Engrenagens de elevada eficiência

COLUNA DE TRIBOLOGIA

Engrenagens de elevada wÂŹ Ç˜ÂŤÂŹ {üÚųŅ aţ‰ţ a¹ųŧƚüŸ1Ă˜ ĂĽÂąĆ‹ĹłÄœÇ„ aĹŁ :ų¹Ó¹1Ă˜ ¹ųďŅŸ aĹŁ ĹŁ:ĹŁ 8üųĚ¹ĚÚüŸ1Ă˜ IĹ…ĹłÄ?ĂĽ BĹŁkĹŁ „ü¹Æų¹2 1

.3*,. Ƴ .RWXMXYXS HI (M´RGME I .RSZE¹­S IQ *RKIRLEVME 2IGRMGE I *RKIRLEVME .RHYWXVMEP

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FEUP - Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

INTRODUĂ‡ĂƒO

N

SW ÅPXMQSW ERSW EW UYIWXÀIW HE WYWXIRXEFMPMHEHI X´Q KERLS particular relevância, havendo um esforço internacional no WIRXMHS HI WI JE^IV YQ ETVSZIMXEQIRXS QEMW IǝGMIRXI I IǝGE^ HSW VIGYVWSW HMWTSR¸ZIMW &W IRKVIREKIRW XVERWQMWWÀIW QIGRMGEW W­S IPIQIRXSW QIGRMGSW QIGERMWQSW QYMXS GSQYRW UYI TSHIQ WIV IRGSRXVEHSW RYQ WIQ RÅQIVS HI QUYMREW HIWHI E TIUYIRE JIVramenta de bricolage, passando pelos transportes atÊ às turbinas eóPMGEW IRHS EWWMQ UYIV TIPS WIY RÅQIVS UYIV TIPEW TSX´RGMEW IRZSPZMHEW ³ HI XSHS S MRXIVIWWI UYI WI EYQIRXI E PSRKIZMHEHI I IǝGM´RGME HEW XVERWQMWWÀIW N I\MWXIRXIW I UYI WI HIWIRZSPZEQ WSPY¹ÀIW SRHI E IǝGM´RGME ³ X­S MQTSVXERXI GSQS E ǝEFMPMHEHI )IZI WI WEPMIRXEV EMRHE UYI YQE XVERWQMWW­S QIGRMGE HIWIRLEHE GSQ E IǝGM´RGME IQ QIRXI promove uma menor geração de calor nos elementos em contacto; por sua vez uma menor temperatura de funcionamento reduz a probabilidade de avarias relacionadas com os fenómenos de contacto. Uma menor temperatura de funcionamento potencia tambÊm uma maior PSRKIZMHEHI HS PYFVMǝGERXI TSXIRGMEPQIRXI EYQIRXERHS SW MRXIVZEPSW de manutenção.

PERDAS DE POTÊNCIA EM TRANSMISSÕES MECÂNICAS POR ENGRENAGENS 3YQE XVERWQMWW­S QIGRMGE EW TIVHEW HI TSX´RGME TSHIQ WIV HMZMHMHEW IQ TIVHEW IQ ZE^MS MRHITIRHIRXIW HE GEVKE I TIVHEW HITIRHIRXIW HE GEVKE XVERWQMXMHE 3E +MKYVE QSWXVE WI YQ IWUYIQE WMQTPMǝGEHS GSQ E MHIRXMǝGE¹­S HEW TIVHEW HI TSX´RGME IQ XVERWQMWWÀIW por engrenagens.

perda de potĂŞncia

IRKVIREKIRW

rolamentos

vedantes

MRHITIRHIRXIW HE GEVKE HITIRHIRXIW HE GEVKE Figura 1. .HIRXMǝGE¹­S HEW TIVHEW HI TSX´RGME IQ XVERWQMWWÀIW QIGRMGEW TSV IRKVIREKIRW

&W TIVHEW IQ ZE^MS W­S EW TIVHEW UYI R­S HITIRHIQ HMVIXEQIRXI HE carga transmitida pelos componentes. Dentro da categoria das perdas em vazio podemos incluir as perdas nos vedantes, as perdas por chaTMREKIQ REW IRKVIREKIRW I UYEMWUYIV IPIQIRXSW IQ QSZMQIRXS UYI MRXIVENEQ GSQ S žPIS SY QMWXYVE EV PYFVMǝGERXI WINE PYFVMǝGE¹­S IQ banho ou injeção. &W TIVHEW HITIRHIRXIW HE GEVKE XVERWQMXMHE W­S EW TIVHEW UYI SGSVVIQ RSW GSRXEGXSW HSW GSVTSW UYI XVERWQMXIQ GEVKEW GSQS TSV I\IQTPS SW GSRXEGXSW IRXVI SW ǟERGSW HSW HIRXIW HI YQ TEV

