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POLIAS
2.1. DEFINIÇÃO
Polias são elementos mecânicos circulares, com ou sem canais
periféricos, acoplados a eixos motores e movidos por máquinas e
equipamentos. As polias, para funcionar, necessitam da presença de vínculos
chamados correias. Quando em funcionamento, as polias e correias podem
transferir e/ou transformar movimentos de um ponto para outro da máquina.
Sempre haverá transferência de força.
Uma polia é constituída de uma coroa ou face, na qual se enrola a
correia. A face é ligada a um cubo de roda mediante disco ou braços.
2.2 TIPOS DE POLIAS
Os tipos de polia são determinados pela forma da superfície na qual a
correia se assenta. Elas podem ser lisas ou ranhuradas.
2.2.1 POLIAS LISAS
As polias lisas podem apresentar dois formatos na sua superfície de
contato. Essa superfície pode ser plana ou abaulada. A figura a seguir
mostra o perfil externo dessas polias.
A polia plana conserva melhor as correias, e a polia com superfície
abaulada guia melhor as correias.
A ABNT – PB 30 padroniza as polias para as correias chatas, sendo
aplicável os valores da tabela a seguir. O diâmetro de uma polia de
transmissão para correia chata, é o maior diâmetro externo do aro, no plano
de simetria perpendicular ao eixo. A pista de uma polia de transmissão para
correia chata é a superfície externa do aro da polia, na qual se apóia a
correia. O perfil da pista deve ser um arco de circunferência com centro no
plano de simetria perpendicular ao eixo da polia.
Tabela 1. Abaulamento padronizado para polias lisas
2.2.2 POLIAS RANHURADAS OU TRAPEZOIDAIS
A polia trapezoidal recebe esse nome porque a superfície na qual a
correia se assenta apresenta a forma de trapézio. As polias trapezoidais
devem ser providas de canaletas (ou canais) e são dimensionadas de acordo
com o perfil padrão da correia a ser utilizada.
O diâmetro nominal ou efetivo de uma polia trapezoidal é o diâmetro
correspondente à velocidade da correia.
A figura a seguir mostra as dimensões principais deste tipo de polia
que variam de acordo com o perfil da correia e ser utilizada.
Essas dimensões são obtidas a partir de consultas em tabelas. Como por
exemplo, a tabela a seguir:
PERFIL "ÂNGULO "T "S "W "Y "Z "H "K
mín "U=R "X "L " ""V" "Diâmetro "graus " " " " " " " " " " " "A "externo
(mm) " " " " " " " " " " " " " "de 75 a 120 "34° "9,5 "15,0 "13,0 "3,0 "2,0
"13,0 "5,0 "1,0 "5,0 "largura = 2T + S(N-1) "N= n° de canais " " "de 125 a
190 "36° " " " " " " " " " " " " " "acima de 200 "38° " " " " " " " " " " "
" "B "de 125 a 170 "34° "11,5 "19,0 "17,0 "3,0 "2,0 "17,0 "6,5 "1,0 "6,3 "
" " " "de 180 a 270 "36° " " " " " " " " " " " " " "acima de 280 "38° " " "
" " " " " " " " " "C "de 200 a 350 "36° "15,3 "25,5 "22,5 "4,0 "3,0 "22,0
"9,5 "1,5 "8,3 " " " " "acima de 350 "38° " " " " " " " " " " " " "D "de
300 a 450 "36° "22,0 "36,5 "32,0 "6,0 "4,5 "28,0 "12,5 "1,5 "1,0 " " " "
"acima de 450 "38° " " " " " " " " " " " " "E "de 485 a 630 "36° "27,3
"44,5 "38,5 "8,0 "6,0 "33,0 "16,0 "1,5 "13,0 " " " " "acima de 630 "38° " "
" " " " " " " " " " "Tabela 2.dimensões padronizadas para polias
trapezoidais
E de uma forma mais detalhada:
Com os dados conhecidos, consultamos a tabela 2 e basta encontrar essas
dimensões.
2.2.3 OUTROS TIPOS DE POLIAS
Além das polias para correias planas e trapezoidais, existem as polias
para cabos de aço, para correntes, polias (ou rodas) de atrito, polias para
correias redondas e para correias dentadas. Algumas vezes, as palavras roda
e polia são utilizadas como sinônimos.
2.3 POLIAS TENSORAS
Para garantir tensão suficiente e aumento do ângulo de abraçamento
pode-se recorrer, nas transmissões com correias chatas, a uma polia tensora
oscilante.
A instalação dessa polia deve seguir as seguintes condições práticas:
- O diâmetro da polia tensora deve ser maior que o da polia menor;
- a instalação deve ser feita a uma distância maior que a largura das
pistas das polias;
Para determinação da força a ser desenvolvida pela polia tensora,
recorre-se ao processo gráfico seguinte:
- Desenha-se em uma escala conveniente, a posição relativa das polias,
arbitrando-se um diâmetro para a polia tensora, maior que o da polia
menor.(conforme a figura a seguir).
O isolamento da polia tensora conduz as duas forças tangenciais de
mesmo módulo que a atuante no ramo frouxo da instalação. O vetor AD é a
resultante que representa a reação ao esforço que a polia deve exercer.
Esse esforço é geralmente propiciado por pesos, cuja direção é vertical.
A semi-reta DC determina, sobre a vertical traçada de A, o vetor
GA, que tem por componentes DA e GD. GD tende a desaplicar a polia tensora,
e GA anula o efeito do ramo frouxo e produz um ângulo de abraçamento maior.
