Transmissão por Correia vs. Transmissão por Corrente: Principais Diferenças Explicadas

Um motor primário é usado para gerar energia mecânica convertendo-a de outra forma de energia. Por exemplo, um motor elétrico converte energia elétrica em energia mecânica e a entrega na forma de rotação do eixo. Da mesma forma, turbina hidráulica, turbina a vapor, moinho de vento, etc. também podem atuar como motor primário. Transmissões mecânicas são usadas para transmitir movimento, torque e potência de tais motores primários (eixo motor) para partes da máquina (eixo movido). Além da transmissão, elas também podem alterar o sentido de rotação e ajustar a velocidade de acordo com o requisito na unidade da máquina. Existem quatro transmissões mecânicas, a saber: transmissão por engrenagens, transmissão por correia, transmissão por corrente e transmissão por cabo. Tais transmissões também contam com a ajuda de outros elementos de transmissão de potência (como eixo, chaveta, acoplamento, freio, embreagem, polia, roda dentada, etc.) para transmissão de potência eficiente e ininterrupta.

Cada uma das quatro transmissões mecânicas tem respectivos benefícios e limitações; e assim são adequadas para propósitos específicos. Estas quatro transmissões podem ser classificadas de várias formas em diversas bases. Uma dessas bases de classificação é o meio de transmissão de potência. Em todas as transmissões onde a potência é transmitida por meio de força de atrito entre duas partes acopladas, são chamadas de transmissão por atrito (por exemplo, transmissão por correia). Quando a potência é transmitida por meio de engrenamento, então esse tipo de transmissão é denominado transmissão por engrenamento (por exemplo, transmissão por engrenagens e transmissão por corrente). Outro fator de classificação das transmissões mecânicas é a presença de elementos flexíveis. Todas as transmissões onde existe uma ligação flexível intermediária entre o eixo motor e o eixo movido são chamadas de transmissão flexível; enquanto, se não existe tal ligação intermediária, então é agrupada como transmissão rígida. A transmissão por correia e a transmissão por corrente ambas se enquadram nas transmissões flexíveis; enquanto a transmissão por engrenagens é uma transmissão rígida.

Transmissão por correia é uma transmissão flexível por atrito, que transmite potência e movimento do motor para o eixo movido por meio de força de atrito entre a polia e a correia. É adequada para transmissão de potência em distâncias médias a longas. No entanto, sua capacidade é limitada à força de atrito entre a correia e a polia. Assim, não é adequada para requisitos de transmissão de potência pesada. Por outro lado, a transmissão por corrente é uma transmissão flexível por engrenamento, onde a potência é transmitida por meio de engrenamento e desengrenamento sucessivos da corrente com a roda dentada. Enquanto a transmissão por correia está sujeita a escorregamento, a transmissão por corrente é livre dele; no entanto, pode não necessariamente fornecer relação de velocidade constante. Várias diferenças entre transmissão por correia e transmissão por corrente são apresentadas abaixo em formato de tabela.

Tabela: Diferenças entre Transmissão por Correia e Transmissão por Corrente

Transmissão por Correia	Transmissão por Corrente
A transmissão por correia é uma transmissão por atrito.	A transmissão por corrente é uma transmissão por engrenamento.
É uma transmissão não positiva devido a escorregamento e rastejamento frequentes.	A transmissão por corrente tende a oferecer uma transmissão positiva, pois é livre de escorregamento.
A transmissão por correia é preferida para distância entre centros média a grande.	A transmissão por corrente é preferida para distância entre centros pequena a média.
Apenas uma face da correia pode ser utilizada para transmitir movimento e potência.	Ambas as faces da corrente podem ser utilizadas simultaneamente para transmitir movimento e potência.
Devido à perda por atrito, a eficiência da transmissão por correia é comparativamente baixa (92 – 96%).	Perda por atrito desprezível resulta em maior eficiência na transmissão por corrente (95 – 98%).
A temperatura do ambiente de trabalho influencia o desempenho da transmissão por correia.	A transmissão por corrente geralmente não é afetada pela temperatura do ambiente de trabalho.
Embora a transmissão por correia seja comumente usada para eixos paralelos, uma correia de quarto de volta pode ser empregada para eixos perpendiculares.	A transmissão por corrente pode transmitir potência apenas entre eixos paralelos.
Pequeno desalinhamento angular e locacional não representa problema no desempenho da transmissão por correia.	A corrente tende a sair da roda dentada se o alinhamento não for perfeito.
Para tensionar a correia com as polias, uma tensão inicial é desejada, o que aumenta a carga nos eixos.	Carga adicional no eixo é eliminada na transmissão por corrente, pois tensionamento inicial não é desejado.
A transmissão por correia requer lubrificação mínima.	A transmissão por corrente requer lubrificação adequada e regular para maior vida útil.

