Um engenheiro de produção de uma padaria industrial coreana especificou a peça de reposição para uma que havia apresentado defeito. corrente de transmissão em um acionamento de uma amassadeira. Ela pegou a placa de identificação do motor — 7,5 kW a 1.450 RPM — aplicou o fator de serviço ANSI de 1,3 para choque moderado, encontrou uma corrente adequada na tabela de seleção e a encomendou. A corrente de substituição falhou no mesmo local após 1.100 horas, praticamente igualando a vida útil da original. A seleção da corrente estava tecnicamente correta para uma aplicação padrão de choque moderado. O que não foi levado em consideração é que a amassadeira inicia sob carga máxima três vezes por turno — massa fria e rígida — e cada partida atinge um pico de aproximadamente 4 vezes o torque de funcionamento durante os primeiros 2 a 3 segundos. O sistema de fator de serviço ANSI se aplica a cargas cíclicas moderadas e em regime permanente; ele não captura as cargas inerciais de partida. Projetar o acionamento para o torque de partida, em vez do torque de funcionamento, teria exigido uma corrente duas medidas maior ou um acoplamento hidráulico a montante para limitar o pico de partida. Nenhuma das opções foi considerada porque a condição de partida não foi incluída no cálculo de seleção.
Selecionar o correto corrente de transmissão Requer a resolução sequencial de quatro questões de engenharia distintas, e exige que cada questão seja respondida considerando as condições reais de operação — e não as condições nominais. Este guia apresenta o método para cada etapa.
Etapa 1 — Determinar a Potência de Projeto Corrigida
O método de seleção ANSI B29.1 começa com a potência de projeto corrigida, que é a potência nominal do motor multiplicada por um fator de serviço que leva em consideração as características de carga da máquina acionada. Os fatores de serviço ANSI publicados são:
| Tipo de carga | Carregar caractere | Fator de serviço ANSI | Exemplos típicos de equipamentos |
|---|---|---|---|
| Suave | Torque constante, sem pulsações. | 1.0 | Bombas centrífugas, ventiladores, agitadores de líquidos |
| Choque moderado | Cíclico ou pulsante, com picos ocasionais. | 1,3–1,5 | Esteiras transportadoras, misturadores de massa, máquinas-ferramenta |
| Choque pesado | Picos intermitentes severos, reversões | 1,7–2,0 | Britadores de rocha, prensas, compressores (de movimento alternativo) |
Além do fator de serviço padrão, dois multiplicadores adicionais se aplicam em casos específicos: a fator de múltiplas cadeias (Ao executar uma cadeia duplex ou triplex, a potência nominal é multiplicada por 1,7 ou 2,5, respectivamente, em vez de simplesmente duplicada ou triplicada, porque os fios não compartilham a carga de forma perfeitamente igual); e um fator da roda dentada intermediária (Uma polia guia simples no lado frouxo reduz a capacidade de potência nominal em aproximadamente 10–15% devido ao ciclo adicional de fadiga por flexão introduzido).
Passo 2 — Selecione o passo da corrente na tabela de classificação de potência.
A relação entre a relação de transmissão, a velocidade do eixo e o torque é fundamental para a seleção correta do passo da corrente.
As tabelas de classificação de potência ANSI B29.1 mapeiam qualquer combinação de potência de projeto corrigida (kW) e velocidade da roda dentada menor (RPM) para um passo de corrente recomendado. A tabela é dividida em regiões — cada região delimitada por uma RPM mínima e máxima na capacidade de potência nominal da corrente para cada passo. O passo correto é aquele cuja região contém o ponto de projeto (interseção potência × RPM).
Duas regras de seleção que o gráfico sozinho não comunica: primeiro, quando o ponto de projeto estiver próximo do limite entre duas zonas de passo, sempre selecione o passo menor e confirme se a lubrificação com duas fileiras de fios no passo menor é preferível à lubrificação com uma única fileira de fios no passo maior. Segundo, em baixas velocidades (abaixo de aproximadamente 100 RPM na roda dentada menor), as classificações de potência do gráfico tornam-se conservadoras porque a formação da película lubrificante torna-se marginal — em velocidades muito baixas, selecionar o tamanho imediatamente superior no resultado do gráfico e especificar lubrificação contínua é a abordagem correta, independentemente do limite do gráfico.
