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O que é um redutor de engrenagem helicoidal?
Se você nunca viu um redutor de engrenagem helicoidal, está perdendo uma grande oportunidade! Saiba mais sobre essas engrenagens incríveis e suas aplicações lendo este artigo! Além de aprender sobre redutores de engrenagem helicoidal, você também descobrirá sobre roscas sem-fim e como elas são fabricadas. Descubra ainda quais tipos de máquinas podem se beneficiar das engrenagens helicoidais, como britadores de pedra e elevadores. As informações a seguir ajudarão você a entender o que é um redutor de engrenagem helicoidal e como encontrar um na sua região.
Eixo típico da rosca sem-fim
Uma rosca sem-fim típica possui dois eixos, um para avanço e outro para recuo, que formam o passo axial da engrenagem. Normalmente, existem oito passos axiais padrão, que estabelecem uma dimensão básica para a produção e inspeção da rosca sem-fim. O passo axial da rosca sem-fim é igual ao passo circular da engrenagem no plano central e ao passo radial da came guia mestra. Um único conjunto de engrenagens intercambiáveis e uma came guia mestra são usados para produzir cada tamanho de rosca sem-fim.
A engrenagem sem-fim é comumente usada na fabricação de um eixo sem-fim. É um sistema de redução de engrenagens confiável e eficiente que não se move quando a energia é interrompida. As engrenagens sem-fim típicas vêm em tamanhos padrão, bem como em sistemas assistidos. Os fabricantes podem ser encontrados online. Abaixo estão listados alguns materiais comuns para engrenagens sem-fim. Há também muitas opções para lubrificação. A engrenagem sem-fim é normalmente feita de aço cementado ou bronze. Materiais não metálicos também são usados em aplicações de baixa potência.
Uma engrenagem sem-fim autotravante impede que o parafuso sem-fim se mova para trás. Engrenagens sem-fim típicas geralmente são autotravantes quando o ângulo de inclinação é inferior a 11 graus. No entanto, essa característica pode ser prejudicial a sistemas que exigem sensibilidade à reversão. Se o ângulo de inclinação for inferior a 4 graus, a reversão é improvável. Contudo, se a proteção contra falhas for um pré-requisito, as engrenagens sem-fim com reversão devem possuir um freio positivo para evitar o movimento reverso.
Engrenagens helicoidais são frequentemente usadas em aplicações de transmissão. Elas representam uma maneira mais eficiente de reduzir a velocidade de uma máquina em comparação com conjuntos de engrenagens convencionais. Essa redução de velocidade é possível graças à sua baixa relação de transmissão e ao número reduzido de componentes. Ao contrário dos conjuntos de engrenagens convencionais, as engrenagens helicoidais exigem menos manutenção e apresentam menor taxa de falhas mecânicas. Além disso, embora necessitem de menos peças, as engrenagens helicoidais também são mais duráveis do que os conjuntos de engrenagens convencionais.
Existem dois tipos de formatos de dentes de helicoides. Os helicoides convexos e os involutos possuem diferentes tipos de dentes. O primeiro utiliza uma linha reta para interceptar a linha geradora do helicoide involuto. O segundo, por outro lado, utiliza um trapézio baseado na seção transversal central da raiz. Ambos os formatos de dentes são utilizados na produção de helicoides e apresentam diversas variações no diâmetro primitivo.
Tipos de vermes
Os vermes têm vários formatos de dentes. Para facilitar a produção, utiliza-se um formato trapezoidal. Outros formatos incluem um verme helicoidal involuto ou um verme convoluto que gera uma linha. A seguir, descrevemos cada tipo. Todos os tipos são semelhantes, e alguns podem ser preferidos em relação a outros. Abaixo estão listados os 3 tipos mais comuns de eixo de verme. Cada tipo tem suas próprias vantagens e desvantagens.
Eixos discretos versus paralelos: O projeto de uma engrenagem sem-fim determina sua relação de torque. Ela é composta por uma combinação de dois metais diferentes – um para o sem-fim e outro para a roda – o que a ajuda a absorver impactos. Equipamentos de construção e veículos fora de estrada geralmente exigem torques variáveis para manobrar em diferentes tipos de terreno. Um sistema de engrenagem sem-fim pode ajudá-los a manobrar em terrenos irregulares sem causar desgaste excessivo.
As engrenagens helicoidais possuem a maior relação de transmissão. O movimento deslizante do eixo helicoidal resulta em um alto torque de travamento automático. Dependendo do ângulo de inclinação e do atrito, uma engrenagem helicoidal pode atingir até 100:1! As engrenagens helicoidais podem ser fabricadas com diferentes materiais, variando de acordo com sua inclinação e ângulo de atrito. Elas também são úteis em aplicações de redução de engrenagens, como lubrificação ou retificação. No entanto, é importante considerar que engrenagens mais pesadas tendem a ser mais difíceis de inverter do que as mais leves.
Ligas metálicas: Aço inoxidável, latão e bronze de alumínio são materiais comuns para engrenagens sem-fim. Os três tipos possuem vantagens específicas. Uma engrenagem sem-fim de bronze é tipicamente composta por uma combinação de cobre, zinco e estanho. Um eixo de bronze é mais corrosivo do que um de latão, mas é uma opção durável e resistente à corrosão. Ligas metálicas: Esses materiais são usados tanto para a roda sem-fim quanto para o eixo de transmissão.
A eficiência das engrenagens sem-fim depende das condições de montagem e do lubrificante. Uma relação de 30:1 reduz a eficiência para 81:1%. Uma engrenagem sem-fim é mais eficiente em relações mais altas do que uma engrenagem helicoidal, mas uma relação de 30:1 reduz a eficiência para 81%. Uma engrenagem helicoidal reduz a velocidade, preservando o torque, para cerca de 15% da velocidade original. A diferença de eficiência entre uma engrenagem sem-fim e uma engrenagem helicoidal é de cerca de meia hora!
