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русскийComo as engrenagens de acoplamento transmitem torque entre eixos desalinhados
Dois cubos com dentes de engrenagem externos, envoltos por uma luva com dentes internos correspondentes – essa é a geometria central por trás de cada engrenagem de acoplamento. O torque passa pelos dentes em malha, em vez de por uma junta aparafusada rígida, e a folga embutida nessa malha é o que permite que o acoplamento absorva o desalinhamento sem transmitir a tensão de flexão de volta aos eixos conectados.
Três tipos de desalinhamento aparecem em instalações reais: angular, onde as linhas centrais do eixo se encontram em ângulo; deslocamento paralelo, onde correm paralelos, mas não coaxiais; e axial, onde as extremidades do eixo se aproximam ou se afastam durante a operação. Uma engrenagem de acoplamento bem combinada lida com todos os três simultaneamente, dentro de limites que variam significativamente de acordo com o perfil do dente – que é onde as decisões de seleção realmente são tomadas.
Perfis de engrenagem de dente reto vs coroado vs em formato de tambor
Os acoplamentos de dentes retos eram o projeto original: dentes cortados paralelamente ao eixo do eixo, em contato com a luva correspondente ao longo de uma face plana. Eles funcionam, mas o contato plano sobre plano concentra o desgaste nas bordas dos dentes quando qualquer desalinhamento angular está presente, uma vez que os dentes só podem oscilar ligeiramente antes que a carga nas bordas se instale.
Os projetos de dentes coroados resolvem isso usinando um leve raio na face do dente, de forma que o contato permaneça centralizado mesmo quando o cubo se inclina em relação à bucha. projetos de acoplamento de engrenagem coroada construídos para maior tolerância de desalinhamento angular normalmente acomodam desalinhamento angular de até aproximadamente 1°30′ por engate, um salto significativo sobre a tolerância de fração de grau que os dentes retos permitem.
Os perfis de dente em forma de tambor (barril) levam isso ainda mais longe, usando uma face de dente continuamente curvada em vez de um único raio de coroa. Essa curvatura distribui a carga por uma área de contato mais ampla através de toda a gama de desalinhamento, o que é mais importante em aplicações onde a carga de choque e a vibração agravam o efeito do desalinhamento normal de funcionamento – laminadores e britadores são exemplos típicos.
| Perfil do dente | Desalinhamento angular (por malha) | Caso de uso típico |
|---|---|---|
| Dente reto | Abaixo de 0,5° | Serviço leve, desalinhamento mínimo |
| Dente coroado | Até ~1,5° | Acionamentos industriais em geral |
| Dente de tambor | Até ~1,5° with shock tolerance | Máquinas pesadas e carregadas de choque |
Correspondência do tipo de acoplamento de engrenagem com carga e desalinhamento
A seleção começa com dois números: o torque que o acoplamento deve suportar e o desalinhamento que a instalação produzirá de forma realista. Nenhum dos dois deve ser estimado de forma imprecisa - a capacidade de torque subdimensionada acelera o desgaste dos dentes, enquanto subestimar o desalinhamento leva a uma carga prematura nas bordas, independentemente de quão bem o acoplamento seja classificado.
Para aplicações que combinam desalinhamento moderado com choque ou carga cíclica – acionamentos de transportadores, misturadores, equipamentos de moinho – um design com luva de náilon ou com absorção de choque oferece uma vantagem significativa sobre a construção em aço sólido. um acoplamento de engrenagem de tambor com anel interno de náilon projetado para absorção de choque reduz o pico de carga transmitido através do sistema de transmissão durante picos repentinos de torque, o que prolonga a vida útil de equipamentos que iniciam e param sob carga.
Onde o desalinhamento é mínimo e a prioridade é a densidade de torque em um espaço compacto, o tambor de aço padrão ou os designs com coroa continuam sendo a escolha mais econômica — a tolerância adicional ao choque de uma luva de náilon não compensa a compensação na capacidade de torque para acionamentos estáveis e bem alinhados.
Engrenagens de acoplamento com função de frenagem integrada
Guindastes, talhas e outras aplicações que exigem paradas controladas precisam de um acoplamento que funcione como ponto de montagem para equipamentos de frenagem. Em vez de adicionar um conjunto de disco de travão separado a jusante do acoplamento, um design com dentes de tambor e uma roda de travão integrada mantém a superfície de travagem diretamente no corpo do acoplamento, encurtando a transmissão e eliminando um conjunto extra de rolamentos e suportes.
acoplamentos dentados de tambor construídos com roda de freio integrada são comuns em pontes rolantes e talhas de minas, especificamente porque o design combinado reduz o número de componentes rotativos separados que precisam de alinhamento e inspeção independentes.
Intervalos de lubrificação e o que determina a vida útil
Os acoplamentos de engrenagem falham por desgaste, não por fadiga, e a taxa de desgaste acompanha quase diretamente a condição de lubrificação. Os acoplamentos lubrificados com graxa normalmente precisam de relubrificação de acordo com uma programação vinculada à velocidade operacional e ao ciclo de trabalho — o serviço contínuo em alta velocidade exige intervalos mais curtos do que os acionamentos intermitentes de baixa velocidade, e a força centrífuga em RPM mais altas acelera a separação do óleo do espessante dentro da própria graxa.
As práticas de lubrificação para acoplamentos do tipo engrenagem — seleção de lubrificante, sistemas autônomos versus sistemas fornecidos externamente e intervalos de inspeção — são abordadas em o padrão de lubrificação de acoplamento flexível ANSI/AGMA , que a maioria dos fabricantes usa como base para suas próprias recomendações de manutenção.
Na prática, um ponto de partida razoável para o serviço industrial geral é a relubrificação a cada seis a doze meses, reduzida para trimestralmente para instalações de alta velocidade ou alta vibração. Esse intervalo deve mudar com base na condição real da graxa na inspeção, e não em um calendário fixo – a graxa que mostra partículas metálicas ou se separou precisa de substituição, independentemente de quão recentemente tenha sido reparada.
Quando um conjunto de travamento sem chave supera uma conexão com chave
As conexões eixo-cubo com chaveta tradicionais funcionam de maneira confiável com torque moderado, mas o próprio rasgo de chaveta introduz um ponto de concentração de tensão e uma pequena quantidade de folga que aumenta à medida que a chaveta e o rasgo de chaveta se desgastam. Em aplicações de alto torque ou carga reversa, essa folga eventualmente aparece como uma folga mensurável entre o eixo e o cubo.
Uma conexão sem chave fixa o cubo ao eixo apenas por fricção, usando um elemento de travamento cônico para gerar pressão radial uniforme em torno de toda a circunferência do eixo. conjuntos de travamento sem chave para conexões eixo-cubo sem folga elimine o aumento de tensão que um rasgo de chaveta cria e mantenha sua aderência sem o desgaste incremental que as juntas chaveadas acumulam ao longo de ciclos de carga repetidos.
A desvantagem é o custo e a precisão da instalação – os conjuntos sem chave exigem um controle de torque mais cuidadoso durante a montagem do que um cubo com chave. Para aplicações onde folga zero e poder de retenção de longo prazo são mais importantes do que a simplicidade da instalação, geralmente vale a pena fazer essa compensação.
Para obter orientação passo a passo sobre como obter alinhamento e torque de montagem corretos na primeira vez, procedimentos passo a passo de instalação e alinhamento do acoplamento de engrenagem cubra a sequência que a maioria dos instaladores perde ao apressar uma troca de acoplamento.
