Como determinar a relação de transmissão da roda dentada para diferentes máquinas agrícolas?

As máquinas agrícolas trabalham arduamente todos os dias, muitas vezes em condições adversas. Assim, selecionando o correto A taxa de transmissão da roda dentada é uma das decisões mais importantes que você tomará. A proporção certa garante que seu equipamento ofereça velocidade e confiabilidade eficientes.

Neste artigo, você aprenderá como calcular as relações de transmissão da roda dentada, quais fatores influenciam sua seleção e como escolher a melhor relação para diferentes tipos de máquinas agrícolas.

O que é uma relação de transmissão de roda dentada?

Uma relação de transmissão de roda dentada pode ser definida como a relação entre a roda dentada motriz e a roda dentada acionada de um sistema de transmissão por corrente . Isso mostra a maneira pela qual a velocidade e o torque são transferidos da fonte de energia para o maquinário acionado.

Fórmula para cálculo:

Relação de transmissão = Número de dentes da roda dentada acionada ÷ Número de dentes da roda dentada motriz

Exemplo:

Se o número de dentes da roda dentada motriz for 18 e a roda dentada acionada for 54, então a relação de transmissão torna-se 54÷18=3:1

Como a taxa de transmissão afeta o desempenho das máquinas

• Velocidade de saída: A velocidade de saída depende da relação de transmissão. Se uma velocidade de saída lenta for necessária em alguns equipamentos, a proporção deverá ser alta. Velocidade rápida significa relação baixa.

• Transmissão de torque: Torque é a força rotativa no eixo acionado. Com o aumento da relação de transmissão, o torque aumentará e a velocidade diminuirá. Máquinas agrícolas pesadas serão capazes de transportar grandes cargas sem sobrecarregar o motor.

• Eficiência de transmissão de energia: Embora a potência total permaneça quase a mesma, com mudanças nas relações, seremos capazes de utilizá-la de forma eficiente. Uma proporção apropriada evitará qualquer perda desnecessária de energia.

• Vida útil do componente:   Vida útil dos componentes: Uma proporção inadequada causará tensão extra na corrente, na roda dentada, no rolamento e no eixo. O estresse extra resultará em altos custos de manutenção e paradas inesperadas durante os períodos de pico.

Por que a taxa de transmissão correta é importante em máquinas agrícolas?

Garante velocidade de trabalho adequada

Todos os equipamentos agrícolas funcionam nas velocidades operacionais recomendadas. Isto significa que os dispensadores de sementes devem trabalhar com uma velocidade muito precisa. Além disso, os elevadores devem ter velocidade de elevação constante, enquanto os misturadores devem ter velocidade de mistura constante.

Usar proporção inadequada resultará em menor eficiência e danos à colheita.

Melhora a eficiência da transmissão de energia

As cargas movimentadas pelos equipamentos agrícolas são bastante pesadas. Eles incluem grãos úmidos, silagem, fertilizantes, ração animal, solo e outros resíduos agrícolas. Quanto maior a relação de transmissão, mais torque você obterá do equipamento.

Reduz o desgaste do equipamento

Se for usado um acionamento incompatível, as correntes e rodas dentadas terão que suportar cargas extras. Se continuar, o alongamento da corrente, o desgaste dos dentes, o desgaste dos rolamentos, a fadiga do eixo e as vibrações tornam-se possíveis consequências.

Otimiza o consumo de combustível

Quando as máquinas funcionam de forma eficiente, os motores não terão que trabalhar tanto. Caso a carga dos motores seja baixa, haverá menor consumo de combustível, menores gastos, menos emissões e maior produtividade. 

Isto se torna ainda mais crítico para fazendas comerciais que operam muitas máquinas todos os dias.

Melhora a produtividade geral

Usando a relação de transmissão correta, todos os sistemas funcionarão com eficiência. Existem algumas vantagens como aumento da eficiência da colheita, plantio preciso, manejo eficaz dos grãos e redução dos tempos de parada.

Globalmente, durante toda a época agrícola, a rentabilidade pode ser aumentada substancialmente.

Principais fatores a serem considerados antes de determinar uma taxa de transmissão da roda dentada

Tipo de Máquina Agrícola

Diferentes tipos de máquinas agrícolas têm diferentes requisitos operacionais. Aqui estão alguns exemplos:

• Semeadoras e Plantadoras: A colocação das sementes depende da precisão. Se o sistema de acionamento girar muito rapidamente, as sementes poderão ficar espaçadas de forma desigual. Muito lentamente e a eficiência do plantio diminui. Taxas de transmissão moderadas são normalmente selecionadas para manter uma medição precisa.

• Colheitadeiras: A colheita geralmente requer o uso de vários equipamentos rotativos, como rolos de alimentação, barras de corte, transportadores e ventiladores de limpeza. Cada um desses equipamentos pode necessitar de uma relação de transmissão diferente para se alinhar ao processo de colheita. 