| Passo da corrente | Faixa de velocidade prática (RPM) | Potência nominal a 500 RPM (kW, 17T) | Potência nominal a 1450 RPM (kW, 17T) | Velocidade máxima recomendada (RPM, 17T) |
|---|---|---|---|---|
| #35 (9,525 mm) | 400–3.000+ | 0.37 | 0.82 | 4,800 |
| #40 (12,70 mm) | 200–2.500 | 1.20 | 2.90 | 3,200 |
| #50 (15,875 mm) | 150–2.000 | 2.30 | 5.20 | 2,500 |
| #60 (19,05 mm) | 100–1.800 | 4.20 | 9.10 | 2,000 |
| #80 (25,40 mm) | 60–1.200 | 9.50 | 19.5 | 1,400 |
| #100 (31,75 mm) | 40–900 | 18.0 | 35.5 | 1,100 |
| #120 (38,10 mm) | 30–700 | 30.0 | 57.0 | 800 |
Todas as classificações de potência nesta tabela aplicam-se a correntes de um único filamento com 17 dentes e lubrificação por gotejamento Tipo 2. A potência nominal real aumenta com o número de dentes (17T → 21T adiciona aproximadamente 18% de capacidade) e diminui com lubrificação inadequada (a lubrificação manual na velocidade nominal reduz a capacidade efetiva em 30–40% em relação ao valor Tipo 2). A tabela é um ponto de partida para a seleção da corrente, não um ponto final — sempre verifique com a tabela de seleção publicada pelo fabricante para a classe específica de corrente em consideração.
Etapa 3 — Selecione a quantidade de dentes da engrenagem e confirme a relação de transmissão.
Uma vez confirmado o passo da corrente, seleciona-se o número de dentes da roda dentada para atingir a relação de velocidade desejada. A fórmula da relação de transmissão é exata para transmissões por corrente devido ao engate preciso:
Três regras relativas à quantidade de dentes que afetam a qualidade da transmissão além da relação de transmissão:
A norma ANSI B29.1 especifica 17 dentes como o mínimo prático para uma operação suave e silenciosa. Abaixo de 17 dentes, a variação de velocidade devido ao efeito poligonal excede ±1,7%, produzindo ruído audível e ondulação mensurável na velocidade do eixo. Abaixo de 13 dentes, o ângulo de contato da engrenagem menor cai abaixo de 120°, reduzindo o número de dentes em contato e exigindo a redução das potências nominais publicadas. Utilize no mínimo 17 dentes no acionador; 21 dentes ou mais para acionamentos com indexação de precisão e servoacoplamento.
Usar um número ímpar de dentes em uma engrenagem e um número par na outra garante que cada rolete entre em contato com todos os dentes da sua engrenagem, em vez de entrar em contato repetidamente com o mesmo dente. Isso distribui o desgaste por toda a circunferência da engrenagem, em vez de concentrá-lo na fração de dentes que seriam repetidamente engatados pelos mesmos roletes. O efeito é mais pronunciado quando o comprimento da corrente é um múltiplo inteiro do passo — evitar essa relação de "dente oscilante" usando números de dentes com um fator comum de 1 produz uma distribuição de desgaste visivelmente mais uniforme.
A norma ANSI B29.1 recomenda uma relação máxima de transmissão de estágio único de 7:1. Acima dessa relação, o ângulo de contato da engrenagem menor diminui a um ponto em que a tensão da corrente não pode ser mantida de forma confiável sem um tensionador. De maneira mais prática, relações acima de 5:1 em um único estágio geralmente são melhor atendidas por uma transmissão por corrente de dois estágios ou um sistema combinado de corrente e caixa de engrenagens — a engrenagem maior necessária para uma relação de 7:1 em velocidades de eixo comuns torna-se fisicamente inviável em passos de corrente médios e grandes.
Passo 4 — Distância entre centros, comprimento da corrente e ajuste da pré-carga
A distância entre centros recomendada para transmissões horizontais padrão por corrente é de 30 a 50 vezes o passo da corrente. Para uma corrente ANSI #60 com passo de 19,05 mm, isso resulta em uma faixa recomendada de 571 a 952 mm. Distâncias menores que 30 vezes o passo da corrente reduzem o ângulo de contato na engrenagem menor; distâncias maiores que 50 vezes o passo da corrente criam um vão livre longo no lado frouxo, o que gera vibração ressonante em determinadas faixas de RPM. Ambos os extremos exigem medidas adicionais — um tensionador para distâncias entre centros curtas, um guia de vão entre centros ou um amortecedor de vibração para vãos longos.
