Cada máquina requer uma fonte de energia para realizar determinadas tarefas. O motor elétrico é usado principalmente como fonte de energia para máquinas industriais. Além do motor elétrico, outros motores principais, como turbina a vapor, turbina hidráulica, moinho eólico, etc., também são utilizados em algumas aplicações específicas. O sistema de transmissão de potência mecânica recupera a potência mecânica desses motores principais e subsequentemente a fornece à unidade da máquina. Ele também pode alterar a direção de rotação e alterar a velocidade de rotação para melhor atender aos requisitos.
Um sistema de transmissão inclui quatro tipos de transmissões (transmissão por engrenagem, transmissão por correia, transmissão por corrente e transmissão por corda) e alguns elementos (polia, roda dentada, eixo, chaveta, acoplamento, freio, embreagem, etc.). Cada unidade tem algumas vantagens sobre outras e é adequada para aplicações específicas.
Esses quatro acionamentos mecânicos podem ser classificados de diferentes maneiras. Com base nos meios de transmissão de energia, tais acionamentos podem ser classificados como acionamento por fricção E unidade de plug-in. Nos acionamentos por fricção, a potência é transmitida por meio da força de atrito entre duas partes acopladas, como é o caso do acionamento por correia e do acionamento por corda. No acionamento por embreagem, a potência é transmitida por engates e desengates sucessivos, como é o caso do acionamento por corrente e do acionamento por engrenagem. Outro critério de classificação dos acionamentos mecânicos é a presença ou ausência de elementos flexíveis. Um acionamento flexível consiste em um elemento flexível intermediário entre o motor e os eixos acionados, como no caso dos acionamentos por correia, corrente e cabo. Diante disso, um disco rígido não contém nenhum elemento intermediário. Aqui dois corpos rígidos permanecem em contato direto, por exemplo, a engrenagem.
Outro critério de classificação dos acionamentos mecânicos é se eles podem fornecer uma relação de velocidade constante. Um acionamento positivo é livre de deslizamento, fluência e efeito poligonal e pode, portanto, fornecer uma relação de velocidade constante. Somente a transmissão por engrenagem satisfaz esta condição; enquanto três outras unidades são unidades não positivas. Portanto, a transmissão da engrenagem é uma transmissão do tipo embreagem positiva usada para transmitir movimento, torque e potência entre o motor e os eixos acionados, de preferência em uma curta distância. Por ser um disco rígido, ele pode transmitir grande potência sem problemas perceptíveis. Por outro lado, o acionamento por correia é um acionamento por fricção especificamente adequado para transmissão de potência em distâncias médias a grandes. Abaixo estão várias diferenças entre acionamento por engrenagem e acionamento por correia em formato de tabela.
Tabela: Diferenças entre os 2 tipos de transmissão
| Transmissão de engrenagem | Transmissão por correia |
|---|---|
| O acionamento por engrenagem é um tipo de acionamento plug-in. | A transmissão por correia é um tipo de transmissão por fricção. |
| No acionamento por engrenagem, o motor e os eixos acionados são conectados por elos rígidos. Não há elemento flexível intermediário entre os dois eixos. | No acionamento por correia, o motor e os eixos acionados são conectados por um elemento flexível intermediário (correia). |
| É um impulso positivo; portanto, a relação de velocidade permanece constante. | É um impulso não positivo, pois escorregamentos e deslizamentos ocorrem com frequência. |
| A transmissão não consegue proteger o sistema contra impactos e sobrecargas. | A inserção do acionamento por correia ajuda a proteger o sistema contra impactos e sobrecargas. |
| Ele é incapaz de isolar o eixo de transmissão das vibrações no eixo acionado. | O elemento flexível intermediário pode absorver vibrações e assim proteger o virabrequim. |
| Pode transmitir grande torque e potência. | A transmissão por correia não é preferida para transmitir alto torque e potência. |
| A redução de alta velocidade pode ser alcançada facilmente. | Não pode fornecer uma forte redução na velocidade. |
| É adequado para transmissão de energia e movimento em curtas distâncias. | É adequado para transmitir potência e movimento em distâncias médias a grandes. |
| O motor e os eixos acionados giram em direções opostas. Para conseguir rotação na mesma direção é necessária uma engrenagem adicional. | Os eixos de transmissão e de transmissão podem ser girados na mesma direção ou na direção oposta usando um sistema de correia plana ou fechada. |
