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Sistema de Transmissão por Correntes
Luiz Claudio ESPINDULA AMORAS JR¹; Nicolas Leiria ANASTÁCIO NOGUEIRA²;
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A relação de transmissão de movimento de uma engrenagem para...
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lubrificação neste sistema devemo...
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envolvidos. Porém, as desvantagens deste sistema são a fadiga, por trabalharem sobre altas
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Sistema de Transmissão por Correntes - Projeto Interdisciplinar

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Projeto Interdisciplinar dos alunos do curso de Engenharia Mecânica - IESAM, 2ª semestre, abordando o funcionamento do sistema de transmissão por correntes, suas qualidades, benefícios de uso de maneira sustentável e sua aplicabilidade.

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Sistema de Transmissão por Correntes - Projeto Interdisciplinar

  1. 1. 1 Sistema de Transmissão por Correntes Luiz Claudio ESPINDULA AMORAS JR¹; Nicolas Leiria ANASTÁCIO NOGUEIRA²; Felipe LAURO BERNARDES³; Clemer BATISTA DO ESPIRITO SANTO. Orientador: José Manoel dos SANTOS SENA¹. Curso de Engenharia Mecânica. Instituto de Estudos Superiores da Amazônia. Av. Gov. José Malcher, 1148, Nazaré - CEP 66055-260. Belém, PA RESUMO – O trabalho apresenta o sistema de transmissão por correntes, descrevendo o seu funcionamento, seus vantagens, benefícios e desvantagens na aplicação de casos específicos e os aspectos voltados a Engenharia desta ferramenta. Neste caso, dando ênfase na aplicação da Física, da Química, da Matemática, da projeção Computacional e da Gestão Ambiental, para que tenhamos o melhor aproveitamento desta tecnologia de maneira sustentável. Palavras-chave: Transmissão por Correntes, Engenharia, Sustentabilidade. Drive Chain System ABSTRACT - The paper introduces the chain drive system, describing its operation, its advantages, benefits and disadvantages in the application of specific cases, and the engineering aspects related to this tool. In this case, emphasizing the application of Physics, Chemistry, Mathematics, Computational Desing and of Environmental Management, in order to have the best use of this technology in a sustainable manner. KeyWords: Chain Drive, Engineering, Sustainability. 1 INTRODUÇÃO O sistema de transmissão por correntes é uma tecnologia muito utilizada no cenário mundial atual, principalmente nas indústrias. Por ser uma ferramenta muito útil, ao longo dos anos sofreu diversos e consideráveis aperfeiçoamentos, tornando-o flexível as mais variadas situações. Neste trabalho veremos que o tal consiste em eixos dentados interligados por uma corrente, no qual esta interação faz a transferência de potência dos eixos entre si por intermédio da corrente, sendo empregada quando se é exigida uma velocidade constante, relativamente baixa e uma pequena distância entre os eixos. Mesmo com uma utilidade específica existem vários tipos de correntes (em formas, matérias e espessura) no qual o seu emprego varia de acordo com a sua aplicação, temos como exemplo o movimento da bicicleta cujo é realizado através da interligação de dois eixos assimétricos por uma corrente. Sendo assim a busca do trabalho é aplicar este sistema de maneira sustentável, interferindo o mínimo possível de maneira negativa o meio ambiente, utilizando da melhor forma de todas as técnicas e ferramentas da engenharia. 2 ASPECTOS FÍSICOS DO FUNCIONAMENTO DO SISTEMA Na maioria dos casos a transmissão por correntes é utilizada em sistemas pesados, por ser constituído por materiais de alta densidade possui um grande momento de inércia, e com isso transmitem uma grande quantidade de energia no movimento. O aço é o principal material na constituição do sistema, o que permite trabalhar em locais na presença de umidade, vapores, óleo e outros fatores externos. Geram ruídos, choques e virações, devido ao atrito gerado pelo trabalho rotacional entre a engrenagem e a corrente, porém, atualmente existem tipos de correntes fabricadas especificamente para amenizar o máximo possível esses efeitos. Sofrem
