Diferença entre acionamento por correia plana e acionamento por correia em V

Máquina pode ser definida como o conjunto de mecanismos que podem realizar determinada tarefa através da expansão de energia. A maioria das máquinas são acionadas por energia mecânica, que nada mais é do que o torque de rotação do eixo. Um motor primário é usado para converter outra forma de energia em energia mecânica. Por exemplo, um motor elétrico converte energia elétrica em energia mecânica. No entanto, tais motores primários estão localizados longe da unidade da máquina e, portanto, outro sistema de transmissão é desejado. Aqui vem o papel do sistema de transmissão de energia mecânica, que transmite movimento, torque e potência do elemento acionador (como o motor principal) para o elemento acionado (como a unidade da máquina). Quatro acionamentos mecânicos, ou seja, acionamento por engrenagem, acionamento por correia, acionamento por corrente e acionamento por corda são utilizados para atender a esse propósito.

O acionamento por correia é um acionamento por fricção onde o movimento e a potência são transmitidos por meio de fricção. Aqui, duas polias são montadas primeiro com os eixos acionador e acionado. Uma correia sem fim é então parcialmente enrolada em torno das polias mantendo a tensão apropriada. O acionamento por correia é adequado para transmissão de energia de pequenas a longas distâncias e pode proteger inerentemente o sistema contra sobrecarga e vibração. Como a força de atrito entre a polia e a correia ajuda a transmitir potência, a capacidade de acionamento da correia é limitada principalmente pelas características de atrito, ângulo de contato e tensão inicial. Uma maneira de aumentar a capacidade de transmissão é aumentando o envoltório ou o ângulo de contato. Isso pode ser feito substituindo o acionamento por correia aberta por acionamento por correia cruzada, se permitido de outra forma.

Outra forma de melhorar a capacidade de transmissão de energia é aumentar a área de contato entre a correia e a polia. Isso é realizado empregando acionamento por correia em V. Em transmissão por correia plana uma correia unida de seção retangular é usada onde apenas uma face plana da correia permanece em contato com a polia. Embora sua capacidade seja baixa, é predominantemente usado para transmissão de energia de longa distância. Pode ter dois arranjos – aberto e cruzado. Acionamento por correia em V utiliza uma correia trapezoidal sem fim (seção transversal) com polias com ranhura em V correspondente. Aqui, duas superfícies laterais da correia permanecem em contato com a polia, o que aumenta a capacidade de transmissão e reduz o deslizamento. No entanto, é particularmente adequado quando os eixos acionadores e acionados estão a uma pequena distância. Várias diferenças entre acionamento por correia plana e acionamento por correia em V são apresentadas abaixo em formato de tabela.

Tabela:Diferença entre acionamento por correia plana e acionamento por correia em V

Transmissão por correia plana	Acionamento por correia em V
A correia plana tem seção transversal retangular onde a largura é substancialmente maior que a espessura.	A correia em V tem seção transversal trapezoidal, onde a largura lateral maior é quase igual à espessura.
A correia plana é articulada (articulada). Por isso, produz vibração e ruído.	A correia em V é feita sem fim. Assim, sua operação é suave e tranquila.
No acionamento por correia plana, apenas uma superfície da correia permanece em contato com as polias.	No acionamento por correia em V, duas superfícies laterais da correia permanecem em contato com as polias.
A capacidade de transmissão de energia da correia plana é comparativamente menor devido à maior chance de escorregamento.	A correia em V pode transmitir mais potência sem escorregar devido ao aumento do atrito.
É recomendado para transmissão de energia e movimento de longa distância.	É preferível para transmissão de energia e movimento de curta a média distância.
O deslizamento também limita a redução de velocidade alcançável. É possível obter uma redução de até 1:4.	Redução de velocidade mais alta, até 1:7, é possível.
No caso de sistema de polia escalonada, a correia plana pode ser deslocada de uma polia de diâmetro para outra sem pausar a rotação.	A correia em V não pode ser utilizada para o sistema de polias escalonadas, pois a mudança de uma polia para outra é inviável.
A correia plana e as polias correspondentes são de construção simples. Portanto, esse arranjo é mais barato.	A correia em V e as polias correspondentes têm construção complicada. Por isso, é mais caro.

Configuração do cinto: Uma correia plana é articulada em um ponto para fazer uma correia sem fim. Tem seção transversal retangular onde a largura é substancialmente maior que a espessura. Somente a superfície interna da correia pode entrar em contato com as polias. As polias têm formato cilíndrico onde a superfície externa apenas toca a correia. Portanto, a força de atrito entre a superfície externa da polia e a superfície interna da correia é utilizada para transmitir movimento e potência do eixo acionador para o eixo acionado. Por outro lado, uma correia em V tem seção transversal trapezoidal onde a largura da correia no lado maior é quase igual à espessura. A polia também possui uma ranhura em V para acomodar a correia. O ângulo V da polia deve corresponder ao ângulo entre duas faces não paralelas da correia.

