sgc_petrobras_2017_tec_man_mecanica_elementos_de_maquina_01

Prévia do material em texto

Elementos de Máquinas
Elementos de transmissão
A transmissão de potência ou movimento pode ser transmitida por elementos flexíveis:
• correias, 
• polias, 
• correntes,
• cabos,
• eixos. 
Transmissão por correias
Corresponde aos elementos de máquinas que transmitem movimento de rotação entre 
dois eixos (motor e movido) por intermédio de polias.
Polia motora ou condutora: que transmite movimento e força.
Polia movida ou conduzida: que recebe movimento e força.
Tipos de correias: planas e as trapezoidais. 
A correia em V ou trapezoidal é inteiriça, produzida com seção transversal em forma de 
trapézio, feita de borracha revestida de lona e constituída em seu interior por cordonéis 
vulcanizados utilizados para suportar as forças de tração.
A escolha do emprego da correia trapezoidal ou em V, em relação a correia plana, é 
justificável porque:
• Praticamente não apresenta deslizamento.
• Permite a proximidade das polias.
• Elimina choques e ruídos presentes em correias emendadas (planas).
Perfis padronizados de correias trapezoidais:
As transmissões realizadas por meio de correias podem ser analisadas sob dois grandes 
grupos.
• Correias utilizadas para transporte (transportadoras): geralmente largas esteiras, 
empregadas para transportar objetos, mercadorias, etc.
• Correias de transmissão: usadas para movimentar acionamentos que exigem força, 
velocidade, sincronismo de movimento e/ou ambas.
a) Correias em perfil “V” – possui formato que lembra a forma da letra “V”.
b) Correias sincronizadoras – referem-se às correias dentadas, em que os dentes da 
correia engrenam nos dentes das polias, utilizados em acionamentos que solicitam 
sincronismo de movimentos e força.
Passo (P) corresponde à distância do centro de um dente até o centro de outro dente.
c) Correias micro V ou poly V – são correias que apresentam em sua superfície pequenos 
frisos em V, são mais compactas que as correias em “V” convencionais.
Polias tensoras (esticadores)
Polia tensora interna
• Diâmetro igual ou maior que a menor polia do acionamento.
• É importante que a polia tensora interna esteja disposta no meio do acionamento, 
minimizando o ângulo de contato da polia motora com a respectiva correia. 
• Outro importante procedimento está relacionado ao alinhamento correto da polia 
tensora, evitando o comprometimento da vida útil da correia.
Polia tensora externa
• Diâmetro no mínimo correspondente a 1,5 vezes maior do que o diâmetro da menor 
polia do acionamento. 
• A sua largura deve ser igual ou maior que a largura da correia. 
• É importante que se tenha alguns cuidados na utilização deste tipo de polia:
A polia tensora externa deve ser sempre lisa, pois trabalha nas costas da correia, 
independente do tipo de correia.
A polia tensora externa deve ser colocada próxima à polia motora aumentando, dessa 
forma, o ângulo de contato da polia motora com a correia.
Relação de transmissão
Corresponde à relação existente entre o número de voltas das polias (n) numa unidade 
de tempo e os seus respectivos diâmetros. De forma que a velocidade periférica (V) é a 
mesma para as duas polias.
Partindo da ideia de que, em ambas as polias, a velocidade é a mesma, teremos:
Onde: 
D1 – ∅ (diâmetro) da polia menor
D2 – ∅ (diâmetro) da polia maior
n1 – RPM (Rotações Por Minuto) da polia menor
n2 – RPM (Rotações Por Minuto) da polia maior
Exemplo: Duas polias ligadas por correias têm diâmetro d1 = 20 cm e d2 = 40 cm.
Sabendo que a primeira possui frequência igual a 50 rpm, calcular a rotação da
segunda polia e a velocidade linear dos pontos da correia em metros por minuto.
Solução:
A velocidade V, em um ponto da correia, é a mesma que nos 
pontos tangentes às polias.
É necessário:
O valor dos diâmetros das polias;
A distância entre os centros dos eixos. 
Os conjuntos mecânicos, contendo varias 
polias e correias, podem apresentar várias 
combinações.
Calcular o perímetro
Cálculo do comprimento de correias
Cabos de aço
São elementos flexíveis, que resistem apenas à tração. 
São classificados em cabos de movimento e cabos estacionários.
Cabos de movimento são caracterizados pela frequente mudança de direção.
Ora são enrolados em tambores, ora curvam-se nas polias endireitando-se em seguida
para continuar em movimento linear. Exemplos são os cabos empregados em pontes 
rolantes, elevadores e guindastes.
Os cabos estacionários, ou fixos, são usados como tirantes em pontes, linhas de 
transmissão e estruturas metálicas.
Construção e tipos de cabos
Os cabos de aço são constituídos de pernas enroladas em hélice ao redor de uma alma 
de fibras naturais (AF) ou artificiais (AFA), que, em casos muito solicitados, pode ser de 
aço (AA). 
As pernas são formadas por fios ou arames de aço também enrolados em hélice. 
Conforme a direção em que os cabos e os fios das pernas são torcidos podemos
ter:
a) torção à direita: as pernas são torcidas da esquerda para a direita;
b) torção à esquerda: as pernas são torcidas da direita para a esquerda;
c) torção regular: os fios de cada perna são torcidos em sentido oposto à torção das
pernas;
d) torção Lang: os fios de cada perna são torcidos no mesmo sentido da torção das 
pernas.
Formas construtivas de cabos
As fabricações mais comuns das 
pernas inteiramente metálicas, 
compostas por um conjunto de 
camadas de fios de igual passo, 
colocados em várias disposições, 
deram origem às construções dos 
Seale, Warrington e o Filler.
Quanto maior o número de fios 
para um mesmo diâmetro de cabo, 
maior sua
flexibilidade. 
A fixação deve ser feita por meio de grampos do 
tipo pesado, com a base colocada para o lado do 
trecho mais comprido do cabo.
Dimensionamento dos cabos de movimento
A dimensão dos cabos de movimento deve ser realizada conforme a norma DIN15020.
O diâmetro mínimo (dmín) é dado pela equação:
sendo:
k = fator de trabalho, indicado pela tabela;
F = solicitação do cabo em
Exemplo
Determinar o diâmetro e as características do cabo de aço para aplicação em
uma ponte rolante, para uma talha de 4 cabos, que apresenta as seguintes características:
• capacidade: Q = 20 000 kgf;
• número de ciclos por hora = 12;
• rendimento da talha = 0,97;
• peso da talha = 360 kgf.
Solução
A força de tração F na entrada do tambor é dada por:
Com 12 ciclos por hora, obtemos da tabela 3.2 o valor de k = 0,30. Dessa forma:
Eixos
Sua função esta relacionada a capacidade de suportar outros componentes mecânicos, não 
transmitindo potência. 
São denominados como os principais elementos de transmissão, pois podem estar presentes em 
qualquer máquina.
São fabricados em aço ou ligas de aço, pelo fato de os materiais metálicos apresentarem 
propriedades mecânicas superiores a de outros materiais.
Considerados, por isso, os mais adequados para a fabricação de elementos de transmissão os 
eixos:
• Submetidos a pequena solicitação mecânica. São produzidos em aço ao carbono.
• De máquinas e veículos são produzidos em aço-niquel.
• Utilizados em altas rotações ou para bombas e turbinas são produzidos em aço cromo-níquel.
• Empregados em vagões são produzidos em aço-manganes.