Universidade Federal do Paraná
Curso de Engenharia Industrial Madeireira
ELEMENTOS ORGÂNICOS DE MÁQUINAS II
AT-102
Dr. Alan Sulato de Andrade
[email protected]
EMBREAGENS
EMBREAGENS
INTRODUÇÃO:
 Embreagens são elementos que provêem uma
conexão entre outros dois elementos (árvores
rotativas).
Elemento
A
UNIDADE A
Embreagem
Elemento
B
UNIDADE B
EMBREAGENS
INTRODUÇÃO:
 A conexão pode ser realizada de diversas formas, cada
qual apresentando vantagens e desvantagens:
 Atrito,
 Magnética,
 Hidráulica
 Mecânica.
EMBREAGENS
INTRODUÇÃO:
 A principal característica da embreagem é que ambos
os elementos unidos podem girar. Desta forma, uma
embreagem pode interromper a conexão entre dois
eixos.
EMBREAGENS
UTILIZAÇÃO:
 Estes elementos são extensivamente utilizados em
máquinas de produção de todos os tipos, não apenas
em aplicações envolvendo veículos nos quais são
necessário para permitir que o motor possa continuar
rodando (marcha lenta) quando um veículo esta parado
ou para se mudar o arranjo de engrenagens (marchas).
EMBREAGENS
UTILIZAÇÃO:
 Embreagens também permitem que uma carga de alta
inércia seja movimentada com um motor elétrico menor
que o que seria necessário se esta fosse diretamente
conectada.
As embreagens são utilizadas muitas vezes para se manter
um torque constante em um eixo de tensionamento.
EMBREAGENS
INTRODUÇÃO:
Exemplos de embreagens comuns
EMBREAGENS
UTILIZAÇÃO:
 Uma embreagem pode ser utilizada como dispositivo
de desconexão em casos de emergência, que separa o
eixo do motor em casos de emperramento de uma
máquina.
EMBREAGENS
TIPOS:
 Este elemento pode ser classificado de varias
maneiras, por meio da forma de atuação, pela maneira
como transferem energia entre os elementos e pelo
caráter do acoplamento.
EMBREAGENS
TIPOS:
 Forma de atuação:
 Mecânica (Carros antigos),
 Hidráulica (Carros modernos),
 Pneumática,
EMBREAGENS
TIPOS:
 Forma de atuação:
EMBREAGENS
TIPOS:
Mecânica
Automotiva
EMBREAGENS
TIPOS:
Hidráulica
Automotiva
EMBREAGENS
TIPOS:
Pneumática
Industrial
EMBREAGENS
TIPOS:
 Forma de atuação:
A forma básica de transmissão hidráulica, conhecida como embreagem
hidráulica. Consiste, essencialmente, numa bomba e numa turbina entre
as quais o óleo circula enquanto o motor está em funcionamento.
Quando o motor trabalha em marcha lenta, o óleo é expelido pela bomba,
devido à força centrífuga. Este óleo é atirado pelas pás para a turbina,
que permanece parada, visto a força do óleo não ser suficiente para
movê-lo. Quando o motorista acelera, a velocidade da bomba aumenta e
o torque resultante do movimento mais rápido do óleo torna-se
suficientemente elevado para vencer a resistência da turbina, que começa
a rodar e põe o automóvel em movimento. Após ter transmitido energia à
turbina, o óleo volta à bomba, repetindo-se então o ciclo.
EMBREAGENS
TIPOS:
 Forma como transferem energia:
 Contato positivo,
 Atrito,
 Sobremarcha,
 Magnético,
 Acoplamento fluídico,
EMBREAGENS
TIPOS:
EMBREAGENS
SELEÇÃO E ESPECIFICAÇÃO:
 Os fabricantes de embreagens devem fornecer uma
quantidade extensa de informação com relação à
capacidade em termos de torque e potência dos
diferentes modelos fabricados. Porém alguns detalhes
devem ser levados em consideração: tipo de unidade
de acionamento (explosão interna ou elétrico), posição
da embreagens entre outros.
