubrificação.
• Fornecido normalmente sem furos centrais.
• Recomendado o uso de chaveta.
PROJETOS MECÂNICOS
Seleção e Dimensionamento
Determine um acoplamento Uniflex entre um motor elétrico ❶
com potência P=7,5 kW (≈10 cv) e uma bomba centrífuga ❷
que requer uma potência P=6,3 kW (≈ 8,6 cv), rotação nb=1720
rpm.
Exemplo de Cálculo
❶
❷
PROJETOS MECÂNICOS
Seleção e Dimensionamento
Solução do Exemplo
Fator R
𝐵𝑜𝑚𝑏𝑎 𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟í𝑓𝑢𝑔𝑎 𝑅 = 1,2
Escolha do Acoplamento
𝑃
𝑛
𝑥𝑅 →
8,6
1720
𝑥1,2 ≈ 0,006
Pela tabela acima escolhido acoplamento E-20 (0,007)
PROJETOS MECÂNICOS
Seleção e Dimensionamento
Acoplamentos Fixo
Consiste de dois flanges simétricos de ferro fundido, com dentes
usinados e cruzetas amortecedora em borracha nitrílica à prova de
abrasão e rsistente a óleos naturais.
• Absorve vibrações e choques, trabalhando
silenciosamente sem dar origem à forças
axiais prejudiciais aos mancais.
• Apto para trabalho reversível em posição
horizontal e vertical.
• Não requer manutenção nem lubrificação.
• Fornecido normalmente sem furos centrais.
• Recomendado o uso de chaveta.
PROJETOS MECÂNICOS
Seleção e Dimensionamento
Acoplamento fixo com Juntas 
Aparafusadas
Os acoplamentos fixos com juntas aparafusadas são os
mais simples e mais baratos do mercado. Seu
dimensionamento está condicionado ao diâmetro do
parafuso e sua quantidade.
Acoplamento Aciomac – Forma E-6
PROJETOS MECÂNICOS
Seleção e Dimensionamento
Exemplo de dimensionamento
Determine um acoplamento fixo com juntas aparafusadas
entreum motor elétrico ❶ com potência P=7,5 kW (≈10 cv) e
uma bomba centrífuga ❷ que trabalhará com uma rotação de
nb= 1760 rpm. O diâmetro da ponta do eixo do motor é de Ø
33mm da bomba é de Ø 40mm. Determine quantos parafusos
deverá ser fixada a flange. Utilização 12 h/dia.
❶
❷
PROJETOS MECÂNICOS
Seleção e Dimensionamento
Solução do Exemplo
Momento torçor
𝑀𝑡 =
𝑃 𝑥 30
𝜋 . 𝑛𝑚
𝑥 𝐹 → 𝑀𝑡 =
7500 𝑥 30
𝜋 𝑥 1760
𝑥 1,272 →
𝑀𝑡 = 51,8 𝑁𝑚
Força por Parafuso
𝐹𝑡 =
2𝑥𝑀𝑡
𝑑𝑚
→ 𝐹𝑡 =
2𝑥51,8
0,100
→ 𝐹𝑡 = 1036 𝑁
dm
Diâmetro Médio
d𝑚 =
𝐴+𝐵
2
→ d𝑚 =
116+84
2
→ d𝑚 = 100 𝑚𝑚
C
Espaço para a cabeça do Parafuso (C)
C=
𝐴−𝐵
2
→ C =
116−84
2
→ C = 16 𝑚𝑚
Fator Serviço F
𝐹𝑎𝑡𝑜𝑟 𝐹 = RxMxT → Fator F = 1,2x1x1,06 → F = 1,272
PROJETOS MECÂNICOS
Seleção e Dimensionamento
Solução do Exemplo
Diâmetro Médio
𝐶𝑝 =
𝐹𝑡
𝑁𝑝
→ 𝐶𝑝 =
1036
4
→ 𝐶𝑝 = 259 𝑁
Atende aà condição o parafuso M3 (classe 3.6)
Adotado para efeito prático 4 parafusos M4 (classe 3.6)
PROJETOS MECÂNICOS
EXERCÍCIO 1
Selecionar um acoplamento Teteflex ❶ e ❷ do triturador de
material sintético a ser utilizado na reciclagem de plástico. A
máquina é acionada por um motor elétrico com potência P=11
kW (≈15 cv) e rotação de nb= 1750 rpm acoplado a um redutor
com relação de transmissão i=10 com rendimento de η=0,8.
Admita serviço pesado (Fs=2) e utilização de 12/h/dia
PROJETOS MECÂNICOS
EXERCÍCIO
Selecionar um acoplamento Teteflex ❶ e ❷ do triturador de
material sintético a ser utilizado na reciclagem de plástico. A
máquina é acionada por um motor elétrico com potência P=11
kW (≈15 cv) e rotação de nb= 1750 rpm acoplado a um redutor
com relação de transmissão i=10 com rendimento de 0,8.
Admita utilização de 12/h/dia.
PROJETOS MECÂNICOS
Seleção e Dimensionamento
Solução
a) Motor/Redutor
R= 1,8 (Misturador)
T= 1,06 (12h/dia)
M= 1 (Desprezivel)
Fator F = M.T.R
𝐹𝑎𝑡𝑜𝑟 𝐹 = 1𝑥1,06𝑥1,8
Fator F ≈ 1,908
Potência/Rotação
𝑃𝑥𝐹
𝑛
→
15𝑥1,908
1750
≈ 0,0164
Por meio da tabela Teteflex encontra-se o 
acoplamento D-3, pois 
𝑃𝑥𝐹
𝑛
= 0,0164 < 0,02
PROJETOS MECÂNICOS
Seleção e Dimensionamento
Soluçãob) Redutor/triturador
R= 1,6 (Misturador)
T= 1,06 (12h/dia)
M= 1 (Desprezivel)
Fator F = M.T.R
𝐹𝑎𝑡𝑜𝑟 𝐹 = 1𝑥1,06𝑥1,8
Fator F ≈ 1,908
Potência/Rotação
𝑃𝑥𝐹
𝑛
→
12𝑥1,908
175
≈ 0,13
Por meio da tabela Teteflex encontra-se o 
acoplamento D-7, pois 
𝑃𝑥𝐹
𝑛
= 0,13 = 0,13
Rotação na Saída do 
Redutor
𝑛𝑟 =
1750
10
→ 𝑛𝑟 = 175 𝑟𝑝𝑚
Potência do Redutor
𝑃𝑢𝑟 = 𝑃𝑚 𝑥 η → 𝑃𝑢𝑟 = 15 x 0,8
𝑃𝑢𝑟= 12 cv
PROJETOS MECÂNICOS
EXERCÍCIO 2
Um laminador de metais é acionado por um motor elétrico
com potência P=21kW (≈28,5cv) e rotação de 1160 rpm
acoplado a um redutor com relação de transmissão de i=8 e
rendimento de 75%. Admite Utilização de 12h/dia.
Depois de calculado, analise qual é o mais viável à ser
aplicado.
I) Determine o acoplamento elástico com buchas amortecidas de borracha
nitrílica (Teteflex) para cada uma das ligações: Motor/redutor (1); Redutor/
laminador (2).
II) Determine o acoplamento elástico com cruzeta amortecedora de Borracha
Nitrílica (Uniflex) para cada uma das ligações: Motor/redutor (1); Redutor/
laminador (2).
III) Selecionar o acoplamento fixo com juntas aparafusadas para cada uma das
ligações: Motor/redutor (1); Redutor/ laminador (2).