Como selecionar uma caixa de redução de engrenagem

Uma caixa redutora é mais conhecida como redutor ou caixa de engrenagens. É um mecanismo que controla o torque de saída e a velocidade de uma máquina, geralmente um motor. Ao ajustar o torque e a velocidade, uma máquina pode aproveitar melhor sua potência para uma ampla gama de aplicações. As caixas redutoras são empregadas em vários ambientes industriais, como linhas de montagem, linhas de produção como parte dos transportadores. Além do uso industrial, os redutores também são comumente vistos na indústria automotiva como parte essencial de uma caixa de engrenagens. Para selecionar a caixa redutora certa para uma aplicação específica, as principais considerações podem aparecer da seguinte forma:

• Velocidade e potência de entrada
• Velocidade de saída desejada ou torque de saída desejado
• Características de uso; horas por dia, um tipo de choque ou vibração no sistema
• O grau de força de cisalhamento
• Configuração da unidade, entrada de eixo ou entrada de furo oco, saída de eixo ou saída de furo oco
• Unidade orientação, por exemplo para uma engrenagem sem-fim em ângulo reto, sem-fim acima ou abaixo do sem-fim, eixos horizontais ou verticais
• Materiais especiais; tintas resistentes à corrosão, carcaça de aço inoxidável e eixos
• Fator de serviço

Por que o fator de serviço é importante?

O ponto de partida para a maioria dos fabricantes de redutores é definir um fator de serviço. Esta ferramenta é utilizada para corrigir questões como o tipo de entrada, horas de uso por dia e qualquer choque ou vibração que possa estar presente na aplicação. Uma aplicação com impactos irregulares, como esmerilhamento, exigirá um fator de serviço mais alto do que uma carga uniforme. Da mesma forma, um dispositivo usado ocasionalmente terá um fator menor do que aquele usado 24 horas por dia.

O que significa classe de serviço?

Após determinar esse fator, ele definirá a classe de serviço. Uma unidade alimentada por um motor CA comum acionando um transportador de velocidade constante carregado uniformemente por 20 horas por dia normalmente seria Classe de Serviço 2. Os fabricantes de caixas de engrenagens fornecem gráficos com base na classe de serviço. Para usar este gráfico, você precisa conhecer a potência de entrada, a classe de serviço e a relação desejada. Nosso exemplo é para um motor de 2hp e a necessidade de uma proporção de 15:1. Para usar o gráfico, encontre o ponto onde 2 hp e proporção 15:1 se cruzam, uma unidade de tamanho 726 é selecionada.

Seguindo o sistema de número de produto do fabricante, o tamanho de unidade 726 define uma unidade com espaçamento central de 2,62 . Para confirmar a seleção e confirmar um nível de torque ou velocidade específico, os fabricantes fornecerão gráficos mostrando esses valores. Um diagrama mostrará os valores para a entrada de um motor frontal tipo C (flange) ou motores acoplados diretamente (sem flange). Isso verifica que, com uma redução de 15:1, a caixa de engrenagens flange 726 fornecerá 116,7 RPM de potência e, quando usada com um motor de 2 cv, fornecerá até 994 libras de torque.

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O que é carga transversal?

Após selecionar o tamanho da unidade, o catálogo ou site do fabricante do redutor indicará o valor da carga lateral máxima que é aceitável para aquela unidade do tamanho especificado. Se a carga de aplicação for maior que o valor permitido, a caixa de engrenagens pode precisar ser ampliada para levar em conta a carga lateral.

Montagem da caixa do redutor

Nesta fase, o tamanho e as capacidades da unidade foram definidos, então o próximo passo é definir as propriedades de montagem da unidade. Embora existam várias configurações de montagem comuns, os fabricantes de redutores oferecem uma ampla gama de opções para cada tamanho de unidade.

A montagem mais comum pode ser uma entrada flangeada com um orifício oco para um motor C-frame em combinação com um eixo de saída que se estende para a esquerda, mas há muitas outras possibilidades. Opções como pés de montagem acima ou abaixo do corpo da caixa de engrenagens, saídas vazias e configuração de entrada e saída são possíveis. Todos os fabricantes de redutores fornecem suas opções de montagem, bem como informações sobre dimensões em catálogos e sites.

Graxa, vedações e motores

A maioria dos fabricantes oferece a opção de enviar a caixa de engrenagens cheia de lubrificação (na maioria dos casos, as unidades são enviadas vazias por padrão e permitem que os clientes as reabasteçam no local). Como muitas caixas de câmbio são montadas em um motor C-frame, muitos fabricantes também oferecem o serviço de integrar o motor na caixa de câmbio e enviar o conjunto como uma única unidade.

Tipos de engrenagens

Engrenagens sem-fim que usam feedback de deslizamento reduzem a velocidade, causam maior contato com os dentes e aumentam o atrito. Este maior atrito gera mais calor e um lubrificante mais espesso (maior viscosidade) seria adequado para esta aplicação. Por outro lado, uma engrenagem helicoidal usando um acoplamento de rolamento é mais eficiente e lubrificantes menos viscosos são mais adequados. Observe que velocidades mais altas (unidades com coeficiente mais baixo) produzem mais calor e os números de viscosidade podem precisar mudar de acordo.

Para qualquer tipo de engrenagem, o ambiente operacional e a temperatura ambiente terão um efeito nas mudanças que afetará a seleção da viscosidade apropriada do lubrificante. Temperaturas operacionais mais altas exigem graxas com viscosidades mais altas, pois a resistência ao fluxo diminui à medida que o óleo aquece.

Escolhendo a caixa redutora certa

Todos os fabricantes fornecem manuais de instruções com seus produtos. Esses fabricantes realizaram testes de laboratório para determinar a viscosidade do óleo apropriada para as condições de operação. Geralmente, a maioria dos redutores helicoidais operando em um ambiente industrial de 40 ° C (104 ° F) funcionará bem com SAE10W para velocidades mais altas (3000 rpm) e SAE 40 para velocidades mais baixas. Temperaturas ambientes mais baixas mudariam essa faixa de SAE 10W para SAE 20W. Para redutores de rosca sem fim, SAE140 (600W) seria adequado para temperaturas ambientes de 40 ° C, enquanto pesos mais altos seriam necessários para temperaturas mais altas.

Ao olhar para um redutor de velocidade versus uma caixa de engrenagens, a terminologia muitas vezes é a única diferença. Isso ocorre porque todos os redutores de velocidade são caixas de engrenagens. No entanto, nem todas as caixas de velocidades são redutores de velocidade. Pode parecer um pouco complicado, mas na verdade é bem simples.

Os redutores de velocidade são transmissões de engrenagens entre o motor e a máquina. O objetivo do redutor de velocidade é reduzir a velocidade de rotação transmitida entre esses dois pontos finais. Os redutores de velocidade pegam o torque gerado pelo motor (entrada) e o multiplicam. Em segundo lugar, os redutores de velocidade, como o nome indica, reduzem a velocidade (velocidade de rotação de saída) da entrada para que a saída fique na velocidade correta.

O termo “redutor” é simplesmente um termo genérico para um trem de engrenagens entre um motor e uma máquina. Assim, todos os redutores de velocidade são caixas de engrenagens. No entanto, nem todos os redutores reduzem a velocidade da entrada. Embora não seja comum, as caixas de engrenagens podem realmente ser usadas para aumentar a velocidade da entrada. De longe, o tipo mais comum de caixa de engrenagens são os redutores de velocidade, mas não seria correto dizer que todas as caixas de câmbio são redutores de velocidade.