Guia Completo sobre Transmissões por Corrente e Tipos de Correntes: Conhecimentos Essenciais para Engenheiros

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As transmissões por corrente destacam-se como uma solução vital de transmissão mecânica de potência, amplamente utilizada para transferir potência entre componentes - quer seja em longas distâncias (como em motores marítimos de cinco andares de altura) ou curtas (como em bicicletas). Elas estão entre os cinco métodos mais comuns de transmissão mecânica de potência, ao lado de acoplamentos, transmissões por engrenagens, transmissões por correias e parafusos de potência. Cada método possui vantagens e desvantagens específicas, portanto, os engenheiros devem avaliar cuidadosamente esses fatores para fazer a escolha ideal para uma determinada aplicação. Este artigo aborda os fundamentos das transmissões por corrente, suas classificações, tipos comuns de correntes, critérios de seleção e principais vantagens e desvantagens.

O que são transmissões por corrente?

Uma transmissão por corrente é um sistema mecânico de transmissão de potência que utiliza uma corrente para transferir potência de um local para outro. Uma transmissão típica por corrente consiste em duas ou mais rodas dentadas (coroas com dentes) e a própria corrente - com os orifícios dos elos da corrente encaixando-se nos dentes das rodas dentadas.
Quando o motor primário (por exemplo, um motor elétrico ou um motor de combustão interna) gira, ele aciona a coroa fixada ao seu eixo. Essa rotação movimenta a corrente envolta na coroa, que, por sua vez, aplica força mecânica ao eixo acionado, transmitindo efetivamente a potência.

Principais comparações com outros métodos de transmissão

Em comparação com transmissões por correias: Diferentemente das transmissões por correias, as transmissões por correntes não apresentam deslizamento, garantindo uma relação de velocidade constante. Isso elimina o atraso na transmissão de potência, tornando-as ideais para aplicações como correntes de comando em motores de combustão interna. A única perda de potência nas transmissões por correntes ocorre devido ao atrito entre os elos da corrente e as coroas, resultando em maior eficiência mecânica.
Em comparação com transmissões por engrenagens: As transmissões por correntes são mais flexíveis em termos de distância de operação. Elas se destacam quando os eixos estão espaçados além do que as engrenagens conseguem acomodar, mantendo ainda uma configuração compacta. Além disso, uma única corrente pode acionar múltiplos eixos simultaneamente — uma característica raramente alcançada pelas engrenagens.

Tipos de Acionamentos por Corrente (Por Função)

Os acionamentos por corrente são categorizados em três tipos principais com base em sua função principal, cada um adaptado para necessidades específicas de aplicação:

1. Acionamentos por Corrente de Transmissão de Potência

 Projetados exclusivamente para transferir potência entre dois eixos, esses acionamentos por corrente resolvem um desafio comum: a maioria das máquinas geradoras de potência (por exemplo, motores em bombas) não pode utilizar a potência que produzem no próprio local.
Aplicações Comuns: Bicicletas, maquinário agrícola, compressores e árvores de comando de motores – todos dependem de correntes de transmissão de potência para mover a energia da fonte até o ponto de utilização.

2. Acionamentos por Corrente de Transportadores

Acionamentos por corrente para transportadores são especializados no manuseio de materiais. Contam com centenas de designs com propriedades específicas, como baixo atrito, resistência a altas temperaturas, resistência química, capacidade antiestática ou características magnéticas. Também é possível adicionar acessórios à corrente para atender às mais diversas necessidades.
Usos Industriais: Amplamente adotado no empacotamento, fabricação automotiva, produção de alimentos e bebidas, farmacêutico e têxtil para transporte eficiente de materiais.

