Acoplamentos de eixo: tipos, funcionamento, diagrama, vantagens, aplicações

Um bom acoplamento deve ter os seguintes requisitos:
(i) Deve ser fácil conectar e desconectar.
(ii) Deve transmitir toda a potência de um eixo para outro sem perdas.
(iii) Deve manter os eixos em alinhamento perfeito.
(iv) Deve reduzir a transmissão de cargas de choque de um eixo para outro.
(v) Não deve ter partes salientes.

aplicação de acoplamentos

Tipos de eixos Acoplamentos

Os acoplamentos de eixo são divididos em dois grupos principais, como segue:

1. Acoplamento rígido.

É usado para conectar dois eixos perfeitamente alinhados. Os seguintes tipos de acoplamento rígido são importantes do ponto de vista do sujeito:
(a) Acoplamento de manga ou manga.
(b) Braçadeira ou manga dividida ou acoplamento de compressão, e
(c) Acoplamento de flange.

2. Acoplamento flexível.

É usado para conectar dois eixos com desalinhamento lateral e angular. Os seguintes tipos de acoplamento flexível são importantes do ponto de vista do sujeito:
(a) Acoplamento tipo pino com bucha,
(b) Acoplamento universal, e
(c) Acoplamento de Oldham.

A. Acoplamento de manga ou manga.

É o tipo mais simples de acoplamento rígido, feito de ferro fundido. Consiste em um cilindro oco cujo diâmetro interno é o mesmo do eixo. Ele é encaixado sobre as extremidades dos dois eixos utilizando uma chaveta de cabeça de gib, conforme mostrado na Fig. A potência é transmitida de um eixo para o outro eixo utilizando uma chaveta e uma luva. É, portanto, necessário que todos os elementos sejam fortes o suficiente para transmitir o torque.

acoplamento de manga

Vantagens e desvantagens do acoplamento de mufla

Vantagens:
É simples, possui apenas duas partes uma manga e uma chave
Como não possui partes salientes, é seguro usar
Possui construção compacta
É mais barato comparado a outros tipos de acoplamentos

Desvantagens:
É difícil de montar ou desmontar.
Por ser um acoplamento rígido, não pode acomodar nenhum desalinhamento.
Devido à ausência de elementos flexíveis não consegue absorver choques e vibrações

B. Grampo ou manguito dividido ou acoplamento de compressão:

Também é conhecido como acoplamento de manguito dividido. Neste caso, o manguito ou luva é feito em duas metades e é aparafusado como mostrado na Fig. As metades do manguito são feitas de ferro fundido. As extremidades do eixo são feitas uma para a outra e uma única chave é encaixada diretamente nas ranhuras de ambos os eixos. Metade do manguito é fixada por baixo e a outra metade é colocada por cima. Ambas as metades são mantidas juntas utilizando pinos de aço macio ou parafusos e porcas. O número de parafusos pode ser dois, quatro ou seis. As porcas são rebaixadas nos corpos das peças fundidas do manguito. Este acoplamento pode ser usado para velocidades pesadas e moderadas. A vantagem deste acoplamento é que a posição dos eixos não precisa ser alterada para a montagem ou desmontagem do acoplamento.

Grampo ou manguito dividido ou acoplamento de compressão

C. Acoplamento Flangeado

Um acoplamento de flange geralmente se aplica a um acoplamento que possui dois flanges de ferro fundido separados. Cada flange é montado na extremidade do eixo e chavetado nele. As faces são voltadas para cima em ângulo reto com o eixo do eixo. Um dos flanges possui uma porção projetada e o outro flange possui um recesso correspondente.

Isso ajuda a alinhar os eixos e a manter o alinhamento. Os dois flanges são acoplados por meio de parafusos e porcas. O acoplamento flangeado é adotado para cargas pesadas e, portanto, é usado em eixos grandes.

acoplamento flangeado

Os acoplamentos de flange são dos três tipos seguintes:

1. Acoplamento de flange do tipo desprotegido.

Em um acoplamento de flange do tipo desprotegido, conforme mostrado na Fig., cada eixo é chavetado na saliência de um flange com uma chave escareada e os flanges são acoplados entre si por meio de parafusos. Geralmente, são usados ​​três, quatro ou seis parafusos. As chavetas são escalonadas em ângulo reto ao longo da circunferência dos eixos para dividir o efeito de enfraquecimento causado pelos rasgos de chaveta.

2. Acoplamento de flange do tipo protegido.

Em um acoplamento flangeado do tipo protegido, conforme mostrado na Fig. , os parafusos e porcas salientes são protegidos por flanges nas duas metades do acoplamento, para evitar perigo ao trabalhador.

3. Acoplamento de flange tipo marítimo.

Em um acoplamento de flange do tipo marítimo, os flanges são forjados integralmente com os eixos, conforme mostrado na Fig. Os flanges são mantidos juntos por meio de parafusos cônicos sem cabeça, numerados de quatro a doze, dependendo do diâmetro do eixo.