  2. 2. 2 bastante desgaste devido à fadiga e a tensão superficial entre os elos, entretando, se utilizada de maneira correta e bem dimensionada, pode ter uma longa vida útil e um bom rendimento. Outro aspecto é o bom sincronismo pela precisão no engate entre as engrenagens e a corrente, evitando a ocorrência de deslizamento. A vantagem do sistema é que executa tarefas que o de engrenagens e o de correias não pode realizar. Podemos visualizar na figura 1 (Gearseds, 2002), um exemplo bem simples deste sistema. Figura 1 – GEARS-ID Chain Drive. Fonte: Gears Education Systems. (2013) A distância entre os centros do sistema não deve ser menor que 30 vezes o passo (distância medida sobre o diâmetro primitivo desde o centro de um vão ao centro do vão consecutivo da engrenagem) e maior que 80 vezes o passo. Onde esta distância pode ser calculada pela fórmula: Onde “Lp” é o comprimento da corrente; dado: Cp = C/p. Tendo “C” como distância entre os centros(30 a 80p); “Cp” a distância entre os centros em passos; “p” passos da corrente; “Z¹” e “Z²” número de dentes da engrenagem menor e maior respectivamente. Os desgastes e os choques sofridos pelo rolo e a roda dentada são devido à variação do ângulo de articulação, tal qual este é diretamente proporcional às danos ao sistema, então quanto maior o ângulo de articulação, maior os desgastes e choques que os sistema estará sujeito, e quanto menor, melhor é a transmissão uniforme de potência, menor os ruídos, e longa duração das correntes. Para diminuirmos esta angulação, aumentamos o numero de dentes da engrenagem e com isso conseguimos diminuir a distância do rolete ao centro da engrenagem. Vejamos tal ângulo de articulação representado por γ na Figura 2 (Mecânica I, 2013):
  3. 3. 3 Figura 2 – Mecânica I: Projetos e Ensaios Mecânicos – 2011 A relação de transmissão de movimento de uma engrenagem para outra é um dos aspectos mais importantes do sistema de transmissão por correntes, por a corrente não deslizar e nem esticar, tal vem por uma simples relação da velocidade angular com o raio das engrenagens, se adotarmos que os dois possuem a mesma velocidade linear (v = r¹ω¹ = r²ω²); logo teremos a relação das velocidades angulares dos mesmos (ω²/ω¹ = r¹/r²), onde a velocidade angular é inversamente proporcional ao raio. E se relacionarmos o número de dentes da engrenagem com a velocidade, para dentes com espaços iguais ao longo das circunferências e bem ajustados os dois eixos, teremos a seguinte expressão (ω²/ω¹=N¹/N²); onde N é o número de dentes das engrenagens 1 e 2. Como exemplo desta relação tem a figura 3 (Freedaman e Young, 2013). Figura 3 – As rodas dentadas e a correia de uma bicicleta. Imagem do livro Física I – Mecânica. Em caso de pouca utilização os elos da corrente podem travar, por terem que ser constantemente lubrificados. A lubrificação é essencial para um eficiente funcionamento do sistema, pois evita o desgaste e a quebra prematura das articulações, o método mais eficiente para lubrificação é colocar a transmissão dentro de um caixa e bombear um fluxo contínuo de óleo na parte interna da corrente, sendo o óleo recuperado por um filtro; porém, em casos em que este procedimento seja impraticável, devido à engrenagem menor, estar situada na parte inferior e ser de pequeno diâmetro, utiliza-se um disco, espalhador de óleo de maior diâmetro para se jogar óleo diretamente na corrente (FATESC, 2009). Apesar de sua severa importância, não devemos esquecer que os óleos lubrificantes usados ou contaminados são resíduos muito perigosos e devem ser bem manuseados para não causar danos ao meioambiente. Tal óleo, por ter na sua composição química elementos como chumbo, cádmio, hidrocarbonetos e outros, quando despejado diretamente no meio-ambiente causam grandes prejuízos ao ecossistema, afetando diretamente um grande número de pessoas, principalmente
  4. 4. 4 quando associado a outros poluentes do meio urbano. Por ser extremamente importante a lubrificação neste sistema devemos ter a máxima atenção para o manuseio destes óleos para que os utilizemos de maneira sustentável, tal como, depois da utilização armazena-los corretamente, manuseá-los de forma correta, se possível reutiliza-los, devolver corretamente nos pontos de coleta, nunca despeja-los diretamente em rios ou no ambiente aplicado, e não queima-los, assim além de alcançar o máximo desemprenho do sistema, não agredimos o meio-ambiente e preservamos nossas gerações futuras. 3 EXEMPLO DE APLICAÇÃO A aplicação mais conhecida nos dias correntes e mais fácil de compreender o sistema é a que ocorre entre a catraca e a coroa da bicicleta. Na figura 4 (bicicleta mais cara do mundo) da para visualizarmos a aplicação deste. Notável que com os avanços tecnológicos sobre este sistema ele pode ser moldado para variadas situações, no caso da bicicleta especificamente, existe diversos modelos, o que é o caso dos que possuem variações de marchas, a troca de eixos da catraca ou da coroa, justamente para adequar e facilitar o desempenho do sistema de maneira a aproveitar o máximo possível para aquela determinada situação. Figura 4 – Bicicleta mais cara do mundo, banhada a ouro, feita pela empresa sueca Arumania. 