Relação de transmissão e velocidade de saída: relações de dois estágios, perda por fator de serviço e RPM real de saída

Dois números definem o ponto de operação de qualquer aplicação de redutor: as rpm na entrada (vindas do motor) e as rpm na saída (exigidas pela máquina acionada). O redutor existe para relacionar uma à outra por meio da sua relação de transmissão, mas a fórmula simples dos livros-textos n_saída = n_entrada / i dá apenas o valor nominal. Para chegar às rpm reais na saída é preciso entender o que a relação de transmissão realmente significa, como as unidades multiestágio compõem as suas relações, e como o fator de serviço e as perdas por escorregamento reduzem as rpm de saída entre 1 e 5 por cento em relação ao valor calculado.

Relação de transmissão de um estágio

Em uma unidade de um estágio (um único par de engrenagens, comum em redutores coaxiais pequenos e no estágio de entrada de unidades maiores), a relação de transmissão i é a razão entre o número de dentes da engrenagem motora e o da engrenagem movida. Uma unidade com 20 dentes na entrada e 60 dentes na saída tem relação 60/20 = 3,00. Com um motor de quatro polos a 1 450 rpm na entrada, a saída nominal é 1 450 / 3,00 = 483 rpm.

Relações de dois e três estágios

As unidades multiestágio compõem as relações de cada estágio de forma multiplicativa. Uma unidade de dois estágios com relações de estágio de 3,0 e 5,0 tem uma relação total de 3,0 × 5,0 = 15,0. Com 1 450 rpm na entrada, a saída é 1 450 / 15,0 = 96,7 rpm. A mesma lógica se estende às unidades de três estágios. As folhas de dados listam as relações totais disponíveis por tamanho de redutor, e a relação padrão mais próxima é a recomendada pela fábrica.

Por que as relações de catálogo são nominais e não exatas

As relações de catálogo são valores nominais arredondados a um pequeno número de casas decimais, porque a geometria das engrenagens exige números inteiros de dentes que aproximam a relação desejada. Uma unidade com relação nominal 15,0 pode ter, na verdade, uma relação real de 14,97 ou 15,04 conforme o jogo de engrenagens montado. Para uma saída nominal de 96,7 rpm com 1 450 rpm na entrada, a saída real pode ficar entre 96,5 e 96,9 rpm. O desvio é pequeno o bastante para não afetar a seleção na maioria das aplicações, mas é a razão pela qual as folhas de dados às vezes listam relações com duas ou três casas decimais (por exemplo, 14,93 ou 15,07) quando a aplicação é sensível à velocidade exata na saída.

Fator de serviço e as rpm reais na saída

O fator de serviço (SF) é um multiplicador aplicado à carga para obter a capacidade de torque do catálogo. À medida que o SF aumenta, aumentam também as perdas por escorregamento no contato entre os dentes, e as rpm de saída caem ligeiramente abaixo do valor calculado. Em uma unidade operando a SF 1,0 (o valor nominal do catálogo), o escorregamento costuma ficar entre 1 e 2 por cento. Em uma unidade a SF 1,5 ou SF 2,0 (serviço pesado ou com cargas de choque), o escorregamento pode chegar a 3–5 por cento. Para uma saída nominal de 96,7 rpm a SF 1,5, a saída real pode ficar entre 92 e 94 rpm.

O que isso significa para a máquina acionada

Uma esteira ou um misturador que exija exatamente 96 rpm de saída a partir de um motor de 1 450 rpm não atingirá esse valor com exatidão. As alternativas são: escolher uma relação de catálogo ligeiramente diferente (por exemplo, 14,8 em vez de 15,0 para 98 rpm nominais), ou especificar um motor com uma quantidade de polos um pouco diferente (por exemplo, um motor de seis polos a 950 rpm para uma saída de 63 rpm com relação 15,0). Ambos os ajustes são normais e suportados pela fábrica; a folha de dados lista as relações disponíveis por tamanho de redutor, de modo que sempre se encontra o valor mais próximo da rpm desejada.

Quantidade de polos e velocidade do motor