Acoplamento Mecanico

ACOPLAMENTOS MECÂNICOS

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTOCENTRO TECNOLÓGICO

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA

Vitória, ES

2010

Bruno Silveira FranzimFelippe Macedo PaulPatrick Borges BarrosPedro Paulo Dantas

Sumário

1. O Acoplamento Mecânico2. Funções dos Acoplamentos3. Classificação dos Acoplamentos4. Seleção do Acoplamento5. Dimensionamento do Acoplamento6. Instalação dos Acoplamentos7. Controle de Qualidade8. Referências Bibliográficas9. Questões Ambientais10. Questões Propostas

Definição de acoplamento mecânico

Acoplamento é um conjunto mecânico constituído de elementos de máquina,empregado na transmissão de movimento de rotação entre duas árvores ou eixo-árvores.

Funções dos acoplamentos

Unir dois eixosAbsorver choquesCompensar os desalinhamentos entre eixosTransmitir torqueReduzir vibraçõesNão forçar os rolamentos dos motores ou mancaisPermitir a manutenção no eixo motriz ou no eixo movido

individualmenteAbsorver dilatações dos eixos do motor e do sistema

Classificação dos acoplamentos mecânicos

Os acoplamentos mecânicos são classificados conforme montagem e modo de atuar, sendo eles subdivididos em acoplamentos permanentes e comutáveis.

acoplamento permanente acoplamento comutável

Classificação de

acoplamentos

Acoplamentos Permanentes

Os acoplamentos permanentes são aqueles que atuam continuamente, para conectar eixos que durante o funcionamento da máquina ou equipamento não existe a necessidade de haver sua desconexão, o que só ocorrerá em caso de manutenção. Usados em eixos de árvores colineares, ou que se cruzam, ou ainda em eixos de árvores paralelos.

Eles são classificados em:

1. Fixos ou rígidos

2. Flexíveis

Acoplamentos permanentes rígidos (ou fixos)

Os eixos dos acoplamentos fixos devem ser alinhados precisamente, pois estes elementos não conseguem compensar eventuais desalinhamentos ou flutuações.

Além disso:

• Não possuem qualquer flexibilidade;• São torcionalmente rígidos;• Não absorvem choques e vibrações; • Não admitem desalinhamento radial, axial e angular.

Os acoplamentos permanentes rígidos podem ser de flanges, com luva de compressão ou ainda de discos ou pratos

Acoplamentos permanentes rígidos: tipo Flanges

Flanges:

Método clássico de conectar árvores e é bem adequado a transmissão de potência elevada em baixa velocidade. Ela é feita mecanicamente através das saliências, encaixes ou parafusos ajustados à carga de cisalhamento; ou pelo atrito, através da pressão gerada pela força de compressão aplicada pelos parafusos.

Acoplamentos permanentes rígidos: tipo Flanges

Flange - Flange Parafuso

Flange - Eixo

Chaveta

Ajuste prensado

*Forjado no eixo

*Obs: Situação quando a flange é usinada no próprio eixo.

Acoplamentos permanentes rígidos com luva de compressão

Com luva de compressão ou aperto:

Esse tipo de luva facilita a manutenção de máquinas e equipamentos, com a vantagem de não interferir no posicionamento das árvores, podendo ser montado e removido sem grandes problemas de alinhamento.

São os mais empregados e a união deve ser construídas de modo que não apresente saliências ou de modo a ficar totalmente cobertas, para evitar acidentes.

Acoplamentos permanentes rígidos com luva de compressão

Figura : Esquema de acoplamento com luva de compressão

Figura:Acoplamento

com luva de

compressão.

Acoplamentos permanentes rígidos tipo discos ou pratos

Discos ou pratos:

Usados em transmissão de grandes potências, e a superfície de contato é lisa ou dentada.

Acoplamento de disco/prato

Acoplamentos permanentes flexíveis

São acoplamentos utilizados para suavizar a transmissão em árvores cujo movimento é brusco e onde o alinhamento perfeito não é garantido.

Os acoplamentos flexíveis, consistem de dois cubos, um em cada eixo, projetados de modo que ambos se liguem com um elemento intermediário, flexível ou flutuante. Os eixos devem ser cuidadosamente alinhados pois estes são usados para absorver desalinhamentos casuais

Dentre os acoplamentos permanentes flexíveis, encontra-se os elásticos e não-elásticos.

Tipos de desalinhamento

Esquema de funcionamento e desalinhamento em acoplamento flexível

Axial- compressãoAxial- compressão

Axial-extensãoAxial-extensão

ParaleloParalelo

AngularAngular

Acoplamentos permanentes flexíveis elásticos

Elásticos de pinos: os elementos transmissores são pinos de aço com mangas de borracha.

Acoplamento de pinos


Elásticos de garras elásticas: constituídos de garras, que por sua vez são de borrachas, são introduzidas nas aberturas do contra-disco, transmitindo o movimento.

Acoplamento de garras elásticas


Elásticos perflex ou pneu: conhecidos por acoplamentos super elásticos. Os discos do acoplamentos são unidos perifericamente por uma borracha apertada por anéis de pressão. Permite maior desalinhamento que os convencionais.

Esquema acoplamento perflex

Acoplamento Speflex (Vulkan)


Elásticos fita de aço ou grade de aço: consiste em dois cubos com flanges ranhurados onde encontra-se grade elástica ligando os cubos. O conjunto está alojado em duas tampas providas de junta de encosto e de retentor elástico junto ao cubo. Todo espaço é preenchido por graxa. É o acoplamento com melhor relação custo X benefício e melhor vida útil, apesar da lubrificação que deve ser periódica e da troca do elemento de desgaste: a grade.

