Acoplamento Motor Carga Villares 130606 JB

Slide sem título EFICIÊNCIA INDUSTRIAL
ACOPLAMENTO MOTOR - CARGA
AGENDA DO DIA 13/06
Programa do curso
Correias planas - Exemplo 3
Correntes de transmissão de potência - Exemplo 5
Redutores - Exemplo 6
Acoplamentos de correntes parasitas
Programa do curso
INTRODUÇÃO
Na maior parte das aplicações de acionamentos necessita-se conectar o elemento acionador com o elemento acionado.
O responsável por essa tarefa chama-se acoplamento. São poucas as situações em que os acoplamentos são dispensados.As demais aplicações, sejam elas industriais ou não, exigem o uso de acoplamentos.
A maioria das aplicações que envolvem motores e cargas exigem o uso de acoplamentos.
Eficiência Industrial em Sistemas Motrizes
Os acoplamentos cumprem outras funções além de transmitir a potência:
alinhamento
amortecimento
A forma construtiva é completamente diferente entre dois tipos distintos.
Acoplamento
Fadiga
Moto-redutor
Polias
Redutor
Torque
INTRODUÇÃO
ACOPLAMENTOS RÍGIDOS
Não absorvem “nenhum” desalinhamento
90 % das quebras são causadas pela fadiga
Fratura frágil, repentina e perigosa
Tensões maiores na superfície
ACOPLAMENTOS FLEXÍVEIS
Desenhos e tamanhos variados.
Tem em comum a presença de um elemento elástico: borrachas, molas, etc.
Compensam folgas axiais.
Existem métodos simples, baixo custo – pouca precisão.
Idem, sofisticados, alto custo – alta precisão .
Método do relógio comparador.
Exemplo 1
Selecionar um acoplamento elástico adequado para transmitir a potência de motor elétrico de 1200 kW a 580 rpm para um ventilador que opera 24 horas por dia, usa-se um eixo de 130 mm de diâmetro.
Converter potência,
Tabela Pot corr / rotação.
Exemplo 1
Tipo de acionamento
1,5
1,2
1,00
1,06
1,12
Exemplo 1
d) Especificação
Potência x Fator A x Fator B x Fator C
Potência corrigida =
Exemplo 1
Tipo
n max. ( rpm )
Furo mínimo ( mm )
Furo máximo ( mm )
ACOPLAMENTOS HIDRÁULICOS
Pode partir com a máquina carregada
Selecionar um acoplamento para transmitir a potência de 25 kW a 1500 rpm. Usando o gráfico do fabricante.
Exemplo 2
CORREIAS DE TRANSMISSÃO
Absorvem choques
Novas correias planas
CORREIAS DE TRANSMISSÃO PLANAS
Relação de transmissão
Tensão efetiva:
W = T2 / TE = 1 / ( e F A - 1 )
Potência transmitida:
Arcos de contato:
A1 = p + 2 . arc sen ( (D1 – D2) / 2 L )) Correia aberta
A2 = p - 2 . arc sen ( (D1 – D2) / 2 L )) Correia aberta
A1 = A2 = p + 2 . arc sen ( (D1 + D2) / 2 L )) Correia cruzada
Comprimento da correia:
Cc = ( 4 . L2 - (D1 - D2)2 )1/2 + 1 / 2 . ( D1 . A1 + D2 . A2) Correia aberta
Cc = ( 4 . L2 - (D1 + D2)2 )1/2 + 1 / 2 . ( D1 . A1 + D2 . A2) Correia cruzada
Polia de 200 mm de diâmetro,
Equipamento rotação de 600 rpm,
Distância entre centros disponível 1200 mm.
Dimensionar a transmissão por correia plana.
Diâmetro polia acionada:
1750 . 200 = 600 D2
A2 = p - 2 . arc sen ( (D1 – D2) / 2 L ))
A2 = p - 2 . arc sen ( (583 – 200) / 2 .1200))
A2 = 2,821 rad
A1 = 3,462 rad
V T = p . 0,583 . 600 / 60
V T = 18,32 m / s

30 = T E . 18,32 / 1000
T E = 1637,6 N
Tensão no ramo frouxo:
T 2 = 1230,3 N

Comprimento da correia:
C = ( 4 . L2 - (D1 - D2)2 )1/2 + 1 / 2 . ( D1 . A1 + D2 . A2)
C = ( 4 . 12002 - (583 - 200)2 )1/2 + 1 / 2 . ( 583 . 3,462 + 200 . 2,821)
C = 3660,5 mm
Correções para o comprimento e arcos de contato
Sempre usar as instruções do fabricante
Um motor de 7,5 kW de 1150 rpm é usado como acionamento de uma bomba centrífuga que opera 24 h /dia. A bomba deverá trabalhar com a rotação de 1175 rpm, a distância entre centros não deverá ser maior que 800 mm, o espaço disponível limita o diâmetro da polia maior em 300 mm. Projetar uma transmissão por meio de correias em V que satisfaça os dados acima.
a) Potência de projeto: Pp = P . Fs
b) Perfil apropriado: escolhido do gráfico
c) Determinação das polias mínimo menor máximo maior
d) Cálculo do comprimento inicial, seleção da correia padronizada, correção da distância entre centros
e) Tabelas de potência básica e adicional por correia, correção do arco de contato e comprimento.
f) Calcula-se o número de correias
CORREIAS DE TRANSMISSÃO EM V
Exemplo 4
a) Determinar o fator de serviço e calculara potência projetada: HPP = HP . Fs
b) Selecionar o perfil em função da rotação e da potência projetada.
Pp = 7,5 x 1,2/0,746 = 12,1 HP
_________
D = d .
rpm maior
rpm menor
Potência nominal do motor
( HP )
575
690
870
1160
1750
3450
0.5
d) Calcular o comprimento inicial da correia:
L = 2 C + 1,57 ( D + d ) +
C =
Escolher uma correia com comprimento que mais se aproxime do necessário.
( D – d )2
Dc =
(D-d)/A = 0,065
e) Determinar a potência por correia:
hp=(hpb + hpa) .Fc . Fg
e) Determinar a potência por correia:
hp=(hpb + hpa) .Fc . Fg
Determinar o número de correias:
Nc = HPP / hp = 12,1 / 10,58
Nc = 1,2 correias = usar 2 correias
Verificar a velocidade periférica:
Vp < 33 m / s
D ( mm )
CORRENTES DE TRANSMISSÃO
Padronizadas pela ANSI e ABNT
Simples, duplas, triplas e até em oito fileiras
Ação do Efeito Poligonal. Causa vibrações e redução da vida útil da corrente.
Acionada: correia transportadora ~ 200 rpm
Dist. centros: 710 mm
Adotado pinhão de 31 dentes.
Z P . N P = Z C . N C
31 . 300 = Z C . 200
Z C = 46,5
Adotado 47 dentes
P P = K S . P
P P = 1,4 . 8,0 = 11,2 kW.