D. Acoplamento Flexível

Já discutimos que um acoplamento flexível é usado para unir as extremidades adjacentes dos eixos quando elas não estão em alinhamento exato. No caso de um acionamento de acoplamento direto de um motor principal para um gerador elétrico, deveríamos ter quatro rolamentos a uma distância comparativamente próxima. Nesse caso e em muitos outros, como em um acionamento elétrico direto de um motor elétrico para uma máquina-ferramenta, um acoplamento flexível é usado para permitir um desalinhamento axial do eixo sem absorção indevida da potência que o eixo está transmitindo.

Acoplamento flexível tipo pino com bucha

FUNÇÕES DO ACOPLAMENTO FLEXÍVEL:

As duas funções básicas do acoplamento flexível são,

• Para transmitir energia.
• Para acomodar o desalinhamento.

POTÊNCIA DE TRANSMISSÃO

Os acoplamentos são usados ​​principalmente para transferir potência mecânica de uma máquina para outra, de modo que o trabalho útil possa ser feito. Para o acoplamento, a potência está na forma de torque mecânico na velocidade de operação, ou trabalho por unidade de tempo, então o acoplamento está sendo “torcido” conforme ele gira em algum
alta rotação. O torque é transferido para dentro e para fora do acoplamento na conexão do equipamento, geralmente por ajustes de eixo ou de flange.

DESALINHAMENTO:

Existem três tipos de desalinhamento que o acoplamento deve acomodar: angular, deslocado e axial. Isso geralmente é causado pelo crescimento térmico da carcaça e dos rotores da máquina à medida que eles mudam entre as temperaturas ambiente e de operação.

Desalinhamento angular é produzido quando as linhas centrais dos dois eixos de equipamento que o acoplamento conecta não são paralelas e se cruzam em um ângulo. Desalinhamento de deslocamento, comumente chamado de deslocamento paralelo, é quando as duas linhas centrais do eixo são paralelas e não se cruzam, elas são deslocadas por alguma distância. Desalinhamento axial é causado por mudanças na posição axial dos eixos que os movem para perto um do outro ou mais distantes.

A seguir estão os diferentes tipos de acoplamentos flexíveis:

1. Acoplamento flexível de pino com bucha,
2. Acoplamento de Oldham, e
3. Acoplamento universal.

Vantagens e limitações do acoplamento flexível:

Vantagens

1. Torcionalmente rígido
2. Sem lubrificação ou manutenção
3. Bom amortecimento de vibrações e qualidades de absorção de choque
4. Menos caro que acoplamentos metálicos
5.Mais desalinhamento permitido do que a maioria dos acoplamentos metálicos

Limitações

1. Sensível a produtos químicos e altas temperaturas
2. Geralmente não é rígido o suficiente para deslocamento positivo
3.Maior em diâmetro externo do que o acoplamento metálico
4. Difícil de equilibrar como uma montagem

Acoplamento E. Oldham

É usado para conectar dois eixos paralelos cujos eixos estão separados por uma pequena distância. Dois flanges, cada um com uma ranhura retangular, são chavetados, um em cada eixo. Os dois flanges são posicionados de modo que a fenda em um fique em ângulo reto com a fenda no outro. Para fazer o acoplamento, um disco circular com duas projeções retangulares de cada lado e em ângulo reto uma com a outra é colocado entre os dois flanges. Durante o movimento, o disco central, ao girar, desliza nas ranhuras dos flanges. A transmissão de potência ocorre entre os eixos, devido à ligação positiva entre os flanges e o disco central.

acoplamento oldham

F. Acoplamento universal

Um acoplamento universal ou de Hooke é usado para conectar dois eixos cujos eixos se cruzam em um pequeno ângulo. A inclinação dos dois eixos pode ser constante, mas na prática varia quando o movimento é transmitido de um eixo para outro. A principal aplicação do acoplamento universal ou de Hooke é encontrada na transmissão da caixa de câmbio para o diferencial ou eixo traseiro dos automóveis. Nesse caso, utilizamos dois acoplamentos Hooke, um em cada extremidade do eixo da hélice, conectando a caixa de câmbio em uma extremidade e o diferencial na outra extremidade. O acoplamento de Hooke também é usado para transmissão de energia para diferentes fusos de múltiplas furadeiras. É usado como articulação de joelho em fresadoras.

acoplamento universal

Aplicação de acoplamentos:

Acoplamento de manga e manga – Eixo de linha na transmissão de potência.

Braçadeira ou manga dividida ou acoplamento de compressão – Eixo de linha na transmissão de potência.

Acoplamento de flange – Para precisão de alinhamento, por exemplo, marítimo.

Acoplamento flexível de pino com bucha – Usado para conectar que apresentam pequenos desalinhamentos paralelos, desalinhamentos angulares ou desalinhamentos axiais, por exemplo, automóveis

Acoplamento universal – Usado para transmitir movimento rotativo ou potência, por exemplo, aeronaves, eixos de transmissão, etc.

Acoplamento de Oldham – Útil em aplicações onde há desalinhamento paralelo, por exemplo, aplicações de impressão