Redutores de engrenagens

OBJETIVO

Neste trabalho iremos falar sobre redutores de velocidades, que são elementos de máquinas responsáveis pela redução e variação da velocidade de rotação de um eixo. Os redutores podem ser acionados por meio de motores elétricos, de combustão interna e hidráulica além de poder ser acionado também por meio de turbinas.

SUMÁRIO

OBJETIVO 1

1 ENQUADRAMENTO HISTÓRICO 3

2 INTRODUÇÃO 7

3 TIPOS DE REDUTORES 9

3.1 Redutores de Eixos Paralelos 9

3.2 Redutores de Eixos Ortogonais 10

3.3 Redutores de Eixos Concêntricos 11

4 CONSTITUINTES DE UMA CAIXA REDUTORA 12

4.1 Tipos de Engrenagens 12

4.1.1 Engrenagens Retas: 12

4.1.2 Engrenagens cônicas 13

4.1.3 Engrenagens cônicas descentradas (hipoides) 14

4.1.4 Engrenagens helicoides 15

4.1.5 Engrenagens tipo cremalheira 16

4.1.6 Engrenagem coroa e parafuso-sem-fim 16

4.2 Caixas 17

4.3 Veios 18

4.4 Rolamentos 18

4.5 Lubrificantes 19

5 REPARO DE REDUTORES 20

5.1 Engrenagens com alto índice de corrosão 20

5.2 Rolamentos com alto índice de corrosão 21

5.3 Vedações danificadas 21

5.4 Manutenção de variadores e redutores de velocidade 22

6 APLICAÇÕES 23

7 CONCLUSÃO 24

8 REFERÊNCIAS 25

1 ENQUADRAMENTO HISTÓRICO

A utilização de engrenagens como mecanismos de transmissão de potência remonta às primeiras máquinas rotativas, pela sua capacidade de modificar a velocidade e momentos aplicados. Estes sistemas eram constituídos por simples pinos de madeira, lubrificados com gordura animal, utilizados como equipamento multiplicador de velocidade em moinhos de vento e azenhas e redução de momentos motores na elevação de cargas. De entre os primeiros sistemas documentados como mecanismos de engrenagens destacam-se o “carro que aponta para sul” ( Figura 1), uma invenção Chinesa, supostamente do século III AC, do Imperador Amarelo Huang Di. Este mecanismo mantinha o braço de uma estátua apontado para sul, independentemente da direção que o carro tomasse. Este posicionamento era garantido por um sistema de engrenagens semelhante a um diferencial.

Figura 1 - Carro que aponta para sul, Museu de Ciências de Londres

Também no século III AC é atribuído a Arquimedes [287-212] o primeiro mecanismo de odômetro (Figura 2). Neste, um sistema de engrenagens em metal permitia que uma esfera caísse num recipiente após percorrida uma determinada distância, mecanismo este que terá sido posteriormente utilizado por Héron de Alexandria [10- 70] no qual a distância percorrida era de uma milha romana (aproximadamente 1481m). No século I AC Vitrivius [80AC–15DC], arquiteto e engenheiro romano, descreve no seu tratado “De architectura”, a utilização de engrenagens em várias aplicações, tais como a moagem de cereal em azenhas, (Figura 3).

Figura 2- Odômetro de Héron Figura 3- Azenha romana

Em 80 DC o mecanismo Antikythera IV de cálculo Astronómico, comparável a um computador analógico, comprova a evolução e complexidade dos mecanismos de engrenagens de metal, já nesta era.

Figura 4 – Antikythera, Modelo de Funcionamento

Figura 5 – Antikythera, Museu Nacional de Arqueologia Grego em Atenas

Da evolução e estudo das engrenagens tomaram parte várias personalidades como Da Vinci V [1452-1519], Franz Reuleaux VI [1829-1905] e mais recentemente Georges Henriot VII [1921- 2009].

Figura 6 – Códice de Madrid, Leonardo da Vinci, Biblioteca Nacional de Madrid, Mecanismo de Sem -Fim/Roda-de-Coroa

Figura 7 – Coleção Reuleaux da FEUP, Mecanismo de Sem - Fim/Roda-de-Coroa

Pode-se, no entanto afirmar que cerca de 90% da tecnologia relacionada com as engrenagens que utilizamos atualmente foi desenvolvida no século XX.

Os redutores de velocidade estão presentes em todas as aplicações industriais. Onde seja necessário transformar binários ou velocidades de rotação, aumentar a segurança operacional e aumentar a flexibilidade.

2 INTRODUÇÃO

Redutor de velocidade é um dispositivo mecânico que reduz a velocidade (rotação) de um acionador (geralmente um motor, elétrico ou não).

Seus principais componentes são basicamente: eixo de entrada e saída, rolamentos, engrenagens e carcaça.

O redutor de velocidade é utilizado quando é necessária a adequação da rotação do acionador para a rotação requerida no dispositivo a ser acionado. Devido às leis da física, quando há redução da rotação, aumenta-se o torque disponível e vice-versa.

Existem diversos tipos e configurações de redutores de velocidade, sendo os mais comuns os redutores de velocidade por engrenagens. Essas engrenagens, por sua vez, podem ser cilíndricas