Como escolher a especificação da corrente do acoplamento de corrente?

Quando se trata de sistemas de transmissão de energia, a seleção de um acoplamento apropriado é fundamental para a eficiência do sistema. Embora existam diferentes estilos de acoplamento disponíveis, o acoplamento de corrente de rolos continua sendo uma solução flexível e durável na indústria. 

Os acoplamentos de corrente são comuns em transportadores agrícolas, máquinas têxteis e outros setores. No entanto, selecionar o tipo e tamanho errados pode causar danos. Neste artigo, orientaremos você sobre como selecionar a especificação da corrente do acoplamento de corrente. 

O que é um acoplamento de corrente?

O acoplamento de corrente refere-se a um acoplamento flexível usado para unir dois eixos para transmitir energia de maneira eficaz. É um dispositivo mecânico simples que consiste em três componentes principais:

1. Duas rodas dentadas: As rodas dentadas são fixadas nas extremidades dos eixos acionador e acionado.

2. Corrente de rolo duplo: O comprimento da corrente de rolo duplo é uma largura específica que conecta as duas rodas dentadas. 

3. Uma tampa: A tampa é uma peça fundida que retém o lubrificante e protege o acoplamento contra sujeira e detritos. Embora isso seja opcional, é altamente recomendado. 

O acoplamento da corrente funciona engatando a corrente nos dentes da roda dentada, permitindo assim a transferência de torque entre os eixos. A corrente proporciona flexibilidade, amortecendo seus rolamentos e eixos contra as forças de pequenos desalinhamentos e demandas de choque.

Por que escolher a especificação correta da corrente é importante

Antes de mergulharmos no guia de seleção, é fundamental considerar por que é importante escolher a especificação correta da corrente. Aqui estão alguns motivos:

• Fácil manutenção: Uma especificação de corrente adequadamente selecionada requer lubrificação, manutenção e substituição menos frequentes. 

• Alta densidade de torque: Os acoplamentos de corrente transmitem uma grande quantidade de torque. Portanto, selecionar a especificação correta da corrente irá torná-la adequada para aplicações pesadas.

• Evita falhas prematuras: O uso de um tamanho de corrente incorreto pode causar tensão excessiva. Por sua vez, isso levará ao alongamento da corrente, ao desgaste da roda dentada e à falha. No entanto, escolher a especificação correta evitará esses problemas. 

• Reduza a vibração e o ruído: A seleção de uma especificação inadequada pode levar a um desequilíbrio, distribuição desigual e vibração, e estes serão transmitidos por todo o sistema. Escolher o caminho certo reduzirá a vibração e o ruído. 

• Transmissão de energia eficiente: A especificação de corrente apropriada do acoplamento de corrente minimizará a perda de energia e aumentará a eficiência do sistema.

Principais fatores a serem considerados ao escolher a especificação de corrente do acoplamento de corrente

1. Torque transmitido e requisitos de potência

Os requisitos de torque e potência transmitidos são o fator mais crítico na seleção de um acoplamento de corrente. Existe uma fórmula de cálculo padrão a seguir:

Torque = 9550 Pn

Onde:

T = Torque (Nm)

P = Potência (kW)

n = Velocidade (RPM)

Use um fator de serviço de 1,2 a 2,5, que varia dependendo das circunstâncias, incluindo cargas de choque, ciclos de partida/parada e cargas diferentes. Sempre selecione um acoplamento com torque nominal superior ao torque calculado. 

2. Diâmetro do eixo e tamanho do furo

O acoplamento da corrente deve ser exatamente do mesmo tamanho que o eixo e o furo. O tamanho do furo deve corresponder ao tamanho do eixo. Uma escolha incorreta do tamanho do furo pode causar um efeito de escorregamento e vibração.

As dimensões do rasgo de chaveta devem atender aos padrões regulatórios. O ajuste de tolerância não deve ser ignorado, pois garante uma instalação adequada. 

3. Passo e tamanho da corrente

O passo da corrente é igual à distância entre os centros dos pinos adjacentes. É isso que determina o tamanho da cadeia. Os comprimentos ou tamanhos de corrente populares são ANSI #40, ANSI #50, ANSI #60, ANSI #80 e ANSI #100. 

Quanto maior for o passo, maior será a capacidade de carga. Quanto menor o passo, mais suave será a operação em velocidades mais altas. Certifique-se de que haja compatibilidade ao substituir ou adquirir componentes. 