4 MATERIAS E METODOS A metodologia utilizada neste trabalho foi à pesquisa intensa sobre as referências bibliográficas, onde conseguimos encontrar bastante informação sobre o sistema abordado. Foi utilizada também a experimentação física do sistema, por meio da transmissão por corrente de uma bicicleta que possui troca de marchas, onde aplicamos e analisamos as fórmulas referentes à mudança de velocidade angular do sistema devido à mudança no tamanho do raio do sistema. 5 RESULTADOS E DISCUSSÃO Foi possível observar através das pesquisas que o sistema de transmissão por correntes é um assunto muito abrangente devido à variedade de modelos de correntes e engrenagens que podem ser aplicadas no sistema, em consequência que cada situação possui uma necessidade especifica. Este sistema tem suas vantagens por transmitir uma grande quantidade de energia, e executar tarefas que outros sistemas não são capazes devido à composição das matérias
  5. 5. 5 envolvidos. Porém, as desvantagens deste sistema são a fadiga, por trabalharem sobre altas cargas cíclicas, tendo a frequência e o esforço em que elas são submetidas determinantes ao seu tempo útil, e os desgastes pela oscilação na interação da corrente com os dentes, e a tração sofrida pela corrente, e em casos de quebra não sendo recomendado remendar ou trocar os elos da corrente, o que podem tornar-se gastos financeiros. E que através da experimentação física pode-se concluir e afirmar que o a velocidade angular é inversamente proporcional ao raio do centro motor, tendo uma relação direta com o centro movido, e que para os dois centros com velocidade angular igual pode-se determinar a velocidade angular de cada um, e trocando as machas da bicicleta percebemos qual a melhor configuração de raio dos centros, para casos que necessitem ganho de velocidade rápida, baixa, e outros. 6 CONSIDERAÇÕES FINAIS É perceptível que o sistema de transmissão por correntes é muito diferente dos outros sistemas que partem do mesmo principio de transmissão, tais quais polias, engrenagens, correias, e etc. Sobre essas diferenças vimos que as atividades no qual esse sistema pode desempenhar não são possíveis nos outros, e que as vantagens deste está diretamente ligadas à conjunção das engrenagens e da corrente, especificamente dos dentes e elos, e seu material de composição. Outra é que a lubrificação é um fator determinante para o desempenho deste sistema, e que se manuseada de maneira errada causa danos ao ambiente. Então é importante o engenheiro acompanhar e estudar esta tecnologia, sempre visando o desenvolvimento sustentável. REFERÊNCIAS YOUNG, Huger D; FREEDMAN, Roger A. Física I: Mecânica. 12ª ed. São Paulo: Pearson, 2008. 296p. PROVENZA, Francesco. Mecânica Aplicada III. 1ª Ed. São Paulo: F.Provenza, 1976. 12.01p. PAULI, Evandro Armini de; ULIANA, Fernando Saulo. Noções Básicas de Elementos de Máquina – Mecânica. Programa de Certificação de Pessoal de Manutenção, 1996. 52p. GEARSEDS, Gears Educational System. Chain Drive System. Disponível em <http://gearseds.com/documentation/deb%20holmes/2.5_Chain_drive_systems.pdf> Acesso em 04 set. 2013. ANDRADE, Alan Sulato de. Elementos Orgânicos de Máquinas II AT-102. Disponível em <http://www.madeira.ufpr.br/disciplinasalan/AT102-Aula06.pdf> Acesso em 06 set. 2013. ALVES, Claudemir Claudino; TANIGUTI, Jorge. Mecânica - Projetos e Ensaios Mecânicos. Habilitação em Mecânica I. Fundação Padre Anchieta, 2011. 180p. OLIVEIRA, Antônio Carlos de et al. Transmissão por Correntes de Rolos. Faculdade de Tecnologia de Sorocaba. 2009. (Curso de Projetos)
  6. 6. 6 Transmissão por Correntes. Blog Mechanical Handbook. Disponível em <http://mechanicalhandbook.blogspot.com.br/2011/03/transmicao-por-correntes.html>. Acesso em 07 set. 2013. Guia Básico: Gerenciamento de Óleos, Lubrificantes usados ou contaminados. APROMAC, Associação de Proteção ao Meio-Ambiente de Cianorte. Disponível em: <http://www.sindirepa-sp.org.br/pdfs/guia.pdf> Acesso em: 07 set. 2013. ___________________________ 1 Email: amoras.claudio@hotmail.com¹; nogueiranicolas@hotmail.com²; felipelb_1992@hotmail.com³; clemerbatista@hotmail.com. 1 Nível de pós-graduação do orientador com indicação da Instituição de Estudo Superior onde culminou seus estudos anteriores. email@orientador

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