Tração Máxima da Correia
Calcula a tração máxima (no lado tenso) de uma correia, T₁ = T_e·r ÷ (r − 1), a partir da tração efetiva T_e = T₁ − T₂ (a força que transmite potência, N) e da relação de tensões r = T₁/T₂ (no limite do escorregamento). Conhecida a força que a correia precisa transmitir (a tração efetiva, derivada da potência e da velocidade) e a relação máxima de tensões que a correia suporta antes de escorregar (que vem do atrito, do abraçamento e, em correias em V, do efeito de cunha), pode-se calcular as trações individuais nos dois lados. A tração máxima T₁ (no lado tenso) é a maior, e é ela que DIMENSIONA a resistência da correia (que não pode romper) e a carga sobre os MANCAIS e os eixos das polias (que sofrem a soma das trações dos dois lados, fletindo o eixo). Conhecer T₁ é essencial para: verificar se a correia resiste (comparando com sua resistência à tração), dimensionar os mancais para a carga radial imposta pela correia (que pode ser significativa e reduz a vida dos rolamentos), e ajustar a tração de instalação correta. Quanto MENOR a relação de tensões r (pior atrito, menor abraçamento), MAIOR a tração T₁ necessária para a mesma potência — daí a vantagem das correias em V (alto r) em reduzir as cargas. Informe a tração efetiva e a relação de tensões.
Resultado
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Tração máxima da correia
A tração máxima (no lado tenso) de uma correia é T₁ = T_e·r ÷ (r − 1), a partir da tração efetiva T_e = T₁ − T₂ (a força que transmite potência) e da relação de tensões r = T₁/T₂ (no limite do escorregamento). Conhecida a força que a correia precisa transmitir (a tração efetiva, derivada da potência e da velocidade) e a relação máxima de tensões que a correia suporta antes de escorregar (que vem do atrito, do abraçamento e, em correias em V, do efeito de cunha), pode-se calcular as trações individuais nos dois lados. A tração máxima T₁ (no lado tenso) é a maior, e é ela que dimensiona a resistência da correia (que não pode romper) e a carga sobre os mancais e os eixos das polias (que sofrem a soma das trações dos dois lados, fletindo o eixo). Conhecer T₁ é essencial para: verificar se a correia resiste (comparando com sua resistência à tração), dimensionar os mancais para a carga radial imposta pela correia (que pode ser significativa e reduz a vida dos rolamentos), e ajustar a tração de instalação correta. Quanto menor a relação de tensões r (pior atrito, menor abraçamento), maior a tração T₁ necessária para a mesma potência — daí a vantagem das correias em V (alto r) em reduzir as cargas. Informe a tração efetiva e a relação de tensões.
Ferramentas Relacionadas
Tração de Instalação da Correia
Calcula a tração de instalação (estática) de uma correia, T_i = (T₁ + T₂) ÷ 2, a partir das trações no lado tenso T₁ e no lado frouxo T₂ (N). A tração de instalação é a tração INICIAL aplicada à correia ao montá-la (com a máquina parada), tensionando-a entre as polias — é a média das trações que existirão nos dois lados durante a operação. Ajustar corretamente essa tração inicial é uma das tarefas de manutenção mais importantes e mais negligenciadas em transmissões por correia: uma correia FROUXA (pouca tração) escorrega sob carga — perde potência, gera calor, desgasta-se rapidamente e pode até queimar; uma correia TENSA DEMAIS (muita tração) sobrecarrega os mancais e os eixos (reduzindo drasticamente a vida dos rolamentos), estica e fadiga a correia, e desperdiça energia. A tração de instalação correta é aquela que, sob a carga de operação, mantém o lado frouxo com tração suficiente para não escorregar, sem exagerar no lado tenso. Na prática, mede-se a tração de instalação pela deflexão da correia sob uma força padrão, ou pela frequência natural do vão (tensiômetro sônico). A tração se 'acomoda' nas primeiras horas (a correia nova estica), por isso recomenda-se re-tensionar após o período de amaciamento. Informe as trações nos lados tenso e frouxo.
Arco de Contato da Correia
Calcula o comprimento do arco de contato de uma correia na polia menor, L_arco = (d ÷ 2)·θ, a partir do diâmetro da polia menor d (mm) e do ângulo de abraçamento θ (radianos). O arco de contato é o comprimento da porção da correia que está efetivamente em contato com a polia (tocando-a), ao longo do ângulo de abraçamento — é simplesmente o raio da polia vezes o ângulo (em radianos), a fórmula do comprimento de arco. Esse comprimento é importante por algumas razões: ele determina a ÁREA de contato entre a correia e a polia (junto com a largura), que governa a pressão de contato e a distribuição do atrito; influencia o aquecimento (atrito × área) e o desgaste tanto da correia quanto da polia; e é relevante no escorregamento elástico (creep), em que a correia, ao mudar de tração de T₁ para T₂ ao longo do arco, estica e contrai elasticamente, deslizando microscopicamente sobre a polia — um pequeno escorregamento INEVITÁVEL (de 1-2%) que ocorre mesmo sem escorregamento grosseiro, e que faz a velocidade de saída ser sempre ligeiramente menor que a teórica. Um arco de contato maior (polia maior ou maior abraçamento) distribui melhor o atrito e reduz a tendência ao escorregamento. Este cálculo complementa a análise geométrica e de atrito da transmissão por correia. Informe o diâmetro da polia menor e o ângulo de abraçamento.