O comprimento da corrente em passos (elos) é calculado a partir de:
Arredonde o resultado para o número par mais próximo para permitir uma ligação completa padrão (meias ligações ou ligações deslocadas são mais fracas e devem ser evitadas em todas as aplicações, exceto em cargas leves). A distância entre centros é então ajustada ligeiramente para acomodar a corrente de elos inteiros — reduza a distância entre centros se arredondar para baixo, aumente se arredondar para cima.
A folga da corrente no lado frouxo para uma transmissão horizontal deve ser ajustada para aproximadamente 2% da distância entre centros. Para uma transmissão com distância entre centros de 600 mm, a folga correta — medida no centro do trecho inferior da corrente com a transmissão em repouso — é de cerca de 12 mm. Correntes muito tensionadas aumentam as cargas nos rolamentos e geram maior temperatura; tensão insuficiente permite que o lado frouxo vibre e aumenta a velocidade de impacto do engate do rolete na roda dentada motora. Em transmissões com trechos de corrente verticais ou inclinados, a folga necessária reduz para 0–1% da distância entre centros, pois a gravidade auxilia no tensionamento da corrente no trecho inferior.
Etapa 5 — Selecionando o sistema de lubrificação adequado à potência nominal.
As tabelas de classificação de potência ANSI são publicadas para tipos específicos de lubrificação. O uso de um método de lubrificação de qualidade inferior ao tipo de lubrificação nominal reduz a capacidade de potência efetiva em relação ao valor tabelado. Este é o aspecto mais frequentemente ignorado na seleção de transmissões por corrente, pois a decisão sobre a lubrificação geralmente é tomada independentemente do dimensionamento da corrente — pela engenharia de manutenção, após a conclusão do projeto mecânico.
Em sistemas de corrente de transmissão instalados em ambientes industriais controlados, a seleção do sistema de lubrificação é tão crítica quanto a seleção do tamanho da corrente.
| Tipo de lubrificação | Método | Velocidade aplicável (rpm, pinhão pequeno) | Potência Potência vs. Potência Nominal |
|---|---|---|---|
| Tipo 1 — Manual | Escove periodicamente ou aperte a garrafa para o lado mais frouxo. | Abaixo de 200 RPM | 60–70% de classificação |
| Tipo 2 — Gotejamento | Gotas de óleo medidas do reservatório para a corrente interna | 200–1.000 RPM | 100% de classificação (com base no gráfico) |
| Tipo 3 — Banho / Slinger | A corrente mergulha no cárter de óleo ou o disco espirra óleo na corrente. | Até 2.000 RPM | 130–150% de classificação |
| Tipo 4 — Fluxo Forçado | Bomba de óleo fornece fluxo contínuo; filtro + resfriador | Todas as velocidades, incluindo mais de 2.000 RPM. | 150–175% de classificação |
As implicações desta tabela são significativas para o projeto de acionamentos. Uma corrente selecionada no limite de sua capacidade nominal sob lubrificação por gotejamento Tipo 2 e instalada com lubrificação manual apenas, opera efetivamente com 140–167% de sua capacidade — uma condição que causará falha por fadiga antes da vida útil projetada, independentemente da qualidade da corrente. Por outro lado, a atualização da lubrificação por gotejamento para lubrificação por banho de óleo em um acionamento existente pode aumentar efetivamente a capacidade de potência em 30–50%, às vezes adiando completamente um projeto de aumento do diâmetro da corrente.
Seis erros na seleção da corrente de transmissão que são responsáveis pela maioria das falhas prematuras.
A potência nominal do motor é a potência máxima contínua, não a potência média de operação. Um motor de 7,5 kW acionando uma esteira transportadora com meia carga e carga efetiva de 3,8 kW deve usar a carga efetiva para a seleção, e não a potência nominal — esse erro pode superdimensionar a corrente em 50–100%, o que gera desperdício de recursos, mas é inofensivo. A prática perigosa é aplicar o fator de serviço à potência nominal quando o inversor atinge picos de potência acima da nominal durante a partida ou em condições transitórias.
Partidas diretas (DOL) de motores produzem de 5 a 7 vezes o torque nominal por 0,5 a 2 segundos. Em uma transmissão por corrente acoplada diretamente ao motor (sem correia ou acoplamento hidráulico para absorver o pico de torque na partida), esse pico de torque é transmitido integralmente pela corrente. Com 6 vezes o torque nominal, uma corrente dimensionada corretamente para a condição de regime permanente, com um fator de segurança de 7:1, apresenta momentaneamente um fator de segurança de 1,2:1 — abaixo do limite de falha por fadiga.