• Ceifeiras-debulhadoras: A A colheitadeira possui vários acionamentos por corrente que operam ao mesmo tempo. Determinar a relação correta de transmissão da roda dentada ajuda a coordenar a colheita, a debulha, a separação, a limpeza e o transporte de grãos. Se você selecionar a relação de transmissão errada da roda dentada, isso afetará o desempenho de toda a máquina. 

• Equipamento de processamento de ração: Misturadores, trituradores e moedores de ração geralmente requerem alto torque em vez de alta velocidade. Taxas de transmissão mais altas ajudam essas máquinas a processar materiais densos sem sobrecarregar o motor. 

• Sistemas de irrigação: O desempenho da bomba depende muito da velocidade de rotação. A seleção da proporção adequada garante fluxo de água suficiente e minimiza o consumo de energia. 

Motor ou velocidade do motor

Primeiro, descubra a velocidade da fonte de energia. Os tipos mais comuns de fontes de energia são motores diesel, motores elétricos e motores hidráulicos. Por exemplo, uma velocidade típica de um motor diesel é de 1.800 a 2.200 RPM; portanto, é aqui que começa a sua taxa de transmissão.

Velocidade de saída necessária

Em segundo lugar, determine a velocidade do elemento acionado. Caso você esteja projetando seu próprio equipamento, a velocidade será determinada de acordo com o volume de produção, manuseio e design do equipamento.

Se, por exemplo, seu transportador requer 300 RPM e seu motor opera a 1.500 RPM, sua relação de transmissão deve ser de 5:1.

Torque Necessário

O torque é exigido de forma diferente em diferentes situações. Há uma baixa demanda de torque em equipamentos como medidores de sementes, transportadores leves e pequenos sistemas de irrigação. Há uma exigência de alto torque em aplicações como trituradores de ração, transportadores pesados ​​e sistemas de processamento de silagem.

Quanto maior o requisito de torque, maior será a relação de transmissão. Porém, uma taxa de transmissão extremamente alta diminui a eficiência.

Características de carga

Nem todas as máquinas agrícolas suportam o mesmo tipo de carga. 

• Aplicações de Carga Constante: Cargas constantes, como bombas de irrigação ou sistemas de transporte contínuo, operam sob condições relativamente estáveis ​​e muitas vezes exigem cálculos de proporção simples. 

• Aplicações de Carga Variável: Cargas variáveis, como colheitadeiras, frequentemente sofrem mudanças de carga à medida que a densidade da colheita muda. Os sistemas de transmissão devem ser projetados com flexibilidade suficiente para acomodar essas flutuações sem desgaste excessivo. 

• Aplicações de carga de choque: Algumas máquinas estão sujeitas a cargas de choque. Cargas de choque precisam de correntes mais fortes, mais duras rodas dentadas e relações de transmissão cuidadosamente escolhidas.

Ambiente Operacional

O ambiente operacional das máquinas agrícolas é difícil, incluindo poeira, lama e água. O ambiente operacional pode levar a um maior desgaste da corrente e das rodas dentadas. Ao escolher uma relação de transmissão, leve em consideração se o ambiente operacional causará aumento de resistência ou torque.

Tipo e especificações de corrente

A seleção da relação de transmissão é impossível sem considerar a cadeia. A corrente deve ser capaz de transferir uma quantidade desejada de energia sem falhas. O aumento da relação de transmissão geralmente causa aumento de cargas atuando na corrente, daí a importância de uma seleção cuidadosa da corrente.

Uso de boa qualidade cadeia agrícola juntamente com alta precisão As rodas dentadas garantem uma transmissão de energia confiável e aumentam a vida útil mesmo em condições agrícolas.

Guia passo a passo para calcular a taxa de transmissão da roda dentada

Etapa 1: determinar a velocidade de entrada

Cada cálculo sempre começa a partir da velocidade do eixo de transmissão. A velocidade nominal do motor normalmente é indicada na placa de identificação do motor ou nas especificações do equipamento. Quando sob carga, o motor ou motor funciona ligeiramente mais lento que a velocidade nominal.

Por exemplo, vamos supor que você criará um elevador de grãos cujo acionamento é um motor elétrico operando a 1.500 RPM. 1.500 RPM será sua velocidade de entrada.

O primeiro passo será descobrir se a sua velocidade é constante ou variável durante a operação.

Etapa 2: Identificar a velocidade de saída necessária

Isto é seguido pela determinação da velocidade na qual o eixo acionado girará. Há uma variação na velocidade para que várias máquinas agrícolas operem de maneira eficaz. Isto ocorre porque algumas máquinas, como as semeadoras, precisam girar lenta e continuamente para uma distribuição igual das sementes, enquanto outras, como os transportadores, devem girar a uma certa velocidade para evitar derramamento.

Ao projetar um substituto para um inversor existente, use a velocidade de saída recomendada pelo fabricante sempre que possível e, ao projetar uma nova máquina, estabeleça sua velocidade dependendo de suas necessidades de produção.