Ruído e vibração: Como mencionado anteriormente, uma correia plana é articulada usando porcas e parafusos para torná-la infinita. Uma ranhura sempre existe nesta junção. Devido à superfície interna assimétrica da correia, o acionamento por correia plana produz ruído e vibração consideráveis. Isso às vezes limita sua aplicação em velocidade muito alta. Por outro lado, a correia em V é produzida de forma infinita e, portanto, não existe junção. Assim, produz menos vibração e seu funcionamento também é bastante.

Contato entre a correia e a polia: Como mencionado anteriormente, apenas a superfície interna da correia plana permanece em contato com a superfície externa da polia cilíndrica. No caso de correia em V, duas superfícies inclinadas permanecem simultaneamente em contato com as duas superfícies laterais da polia em forma de V.

Capacidade de transmissão de energia: Como todo acionamento mecânico, o objetivo básico do acionamento por correia é transmitir movimento e potência de um eixo para outro. Como o acionamento por correia é um acionamento por fricção, a capacidade de transmissão de energia depende principalmente das características de fricção das superfícies de contato. Sempre que a carga excede a força de atrito, o deslizamento ocorre automaticamente. Quanto maior o coeficiente de atrito entre a correia e a polia, maior será a capacidade de transmissão; no entanto, a geração de calor e o desgaste também serão maiores. Em vez de aumentar diretamente o coeficiente de atrito, ele pode ser aprimorado indiretamente pelo emprego de correia em V em vez de correia plana. Pode-se provar que o coeficiente de atrito efetivo na correia em V é 2 a 3 vezes maior (com base no ângulo em V da correia, que geralmente é de 40°) em comparação com a correia plana do mesmo material. Consequentemente, o acionamento por correia em V pode transmitir potência substancialmente maior sem deslizamento.

Distância entre os eixos: Um acionamento mecânico adequado é selecionado com base na distância central entre os eixos acionadores e acionados. Por exemplo, o acionamento por engrenagem é adequado para pequenas distâncias centrais, normalmente até 1m. O acionamento por corrente pode ser empregado para distâncias pequenas a moderadas, geralmente até 3m com a ajuda de rodas dentadas. O acionamento por correia pode ser utilizado para uma ampla variedade de distâncias centrais - de menos de 1 m até 15 m. Um acionamento por correia plana é particularmente adequado para transmissão de energia de longa distância; enquanto que a correia em V é preferida apenas para pequenas distâncias (geralmente abaixo de 1m).

Redução de velocidade: As unidades da máquina são acionadas por motores primários. Normalmente, o eixo acionador da máquina motriz gira a uma velocidade maior do que a necessária no eixo acionado das máquinas. Assim, é necessária uma redução na velocidade de rotação e isso pode ser alcançado alterando os diâmetros das polias acionadoras e acionadas. No entanto, todo acionamento mecânico pode alterar a relação de velocidade dentro de uma faixa. Um acionamento por correia plana pode oferecer redução de velocidade de até 1:4; maior do que isso pode aumentar indesejavelmente o deslizamento. Devido ao coeficiente de atrito efetivo mais alto, a correia em V oferece maior redução de velocidade, até 1:7.

Mudança de cinto: Às vezes, uma única unidade de máquina requer velocidade variável em diferentes estágios de operação. Além disso, um único motor principal pode ser empregado para acionar várias máquinas, cada uma exigindo velocidade de operação variável. Nesse cenário, a polia escalonada é adotada onde várias polias com diâmetros diferentes são montadas em um único eixo. Se for utilizada uma correia plana, a correia pode ser facilmente deslocada de uma polia para outra em condições de funcionamento. Assim, a velocidade de rotação do eixo acionado pode ser alterada sem parar a unidade de acionamento (um ajuste mecanizado do comprimento da correia é altamente necessário para manter a tensão da correia). Tal disposição de deslocamento não está disponível em acionamento por correia em V, pois eles exigem polia especializada com ranhura em V.

Aspecto econômico: A constrição da correia plana e da polia correspondente é simples. O comprimento do plano também pode ser ajustado várias vezes, pois é unido por porcas e parafusos. Longevidade e construção fácil tornam esta unidade de acionamento mais barata. A correia em V e a polia correspondente são mais caras. Seu comprimento não pode ser ajustado e, portanto, tem uma vida útil mais curta.

A comparação científica entre acionamento por correia plana e acionamento por correia em V é apresentada neste artigo. O autor também sugere que você consulte as seguintes referências para melhor compreensão do tema.

1. Design de elementos de máquina por V. B. Bhandari (quarta edição; McGraw Hill Education).
2. A Textbook of Machine Design de R. S. Khurmi e J. K. Gupta (S. Chand; 2014).