De um modo geral. O módulo de GA é excessivo para ser obtido apenas
pelo peso da polia. Recorre-se a um peso auxiliar atuante através de uma
alavanca conforme a figura a seguir.
2.4 REPRESENTAÇÃO EM DESENHO TÉCNICO
Nas figuras a seguir, podemos observar alguns exemplos de polias e, a
forma como são representadas em desenho técnico.
2.5 LIGAÇÃO ENTRE CUBO E DIÂMETRO EXTERNO
As polias apresentam braços a partir de 200 mm de diâmetro. Abaixo
desse valor, a coroa é ligada ao cubo por meio de discos.
2.6 MATERIAS DE FABRICAÇÃO
Os materiais que se empregam para a construção das polias são ferro
fundido (o mais utilizado), aços, ligas leves e materiais sintéticos. A
superfície da polia não deve apresentar porosidade, pois, do contrário, a
correia irá se desgastar rapidamente.
2.7 VERIFICAÇÃO PERIÓDICA
As polias podem se inspecionadas visualmente de forma periódica pelo
técnico responsável pela manutenção e certos fatores devem ser observados
para o seu funcionamento adequado, são eles:
- não apresentar desgastes nos canais;
- não apresentar as bordas trincadas, amassadas, oxidadas ou com
porosidade;
- apresentar os canais livres de graxa, óleo ou tinta e corretamente
dimensionados para receber as correias.
2.7.1 ALINHAMENTO DE POLIAS
Além dos cuidados citados anteriormente, as polias em "V" exigem
alinhamento. Polias desalinhadas danificam rapidamente as correias e forçam
os eixos aumentando o desgaste dos mancais e os próprios eixos. É
recomendável, para fazer um bom alinhamento, usar uma régua paralela
fazendo-a tocar toda a superfície lateral das polias.
2.8 RELAÇÃO DE TRANSMISSÃO
A relação de transmissão entre polias se dá através da equação
abaixo:
Onde: φ relação de transmissão;
D1 diâmetro da polia motora;
D2 diâmetro da polia movida;
n 1 rotação da polia motora;
n 2 rotação da polia movida.
Com isso temos a relação entre os diâmetros e as rotações:
2.9 EXEMPLO
Para operar adequadamente nas condições desejadas a hélice de um
exaustor industrial deve girar a uma rotação de 760 rpm. A árvore do
exaustor receberá o movimento provindo de um motor elétrico através de um
sistema de correia e polia. O único motor elétrico disponível na empresa
naquele momento, possuía uma rotação nominal de 1750 rpm. A polia que a ser
colocada no eixo do motor deve possuir um diâmetro externo mínimo de 75 mm.
Sabendo-se que a transmissão se dará com três correias "V" de perfil "A",
pede-se dimensionar a polia a ser montada na árvore do exaustor.
Solução:
As polias devem seguir as padronizações apresentadas na tabela 2 juntamente
com a figura a seguir;
Polia motora:
Como o diâmetro externo já está definido, basta determinar as dimensões dos
canais e largura da polia.
Pela tabela 2, temos:
Ângulo = 34°
S = 15,0 mm
T = 9,50 mm
W = 13,0 mm
R=U= 1,0 mm
H = 13,0 mm
Z = 2,0 mm
X = 5,0 mm
N = 3 correias
L = 2T + S(N-1) = 2.9,50 + 15,0(3-1) L = 49,0 mm
Diâmetro nominal
D1 = diâmetro externo – 2.X
D1 = 75 – (2.5) D1 = 65 mm.
A polia motora está definida.
Polia movida
Pela relação
D2 = (65/720).1750 D2 = 157,99 mm
Diâmetro externo = D2 + 2.X = 157,99 + (2.5) = 167,99 mm
Os demais parâmetros são idênticos aos da polia motora com exceção do
ângulo que agora segundo a tabela 2 deverá ser de 36°.
Podemos notar que como o diâmetro externo não excedeu 200 mm a ligação
entre o diâmetro externo e o cubo poderá ser feita através de disco, não
necessitando braços como descrito na seção 2.5.
2-POLIAS
2.1 DEFINIÇÃO
2.2 TIPOS DE POLIAS
2.2.1 POLIAS LISAS
2.2.2 POLIAS RANHURADAS OU TRAPEZOIDAIS
2.2.3 OUTROS TIPOS DE POLIAS
2.3 POLIAS TENSORAS
2.4 REPRESENTAÇÃO EM DESENHO TÉCNICO
2.5 LIGAÇÃO ENTRE CUBO E DIÃMETRO EXTERNO
2.6 MATERIAIS DE FABRICAÇÃO
2.7 VERIFICAÇÃO PERIÓDICA
2.7.1 ALINHAMENTO DE POLIAS
2.8 RELAÇÃO DE TRANSMISSÃO
2.9 EXERCÍCIO
-REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
REFERÊNCIAS
SHIGLEY, J.E. Elementos de Máquinas – Vol. 2. Livros Técnicos e
Científicos Editora. Rio de Janeiro – RJ, 1984.
ALBUQUERQUE,O. A. L. P. Elementos de máquinas. Rio de Janeiro: Editora
Guanabara,1980.
DRAPINSKI, Janusz . Manual de manutenção mecânica básica. – Ed. McGRAW-
HILL, São Paulo, 1973.
Construções e Tipos de cabos. Disponível em: <
http://www.maxicabos.com.br/>. Acesso em 21/10/06.
CABOS DE AÇO
POLIAS