| A transmissão não pode tolerar pequenas quantidades de desalinhamento angular ou posicional. | Uma pequena quantidade de desalinhamento angular ou posicional não representa problema no acionamento por correia. |
| A transmissão requer lubrificação completa. Seus custos iniciais e de manutenção também são mais elevados. | A lubrificação raramente é necessária na transmissão por correia. Além disso, seus custos iniciais e de manutenção são menores. |
| Aqui o contato de linha ocorre entre duas engrenagens correspondentes, resultando em baixo atrito e baixa perda de potência. Portanto, fornece alta eficiência. | Aqui ocorre o contato entre a correia e a polia. Portanto, a perda de potência se deve mais ao alto atrito, o que também resulta em menor eficiência. |
| O desempenho da engrenagem não é afetado por pequenas mudanças na temperatura da atmosfera. | O comprimento da correia aumenta com o aumento da temperatura e, portanto, ocorre deslizamento indesejável. |
Acionamento de embreagem e acionamento de fricção: nas transmissões mecânicas, a transmissão de movimento e potência entre dois eixos pode ocorrer por atrito ou acoplamento. Na transmissão por correia e na transmissão por corda, a força de atrito entre a polia e a correia ou corda é usada para acionar o eixo acionado. Portanto, estes são classificados como fricção. Aqui a capacidade de transmissão de potência é baseada nas características de atrito das superfícies de contato. Por outro lado, na transmissão por engrenagem e na transmissão por corrente, o engate e o desengate subsequentes ajudam a acionar o eixo acionado. Portanto, eles são chamados de impulsos de engajamento. Aqui a força de atrito não desempenha nenhum papel direto na transmissão de potência.
Presença de um elemento flexível intermediário: na transmissão por engrenagens, duas engrenagens correspondentes entram em contato direto por meio de dentes. Não há ligação intermediária entre duas engrenagens. Por isso também é chamado de disco rígido. Por outro lado, existe um elo intermediário flexível em três outras transmissões mecânicas. Por exemplo, na transmissão por correia, a própria correia é uma conexão flexível existente entre duas polias. Este elemento flexível pode absorver as vibrações geradas no eixo acionado; e, portanto, pode proteger o virabrequim. Este elo intermediário também proporciona transmissão de energia de longa distância sem aumentar desnecessariamente o peso do sistema.
Impulso positivo: um acionamento positivo é capaz de fornecer uma relação de velocidade constante durante a operação. Essas transmissões estão livres de escorregamentos, deslizamentos, efeito poligonal, perdas, etc. Uma transmissão por engrenagem é uma transmissão positiva. Por outro lado, os acionamentos por fricção (acionamentos por correia e corda) são afetados pelo escorregamento e deslizamento. Embora a transmissão por corrente seja antiderrapante, ela pode não fornecer uma relação de velocidade constante devido ao efeito polígono. Portanto, esses são impulsos não positivos. A correia em V e a nervura tendem a eliminar o deslizamento; no entanto, podem não fornecer necessariamente uma relação de velocidade constante, especialmente quando a temperatura do ambiente de trabalho varia substancialmente.
Amortecimento de vibrações: Uma das vantagens do sistema de transmissão flexível é a sua capacidade inerente de absorver vibrações. O elemento flexível intermediário pode isolar o motor principal de qualquer vibração gerada na unidade da máquina. No acionamento por correia, a correia pode amortecer a vibração e, assim, proteger o motor elétrico. Porém, no acionamento por engrenagem, essa conexão flexível não existe e, portanto, vibrações podem ser transmitidas do acionamento da máquina para o motor principal, o que pode ser perigoso em alguns casos.
Transmissão de alta potência: em transmissão de alta potência engrenagens, dois corpos rígidos entram em contato para transmitir o torque da engrenagem acionadora para a engrenagem acionada. A capacidade de transmissão depende principalmente do tamanho da engrenagem, do tamanho do dente e do material da engrenagem. Em geral, a transmissão por engrenagem pode ser usada desde aplicações de baixa carga (como brinquedos, relógios, etc.) até aplicações pesadas (como caixas de câmbio, transmissão marítima, etc.). No acionamento por correia, a capacidade de transmissão depende das características de atrito entre a correia e a polia, bem como da tensão inicial dada à correia. Como a correia sofre automaticamente um aumento gradual em comprimento, o deslizamento ocorre com frequência. Não é preferido para transmissão de carga pesada, especialmente em aplicações de alta velocidade.