Roda motora 31 dentes: K T = 1,75 (interpolado) (pg 32)
Da tabela de capacidades, adota-se ANSI número 60 (pg 32)
P F = P TAB . K T
P F = 3,72 . 1,75 = 6,51 kW.

Adota-se então corrente dupla ANSI 60.
O comprimento da corrente será:
L / p = 2 C / p + ( z 1 + z 2 ) / 2 + ( z 2 - z 1 ) 2 / ( 4 . p 2 . ( C / p ) )
L / p = 2 .710/19,05+ ( 31+ 47) / 2 + ( 47 - 31) 2 / ( 4p2 ( 710/ 19,05))
L / p = 113,7 elos ( ou passos )
Adotado o próximo número par: 114 elos.

A corrente selecionada será uma dupla ANSI número 60.
REDUTORES DE ENGRENAGENS
Diversos tipos construtivos
Limites mecânicos e térmicos
REDUTORES
Acionada: misturador de papel 35 rpm
Ciclo de 24 h / dia, selecionar um redutor adequado.
Redutor de coroa e sem-fim com eixos em ângulo reto.
Tabela 7.2 – Fatores de serviço para redutores em função da classe de carga, .
Adota-se um fator de serviço tabelado: F S = 1,5
ACIONAMENTO

REDUTORES

i = N E / N S = 1750 / 35 = 50
Tabela 7.4 – Capacidade (em cv) dos redutores de engrenagens helicoidais, modelo H–13 .
Redução
REDUTORES
Exemplo 6
Com a potência equivalente P E e a redução i, seleciona-se o redutor adequado:
Adotado redutor tamanho 170 com potência de entrada 9,55 kW e 6,49 kW na saída, redução efetiva de 49 : 1 e rendimento de 68%.
INVERSORES DE FREQÜÊNCIA
O controle de velocidade oferece grandes oportunidades de economia de energia.
As cargas são dependentes da velocidade em sua grande maioria.
Empregados com grandes vantagens em bombas centrífugas e ventiladores.
Avanços da informática e da microeletrônica possibilitaram uma redução no preço dos equipamentos.
O comportamento de um motor controlado por freqüência/tensão se aproxima de um motor CC.
VARIADORES DE VELOCIDADE
Exemplo 7
Determinar qual a economia de energia elétrica em uma bomba centrifuga quando a mesma opera durante 80% do tempo com 50% da vazão nominal e o restante do tempo com vazão igual a vazão nominal. Comparar válvula de estrangulamento e os controle de velocidade. O motor de 75 kW e opera 4800 h/ano.

Com inversor de freqüência:
Exemplo 7
O sistema dotado de controle de velocidade apresenta uma economia anual de 95.040 kWh / ano em relação ao sistema que emprega controle da vazão por meio de válvula de estrangulamento.
ACOPLAM. DE CORRENTES PARASITAS
Usados em potências mais altas, estão sendo substituídos pelos inversores.
Geram muito calor, que necessita ser retirado por ventiladores ou radiadores a água.
Não produzem harmônicos e surtos de tensão.
MELHORIAS NO DESMPENHO
b) A lubrificação dos acoplamentos.
Redutores e caixas de engrenagens
a) Superaquecimento:sobrecarga, limite térmico, excesso de velocidade, falha de lubrificação ou da refrigeração.
b) Ruído excessivo é causado provavelmente por folgas exageradas, material estranho entre os dentes. Correias planas e em V
a) Contaminação por óleo causa deslizamento maior que o esperado e baixo rendimento.
b) Desgaste excessivo das laterais, correia frouxa. O rendimento será reduzido.
c) Desgaste na base da correia, reparos nas polias.
d) Verifica-se que o maior problema das correias são falhas no tensionamento e/ou deslizamento.
MELHORIAS NO DESEMPENHO
Sistemas de bombeamento, ventiladores e compressores
Sempre verificar a possibilidade do uso de sistemas de variação de velocidade, é comum encontrar sistemas em que para se adequar a vazão utilizam-se válvulas redutoras de pressão e/ou desvios do tipo “by-pass”. Convém se estudar o regime a plena vazão, se o mesmo existe. O uso de sistemas de controle apresenta tempos de retorno da ordem de 3 a 2 anos.
OBRIGADO!
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