Desenho exemplificando partes do acoplamento de fitas/grade de aço

Foto acoplamento fitas/grade de aço


•Radial

•Angular

•Axial


Elásticos dentes arqueados: acoplamentos cujos dentes possuem a forma ligeiramente arqueada no sentido axial, o que permite um desalinhamento angular de até 3°. O anel dentado – peça que transmite o movimento – possui duas carreiras de dentes que são separadas por uma saliência central.

Esquema acoplamento de dentes arqueados Desenho acoplamento dentes arqueados Denflex (Vulkan)

Acoplamentos permanentes flexíveis não- elásticos

Não-Elásticos:

Os acoplamentos permanentes flexíveis não-elásticos, compensam desalinhamento radial, axial e angular; são torcionalmente rígidos, não absorvem choques e vibrações. Entretanto, são capazes de manter o sincronismo entre as máquinas acopladas.

Acoplamentos permanentes flexíveis não-elásticos

Não-Elásticos Oldham: acoplamento que permite desalinhamentos torcionais muito pequenos (paralelos e axiais são consideráveis), mas transmitem grandes potências. Há necessidade de ser lubrificado com periodicidade e quando desgastado pode ser trocado.

Acoplamento Oldham

Acoplamento Oldhan (Kalatec): desalinhamento angular máximo de até 0,5° e radial/axial de até 0,2mm. Trabalha com rotações de até 3000 rpm e torque de até 30 Nm.


Não-Elásticos Cardan ou junta universal: acoplamento usado na ligação de árvores que formam um ângulo permanente entre si. Numa visão geral, o cardan é composto de dois eixos tubulares, um primário, centrado a fonte motriz e outro secundário centrado ao eixo de tração. As suas extremidades contam com articulações denominadas juntas móveis universais, as quais podem possuir rolamentos, mangas de ligação, grampos ou anéis de pressão e guarda-pós para acompanhar o movimento unilateral dos mesmos. Elas não transmitem o movimento a freqüência constante.

Cardan.


Acoplamentos comutáveis não-comandáveis

Homocinética ou junta universal de velocidade constante: esse tipo de junta é usado para transmitir movimento entre árvores que precisam sofrer variação angular, durante sua atividade. Essa junta é constituída de esferas de aço que são acomodadas em alojamentos específicos denominados calhas.

Alinhamento de acoplamento

Acoplamentos Móveis

São empregados para permitir o jogo longitudinal das árvores. Esses acoplamentos transmitem força e movimento somente quando acionados, isto é,obedecem a um comando.

Seleção de Acoplamentos

Na seleção de acoplamentos, é imprescindível considerar, além do tipo de acoplamento:- o momento da máquina acionadora;- o grau de irregularidade do sistema;- a magnitude das massas a serem aceleradas;- desalinhamento durante a operação.

Depois de escolhido o tipo de acoplamento, os fabricantes disponibilizam métodos para se dimensionar sua peça.

Dimensionamento do Acoplamento

Tabela para cálculo do momento do acoplamento - Vulkan

Dimensionamento do Acoplamento

Instalação de Acoplamentos

- fixar acoplamento no eixo;

- ajustar alinhamento;

- se necessário realizar a lubrificação.

Alinhamento de acoplamento

Controle de qualidade

Alinhamento Manual

Régua

Relógio

Comparador

Laser

Invisível

Calibre de Lâmina


Meça as posições relativas dos dois eixosAlinhamento a Laser

Meça o movimento dos eixosAnálise de vibrações

Meça o efeito térmico do desalinhamentoCâmera termográfica


Lubrificação: Ponto de gota - 150ºC ou acima;

Consistência - NLGI nº2 com valor de penetração entre 250 e 300;

Baixo valor de separação do óleo e alta resistência à separação por centrifugação;

Deve possuir qualidades lubrificantes equivalentes às dos óleos minerais em refinados de alta qualidade;

Não deve corroer aço ou deteriorar o neopreme (material das guarnições)

Responsabilidade Social e Criminal

As empresas fornecedoras de acoplamentos mecânicas teem obrigação de fornecer catálogos ou manuais de utilização de seus produtos, para que a responsabilidade passe automaticamente para o uso e finalidade a qual foi solicitada.

Questões ambientais

Devida armazenagem e medidas seguras para utilização dos lubrificantes

Limpeza e sucateamento

Referências Bibliográficas

1. CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA CELSO SUCKOW DA FONSECA - CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO – Apostila

2. Instituto Federal de educação Ciência e Tecnologia de Santa Catarina – Campus Araranguá - Elementos de Máquinas – Apostila Modulo 3, Prof. Daniel João Generoso – 2009

3. Noções Básicas de Elementos de Máquinas – SENAI – ES, 1996

4. loctite.fast.de/wwdh/pt/i139ch08.htm

5. www.wikimedia.org

6. Catálogo VULKAN

7. Catálogo REXNORD

8. www.driveshafts.com.au

9. www.powerflex.com.br

Questões Propostas

QUAL A FINALIDADE DOS ACOPLAMENTOS MECÂNICOS? QUAL A PRINCIPAL FUNÇÃO DOS ACOPLAMENTOS ELÁSTICOS ? QUAL A DESVANTAGEM DOS ACOPLAMENTOS RÍGIDOS? QUAIS OS PRICIPAIS APARELHOS UTILIZADOS PARA DETECTAR

DESALINHAMENTOS ? QUAIS SÃO OS TIPOS DE DESALINHAMENTOS? O QUE SE DEVE ANALISAR NA MONTAGEM DE UM ACOPLAMENTO

MECÂNICO?

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