A seleção da corrente e a seleção da lubrificação devem ser feitas simultaneamente. Uma corrente selecionada no limite superior de sua classificação de lubrificação por gotejamento Tipo 2 e, em seguida, instalada sem um lubrificador por gotejamento — dependendo da lubrificação manual mensal — estará operando a 40–50% além de sua capacidade real sob a condição de lubrificação instalada.
Usar 13 ou 15 dentes para economizar espaço introduz a ondulação de velocidade do efeito poligonal descrita acima. Isso é um compromisso de projeto, não uma otimização de engenharia. Se o espaço realmente não comporta uma roda dentada de 17 dentes na distância entre centros necessária, a resposta correta é alterar o passo da corrente, não o número mínimo de dentes.
Uma ligação deslocada (meia ligação) reduz a vida útil à fadiga local nessa junta em 20–35% em comparação com uma ligação de encaixe por pressão. Em aplicações leves padrão, isso é aceitável. Em transmissões pesadas ou sujeitas a impactos fortes, a abordagem correta é ajustar a distância entre centros para acomodar um número par de ligações e usar uma ligação de encaixe por pressão do tipo rebite.
Uma roda dentada que operou contra uma corrente alongada teve a geometria dos dentes modificada para se adequar ao passo alongado. A instalação de uma corrente nova com a geometria de dentes modificada produz um alongamento precoce acelerado — a corrente nova atinge o limite de substituição em uma fração da vida útil normal. Substitua tanto a corrente quanto as rodas dentadas quando o limite de alongamento for atingido.
Aplicações onde a seleção correta da corrente de transmissão tem a maior consequência.
Sistemas de indexação servoacionados. Os servomotores que operam em aplicações de posicionamento preciso toleram variações mínimas de velocidade na transmissão por corrente. O efeito poligonal resultante de um baixo número de dentes manifesta-se como um erro de posição sinusoidal no eixo acionado — uma engrenagem de 17 dentes produz uma variação de velocidade de ±1,7%, o que corresponde a um erro de posicionamento de aproximadamente ±0,3 mm para um raio de círculo primitivo de 100 mm. Para indexação de alta precisão, um mínimo de 21 dentes na engrenagem, com distância entre centros fixa (tensor ajustável sem folga) e lubrificação por banho de óleo, proporciona a melhor combinação de precisão de posicionamento e vida útil. Consulte nossa linha de produtos. Rodas dentadas com furo acabado para transmissões de precisão para configurações compatíveis.
Acionamentos de equipamentos agrícolas. Os acionamentos da casa de alimentação da colheitadeira, da debulhadora e do elevador operam sob cargas altamente variáveis em ambientes abrasivos. O princípio de seleção aqui é dimensionar a corrente de transmissão para o pior cenário de carga possível — não para a média — e especificar correntes com vedação por anel O para os acionamentos críticos, onde o acesso à lubrificação é limitado. Uma corrente com vedação ANSI #80 ou #100 em uma casa de alimentação de colheitadeira terá uma vida útil de 4 a 6 vezes maior do que uma corrente sem vedação de classificação equivalente, em condições de campo na Coreia. Variantes de correntes de rolos para aplicações agrícolas Estão disponíveis em tamanhos de passo de #60 a #120.
Processos contínuos impulsionam a indústria. Fábricas de papel, cimenteiras e centros de serviços siderúrgicos frequentemente operam com acionamentos por corrente continuamente por semanas a fio entre as janelas de manutenção programadas. Para essas aplicações, a seleção deve ser baseada em uma vida útil mínima de 10.000 horas, o que exige a escolha da corrente com uma carga de trabalho não superior a 8–10% da carga mínima de ruptura, com lubrificação por circulação contínua de óleo. Isso parece muito conservador — e é intencionalmente — porque o tempo de inatividade não programado em indústrias de processo contínuo normalmente custa de 10 a 30 vezes o custo da própria corrente por incidente.
Perguntas frequentes
Solicite aos nossos engenheiros que verifiquem a sua seleção de corrente de transmissão.
Envie os dados da sua aplicação — potência do motor, velocidade, tipo de carga, acesso à lubrificação e ambiente — e confirmaremos o passo da corrente, o fator de serviço, o número de dentes da roda dentada e a especificação de lubrificação antes de qualquer peça ser encomendada. Análise de especificações sem compromisso em um dia útil.
Editor: Cxm