Transmissão por Atrito e Engrenamento

Nas transmissões por atrito, a transmissão de potência e movimento ocorre por meio de atrito entre duas partes. A transmissão por correia é uma transmissão por atrito, pois a força de atrito entre a polia e a correia atua como meio para a transmissão de potência. Da mesma forma, a transmissão por cabo também é uma transmissão por atrito. Por outro lado, quando a transmissão de potência e movimento ocorre devido a engrenamento e desengrenamento sucessivos de partes dentadas, é denominada transmissão por engrenamento. Aqui a força de atrito não desempenha papel direto na transmissão de potência. Por exemplo, na transmissão por corrente, a potência é transferida por meio de engrenamento da roda dentada com a corrente correspondente. Da mesma forma, a transmissão por engrenagens também é uma transmissão por engrenamento.

Escorregamento e Transmissão Positiva

Uma transmissão positiva é aquela que oferece relação de velocidade constante durante a operação. Vários fenômenos como escorregamento, rastejamento, efeito poligonal, etc. tendem a alterar a velocidade rotacional e, consequentemente, prejudicar a relação de velocidade. Uma relação de velocidade constante é altamente desejada em várias operações, como rosqueamento em torno. A transmissão por engrenagens é a única transmissão mecânica que pode oferecer transmissão positiva verdadeira. A transmissão por correia está sujeita a escorregamento e não pode fornecer relação de velocidade constante. Embora a correia em V e a correia nervurada tendam a minimizar a taxa de escorregamento, o rastejamento também pode prejudicar a relação de velocidade. Por outro lado, a transmissão por corrente é livre de escorregamento; no entanto, o efeito poligonal pode alterar a relação de velocidade indesejavelmente.

Distância entre Eixos Preferida

O propósito básico das transmissões mecânicas é transmitir movimento e potência do eixo motor (como motor primário) para o eixo movido (como máquina). A distância entre o eixo motor e o eixo movido pode variar com base em muitos fatores, incluindo layout do piso. A transmissão por engrenagens é preferida para transmissão de potência em curta distância. A transmissão por correia plana é adequada para distância média a grande (3 – 15m); no entanto, a correia em V pode ser usada para curta distância também (tipicamente até 1m). Se a distância entre eixos for maior, a correia tenderá a chicotear (vibrar entre as duas polias). O lado frouxo da correia também pode curvar-se para baixo. Assim, suportes adicionais podem ser necessários. Por outro lado, a transmissão por corrente é preferida para transmissão de potência em distância pequena a média. A corrente é geralmente pesada em comparação à correia e, portanto, pode aumentar substancialmente o peso do sistema se usada para longa distância. Rodas dentadas de apoio também são desejadas quando o comprimento da corrente é maior.

Faces Viáveis

No caso de correia plana, apenas a porção interna da correia entra em contato com a polia. Mesmo em arranjo de correia cruzada, a correia é dobrada em dois planos diferentes para garantir que apenas a porção interna entre em contato com a polia. Na correia em V, apenas as duas faces laterais inclinadas entram em contato com a polia correspondente. Estas faces de contato não podem ser alteradas; por exemplo, a porção externa da correia plana não pode ser utilizada para transmissão de potência. No entanto, a transmissão por corrente oferece a possibilidade de usar ambos os lados (interno e externo) sem qualquer problema. Ambos os lados podem até ser usados simultaneamente, quando múltiplos (pelo menos 3) eixos precisam ser acionados por um único eixo motor.

