Entendendo Acoplamentos: 13 Tipos Explicados para Transmissão de Potência Eficiente

Neste artigo, você aprenderá o que é acoplamento, suas definições, tipos de acoplamento de eixo, como usar, componentes, aplicações e diagramas.

Também é possível baixar o PDF deste artigo no final.

Acoplamento e Tipos

O que é acoplamento?

Um acoplamento é um dispositivo utilizado para conectar dois eixos juntos para transmissão de potência. Os acoplamentos são rígidos ou flexíveis, dependendo da precisão de alinhamento e da exigência de torque.

O que é acoplamento de eixo?

O acoplamento de eixo é um componente mecânico que conecta dois eixos rotativos — como o eixo motor e o eixo acionado — com o propósito de transmitir potência. É usado em motores, bombas, geradores e compressores.

Como Funciona um Acoplamento de Eixo?

Você pode conectar dois eixos através de um acoplamento, como mostra o diagrama acima. Não há problema se os diâmetros dos eixos forem diferentes.

Conforme o diagrama acima, o motor é o lado motor e a hélice é o lado acionado.

O acoplamento não transfere o calor do motor para o lado acionado.

O acoplamento absorve choques e vibrações, protegendo os componentes adjacentes contra danos.

Por Que Usar Acoplamento de Eixo?

As razões mais comuns para o uso de acoplamentos de eixo incluem:

1. Conectar eixos de unidades fabricadas separadamente, como motor e gerador.
2. Compensar desalinhamento dos eixos.
3. Proporcionar flexibilidade mecânica.
4. Absorver a transmissão de cargas de choque de um eixo para outro.
5. Proteção contra sobrecargas.

Tipos de Acoplamento

Os principais tipos de acoplamento são:

Acoplamentos Rígidos

1. Acoplamento de manga ou luva (Sleeve/Muff)
2. Acoplamento de braçadeira ou luva bipartida (Clamp/Split-muff/Compression)
3. Acoplamento de flange

Acoplamentos Flexíveis

1. Acoplamento de pino com bucha (Bushed pin-type)
2. Acoplamento universal (Universal/Hooke's)
3. Acoplamento Oldham
4. Acoplamento de engrenagem (Gear)
5. Acoplamento de fole (Bellow)
6. Acoplamento de mandíbula (Jaw)
7. Acoplamento de diafragma (Diaphragm)

Acoplamentos Hidráulicos

1. Acoplamento de velocidade constante
2. Acoplamento de velocidade variável

#1 Acoplamento Rígido

Usado quando dois eixos estão perfeitamente alinhados. Adequado apenas para alinhamento preciso. Exemplos: acoplamento de manga, luva bipartida e flange.

#2 Acoplamento de Manga ou Luva (Sleeve/Muff)

O tipo mais simples de acoplamento rígido, feito de ferro fundido.

Construção: Consiste em eixo, chaveta, luva (cilindro oco com diâmetro interno igual ao do eixo) e chaveta de cabeça gib. A transmissão de potência ocorre por meio da chaveta e da luva. Todos os elementos devem ser robustos o suficiente para transmitir o torque.

#3 Acoplamento de Braçadeira ou Luva Bipartida (Clamp/Split-muff/Compression)

Também chamado de acoplamento de luva bipartida. A luva é feita em duas metades de ferro fundido, unidas por prisioneiros ou parafusos.

As extremidades dos eixos são conectadas com chaveta na chaveta. Uma metade da luva é fixada por baixo e a outra por cima, unidas por parafusos e porcas. Amplamente usado em aplicações pesadas; não requer reposicionamento do eixo para montagem ou desmontagem.

#4 Acoplamento de Flange

Consiste em duas flanges de ferro fundido fixadas nas extremidades de cada eixo, aparafusadas entre si. Uma flange tem uma projeção e a outra um recesso correspondente, garantindo alinhamento correto sem resistência ao fluxo de material.

