ELEMENTOS ORGÂNICOS DE MÁQUINAS II

AT-102

Universidade Federal do Paraná

Curso de Engenharia Industrial Madeireira

Dr. Alan Sulato de Andrade

alansulato@ufpr.br

EMBREAGENS

EMBREAGENS

INTRODUÇÃO:

Embreagens são elementos que provêem uma

conexão entre outros dois elementos (árvores

rotativas).

Elemento

B

Elemento

A Embreagem

UNIDADE A UNIDADE B

EMBREAGENS

INTRODUÇÃO:

A conexão pode ser realizada de diversas formas, cada

qual apresentando vantagens e desvantagens:

Atrito,

Magnética,

Hidráulica

Mecânica.

EMBREAGENS

INTRODUÇÃO:

A principal característica da embreagem é que ambos

os elementos unidos podem girar. Desta forma, uma

embreagem pode interromper a conexão entre dois

eixos.

EMBREAGENS

UTILIZAÇÃO:

Estes elementos são extensivamente utilizados em

máquinas de produção de todos os tipos, não apenas

em aplicações envolvendo veículos nos quais são

necessário para permitir que o motor possa continuar

rodando (marcha lenta) quando um veículo esta parado

ou para se mudar o arranjo de engrenagens (marchas).

EMBREAGENS

UTILIZAÇÃO:

Embreagens também permitem que uma carga de alta

inércia seja movimentada com um motor elétrico menor

que o que seria necessário se esta fosse diretamente

conectada.

As embreagens são utilizadas muitas vezes para se manter

um torque constante em um eixo de tensionamento.

EMBREAGENS

INTRODUÇÃO:

Exemplos de embreagens comuns

EMBREAGENS

UTILIZAÇÃO:

Uma embreagem pode ser utilizada como dispositivo

de desconexão em casos de emergência, que separa o

eixo do motor em casos de emperramento de uma

máquina.

EMBREAGENS

TIPOS:

Este elemento pode ser classificado de varias

maneiras, por meio da forma de atuação, pela maneira

como transferem energia entre os elementos e pelo

caráter do acoplamento.

EMBREAGENS

TIPOS:

Forma de atuação:

Mecânica (Carros antigos),

Hidráulica (Carros modernos),

Pneumática,

EMBREAGENS

TIPOS:

Forma de atuação:

EMBREAGENS

TIPOS: Mecânica

Automotiva

EMBREAGENS

TIPOS: Hidráulica

Automotiva

EMBREAGENS

TIPOS: Pneumática

Industrial

EMBREAGENS

TIPOS:

Forma de atuação:

A forma básica de transmissão hidráulica, conhecida como embreagem

hidráulica. Consiste, essencialmente, numa bomba e numa turbina entre

as quais o óleo circula enquanto o motor está em funcionamento.

Quando o motor trabalha em marcha lenta, o óleo é expelido pela bomba,

devido à força centrífuga. Este óleo é atirado pelas pás para a turbina,

que permanece parada, visto a força do óleo não ser suficiente para

movê-lo. Quando o motorista acelera, a velocidade da bomba aumenta e

o torque resultante do movimento mais rápido do óleo torna-se

suficientemente elevado para vencer a resistência da turbina, que começa

a rodar e põe o automóvel em movimento. Após ter transmitido energia à

turbina, o óleo volta à bomba, repetindo-se então o ciclo.

EMBREAGENS

TIPOS:

Forma como transferem energia:

Contato positivo,

Atrito,

Sobremarcha,

Magnético,

Acoplamento fluídico,

EMBREAGENS

TIPOS:

EMBREAGENS

SELEÇÃO E ESPECIFICAÇÃO:

Os fabricantes de embreagens devem fornecer uma

quantidade extensa de informação com relação à

capacidade em termos de torque e potência dos

diferentes modelos fabricados. Porém alguns detalhes

devem ser levados em consideração: tipo de unidade

de acionamento (explosão interna ou elétrico), posição

da embreagens entre outros.