Tensão Centrífuga da Correia
Calcula a tensão centrífuga em uma correia, T_c = m·v², a partir da massa por unidade de comprimento m (kg/m) e da velocidade da correia v (m/s). Quando a correia contorna uma polia em alta velocidade, sua própria massa, ao fazer a curva, gera uma força CENTRÍFUGA que tende a 'jogar' a correia para fora, AFASTANDO-a da polia. Isso cria uma tração adicional ao longo de toda a correia (a tensão centrífuga), que é a mesma em todos os pontos e não contribui para transmitir potência — ela só 'rouba' parte da capacidade de aperto da correia contra a polia. A tensão centrífuga cresce com o QUADRADO da velocidade, por isso é desprezível em baixas velocidades mas se torna importante em correias rápidas. O efeito é prejudicial: ao afastar a correia da polia, a tensão centrífuga REDUZ a força normal de contato e, portanto, o atrito disponível para transmitir potência — existe uma velocidade ÓTIMA acima da qual aumentar a velocidade reduz a potência transmissível (a correia começa a 'flutuar'). Por isso a velocidade das correias tem um limite prático (tipicamente 25-30 m/s para correias em V convencionais, mais para correias especiais). A tensão centrífuga deve ser somada às trações para obter as trações totais nos lados tenso e frouxo. Informe a massa por unidade de comprimento e a velocidade.
Ângulo de Abraçamento da Correia
Calcula o ângulo de abraçamento (de contato) de uma correia na polia menor, θ = π − 2·arcsin((D − d) ÷ (2·C)), a partir dos diâmetros da polia maior D e da menor d (m) e da distância entre centros C (m). O ângulo de abraçamento é o ângulo do arco em que a correia efetivamente CONTORNA a polia, em contato com ela — e é um parâmetro crítico, porque é ao longo desse arco que o atrito (que transmite a força) atua. Quanto MAIOR o ângulo de abraçamento, maior a área de contato e maior a força que a correia pode transmitir sem escorregar. Em uma transmissão entre duas polias de DIÂMETROS DIFERENTES, a correia abraça MENOS a polia menor (o ângulo é menor que 180°) e MAIS a polia maior — e o escorregamento sempre começa na polia de MENOR abraçamento (a menor), que por isso é a que limita a capacidade. O ângulo de abraçamento diminui quando a diferença de diâmetros aumenta ou a distância entre centros diminui (polias próximas e muito diferentes 'abraçam' pouco). Por isso, transmissões com grande redução (polias muito diferentes) ou centros próximos têm capacidade reduzida, e às vezes usam uma POLIA TENSORA (esticadora) para aumentar o abraçamento. O ângulo de abraçamento entra diretamente na relação de tensões (e^(μθ)) e nos fatores de correção do número de correias. Informe os diâmetros das polias e a distância entre centros.
Frequência Natural de Vão de Correia
Calcula a frequência natural de vibração do vão livre de uma correia, f_n = (1 ÷ (2·L))·√(T/m), a partir do comprimento do vão livre L (m, a distância entre as polias), da tração na correia T (N) e da massa por unidade de comprimento m (kg/m). O vão livre de uma correia, entre duas polias, comporta-se como uma CORDA esticada (como a de um violão): quando perturbado, vibra a uma frequência natural que depende da sua tração e da sua massa. Quanto MAIOR a tração, MAIOR a frequência (corda mais esticada, som mais agudo); quanto maior a massa por metro, menor a frequência. Essa relação é a base de um método engenhoso e muito usado para MEDIR a tração de correias em campo: o tensiômetro SÔNICO (ou de frequência) — o técnico dá um 'tapa' na correia para fazê-la vibrar, e um sensor (ou aplicativo de celular) mede a frequência do som; conhecendo o comprimento do vão e a massa da correia, calcula-se a tração de volta (invertendo a fórmula). É muito mais prático e preciso que os métodos antigos de medir a deflexão sob uma força. Manter a tração correta é essencial: correia frouxa escorrega (perde potência, aquece, desgasta) e correia tensa demais sobrecarrega os mancais e reduz a vida da correia. Informe o comprimento do vão, a tração e a massa por unidade de comprimento.
Relação de Transmissão com Deslizamento (Correia)
Calcula a relação de transmissão real de uma correia considerando o deslizamento, i = (D ÷ d)·(1 − s/100), a partir dos diâmetros da polia motora D e da movida d (mm) e do percentual de deslizamento s (%). A relação de transmissão TEÓRICA de uma correia é simplesmente a razão dos diâmetros das polias (D/d) — uma polia motora grande girando uma movida pequena multiplica a rotação. Mas, na prática, a transmissão por correia NÃO é exata como a por engrenagens (que têm dentes que se encaixam): a correia transmite por ATRITO, e sempre há um pequeno DESLIZAMENTO (escorregamento) entre a correia e as polias. Esse deslizamento tem duas componentes: o escorregamento ELÁSTICO (creep, inevitável, ~1-2%, devido à correia esticar e contrair ao mudar de tração nos dois lados) e o escorregamento GROSSEIRO (que ocorre sob sobrecarga, quando a correia perde aderência — indesejável e prejudicial). O deslizamento faz a rotação real da polia movida ser LIGEIRAMENTE MENOR que a teórica, e a relação de transmissão real um pouco diferente da nominal. Em aplicações que exigem sincronismo exato (eixos de comando de motores, posicionamento), o deslizamento das correias em V é inaceitável, e usam-se correias SINCRONIZADORAS (dentadas) ou correntes, que não deslizam. Este cálculo quantifica o efeito do deslizamento na relação de transmissão. Informe os diâmetros das polias motora e movida e o percentual de deslizamento.
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