3. Correntes de Tração e Elevação

Essas correntes são utilizadas em maquinários para levantar e abaixar cargas pesadas, frequentemente trabalhando com polias para reduzir o esforço. Exemplos incluem talhas (manuais, elétricas ou pneumáticas), comuns em oficinas mecânicas, centros de manutenção, canteiros de obras, salas de máquinas de navios e fábricas, capazes de levantar/abaixar cargas de até 20 toneladas.
As correntes de elevação dividem-se ainda em dois subtipos:

Correntes Elípticas (Correntes de Bobina): Utilizadas para elevação de cargas médias a leves e em baixa velocidade. Seus elos são elípticos e entrelaçados por meio de solda. Correntes com elos quadrados são ocasionalmente uma alternativa, mas geralmente evitadas devido à má distribuição de tensão e problemas de emaranhamento.
Correntes com Pinos: Preferidas para aplicações com altas cargas. Cada elo possui um pino instalado em sua largura interna, o que evita emaranhados e aumenta a resistência e durabilidade. São comumente utilizadas em âncoras de navios e outros equipamentos de elevação pesados.

Tipos Comuns de Correntes em Transmissões por Corrente

Cinco tipos de correntes dominam as aplicações industriais e comerciais, cada uma com estruturas e vantagens distintas:

1. Correntes de Roletes (Correntes de Roletes com Bushing)

O tipo de corrente mais conhecido, correntes de roletes (ou correntes de roletes com bushing) são amplamente utilizadas na transmissão de potência para bicicletas, motocicletas e equipamentos de transporte. Geralmente são fabricadas em aço carbono comum ou ligas de aço.
Estrutura: Composta por placas internas (placas de rolete), placas externas (placas de pino), bushings, pinos e roletes. Os roletes são espaçados uniformemente entre os elos, engrenando com os dentes da engrenagem para transmitir potência.
Vantagens principais: Os rolos giram conforme necessário ao entrar em contato com os dentes da engrenagem, minimizando a perda de potência. Para correntes de transmissão, a altura das placas dos rolos (nos dois lados dos rolos) excede o diâmetro dos rolos, evitando que as placas laterais entrem em contato com as engrenagens e atuando como guias para evitar o deslizamento da corrente. Para correntes transportadoras com rolos, o diâmetro dos rolos é maior que a altura das barras laterais, eliminando o contato entre as barras laterais e os trilhos do transportador, reduzindo a fricção. Correntes de rolos múltiplos estão disponíveis para necessidades de alta potência, permitindo velocidades mais baixas e passos menores para os mesmos requisitos de carga.

2. Correntes Silenciosas (Correntes de Dente Invertido)

Acionamentos de corrente tradicionais costumam ser barulhentos, tornando-os inadequados para ambientes sensíveis ao ruído, como espaços fechados, minas ou áreas residenciais. Correntes silenciosas (ou correntes de dente invertido) resolvem esse problema operando silenciosamente enquanto transmitem alta potência em altas velocidades.
Estrutura: Feita de placas planas empilhadas em fileiras e conectadas por um ou mais pinos. A parte inferior de cada elo tem um perfil que corresponde aos dentes da engrenagem para engrenamento suave.
Desempenho: Capacidade de carga, resistência à tração e largura da corrente aumentam com o número de placas planas por elo.

3. Correntes de Folha

O tipo mais simples de corrente, as correntes de folha são compostas apenas por pinos e placas – com as placas alternando entre elos de pino e elos de articulação. Elas não engrenam com engrenagens; em vez disso, rodam sobre polias para orientação.
Aplicações: Ideais para elevação e equilíbrio, como em elevadores, empilhadeiras, transportadores laterais e mastros de elevação. Essas máquinas de baixa velocidade submetem as correntes a altas cargas estáticas e cargas de trabalho mínimas, e as correntes de folha são excelentes para suportar impacto e inércia.
Requisito Crítico: Deve suportar alta tensão sem alongamento ou ruptura, e ter ductilidade suficiente para resistir à fadiga. As condições de lubrificação e ambientais devem ser consideradas durante o projeto.

4. Correntes de Topo Plano

Usado exclusivamente para transporte, as correntes de topo plano substituem correias transportadoras e transmitem materiais que podem ser transportados diretamente em seus elos.
Estrutura: Elos individuais são geralmente feitos de chapas de aço com protuberâncias ocas cilíndricas na parte inferior. Pinos atravessam essas protuberâncias conectando elos adjacentes, permitindo movimento apenas em uma direção. Correntes planas especializadas podem dobrar lateralmente (por meio de estruturas de pinos modificadas), possibilitando que o transportador negocie curvas.
Aplicações: Utilizado em transportadores de baixa velocidade para transporte de materiais em linhas de montagem.