EMBREAGENS

SELEÇÃO E ESPECIFICAÇÃO:

Fatores de Serviço:

Podem variar muito (em função do fabricante), porem

devemos utilizar todo o conhecimento adquirido até agora

para especificar estes fatores.

Ex,: 1,2 até 3,7 são aceitáveis.

Motor Motor

Embreagens

EMBREAGENS

SELEÇÃO E ESPECIFICAÇÃO:

Localização da Embreagem:

A localização da embreagem (instalação) pode ser um

ponto importante para seleção deste dispositivo.

Ex. Equipamento que possui dois eixos com velocidades

distintas. Surge o dilema, onde alocar o elemento?

EMBREAGENS

MATERIAIS PAR EMBREAGENS:

Normalmente pode ser utilizado nas partes estruturais

aço ou ferro fundido cinzento.

As superfícies de atrito são geralmente revestidas ou

forradas com materiais que possuam um bom

coeficiente de atrito e com resistência à compressão e

a à temperatura suficientes para sua aplicação.

EMBREAGENS

MATERIAIS PAR EMBREAGENS:

Normalmente pode ser utilizado nas partes estruturais

aço ou ferro fundido cinzento.

As superfícies de atrito são geralmente revestidas ou

forradas com materiais que possuam um bom

coeficiente de atrito e com resistência à compressão e

a à temperatura suficientes para sua aplicação.

EMBREAGENS

EMBREAGENS DE DISCO:

São as mais utilizadas. Consiste basicamente em dois

discos, um com material de forração de alto atrito,

pressionando axialmente com uma força normal que

gera a força de atrito necessária transmitir torque.

EMBREAGENS

DIMENSIONAMENTO:

O dimensionamento consiste basicamente em

dimensionar uma superfície de contato (Área) visando

proporcionar a transferência de potencia entre

unidades.

Isto dependerá dos materiais e da potencia a ser

transferida.

EMBREAGENS

DIMENSIONAMENTO:

Considerando um desgaste uniforme. Determinaremos

o tamanho adequado e a força requerida para uma

embreagem de disco axial operar.

T=P/

=N.(2./60)

Determinar o coeficiente de atrito dinâmico e a pressão

máxima suportada pelo elemento de forração da

embreagem.

EMBREAGENS

DIMENSIONAMENTO:

Propriedades do materiais comuns de forrações:

Material Coef. Atrito dina Pressão

Pmax (KPa)

Tecido 0,25-0,45 345-690

Metal sinterizado 0,15-0,45 1030-2070

Ferro Fundido 0,15-0,25 690-720

Outros materiais podem ser utilizados.

EMBREAGENS

DIMENSIONAMENTO:

Propriedades do materiais comuns de forrações:

EMBREAGENS

DIMENSIONAMENTO:

Relações:

T=..ri.Pmax.(re²-ri²)

ri=√1/3re=0,577.re

F=2..ri.Pmax.(re-ri)

Onde:

=Coeficiente de atrito dinâmico (admensional)

Pmax=Pressão máxima (KPa ou Pa)

ri=raio interno (m)

re=raio externo (m)

EMBREAGENS

EXERCÍCIO:

Dimensionar a embreagem (Diâmetros e força axial

requerida) de disco axial, sabendo que o motor de

acionamento possui 52KW de potência e opera a 1725

rpm. Considerar material de revestimento: Metal

sinterizado.

EMBREAGENS

EXERCÍCIO:

Torque:

T=P/

=2..N/60

T=52000/(2..1725/60)

T=287,7 N.m

EMBREAGENS

EXERCÍCIO:

Relação entre Torque, Pmax e raios:

T=..ri.Pmax.(re²-ri²)

T= ..0,577.re.Pmax.(re²-1/3re²)

Sabendo que ri=(√1/3).re=0,577.re

Assim:

re=(287,7 /(0,3846..0,35.1030000))1/3

re=0,087m=R

Como ri=0,577.re

ri=0,050m=r S=0,01592m²

EMBREAGENS

EXERCÍCIO:

Força axial:

F=2..ri.Pmax.(re-ri)

F=2..1,00.1030000.(0,087-0,050)

F=239452,2N ou ≈240KN