Mantém os eixos alinhados. Usado em sistemas de tubulação pressurizada e para cargas pesadas em eixos de grande diâmetro.

Três tipos de acoplamento de flange:

1. Tipo desprotegido (Unprotected)
2. Tipo protegido (Protected)
3. Tipo marítimo (Marine)

#5 Acoplamento Flexível

Conecta eixos com desalinhamento lateral e angular. Exemplos: pino com bucha, universal, Oldham, engrenagem, fole, mandíbula, diafragma.

#6 Acoplamento de Pino com Bucha (Bushed Pin-type)

Para desalinhamento paralelo leve, angular ou axial. Modificação do acoplamento de flange rígido. Duas metades dissimilares com pinos (parafusos) e buchas de borracha.

Há folga de 5 mm entre as faces das metades; a transmissão ocorre por compressão das buchas de borracha ou couro.

#7 Acoplamento Universal (Hooke's)

Usado quando os eixos se intersectam em pequeno ângulo. A inclinação pode variar durante a transmissão de movimento.

Comum em transmissões automotivas (caixa de câmbio ao diferencial) e em máquinas de furar/fresar múltiplas.

#8 Acoplamento Oldham

Para desalinhamento lateral. Consiste em duas flanges (A e B) com fendas e uma peça flutuante central (E) com duas linguetas (T1, T2).

A peça central é fixada por pinos. T1 encaixa na flange A (movimento horizontal) e T2 na flange B (movimento vertical), compensando o desalinhamento lateral durante a rotação.

#9 Acoplamento de Engrenagem (Gear)

Versão modificada do acoplamento de flange. Transmite alto torque devido ao grande tamanho dos dentes. Flange e cubo são montados separadamente.

Cada junta tem par de engrenagens interno/externo 1:1. Limitado a desalinhamento angular (~2°) e paralelo (~0,01-0,02 pol). Usado em aplicações pesadas de alto torque.

#10 Acoplamento de Fole (Bellows)

Acoplamento flexível com duas extremidades (cubos). Excelente rigidez torsional para transmissão precisa de velocidade, posição angular e torque. Geralmente em aço inoxidável. Para posicionamento de alta precisão.

Paredes finas com flexibilidade leve (angular, axial, paralela). Cubos soldados ao fole. Maior rigidez torsional entre acoplamentos de servomotor.

#11 Acoplamento de Mandíbula (Jaw)

Transmissão de potência geral e controle de movimento. Transmite torque reduzindo vibrações e compensando desalinhamento, protegendo outros componentes.

Dois cubos metálicos e um elemento elastomérico ("aranha").

Vantagens:

• Suporta desalinhamento angular e cargas reativas.
• Boa relação torque/diâmetro externo.
• Resistência química e boa capacidade de amortecimento.

#12 Acoplamento de Diafragma (Diaphragm)

Acoplamento não lubrificado para turbomaquinaria de alto desempenho. Transmite torque do diâmetro externo para o interno e vice-versa.

Usa uma ou série de placas como elementos flexíveis. Permite desalinhamento angular, axial ou paralelo. Para alto torque e alta velocidade.

#13 Acoplamento Hidráulico (Fluid Coupling)

Também chamado de acoplamento hidráulico. Dispositivo hidrodinâmico que transmite potência mecânica rotativa através da aceleração/desaceleração de fluido hidráulico. Composto por impulsor no eixo motor (entrada) e rotor no eixo acionado (saída). O impulsor atua como bomba, o rotor como turbina.

No impulsor, próximo ao eixo, a velocidade tangencial é baixa; na periferia, é alta. A aceleração do fluido aumenta sua energia cinética. O fluido emerge em alta velocidade, atinge as pás do rotor, transfere energia e sai em baixa velocidade.

Conclusão

Espero que você tenha compreendido tudo sobre "o que é acoplamento de eixo e tipos de acoplamento". Se faltou algo ou houver dúvidas, comente ou envie e-mail — responderei.

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