4. Requisitos de velocidade (RPM)

Outro fator a considerar são os requisitos de velocidade do acoplamento de corrente. Os acoplamentos de corrente são adequados para velocidades baixas e médias. A alta velocidade acelera a força centrífuga, enquanto a velocidade excessiva pode levar a problemas de lubrificação. Quando a corrente funciona a uma velocidade mais elevada do que o normal, ela irá desgastar-se. 

5. Ambiente de Trabalho

Outro fator a considerar é o ambiente de trabalho. O desempenho do acoplamento pode ser grandemente influenciado pelas condições ambientais, incluindo temperatura, poeira, umidade e corrosão. A alta temperatura pode degradar a lubrificação, enquanto a poeira e os detritos podem aumentar o desgaste. 

Para resolver isso, utilize correntes de aço inoxidável para ambientes corrosivos, pois são altamente resistentes à corrosão. Aplique revestimentos protetores e use tampas seladas. 

6. Compensação de desalinhamento

A compensação do desalinhamento é um fator crucial que afeta o acoplamento da corrente. Os acoplamentos de corrente só podem acomodar desalinhamentos limitados. Existem diferentes tipos de desalinhamento:

• Desalinhamento angular: Este tipo de desalinhamento ocorre quando as linhas centrais dos dois eixos se cruzam em ângulo. Isto é, as faces da roda dentada não são perfeitamente paralelas. Os acoplamentos de corrente podem tolerar um pequeno desalinhamento angular, cerca de 0,5 a 1 grau.

• Desalinhamento paralelo: O desalinhamento paralelo ou radial ocorre quando os eixos estão em posições paralelas. Contudo, suas linhas centrais estão deslocadas uma da outra; isto é, um eixo é mais alto ou mais baixo que o outro. Os acoplamentos de corrente podem acomodar apenas uma pequena quantidade de desalinhamento paralelo entre 0,015 e 0,05 polegadas, dependendo do tamanho. 

• Desalinhamento axial: O desalinhamento axial ocorre quando a distância entre os cubos do acoplamento muda ao longo do eixo longitudinal do eixo. Neste tipo de desalinhamento, as rodas dentadas estão muito distantes ou muito próximas umas das outras. Embora os acoplamentos de corrente possam acomodar uma certa quantidade de desalinhamento axial, o desalinhamento excessivo pode causar tensão nos rolamentos da corrente. Isto pode reduzir a vida útil do acoplamento da corrente e aumentar o desgaste. 

7. Fator de segurança e tipo de aplicação

Diferentes aplicações industriais exigem diferentes margens de segurança. Sempre inclua fatores de segurança com base no tipo de aplicação. Existem vários tipos de categorias de aplicativos. 

• Serviços leves: Em aplicações leves, os acoplamentos de corrente são usados ​​em ventiladores e pequenos transportadores. 

• Serviço médio: Em aplicações de serviço médio, acoplamentos de corrente são usados ​​em bombas e compressores. 

• Serviço Pesado: Neste tipo de aplicação, os acoplamentos de corrente são utilizados em mineração e britadores. 

Como selecionar a especificação de corrente do acoplamento de corrente

1. Determine o tamanho do furo

Determinar o tamanho do furo é o primeiro passo para selecionar a especificação da corrente do acoplamento de corrente. Você deve saber o diâmetro do eixo motor (por exemplo, o motor elétrico) e do eixo acionado (por exemplo, a caixa de engrenagens ou a bomba).  

Os acoplamentos de corrente geralmente vêm em dois estilos de furo:

• Furo acabado: O furo acabado tem uma roda dentada com um tamanho de furo específico, chaveta e parafusos de fixação, e estes estão prontos para montagem. 

• Buchas Taper-Lock ou QD: No estilo furo, a roda dentada possui um furo grande e cônico. É aconselhável comprar uma bucha separada que se comprima no eixo para proporcionar uma aderência firme e evitar corrosão no eixo. 

Observe, entretanto, que é comum que os dois eixos tenham diâmetros diferentes. Se for essa a situação, você pode misturar e combinar facilmente os furos da roda dentada. Por exemplo, você pode usar um furo de 1 polegada no acionador e um furo de 1,5 polegadas no eixo acionado. Mas certifique-se de que sejam do mesmo passo de corrente. 

2. Calcule o torque de projeto

A seleção de um acoplamento de corrente baseado apenas na potência (HP) pode afetar a eficiência do seu sistema de transmissão de energia. Você deve calcular o torque porque esta é a força de torção real que a corrente deve suportar. 

