O motor elétrico, gerador da força motriz, é o elemento central do desenvolvimento do nosso negócio. A jusante do motor elétrico (LEROY SOMER ou TECHTOP) temos uma oferta diferenciadora de produtos de transmissão de potência: correias de transmissão (HABASIT), correntes de transmissão (RENOLD), redutores (MOTOVARIO), acoplamentos (RENOLD), correias de transporte (HABASIT) e correntes de transporte (SIRCATENE).
Até ao movimento, dispomos ainda de tecnologia para revestimento de cardas têxteis (GRAF) e de soluções tecnológicas inovadoras para os desafios relacionados com a água (XYLEM). A montante do motor elétrico, oferecemos soluções especializadas de controlo de movimento, desde o variador de velocidade à automatização completa de máquinas (CONTROL TECHNIQUES). Por fim, e ainda na área da automação, dispomos de uma oferta alargada de soluções pneumáticas e para controlo de fluídos (EMERSON).
A transmissão de potência está presente em todas as máquinas industriais, em qualquer processo produtivo, transversalmente em toda a indústria transformadora e extrativa. Consiste em passar ou transmitir a potência disponível numa fonte de energia, geralmente um motor elétrico, para uma máquina que integra um processo produtivo de uma fábrica. Este artigo procura explicar de uma forma detalhada o funcionamento e o posicionamento da gama de soluções de dois dos equipamentos mais comuns de transmissão de potência no âmbito do acionamento industrial: os redutores e a corrente de transmissão.
Redutores – o que são e qual o seu propósito?
Os redutores caraterizam-se fundamentalmente pela relação de transmissão que é razão entre a velocidade de entrada e a velocidade de saída. A função do redutor é reduzir a velocidade de entrada para uma velocidade adequada à máquina. Tal como reduz a velocidade, aumenta na mesma proporção o binário de entrada. Também “transforma” a inércia aparente, reduzindo-a numa relação quadrática relativa ao valor do índice de relação. Os redutores também têm um tipo de construção mais robusto do que os motores permitindo suportar cargas radiais e axiais muito superiores. Outro aspeto de grande importância é a diversidade de configurações possíveis que permitem aos projetistas a utilização de configuração e fixação mais adequadas aos seus desenhos.
A Motovario tem uma gama de produtos que cobre a grande maioria das aplicações industriais.
- Redutores de roda-de-coroa e sem-fim, designados por NMRV;
- Redutores de engrenagens helicoidais:
- Em linha, série H (helical),
- Ortogonal, série B (bevel),
- Pendular, série S (shaft),
- Redutores série pesada, MHD (mid-heavy duty).
Estes redutores estão disponíveis com configurações de veios ortogonais ou de veios paralelos.
- Redutores Epicicloidais, ou planetários, série HPL (helical planetary).
São redutores de engrenagens helicoidais cilíndricas, totalmente coaxiais. Estes redutores têm uma excelente relação entre o binário que podem disponibilizar e o seu tamanho. Isto porque em cada estágio a transmissão faz-se com a interação dum maior número de dentes e como a organização dos componentes é mais otimizada, os carretos têm geralmente uma largura superior. Por outro lado, como os carretos engrenam em pontos de simetria, as cargas radiais entre estágios anulam-se. Por tudo isto, um redutor aparentemente mais pequeno pode transmitir um binário tão grande como outro convencional de maiores dimensões. Se o facto de ser um redutor muito compacto relativamente ao binário com que consegue lidar ser obviamente uma vantagem, nestes, o projetista tem geralmente que ter um maior cuidado em garantir que o limite de potência térmica não é atingido. Outra grande vantagem é a possibilidade e facilidade de manutenção. A substituição dum estágio danificado é muito simples e não exige ferramentas específicas.
Um parâmetro que também deve ser equacionado na seleção dum redutor é o rendimento. Atualmente as preocupações climáticas e económicas empurra a legislação dos motores elétricos na utilização de tecnologias que permitam a obtenção de melhores rendimentos. Tal não acontece com os redutores. Cabe, portanto, aos fabricantes e utilizadores a preferência por soluções, tipos e marcas de redutores que tenham melhores rendimentos.