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MANUTENĂ‡ĂƒO 141

pinhão-roda ou os contactos entre os elementos rolantes de um rolamento e as respetivas pistas. *Q GSRHM¹ÀIW RSQMREMW HI JYRGMSREQIRXS EW IRKVIREKIRW I SW rolamentos são à partida os elementos constituintes de uma transmisW­S QIGRMGE UYI QEMW IRIVKME HMWWMTEQ 3IWXI EVXMKS S JSGS IWXEV RE TIVHE HI TSX´RGME GSQ SVMKIQ REW IRKVIREKIRW YQE ZI^ UYI ³ TSWW¸ZIP SFXIV HMQMRYM¹ÀIW QYMXS MQTSVXERXIW RE IRIVKME HMWWMTEHE EXVEZ³W HI YQE IWGSPLE EHIUYEHE HE KISmetria do dentado da engrenagem. &W TIVHEW HI TSX´RGME RYQE IRKVIREKIQ TSHIQ WIV GEPGYPEHEW HI EGSVHS GSQ E I\TVIWW­S UYI JSM MRMGMEPQIRXI TVSTSWXE TSV 4LPIRdorf [1].

PVZP = Pin ¡ ơmz ¡ HV Onde Pin ³ E TSX´RGME HI IRXVEHE ơ mz ³ S GSIǝGMIRXI HI EXVMXS mÊdio no engrenamento e HV Ê o fator geomÊtrico de perda da engrenagem.

4 GSIǝGMIRXI HI EXVMXS Q³HMS ơmz HITIRHI HEW GSRHM¹ÀIW HI funcionamento, das propriedades geomÊtricas da engrenagem, do EGEFEQIRXS HEW WYTIVJ¸GMIW I HEW TVSTVMIHEHIW HS PYFVMǝGERXI XMTMcamente atravÊs de um fator de correção. A expressão mais popular TEVE S GPGYPS HS GSIǝGMIRXI HI EXVMXS Q³HMS ³ E UYI JSM TVSTSWXE TSV GLPIRO ? A *WXE ³ YQE I\TVIWW­S UYI WI GEVEXIVM^E TIPE WYE ZIVWEXMPMHEHI I UYEPMHEHI HI VIWYPXEHSW UYERHS GSQFMREHE GSQ YQ JEXSV HS PYFVMǝGERXI HIZMHEQIRXI GEPMFVEHS *WXI XVEFEPLS HI GEPMFVE¹­S TSHI WIV JIMXS IQ QUYMREW HI HMWGSW SY EXVEZ³W HI XIWXIW IQ IRKVIREKIRW num ambiente devidamente controlado. Em trabalhos anteriores os EYXSVIW HIWXI EVXMKS ǝ^IVEQ IWXYHSW MRXIRWMZSW RS UYI HM^ VIWTIMXS ª HIXIVQMRE¹­S I GEVEXIVM^E¹­S GSQTPIXE HEW TIVHEW HI TSX´RGME IQ XVERWQMWWÀIW QIGRMGEW PYFVMǝGEHEW GSQ žPISW TEVE XYVFMREW IžPMGEW ? Ƴ A O fator de perda da engrenagem depende essencialmente das propriedades geomÊtricas do par pinhão-roda e da partição de carga entre os dentes durante o engrenamento. Na literatura existem vårias I\TVIWWÀIW EREP¸XMGEW JYR¹­S HSW TEVQIXVSW KISQ³XVMGSW HE IRKVIREKIQ UYI TIVQMXIQ S GPGYPS HIWXI JEXSV QEW UYI R­S WI ETPMGEQ universalmente a todas as engrenagens nem dizem, muitas das vezes, UYEMW SW PMQMXIW HI ETPMGEFMPMHEHI HEW I\TVIWWÀIW WYKIVMHEW 4W EYXSVIW HIWXI EVXMKS GSRGPY¸VEQ RYQ XVEFEPLS VIGIRXI ? A UYI E QIPLSV maneira de calcular o fator de perda da engrenagem Ê numericamente e recorrendo a um modelo analítico para a repartição de carga no enKVIREQIRXS XEQF³Q HIWIRZSPZMHS TIPSW EYXSVIW ? A GSRWIKYMRHS WI EWWMQ SFXIV S ZEPSV HS JEXSV HI TIVHEW HI JSVQE UYEWI MRWXERXRIE )IWXI QSHS ³ TSWW¸ZIP GSQTEVEV I HIWIRZSPZIV WSPY¹ÀIW HI IRKVIREKIRW IǝGMIRXIW HI JSVQE VTMHE )I EGSVHS GSQ S UYI JSM HMXS RSW TEVKVEJSW ERXIVMSVIW XSVRE WI GPEVS UYI XERXS S PYFVMǝGERXI GSQS E KISQIXVME X´Q YQE MRǟY´RGME MQTSVXERXI RE IǝGM´RGME HI YQE XVERWQMWW­S QIGRMGE TSV IRKVIREKIRW IRHS EWWMQ REW TVž\MQEW WIG¹ÀIW WIV HIQSRWXVEHE E MRǟY´RGME HS