Você pode usar duas fórmulas:

Torque = 9550 Pn

Onde:

T = Torque (Nm)

P = Potência (kW)

n = Velocidade (RPM)

Você também pode usar

Torque (em-lbs) = (HP × 63.025) / RPM

Onde:

HP = Cavalo-vapor

RPM = a velocidade na qual o acoplamento irá girar

63.025 = uma constante usada para cálculos de polegada-libra

Cenário real: um motor de 10 HP funcionando a 1.750 RPM produz cerca de 360 ​​libras-polegada de torque. 

3. Aplique o Fator de Serviço

Aplicar o fator de serviço (SF) é uma etapa que a maioria das pessoas esquece. Embora o torque de projeto tenha uma carga perfeitamente suave, as máquinas no mundo real vibram, chocam e iniciam/param aleatoriamente. Portanto, aplicar um fator de serviço ajuda a acomodar o estresse. 

Multiplique o torque de projeto calculado pelo fator de serviço adequado à sua aplicação. 

• Carga uniforme: Em cargas uniformes encontradas em ventiladores e bombas centrífugas, use um fator de serviço de 1,0 - 1,2.

• Choque moderado: Para choques moderados em máquinas e compressores para marcenaria, use um fator de serviço de 1,3 - 1,5.

• Choque forte: Choques fortes em britadores de rocha e prensas de metal devem receber um fator de serviço de 1,5 a 2,0 ou mais.

• Acionamentos do motor: Se você estiver usando um motor de combustão interna, adicione aproximadamente 0,5 - 1,0 ao fator de serviço devido ao torque pulsante. 

Em outras palavras, torque de seleção = torque calculado × fator de serviço.

4. Verifique os limites de velocidade

Cada acoplamento de corrente possui uma classificação de velocidade máxima. Geralmente, eles não são projetados para velocidades extremamente altas. 

• Sem tampa: Os acoplamentos sem tampa são limitados a velocidades mais baixas, que geralmente ficam abaixo de 500-800 RPM dependendo do tamanho. 

• Com tampa: A tampa retém a graxa, causando velocidades mais altas que geralmente chegam a 2.500 - 4.000 RPM para tamanhos menores. 

Se a sua aplicação funcionar a 3600 RPM, certifique-se de verificar as diretrizes do fabricante para garantir que o tamanho do acoplamento selecionado esteja classificado para essa velocidade. E não esqueça de usar uma capa.

Conclusão

A escolha da especificação correta da corrente do acoplamento de corrente equilibra fatores-chave como cálculo de torque, condições ambientais e outros. A aplicação das etapas mencionadas aqui garantirá que você tenha uma conexão robusta e confiável. 

Se você deseja orientação profissional sobre acoplamentos de corrente, eixos e outros assuntos relacionados, entre em contato com HANGZHOU PERPETUAL MACHINERY & EQUIPMENT CO., LTD. Nossa equipe de especialistas lhe dará uma resposta imediata.

Perguntas frequentes

Posso personalizar acoplamentos de corrente para máquinas especiais?

Sim, você pode personalizar acoplamentos de corrente para atender aos requisitos específicos de máquinas exclusivas. O material, o tamanho e o design podem ser modificados para se adequar a ambientes de alto torque ou alta temperatura. 

Quando devo substituir um acoplamento de corrente?

Você deve substituir um acoplamento de corrente quando notar um alongamento visível da corrente superior a 3% ou uma folga significativa. Substitua um acoplamento de corrente quando notar ruído excessivo, alta vibração, dentes da roda dentada desgastados ou danos. 

Qual é a diferença entre os padrões de cadeia ANSI e ISO?

Os padrões de cadeia ANSI e ISO são diferentes em sistemas de medição e dimensões. As cadeias ANSI são amplamente utilizadas na América. As correntes usam medidas baseadas em polegadas e são robustas. As cadeias ISO são medidas baseadas em milímetros e são usadas nos mercados europeu e britânico. 

Que passo de corrente devo escolher para aplicações pesadas?

Para aplicações pesadas, use um passo de corrente grande para maior resistência à fadiga e durabilidade. A faixa de afinação deve estar entre #80 e #240, sendo #80 (afinação de 1 polegada) o ponto de partida comum. 

Como calculo o tamanho correto do acoplamento da corrente?

Para calcular o tamanho apropriado do acoplamento de corrente, descubra o torque de projeto e acomode os diâmetros do eixo. A seguir, selecione o modelo correto de acordo com a categoria da aplicação.