Assim como nos motores, o custo de aquisição rapidamente é absorvido na fatura de energia que é poupada ao longo da vida útil do equipamento. A Motovario é um dos players mundiais que está na vanguarda no fabrico de engrenagens e, portanto, garante que obtém os melhores níveis de rendimento em todos os seus produtos. A aquisição de motores de alto rendimento é de extrema importância, mas deixa de fazer sentido se a transmissão a jusante não acompanha o mesmo nível. Neste ponto, por qualidade intrínseca, os redutores de roda-de-coroa e sem-fim, especialmente com relações mais altas, os níveis de rendimento possíveis de alcançar ficam aquém dos que se conseguem com redutores de engrenagens convencionais. Por isso são utilizados em equipamentos geralmente com potências mais baixas e com ciclos de trabalho inferior. Mesmo sendo uma caraterística intrínseca deste tipo de redutores, a Motovario consegue obter bons valores de rendimento utilizando diversas estratégias tais como a otimização do desenho do dentado, os materiais empregues e o uso de pré-estágios.
Os pré-estágios designados na Motovario por “HW – Helical Worm” são um estágio de engrenagens helicoidais paralelas que permite que a redução de transmissão utilizada no estágio de roda-de-coroa e sem-fim seja muito menor. Com este pré-estágio conseguem-se atingir diversos pontos muito positivos:
- Aumento do fator de serviço,
- Possibilidade de redução da potência do motor,
- Menores consumos.
O rendimento dos redutores de engrenagens convencionais é cerca de 97%, 96% e 94% nos redutores de um, dois e três estágios respetivamente. Estes valores podem ter oscilações em função do tamanho do redutor e da relação de transmissão dos estágios que os compõe.
Fator de serviço. O que é e como deve ser interpretado
O fator de serviço de um redutor dá ao projetista uma indicação ou um termo de comparação da capacidade que um redutor tem relativamente à que o motor pode disponibilizar. De salientar que o fator de serviço não dá qualquer indicação da margem entre a potência requerida e a potência selecionada para uma dada aplicação.
Devemos aqui combater uma crença generalizada que diminuindo a relação de transmissão consegue-se um aumento do fator de serviço. Esta presunção está errada porque, para uma determinada aplicação, a diminuição da relação de transmissão implica um aumento de velocidade. Aumento esse que se estiver aplicado à mesma carga (que se traduz em necessidade de binário), implica um aumento de potência. Na Tabela abaixo consegue-se retirar algumas conclusões.
| 1,50 kW | 1,50 kW | 1,50 kW | 1,50 kW | 1,50 kW | 1,50 kW | 1,50 kW | 1,50 kW |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| n2 [rpm] | M2 [Nm] | fs | i | Gear reducer | Motor Size | Motor Pole | Fr2 [N] |
| 30,6 | 373 | 2,1 | 46,58 | HW040+NMRV-P110 | 90L | 4 | 7157 |
| 30,2 | 368 | 1,5 | 46,58 | HW040+NMRV-P090 | 90L | 4 | 5637 |
| 29,0 | 366 | 1,0 | 50,00 | NMRV-P090 | 90L | 4 | 5799 |
| 29,0 | 381 | 1,7 | 50,00 | NMRV-P110 | 90L | 4 | 7328 |
Se o objetivo a atingir é uma velocidade de cerca de 30 rpm com um motor de 1,5 kW:
- A seleção dum pré-estágio HW040 associado a um NMRV-P090 consegue-se um fator de serviço 1,5 contra 1 quando se utiliza apenas um NMRV-P090 (linhas 2 e 3);
- A seleção dum pré-estágio HW040 associado a um NMRV-P090 consegue-se um fator de serviço 1,5 contra 1,7 quando se utiliza um NMRV-P110 (linhas 2 e 4).
Quando as relações de transmissão são mais altas, os ganhos são muito mais relevantes. Nas duas últimas linhas é notória a vantagem na utilização dum pré-estágio. Para a mesma potência, 1,5 kW, e para a mesma velocidade, 14,1 rpm, o redutor com pré-estágio consegue um binário de saída de 784 Nm contra 642 Nm, um acréscimo de 22% e um fator de serviço de 1,4 contra 0,7. Se o primeiro indicador é conseguido pelo aumento de rendimento, o segundo é conseguido pela redução da velocidade de entrada do redutor de roda-de-coroa e sem-fim. Neste caso, caso o valor de potência estivesse um pouco acima do necessário, poder-se-ia ponderar a utilização de um motor de 1,1 kW.
