O que é um Acoplamento? Principais Funções e Aplicações em Máquinas Industriais

O termo "acoplamento" é comum no mundo da engenharia, conhecido como uma peça que conecta dois eixos juntos para transmitir potência com precisão. A transmissão é feita do lado motriz para o lado movido enquanto absorve o erro de montagem (desalinhamento), etc. dos dois eixos. Acoplamento é usado em quase todas as máquinas industriais que requerem transmissão de potência, como motores, bombas, geradores e compressores.

Hoje você conhecerá a definição, aplicações, funções, diagrama, funcionamento, tipos e requisitos de um bom acoplamento.

O que é Acoplamento?

Em palavras simples, acoplamentos são dispositivos mecânicos usados para transmitir potência/torque de um eixo para outro. Acoplamento também pode ser visto como um dispositivo usado para conectar dois eixos juntos em suas extremidades para que a potência possa ser transmitida. No entanto, o propósito primário dos acoplamentos é unir duas peças de equipamento rotativo, permitindo algum grau de desalinhamento ou movimento axial, ou ambos. O dispositivo é rígido ou flexível de acordo com a precisão de alinhamento e requisito de torque.

Em um contexto geral, o acoplamento é um dispositivo mecânico que serve para conectar as extremidades de partes ou objetos adjacentes. Normalmente, não permitem desconexão de eixos durante operação, mas acoplamentos limitadores de torque estão disponíveis. Estes acoplamentos podem deslizar ou desconectar quando algum limite de torque é excedido. Em essência, o tempo e custo de manutenção do acoplamento podem ser reduzidos com o requisito de aplicação, seleção, instalação e manutenção.

Nota: a potência pode ser transmitida por meio de vários arranjos de engrenagens ou acionamentos, se os eixos são paralelos. Acoplamentos são usados quando os eixos estão em linha reta e devem ser conectados extremidade a extremidade para transmitir potência.

Aplicações do Acoplamento

Como mencionado anteriormente, acoplamentos de eixo são usados em quase todas as máquinas industriais para vários propósitos. A função primária é para transferência de potência de uma extremidade a outra. Por exemplo, um motor transferindo potência para uma bomba através de acoplamento. Abaixo estão as aplicações gerais do acoplamento.

• Transmitir potência do eixo motriz para o eixo movido.
• Acoplamentos conectam ou acoplam dois componentes fabricados separadamente, ou seja, eixo de saída do motor e gerador.
• Reduz a transmissão de cargas de choque de um eixo para outro usando acoplamentos flexíveis.
• Acoplamentos também são usados para introduzir flexibilidade extra durante transmissão de potência em caso de restrições de espaço.
• Introduzir proteção contra sobrecargas.

Requisitos de um Bom Acoplamento

Abaixo estão os requisitos a considerar para conhecer um bom sistema de acoplamento.

• Acoplamento deve ser capaz de transmitir torque do eixo motriz para o eixo movido.
• Deve alinhar os eixos adequadamente.
• Acoplamentos devem fornecer segurança ao homem e máquina em caso de falha do acoplamento.
• Acoplamentos devem poder ser desmontados para fins de manutenção.
• Finalmente, acoplamentos devem ser ajustáveis.

Diagrama de acoplamento:

Tipos de Acoplamento

Os vários tipos de acoplamento são rígido, luva ou manga, grampo ou luva fendida também conhecido como acoplamento de compressão, flange, flexível, pino com bucha, universal e Oldham. Alguns outros tipos de acoplamento incluem engrenagem, fole, mandíbula, diafragma, fluido, velocidade constante e velocidade variável.

Acoplamento Rígido:

Acoplamentos rígidos são empregados quando dois eixos estão perfeitamente alinhados. São apenas adequados em alinhamento próximo. Seus exemplos incluem acoplamento de luva ou manga, acoplamento de luva fendida e acoplamento de flange.