5. Correntes de Aço para Engenharia

Desenvolvidas na década de 1880, correntes de aço para engenharia são projetadas para ambientes agressivos e aplicações exigentes. São fabricadas em aço laminado a quente (às vezes submetido a tratamento térmico para maior resistência) e possuem maiores folgas entre componentes para lidar com poeira, sujeira e materiais abrasivos durante a operação.
Usos Modernos: Geralmente utilizadas como correntes transportadoras para movimentação de materiais, mas algumas também atuam como transmissoras de força. São encontradas em transportadores, empilhadeiras, elevadores de canecas e plataformas de perfuração petrolífera – com resistência aprimorada, durabilidade, capacidade de carga e passo adequado para atender às exigências industriais modernas.

Como Selecionar a Correta Transmissão por Corrente

A escolha da transmissão por correta requer a avaliação das necessidades da aplicação, a fim de eliminar opções inadequadas. Os principais fatores a serem considerados são:

1. Carga

Determine a potência a ser transmitida – a corrente deve suportar a potência gerada pela máquina motriz. Cálculos precisos são fundamentais para a segurança, sendo recomendável aplicar um fator de segurança adequado.

2. Velocidade da Corrente

Nem todas as transmissões por corrente funcionam em altas velocidades; algumas são projetadas para velocidades baixas. Calcule a velocidade necessária e garanta que ela esteja dentro da faixa recomendada para a corrente, a fim de restringir as opções.

3. Disposição dos Eixos

A maioria das transmissões por corrente só funciona com eixos paralelos. Se os eixos estiverem desalinhados, transmissões por engrenagens podem ser uma alternativa mais adequada.

4. Distância Entre Centros dos Eixos

Recomenda-se que a distância entre centros dos eixos seja de 30 a 50 vezes o passo da corrente. Além disso, garanta um arco de contato mínimo de 120° na engrenagem menor; caso a engrenagem tenha poucos dentes, pelo menos cinco devem estar em contato com a corrente em qualquer momento.

5. Ambiente de Operação

O ambiente determina a resistência necessária da corrente à umidade, sujeira, abrasivos, corrosão e altas temperaturas. Ele também afeta as vibrações, níveis de ruído e resistência à fadiga. Por exemplo, correntes de dentes invertidos (correntes silenciosas) são preferidas em áreas sensíveis ao ruído.

6. Lubrificação

A maioria das transmissões por corrente requer lubrificação para prolongar a vida útil contra desgaste. O tipo e tamanho da corrente, carga e velocidade determinam o método de lubrificação (manual, por gotejamento, banho de óleo ou lubrificação forçada). Correntes autolubrificantes estão disponíveis — elas utilizam buchas feitas de plástico ou metal sinterizado impregnado de óleo, proporcionando lubrificação contínua sem necessidade de manutenção externa.

Vantagens das Transmissões por Corrente

Pode transmitir torque a longas distâncias.
Sem deslizamento (ao contrário das transmissões por correia), garantindo desempenho consistente.
Mais compacto do que transmissões por correia, cabendo em espaços relativamente pequenos.
Uma única transmissão por corrente pode acionar múltiplos eixos.
Versátil, operando em altas temperaturas e em diversos ambientes (secos, úmidos, abrasivos, corrosivos, etc.).
Sistema de baixo atrito, garantindo alta eficiência mecânica.

Desvantagens das Transmissões por Corrente

Não pode ser usada com eixos não paralelos.
Propensa a ruídos e vibrações durante a operação.
Desalinhamento pode causar deslizamento da corrente.
Alguns designs requerem lubrificação contínua.
Normalmente necessitam de uma carcaça para proteção.
Tensionamento periódico (por exemplo, por meio de roldanas) é necessário para manter o desempenho.

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