| 1,50 kW | 1,50 kW | 1,50 kW | 1,50 kW | 1,50 kW | 1,50 kW | 1,50 kW | 1,50 kW |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| n2 [rpm] | M2 [Nm] | fs | i | Gear reducer | Motor Size | Motor Pole | Fr2 [N] |
| 16,2 | 640 | 1,5 | 60,00 | NMRV130 | 100L | 6 | 11801 |
| 16,2 | 649 | 2,2 | 60,00 | NMRV150 | 100L | 6 | 16133 |
| 15,3 | 652 | 1,6 | 93,16 | HW040+NMRV-P110 | 90L | 4 | 9017 |
| 15,1 | 644 | 0,9 | 93,16 | HW040+NMRV-P090 | 90L | 4 | 7102 |
| 14,3 | 730 | 1,5 | 100,00 | NMRV-P063/110 | 90L | 4 | 8198 |
| 14,3 | 739 | 1,5 | 100,00 | NMRV-P063/130 | 90L | 4 | 10722 |
| 14,1 | 784 | 1,4 | 105,00 | HW040+NMRV-P110 | 90L | 4 | 9340 |
| 14,1 | 642 | 0,7 | 100,00 | NMRV-P110 | 90L | 4 | 9232 |
Enquanto que tipicamente nos redutores de roda-de-coroa e sem-fim as relações de transmissão estejam compreendidas entre 5 e 100, com a utilização dos pré-estágios, conseguem-se relações bastante superiores, acima de 1000, quase sem impacto a nível de atravancamentos. Os redutores NMRV podem também ser pré-estágios doutro qualquer tipo de redutores, inclusivamente deles mesmos. Nesses casos as relações de transmissão podem chegar a 10 000.
Correntes de transmissão
A Renold, criada em 1864, foi a marca que patenteou a corrente de transmissão tal com é conhecida nos dias de hoje. Desde então desenvolveu várias gamas de corrente de transmissão generalista para satisfazer as necessidades e as diferentes exigências da indústria. Em paralelo, desenvolveu diversos tipos de correntes para dar respostas específicas a determinados setores – Solution Chains.
Renold Synergy
Esta é a corrente de topo da Renold, onde a marca coloca todas as tecnologias de que dispões para que seja inigualável quando comparada com qualquer outra no mercado.
- Formato das chapas:
- Perfil “wide waist”;
- Buchas sólidas de material extrodido;
- Furos das chapas feitos através de triplo puncionamento;
- Interferência entre componentes;
- Endurecimento superficial por projeção de granalha;
- Resistência à fadiga conseguida com revestimento especial dos pinos, buchas e rolos;
- Elo de ligação com cor diferenciada para fácil reconhecimento;
- Pino com extremidade macia;
- Rebite a 360º.
Renold Blue
Esta corrente é uma versão simplificada da corrente Renold Synergy. Também facilmente identificada pelo cravamento do pino a 360º.
Renold A&S
Esta é a gama de correntes que a Renold utiliza para combater as correntes de qualidade no mercado. Esta corrente distingue-se das outras duas pelo pino que é rebitado em dois pontos, mas que mantém a bucha extrudida.
Renold SD
SD é a corrente Standard Duty. É indicada para transmissões pouco exigentes e de pouca responsabilidade, muito apreciada por fabricantes de máquinas que vêm nesta corrente uma opção de baixo custo, mas funcional.
Renold Syno (Solutions Chain)
A Renold Syno enquadra-se no domínio das solutions chain da marca Renold. Esta corrente é concebida para que não necessite de lubrificação sem prejuízo ao seu desempenho.
Renold Inox (Solutions Chain)
Esta corrente utiliza-se essencialmente na indústria alimentar, em contacto com ambientes extremamente agressivos, em contacto permanente com água e quando temperaturas muito altas ou muito baixas têm que ser suportadas. A corrente em aço inox tem uma redução da carga de rutura em cerca de 30% quando comparada com uma de aço ao carbono. Para combater esta redução de desempenho, a Renold desenvolveu a corrente Renold HydroService.
Renold Hydroservice(Solutions Chain)
A corrente Hydro-Service® foi concebida para ter um desempenho semelhante a uma em aço ao carbono, mas com uma resistência química excecional.
Renold Sovereign
Esta é a gama a utilizar especialmente em ambientes muito agressivos e aplicações de cargas elevadas. A carga de rutura não é indicador da qualidade duma corrente. Todo o desenvolvimento, processos de fabrico e tecnologias empregues nas correntes Renold têm como objetivo único a resistência ao desgaste que para quem as utiliza consiga maximizar a durabilidade e o tempo entre substituições, diminuindo os tempos e periodicidade de paragens.
HARKER SOLUTIONS
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