Etapa 3: Calcule a taxa de transmissão necessária

Aqui podemos calcular a proporção usando a fórmula abaixo:

Taxa de transmissão = velocidade de entrada ÷ velocidade de saída desejada

Veja um exemplo de cálculo da relação do transportador de grãos com velocidade de entrada de 1.500 RPM e velocidade de saída desejada de 300 RPM; a proporção será de 1.500 ÷ 300 = 5:1. Isto implica que a roda dentada motriz fará cinco rotações para cada rotação da roda dentada acionada.

Etapa 4: selecione a contagem adequada de dentes da roda dentada

Depois de calcular a razão, é necessário selecionar o rodas dentadas certas que darão essa proporção. Observe que:

Relação de transmissão = Dentes acionados ÷ Dentes acionados

Por exemplo, se você deseja uma proporção de 3:1, há uma série de combinações de rodas dentadas que podem funcionar para você. Mas observe que você nunca deve usar muito rodas dentadas pequenas ou rodas dentadas de dentes pequenos . A razão é que isso causará desgaste na corrente, além de altas vibrações e ruídos.

Etapa 5: verifique a compatibilidade da cadeia

As rodas dentadas e a corrente devem funcionar juntas como um sistema completo. Mesmo que a relação esteja correta, o uso de uma corrente subdimensionada pode levar a falhas prematuras. Antes de finalizar seu projeto, confirme se o o passo da corrente corresponde ao passo da roda dentada . Confirme se o método de lubrificação é adequado à aplicação e se a resistência à tração é superior à carga esperada. 

Erros comuns ao selecionar relações de transmissão da roda dentada

Escolhendo a proporção com base apenas na velocidade

Porém, a velocidade por si só não é suficiente para definir a sua escolha. Você deve levar em consideração fatores como torque de saída, carga, eficiência de uma máquina e ciclo de trabalho ao escolher a proporção adequada de rodas dentadas. Sempre pense na velocidade e no torque ao escolher o tamanho das rodas dentadas.

Ignorando os requisitos de torque

Na verdade, o baixo torque causa mau funcionamento da máquina e maior consumo de energia. Além disso, o alto torque pode sobrecarregar as correntes, eixos e caixas de engrenagens. Portanto, é necessário verificar se a máquina consegue trabalhar sob o torque esperado do eixo acionado.

Falha ao levar em conta futuras alterações de carga

As máquinas agrícolas trabalham em diversas épocas do ano e possuem diferentes cargas e exigências. As alterações futuras na carga horária ou no número de horas de trabalho poderão aparecer. Portanto, é melhor fazer uma reserva para permitir que o maquinário opere de forma eficaz com novas mudanças nas condições, sem qualquer redesenho.

Melhores práticas para otimizar sistemas de acionamento de rodas dentadas agrícolas

Mantenha a tensão adequada da corrente

Correntes excessivamente apertadas podem causar tensão indevida tanto nos rolamentos quanto nos eixos. Correntes excessivamente soltas podem causar ruído e vibração. Consequentemente, certifique-se de que a tensão adequada da corrente seja mantida e que os ajustes sejam verificados regularmente, especialmente nas primeiras horas de operação.

Garanta o alinhamento preciso do eixo

O desalinhamento do eixo leva a cargas desiguais nos dentes das rodas dentadas. Mesmo um leve desalinhamento do eixo pode causar problemas no sistema de transmissão de energia. Durante a montagem, utilize dispositivos de alinhamento para verificar se ambas as rodas dentadas foram instaladas em eixos paralelos.

Realize inspeções regulares de manutenção

A inspeção regular permite evitar dispendiosos tempos de inatividade da máquina, ajudando a identificar problemas que precisam ser resolvidos em tempo hábil. Algumas das coisas que você deve observar durante a inspeção incluem estiramento da corrente, vibração e desalinhamento do eixo. A detecção precoce de problemas evitará que você os agrave.

Conclusão

Determinar a relação correta de transmissão da roda dentada ajudará você a criar um sistema de acionamento eficiente, durável e produtivo. Faça parceria com um fabricante experiente como HANGZHOU PERPETUAL MACHINERY & EQUIPMENT CO., LTD para obter acesso a correntes e rodas dentadas de alta qualidade. Para mais informações, entre em contato com nossa equipe de especialistas. 

Perguntas frequentes

Uma roda dentada maior aumenta o torque?

Sim. Uma roda dentada maior aumenta o torque e a força de tração. Essencialmente, encurta a relação de transmissão final, permitindo uma aceleração mais rápida, mas reduzirá a velocidade máxima geral.

Como a contagem de dentes da roda dentada afeta a velocidade?

A contagem de dentes da roda dentada afeta diretamente a velocidade. Para aumentar a velocidade máxima, é usada uma roda dentada dianteira maior ou uma roda dentada traseira menor. Para aumentar a aceleração (e o torque), é usada uma roda dentada dianteira menor ou uma roda dentada traseira maior.

O que acontece se a taxa de transmissão for muito alta?

Se a relação de transmissão for muito alta, o motor produzirá menos torque e aceleração lenta. Isso causa diminuição da eficiência do sistema, desgaste acelerado, superaquecimento e severas limitações na velocidade máxima e na faixa operacional.