EMBREAGENS
SELEÇÃO E ESPECIFICAÇÃO:
 Fatores de Serviço:
Podem variar muito (em função do fabricante), porem
devemos utilizar todo o conhecimento adquirido até agora
para especificar estes fatores.
Ex,: 1,2 até 3,7 são aceitáveis.
Motor
Motor
Embreagens
EMBREAGENS
SELEÇÃO E ESPECIFICAÇÃO:
 Localização da Embreagem:
A localização da embreagem (instalação) pode ser um
ponto importante para seleção deste dispositivo.
Ex. Equipamento que possui dois eixos com velocidades
distintas. Surge o dilema, onde alocar o elemento?
EMBREAGENS
MATERIAIS PAR EMBREAGENS:
 Normalmente pode ser utilizado nas partes estruturais
aço ou ferro fundido cinzento.
As superfícies de atrito são geralmente revestidas ou
forradas com materiais que possuam um bom
coeficiente de atrito e com resistência à compressão e
a à temperatura suficientes para sua aplicação.
EMBREAGENS
MATERIAIS PAR EMBREAGENS:
 Normalmente pode ser utilizado nas partes estruturais
aço ou ferro fundido cinzento.
As superfícies de atrito são geralmente revestidas ou
forradas com materiais que possuam um bom
coeficiente de atrito e com resistência à compressão e
a à temperatura suficientes para sua aplicação.
EMBREAGENS
EMBREAGENS DE DISCO:
 São as mais utilizadas. Consiste basicamente em dois
discos, um com material de forração de alto atrito,
pressionando axialmente com uma força normal que
gera a força de atrito necessária transmitir torque.
EMBREAGENS
DIMENSIONAMENTO:
 O dimensionamento consiste basicamente em
dimensionar uma superfície de contato (Área) visando
proporcionar a transferência de potencia entre
unidades.
 Isto dependerá dos materiais e da potencia a ser
transferida.
EMBREAGENS
DIMENSIONAMENTO:
 Considerando um desgaste uniforme. Determinaremos
o tamanho adequado e a força requerida para uma
embreagem de disco axial operar.
T=P/
=N.(2./60)
Determinar o coeficiente de atrito dinâmico e a pressão
máxima suportada pelo elemento de forração da
embreagem.
EMBREAGENS
DIMENSIONAMENTO:
 Propriedades do materiais comuns de forrações:
Material
Coef. Atrito dina
Pressão

Pmax (KPa)
Tecido
0,25-0,45
345-690
Metal sinterizado
0,15-0,45
1030-2070
Ferro Fundido
0,15-0,25
690-720
Outros materiais podem ser utilizados.
EMBREAGENS
DIMENSIONAMENTO:
 Propriedades do materiais comuns de forrações:
EMBREAGENS
DIMENSIONAMENTO:
 Relações:
T=..ri.Pmax.(re²-ri²)
ri=√1/3re=0,577.re
F=2..ri.Pmax.(re-ri)
Onde:
=Coeficiente de atrito dinâmico (admensional)
Pmax=Pressão máxima (KPa ou Pa)
ri=raio interno (m)
re=raio externo (m)
EMBREAGENS
EXERCÍCIO:
 Dimensionar a embreagem (Diâmetros e força axial
requerida) de disco axial, sabendo que o motor de
acionamento possui 52KW de potência e opera a 1725
rpm. Considerar material de revestimento: Metal
sinterizado.
EMBREAGENS
EXERCÍCIO:
 Torque:
T=P/
=2..N/60
T=52000/(2..1725/60)
T=287,7 N.m
EMBREAGENS
EXERCÍCIO:
 Relação entre Torque, Pmax e raios:
T=..ri.Pmax.(re²-ri²)
T= ..0,577.re.Pmax.(re²-1/3re²)
Sabendo que ri=(√1/3).re=0,577.re
Assim:
re=(287,7 /(0,3846..0,35.1030000))1/3
re=0,087m=R
Como ri=0,577.re
ri=0,050m=r
S=0,01592m²
EMBREAGENS
EXERCÍCIO:
 Força axial:
F=2..ri.Pmax.(re-ri)
F=2..1,00.1030000.(0,087-0,050)
F=239452,2N ou ≈240KN