Redução acentuada da velocidade: o A velocidade tangencial (medida em m/s) de qualquer corpo axialmente simétrico é proporcional à velocidade de rotação (medida em rpm) e ao diâmetro desse corpo. Para todos os acionamentos mecânicos, a velocidade tangencial de duas peças correspondentes deve ser a mesma. Portanto, alterando o diâmetro do acionador e dos elementos acionados, é possível variar a velocidade de rotação. Por exemplo, aumentando o diâmetro da polia motriz mantendo a polia motriz inalterada, é possível obter uma baixa velocidade de rotação. A transmissão por engrenagem pode proporcionar uma redução de velocidade muito alta, começando de 1:1 a 1:100 em uma única etapa. O acionamento por correia, sendo um acionamento por fricção, não é adequado para redução de alta velocidade. É preferido para redução de 1:1 para 1:4.
Distância entre o motor e os eixos acionados:Na transmissão por engrenagens, os dentes de duas engrenagens correspondentes entram em contato direto para transmissão de força. Não há link intermediário aqui. Para transmitir energia em longas distâncias é necessário utilizar engrenagens soltas, que consomem muito espaço e aumentam o peso do sistema. Neste cenário, a marcha neutra também pode ser utilizada, mas a perda de potência e o peso do sistema aumentam. Portanto, a transmissão por engrenagens é preferida para transmissão de energia em pequenas distâncias. Por outro lado, no acionamento por correia, duas polias são conectadas por uma correia flexível intermediária. O comprimento da correia pode variar com base na distância central entre as polias. Portanto, pode ser vantajosamente empregado para transmissão de energia de pequena a longa distância. A correia em V é preferida para distâncias curtas, enquanto a correia plana (aberta ou cruzada) é adequada para distâncias longas.
Direção de rotação: se a engrenagem acionadora girar no sentido horário, a engrenagem acionada girará no sentido anti-horário ou vice-versa. Para conseguir rotação no mesmo sentido, deve ser utilizada uma engrenagem intermediária, o que complica o projeto e aumenta a perda de potência. No acionamento por correia, o motor e os eixos acionados podem ser girados na mesma direção ou em sentido oposto simplesmente usando o acionamento por correia aberto ou fechado. Contudo, apenas a faixa plana oferece esta oportunidade; A correia em V é sempre mantida em configuração aberta.
Corrigindo erro: Pequenas imprecisões angulares e de posição podem ocorrer aleatoriamente ao fixar a engrenagem ou polia ao eixo. Embora diferentes tipos de engrenagens possam transmitir potência em várias posições angulares, é necessário fixar duas engrenagens correspondentes com eixos correspondentes, mantendo ao mesmo tempo alta precisão. Qualquer desalinhamento causará vibração, ruído e desgaste rápido dos dentes. Um erro maior na configuração da marcha também pode afetar a relação de velocidade. Por outro lado, o acionamento por correia pode tolerar pequenos desalinhamentos; entretanto, não pode transmitir potência entre dois eixos não paralelos.
Lubrificação: Como dois corpos rígidos permanecem em contato contínuo, a lubrificação é altamente desejada na transmissão de engrenagens. Na maioria das aplicações de alta velocidade ou de serviço pesado, a transmissão por engrenagem requer lubrificação completa, onde as engrenagens (total ou parcialmente) são imersas em óleo lubrificante. Este óleo lubrificante reduz o atrito, elimina o calor gerado e também remove detritos de desgaste. Custo do óleo lubrificante como outro fator considerável para transmissão de engrenagens. A transmissão por correia requer lubrificação ocasional. Na verdade, uma lubrificação superior à desejada aumentará o deslizamento e, portanto, o desperdício de energia será maior.
Eficiência: Embora o acionamento por engrenagem seja rígido, o contato é um contato de linha (torque mais alto). Deslizamentos ou outros fenômenos relevantes de perda de potência não estão associados a ele. Além disso, é sempre mantido sob lubrificação completa. Portanto, o acionamento por engrenagem oferece alta eficiência, geralmente acima de 99%. Por outro lado, o acionamento por correia é um acionamento por fricção e tem contato superficial entre a polia e a correia (menor torque). A perda de potência devido ao atrito leva a uma redução na eficiência da transmissão por correia (aproximadamente 92 – 96%).
Impacto da temperatura atmosférica: o A transmissão por engrenagem não é afetada por pequenas mudanças na temperatura atmosférica e outros fatores, como umidade. O óleo lubrificante, que possui alta capacidade calorífica, tende a atenuar os efeitos dessa variação. Como a correia permanece aberta à atmosfera, uma pequena variação nas condições ambientais pode prejudicar o desempenho. O comprimento da correia aumenta com a temperatura. Portanto o escorregamento aumenta com o aumento do revenido