Eficiência

Sendo uma transmissão por atrito, ocorre perda de potência na transmissão por correia devido ao atrito. Isso reduz a eficiência da transmissão. Em um único estágio, a transmissão por correia pode oferecer eficiência na faixa de 92 – 96%, dependendo principalmente das características de atrito das superfícies acopladas, tensão inicial, tipo de correia, ângulo de abraço, escorregamento e rastejamento. Uma transmissão por corrente pode fornecer melhor eficiência, pois a perda por atrito é desprezível. Lubrificar adequadamente uma corrente nova pode tipicamente fornecer eficiência de 95 – 98%.

Temperatura do Ambiente de Trabalho

A maioria dos materiais de engenharia exibe mudanças de dimensão com a temperatura; no entanto, o grau de mudança depende do coeficiente de expansão térmica do material em questão. A correia é geralmente feita de borracha, borracha com tecido, couro laminado ou materiais sintéticos. Sendo um material não metálico, a correia sofre mudanças significativas de dimensão com pequena variação na temperatura atmosférica. Até mesmo a umidade pode afetar o desempenho. Quando a temperatura aumenta, o comprimento da correia também aumenta, resultando em mais escorregamento, perda de potência, velocidade instável e eficiência degradada. Com a redução da temperatura atmosférica, o comprimento da correia diminui, resultando em maior carga nos mancais (que montam os eixos). Pequena variação na temperatura do ambiente de trabalho não representa problema detectável na transmissão por corrente. Como a corrente é lubrificada adequadamente, o impacto da umidade também é desprezível.

Orientação do Eixo e Desalinhamento

Uma transmissão mecânica adequada deve ser selecionada com base na orientação dos eixos motor e movido. Transmissões por correia e corrente podem transmitir potência apenas entre eixos paralelos. Embora a correia de quarto de volta possa ser empregada para eixos perpendiculares não concorrentes, não é popular devido a muitas restrições e desempenho ruim comparado a engrenagens cónicas ou sem-fim. Um pequeno desalinhamento angular ou locacional na fixação das polias com o eixo correspondente não representa problema na transmissão de potência. Por outro lado, a transmissão por corrente não pode ser usada para eixos não paralelos. Ela sempre requer alinhamento adequado das rodas dentadas, caso contrário, os elos da corrente não coincidirão com os dentes da roda dentada e a corrente tenderá a pular para fora da roda dentada.

Tensão Inicial

A transmissão por correia requer uma tensão inicial baseada na carga a ser transportada e na velocidade de operação. Ajuste frequente da tensão da correia também é desejado para mitigar os efeitos do aumento gradual no comprimento da correia. Esta tensão inicial aumenta a carga nos mancais. A transmissão por corrente, no entanto, não requer que tal tensão seja mantida na corrente para transmissão de potência.

Lubrificação

A transmissão por correia requer lubrificação ocasional apenas. Lubrificação acima do desejado é prejudicial, pois aumenta indesejavelmente o escorregamento. A transmissão por corrente requer lubrificação frequente; no entanto, não lubrificação total como é desejada nas transmissões por engrenagens. Custo do óleo lubrificante é outro fator a considerar na transmissão por corrente em comparação à transmissão por correia.

Comparação científica entre transmissão por correia e transmissão por corrente é apresentada neste artigo. O autor também sugere a consulta das seguintes referências para melhor compreensão do tópico.

1. Design of Machine Elements por V. B. Bhandari (Quarta edição; McGraw Hill Education).
2. Machine Design por R. L. Norton (Quinta edição; Pearson Education).
3. A Textbook of Machine Design por R. S. Khurmi e J. K. Gupta (S. Chand; 2014).