Diferença entre acionamento por corrente e acionamento por engrenagem

Máquina pode ser definida como um conjunto de mecanismos que podem realizar determinadas tarefas de forma pré-definida, gastando energia. A maioria das funções de uma máquina é realizada utilizando energia mecânica, que é fornecida por motores primários. Um motor primário pode converter uma forma de energia em energia mecânica (na forma de torque rotacional). O primeiro e mais importante exemplo pode ser o motor elétrico, onde a energia elétrica é convertida em energia mecânica. Da mesma forma, turbinas a vapor, turbinas hidráulicas, moinhos eólicos, etc. também atuam como força motriz em certos casos, especialmente para aplicações pesadas. Esses motores primários geralmente estão localizados longe das unidades da máquina e, portanto, requerem outros meios para transmitir energia às máquinas.

O sistema de transmissão de energia mecânica serve a esse propósito. Ele recupera movimento, torque e potência dos motores principais e, posteriormente, transfere para os locais pretendidos das unidades da máquina. Além da transmissão, também pode mudar o sentido de rotação e alterar a velocidade para atender às necessidades exatas das máquinas. O sistema de transmissão de energia mecânica consiste em quatro acionamentos básicos, ou seja, acionamento por engrenagem, acionamento por corrente, acionamento por correia e acionamento por corda. Para uma transmissão de potência fácil e ininterrupta, ele também conta com a ajuda de outros elementos mecânicos, como freio, embreagem, eixo, ranhura, chaveta, acoplamento, etc. Cada um dos quatro acionamentos mecânicos oferece certos benefícios em relação aos outros e, portanto, é adequado para aplicações específicas.



Ao contrário do acionamento por fricção (acionamento por correia e acionamento por corda), tanto o acionamento por corrente quanto o acionamento por engrenagem são acionamento mecânico do tipo engate, pois a energia é transmitida por meio de engate e desengate sucessivos. Em movimento em cadeia , uma corrente sem fim passa pelas rodas dentadas dos eixos acionadores e acionados, o que, por sua vez, introduz flexibilidade no sistema. Pode ser empregado para transmissão de energia de curta a média distância. Embora seja livre de deslizamento, o efeito poligonal limita esta unidade de oferecer uma relação de velocidade constante. Acionamento por engrenagem , por outro lado, é um acionamento rígido devido à ausência de qualquer elemento flexível intermediário. É adequado para transmissão de energia a pequenas distâncias e atua como um acionamento positivo. Várias diferenças entre acionamento por corrente e acionamento por engrenagem são fornecidas abaixo em formato de tabela.

Tabela:Diferença entre acionamento por corrente e acionamento por engrenagem

Acionamento por corrente	Gear Drive
No acionamento por corrente, um elemento intermediário (corrente) conecta as rodas dentadas do acionador e dos eixos acionados.	Não existe tal elemento intermediário no acionamento por engrenagem. As engrenagens do acionador e dos eixos acionados engrenam diretamente.
É uma unidade flexível devido à presença de corrente flexível.	É uma unidade rígida, pois não existe link flexível.
Ele pode amortecer as vibrações e proteger a unidade de acionamento contra falhas.	Não pode proteger o sistema contra vibração.
O acionamento por corrente é adequado para transmitir potência e movimento em distâncias centrais curtas a médias.	O acionamento por engrenagem é o preferido para transmissão de energia e movimento de curta distância.
O acionamento por corrente não pode ser usado para eixos não paralelos.	Certos acionamentos de engrenagem (como chanfro e sem-fim) destinam-se apenas a eixos não paralelos.
Com acionamento por corrente, os eixos acionador e acionado giram na mesma direção.	Com acionamento por engrenagem, os eixos acionador e acionado giram na direção oposta.
O acionamento por corrente não é um acionamento verdadeiramente positivo. Embora esteja livre de deslizamento, a relação de velocidade pode variar devido ao efeito poligonal.	O acionamento por engrenagem oferece acionamento positivo e a relação de velocidade permanece constante.
O acionamento por corrente não é adequado para redução de velocidade muito alta.	O acionamento por engrenagem pode ser usado com vantagem para redução de velocidade pequena a alta.
Embora exija lubrificação regular, a transmissão por corrente não requer lubrificação total.	O acionamento por engrenagem requer lubrificação total para operação suave e vida útil prolongada.

Presença de elemento intermediário e flexibilidade: Os acionamentos mecânicos podem ser classificados com base na presença ou ausência de ligação intermediária. Um acionamento flexível é aquele em que existe uma ligação intermediária flexível entre o acionador e os eixos acionados. Acionamento por correia, acionamento por corrente e acionamento por corda são exemplos de acionamento flexível devido à presença de correia, corrente e corda, respectivamente, como ligação intermediária entre dois eixos. Essa ligação introduz flexibilidade na unidade de acionamento e, portanto, pode ser utilizada para transmissão de energia de longa distância. Por outro lado, quando não existe tal ligação intermediária, esse acionamento mecânico é denominado como acionamento rígido. O acionamento por engrenagem é um exemplo de acionamento rígido, pois duas engrenagens rígidas entram em contato direto por meio de seus dentes. Nenhum elemento intermediário é necessário entre duas engrenagens, pois elas se acoplam diretamente.