Métodos de fabricação de eixos sem-fim
Existem diversos métodos de fabricação de eixos sem-fim disponíveis no mercado. Ferramentas de torno de ponta única ou fresas de topo são os métodos mais populares para a fabricação de sem-fins. Essas ferramentas são capazes de produzir sem-fins com diferentes ângulos de pressão, dependendo de seu diâmetro, da profundidade da rosca e do diâmetro do rebolo. O diagrama abaixo mostra como diferentes ângulos de pressão influenciam o perfil dos sem-fins fabricados com diferentes ferramentas de corte.
O método de fabricação de eixos sem-fim envolve o processo de determinar o diâmetro externo adequado de um eixo sem-fim padrão. Isso pode incluir a consideração do número de relações de redução em uma família de engrenagens, a distância entre o eixo sem-fim e o centro do conjunto de engrenagens, bem como os torques envolvidos. Esses processos também são conhecidos como "montagem da rosca". Cada processo pode ser ainda mais refinado se o passo axial desejado puder ser alcançado.
O passo axial de uma rosca sem-fim deve corresponder ao passo circular da engrenagem maior. Isso é chamado de passo. O diâmetro primitivo e o passo axial devem ser iguais. As roscas sem-fim podem ser dextrógiras ou levógiras. O avanço, que se refere à distância percorrida por um ponto na rosca durante uma revolução da rosca sem-fim, é definido pelo seu ângulo de tangente à hélice no passo do cilindro.
Eixos sem-fim são geralmente fabricados utilizando uma engrenagem helicoidal. Engrenagens sem-fim podem ser usadas em diversas aplicações, pois oferecem ajuste preciso e alta redução de engrenagem. Elas podem ser fabricadas em tamanhos padrão e com sistemas assistidos. Fabricantes de eixos sem-fim podem ser encontrados online. Alternativamente, você pode entrar em contato diretamente com um fabricante para encomendar suas engrenagens sem-fim. O processo leva apenas alguns minutos. Se você está procurando um fabricante de engrenagens sem-fim, pode consultar um diretório.
As engrenagens helicoidais são feitas de metal endurecido. A roda helicoidal e a engrenagem são de cor amarela. Um óleo composto com inibidores de ferrugem e oxidação também é usado na fabricação de engrenagens helicoidais. Esses óleos aderem às paredes do eixo e formam uma barreira protetora entre as superfícies. Se o óleo composto for aplicado corretamente, a engrenagem helicoidal reduzirá o ruído do motor, resultando em um funcionamento mais suave.
Aplicações para redutores de engrenagem helicoidal
Engrenagens helicoidais são amplamente utilizadas em aplicações de transmissão de potência, proporcionando uma transmissão compacta, de alta redução e baixa velocidade. Para determinar a relação de torque de engrenagens helicoidais, foi desenvolvido um modelo numérico que utiliza a equação de compatibilidade de deslocamento e o método do coeficiente de influência, o que permite cálculos rápidos. O modelo numérico também incorpora as deflexões por flexão das superfícies das engrenagens e das superfícies de contato. Ele é baseado na teoria de Boussinesq, que calcula as deformações de contato locais.
As engrenagens helicoidais podem ser projetadas para girar à direita ou à esquerda, e o parafuso sem-fim pode girar no sentido horário ou anti-horário. Uma engrenagem helicoidal interna requer a mesma mão para operar ambas as partes. Em contraste, uma engrenagem helicoidal externa deve ser operada pela mão oposta. O mesmo princípio se aplica às engrenagens helicoidais em outras aplicações. O torque e a potência transferidos podem ser elevados, mas as engrenagens helicoidais são capazes de lidar com grandes reduções em ambas as direções.
As engrenagens helicoidais são extremamente úteis em projetos de máquinas industriais. Elas reduzem os níveis de ruído, economizam espaço e conferem às máquinas maior precisão e capacidade de parada rápida. As engrenagens helicoidais também estão disponíveis em versões compactas, o que as torna ideais para aplicações de içamento. Este tipo de redutor de engrenagens é utilizado em ambientes industriais onde o espaço é limitado. Seu tamanho reduzido e menor nível de ruído o tornam ideal para aplicações que exigem parada rápida da máquina.
Uma engrenagem helicoidal de garganta dupla oferece a maior capacidade de carga, mantendo-se compacta. A versão de garganta dupla apresenta dentes côncavos tanto no parafuso sem-fim quanto na engrenagem, dobrando a área de contato entre eles. As engrenagens helicoidais também são úteis para aplicações de baixa a média potência, e suas altas relações de transmissão, alto torque de saída e significativa redução de velocidade as tornam uma escolha desejável para muitas aplicações. As engrenagens helicoidais também são mais silenciosas do que outros tipos de engrenagens, reduzindo o ruído e as vibrações que estes causam.
As engrenagens helicoidais apresentam inúmeras vantagens em relação a outros tipos de engrenagens. Possuem altos níveis de conformidade e podem ser classificadas como um par helicoidal dentro da família de engrenagens de par inferior. As engrenagens helicoidais também são conhecidas por apresentarem um alto grau de deslizamento relativo. Geralmente são fabricadas em aço temperado ou bronze fosforoso, o que proporciona um bom acabamento superficial e um posicionamento rígido. A lubrificação das engrenagens helicoidais é feita com lubrificantes especiais que contêm aditivos tensoativos. A lubrificação das engrenagens helicoidais é um processo de lubrificação mista e causa um desgaste moderado.