Acoplamento de Luva ou Manga:

Na construção destes tipos de acoplamentos, eixo, chaveta, luva ou manga são os componentes principais. Também, um cilindro oco cujo diâmetro interno é igual ao eixo é usado. Uma chaveta de cabeça gib é usada para fixá-lo sobre as extremidades dos dois eixos. Transmissão de potência ocorre de um eixo para o outro por meio de uma chaveta e uma luva. Todos os elementos devem ser fortes o suficiente para transmitir o torque.

Acoplamento de Grampo ou Luva Fendida ou Compressão:

Estes tipos de acoplamentos também são conhecidos como acoplamento de luva fendida. A luva ou manga é feita em duas metades e é aparafusada junta e são feitas de ferro fundido. Pino também é usado para conectar as metades. Ambas as extremidades dos eixos são conectadas entre si e uma chaveta é ajustada no canal de chaveta localizado nos eixos. Uma extremidade da luva é presa de baixo e a outra extremidade é conectada de cima, mantidas juntas por parafusos e porcas.

Acoplamento de Flange:

Acoplamento de flange compreende dois flanges de ferro fundido ajustados na extremidade de cada eixo. Estes flanges são aparafusados juntos com parafusos para completar o acionamento. Juntar dois tubos de forma vedada pode representar estes tipos de acoplamento de flange. Em sua construção, um dos flanges tem uma parte projetada e o outro flange tem um recesso similar. As extremidades dos flanges são trazidas juntas para fazer alinhamento correto sem causar resistência no material passado através deles.

Estes tipos de acoplamento ajudam a trazer o eixo para a mesma linha e manter alinhamento. Parafusos e porcas são usados para acoplar os dois flanges juntos. Estes acoplamentos são tipicamente usados em sistemas de tubulação pressurizada e são empregados em cargas pesadas. Os vários tipos de acoplamento de flange são tipos desprotegido e protegido de acoplamento de flange, e acoplamento de flange marítimo.

Acoplamento Flexível:

Tipos flexíveis de acoplamentos são usados para conectar dois eixos que têm desalinhamento lateral e angular. Exemplos de acoplamentos flexíveis são acoplamento de pino com bucha, acoplamento universal, acoplamento Oldham, acoplamento de engrenagem, acoplamento de fole, acoplamentos de mandíbula, acoplamentos de diafragma.

Acoplamento de Pino com Bucha:

Os acoplamentos de pino com bucha são usados para desalinhamento ligeiramente paralelo, desalinhamento angular ou desalinhamento axial dos dois eixos. São muito relacionados ao acoplamento de flange rígido, na verdade, a modificação. Consistem em duas metades que são dissimilares em construção conhecidas como pinos, buchas de borracha que são usadas sobre os pinos.

Acoplamento Universal:

Estes tipos de acoplamento são conhecidos como acoplamento de Hooke. São usados quando o eixo de dois eixos intersecta em um pequeno ângulo e a inclinação entre os dois eixos pode ser constante. Isso só pode ocorrer na prática real e muda quando o movimento é transferido de um eixo para outro. Acoplamentos universais são amplamente usados na transmissão de potência. Podem ser encontrados na transmissão da caixa de câmbio para o diferencial do automóvel. Nestes casos, duas juntas universais são usadas em cada extremidade; uma na extremidade do eixo cardã da caixa de câmbio e o diferencial na outra extremidade. Acoplamento universal também é usado na transmissão de potência para diferentes fusos de máquinas de furação múltipla e fresadoras.

Acoplamento Oldham:

Acoplamentos Oldham são usados onde dois eixos têm desalinhamento lateral. Consistem em dois flanges A e B com ranhuras e uma parte flutuante central E com duas linguetas T1 e T2. A parte central do dispositivo é fixada por meio de pinos que são presos aos flanges e partes flutuantes. A lingueta T1 encaixa no flange A permite movimento de vai-e-vem e T2 é ajustada no flange B e permite movimento vertical das partes.