Amortecimento de vibração: Uma vantagem de cada acionamento flexível é sua capacidade de amortecer as vibrações. Normalmente, a unidade de acionamento, como o motor principal, produz vibrações limitadas e toleráveis; no entanto, a unidade da máquina pode produzir vibração excessiva indesejável. Carga de impacto ou choque, força desequilibrada, juntas soltas, peças dinâmicas e componentes quebrados ou danificados são as principais fontes de vibração na unidade da máquina. Essa vibração de alta amplitude, se transmitida ao motor principal, pode causar danos graves. Em cada acionamento flexível, o elemento flexível intermediário pode amortecer a vibração inerentemente. Devido à ausência de qualquer articulação intermediária no acionamento rígido, a vibração na unidade da máquina é transmitida ao motor principal. Assim, um acionamento por corrente pode isolar a unidade de acionamento, mas um acionamento por engrenagem não pode protegê-la de vibrações indesejadas excessivas.



Distância preferida de transmissão de energia: O objetivo básico de todo acionamento mecânico é transmitir movimento e potência do eixo acionador para o eixo acionado. A distância entre os eixos acionadores e acionados pode variar com base em vários fatores, como layout do chão de fábrica, disponibilidade de espaço, questões de segurança, etc. Cada acionamento mecânico é adequado para uma faixa de distância do eixo. O acionamento por corrente pode ser empregado para distâncias centrais pequenas a médias, normalmente entre 1 e 5 m em um único estágio. Também pode ser empregado para maior distância do eixo, utilizando suportes de marcha lenta adicionais. Por outro lado, o acionamento por engrenagem é preferível para pequenas distâncias centrais, normalmente abaixo de 1m; caso contrário, são necessárias engrenagens de tamanho a granel, o que consumirá espaço e aumentará o peso do sistema. Ao utilizar engrenagens intermediárias ociosas, a potência também pode ser transmitida por distâncias maiores; no entanto, isso aumentará o peso do sistema e a perda de energia e, portanto, a eficiência diminuirá.

Transmissão de potência entre eixos não paralelos: Os eixos acionadores e acionados podem ter várias orientações. Eles podem ser (i) paralelos, (ii) com interseção ou (iii) não paralelos, mas sem interseção. Um acionamento mecânico adequado é selecionado com base nessa orientação relativa. Todos os três acionamentos flexíveis (correia, corrente e corda) são adequados apenas para eixos paralelos. Embora a correia de um quarto de volta possa ser empregada para eixos perpendiculares, ela raramente é usada na prática devido a muitas limitações. O acionamento por corrente pode transmitir energia apenas entre eixos paralelos. Por outro lado, o acionamento por engrenagem pode ser empregado para qualquer orientação dos eixos acionadores e acionados. Existem vários tipos de engrenagens - cada uma é adequada para uma orientação específica. Por exemplo, a engrenagem de dentes retos e a engrenagem helicoidal são preferidas para eixos paralelos, a engrenagem cônica é preferida para eixos de interseção e a engrenagem helicoidal é adequada para eixos perpendiculares, mas sem interseção.

Direção de rotação: Outro requisito do acionamento mecânico é alterar o sentido de rotação conforme o requisito. Em máquinas, a direção de rotação necessária pode ser a mesma ou oposta à do motor principal. Um acionamento por corrente de estágio único pode girar o eixo acionado na mesma direção do eixo acionador. Se vários eixos forem necessários para girar, o acionamento por corrente pode fornecer rotação em ambas as direções. Por outro lado, uma engrenagem de estágio único pode girar o eixo acionado apenas na direção oposta ao eixo acionador. Para obter a rotação na mesma direção, é necessário usar uma engrenagem intermediária.

Incentivo positivo: Um acionamento mecânico que pode fornecer razão de velocidade constante durante sua operação é chamado de acionamento positivo. Essa velocidade constante é necessária para manter em muitas aplicações; por exemplo, corte de rosca em torno, aparafusamento automático, etc. Nenhum dos acionadores de fricção pode fornecer taxa de velocidade constante devido ao deslizamento inerente. Embora o acionamento por corrente esteja livre de deslizamento, o efeito poligonal pode alterar marginalmente a relação de velocidade. Assim, não é considerado como impulso positivo. O acionamento por engrenagem é o único exemplo de acionamento positivo.

Redução de velocidade alcançável: Normalmente, o motor principal gira a uma velocidade muito maior do que a pretendida na unidade da máquina. Isso requer a redução da velocidade de rotação, o que pode ser feito por qualquer acionamento mecânico. No entanto, cada unidade tem um limite de capacidade de redução. Um acionamento por corrente pode proporcionar redução de velocidade entre 1:1 a 1:5, em um único estágio. Por outro lado, o acionamento por engrenagem pode fornecer uma ampla faixa de redução de velocidade, normalmente entre 1:1 a 1:100. A engrenagem de dentes retos e a engrenagem cônica são preferidas para pequenas reduções, a engrenagem helicoidal pode fornecer redução média e a engrenagem helicoidal pode fornecer redução de velocidade acentuada.

Lubrificação: Sendo um acionamento de engate, dois corpos sólidos entram em contato direto, portanto, a geração de calor e o desgaste são problemas comuns tanto no acionamento por corrente quanto por engrenagem. O uso de óleo lubrificante adequado pode mitigar esses efeitos indesejados. A transmissão por corrente requer lubrificação frequente; enquanto que a maioria dos redutores requer lubrificação completa onde o redutor está parcial ou completamente imerso em óleo lubrificante.

A comparação científica entre acionamento por corrente e acionamento por engrenagem 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. Design de máquina por R. L. Norton (quinta edição; Pearson Education).
3. A Textbook of Machine Design de R. S. Khurmi e J. K. Gupta (S. Chand; 2014).