Acoplamento de Engrenagem:

Os acoplamentos de engrenagem são a versão modificada dos acoplamentos de flange. O acoplamento de engrenagem é projetado para transmitir alto torque devido ao grande tamanho dos dentes. Seu flange e cubo são montados separadamente juntos em vez de uma única peça como acoplamento de flange. Em sua construção, cada junta tem par de engrenagens interna e externa com relação 1:1. Além disso, acoplamentos de engrenagem são limitados a desalinhamentos angulares cerca de 0,01 – 0,02 polegadas em paralelo e 2 graus em angular. Acoplamentos de engrenagem e juntas universais são similarmente usados em aplicações pesadas onde transmissão de alto torque é requerida.

Acoplamento de Fole:

Estes tipos de acoplamentos são acoplamento flexível com extremidades de acoplamento gêmeas conhecidas como cubos. Têm excelente rigidez torsional para transmitir com precisão velocidade, posição angular e torque. Acoplamentos de fole são geralmente feitos de aço inoxidável. São usados onde posicionamento de alta precisão é requerido. Acoplamentos de fole são projetados com paredes finas e têm flexibilidade menor angular, axial ou paralela. Os cubos são soldados ao fole abaixo.

Acoplamento de Mandíbula:

Acoplamentos de mandíbula são usados para transmissão de potência de propósito geral e também usados em aplicações de controle de movimento. São projetados para transmitir torque enquanto reduzem vibrações do sistema e ajustam desalinhamento, o que protege outros componentes de danos. Acoplamentos de mandíbula são benéficos porque podem lidar com desalinhamento angular e cargas reacionais devido a desalinhamento. Também, têm boa capacidade de torque para diâmetro externo e boa resistência química e capacidade de amortecimento decente.

Acoplamento de Diafragma:

Estes tipos de acoplamentos são acoplamento não lubrificado usado em turbomaquinaria de alta performance e transmissão de torque. Também são usados em servir desalinhamento entre eixos de equipamentos. Acoplamentos de diafragma transmitem torque do exterior para diâmetro interno e vice-versa. Usam uma única ou uma série de placas para os membros flexíveis e permitem desalinhamento angular, axial ou paralelo. Acoplamentos de diafragma são usados quando alto torque e alta velocidade são requeridos.

Acoplamento de Fluido:

Tipos de acoplamento de fluido também são conhecidos como acoplamento hidráulico. São dispositivos hidrodinâmicos usados para transmitir potência mecânica rotativa através da aceleração e desaceleração de fluido hidráulico. Há um impulsor no eixo motriz (entrada) do dispositivo e um rotor está localizado no eixo movido (saída). O impulsor atua como bomba e o rotor atua como turbina.

Princípio de Funcionamento do Acoplamento

O funcionamento de um dispositivo de acoplamento é menos complexo e pode ser facilmente entendido. É usado para conectar dois eixos do mesmo ou diferentes diâmetros juntos. O motor está transmitindo potência do lado motriz e a hélice está no lado movido. O acoplamento não transfere calor etc. do motor para o lado movido. Acoplamento flexível pode ser separado em dois grupos; metálico e elastomérico. Os tipos metálicos usam peças livremente ajustadas que rolam ou deslizam uma contra a outra ou, por outro lado. Também, peças não móveis dobram para assumir desalinhamento.

Por outro lado, tipos elastoméricos também ganham flexibilidade de elementos resilientes, não móveis, elásticos ou plásticos transmitindo torque entre cubos metálicos. Assista ao vídeo abaixo para entender claramente o funcionamento do acoplamento.

Vantagens do Acoplamento

Abaixo estão os benefícios do acoplamento em suas várias aplicações.

• Projetos são menos complexos.
• Absorvem erros de montagem entre os eixos do lado motriz (lado rotativo)
• Transmissão de potência.
• Absorve vibração do lado motriz e protege produtos circundantes.
• Não transfere calor do motor no lado motriz, etc. para o lado movido.

Conclusão

Este artigo explicou a definição, aplicações, funções, diagrama, funcionamento, tipos e requisito de um bom acoplamento. As vantagens dos acoplamentos também foram discutidas. Espero que você tenha aprendido muito com a leitura. Se sim, compartilhe com outros estudantes. Obrigado pela leitura, até a próxima!