Os dois principais métodos de conexão entre redutor e motor - conexão por flange e conexão por acoplamento

No projeto de sistemas de transmissão mecânica, determinar o método de conexão entre o redutor e o motor é um passo crucial. Afeta diretamente a rigidez, precisão, confiabilidade, facilidade de manutenção e custo total de todo o sistema. As conexões com flange e as conexões por acoplamento são os dois métodos mais comuns, cada um com seus princípios físicos e lógica de aplicação únicos. A escolha entre eles vai muito além de uma simples questão de melhor ou pior; trata-se de uma seleção precisa adaptada às necessidades específicas.

As ligações por flange conectam diretamente e rigidamente o redutor e o motor através de um plano de acoplamento e encosto com as mesmas dimensões. Este projeto normalmente exige um motor "montado por flange" (como a flange padrão IEC B5) com um eixo de saída curto. A extremidade de entrada do redutor possui uma flange de entrada correspondente, na qual o eixo do motor é inserido diretamente. Essa estrutura oferece as vantagens mais significativas: rigidez geral e precisão coaxial extremamente elevadas. Ao eliminar elementos intermediários, o trajeto de transmissão de potência do rotor do motor até os engrenagens do redutor é minimizado, resultando em rigidez torcional extremamente alta e suprimindo perfeitamente a folga e a deformação elástica na cadeia de transmissão. Esse método de conexão direta é extremamente compacto, economizando consideravelmente o espaço axial de instalação e permitindo um layout de equipamento mais sofisticado. Do ponto de vista de vedação, como o eixo do motor fica fechado dentro da câmara de entrada do redutor, poeira externa e líquidos têm menor probabilidade de penetrar, proporcionando proteção superior. No entanto, esse método de conexão também impõe requisitos rigorosos. Exige alta precisão na usinagem das superfícies de acoplamento do motor e do redutor; mesmo pequenas oscilações na face final ou erros no ajuste do encosto podem fazer com que os rolamentos internos suportem pré-carga adicional, levando a desgaste anormal e superaquecimento. Durante a instalação, é essencial garantir a limpeza e planicidade das duas superfícies de acoplamento das flanges, e os parafusos devem ser apertados segundo uma sequência cruzada rigorosa e valores de torque específicos. Se a elevação de temperatura durante o funcionamento do motor e a elevação de temperatura sob carga do redutor não estiverem sincronizadas, surgirá tensão térmica não liberada dentro da conexão rígida. Além disso, qualquer pequena deformação ou vibração do equipamento terminal será transmitida diretamente ao motor através da conexão rígida, sem amortecimento intermediário.

Em contrapartida, as ligações por acoplamento oferecem uma abordagem mais flexível e tolerante. Elas realizam a transmissão de potência mediante a adição de um componente mecânico separado — um acoplamento — entre o eixo do motor e o eixo de entrada do redutor. Embora isso possa parecer um passo extra, fornece capacidades valiosas de compensação de erros. Seja desalinhamento radial ou axial menor inevitável durante a instalação, seja desvio angular causado por efeitos térmicos ou assentamento da base durante a operação, acoplamentos flexíveis (como os tipos quincunx, de diafragma e foles) podem absorver e compensar eficazmente esses desvios, protegendo assim os rolamentos e engrenagens nas extremidades contra danos provocados por cargas adicionais. Essa capacidade torna-os particularmente valiosos em transmissões com eixos longos, equipamentos grandes com risco de deformação da base ou situações em que as condições de instalação e comissionamento são limitadas. Em segundo lugar, os acoplamentos são excelentes isoladores de vibrações e choques. Em condições de partidas e paradas frequentes do motor e flutuações severas de carga (como em britadores e prensas), os elementos elásticos do acoplamento podem amortecer picos de torque, suavizar os choques na transmissão e melhorar significativamente a vida útil e a estabilidade operacional de toda a cadeia de transmissão. Do ponto de vista de instalação e manutenção, as ligações por acoplamento "modularizam" o sistema. O motor e o redutor podem ser instalados e nivelados separadamente, ajustando-se finalmente o alinhamento do acoplamento com um instrumento de alinhamento, o que reduz a dificuldade de instalação de todo o sistema de transmissão. Durante a manutenção, apenas o acoplamento precisa ser desmontado para substituir individualmente o motor ou o redutor, simplificando grandemente o processo operacional. Contudo, essa flexibilidade tem um custo em termos de desempenho. Primeiro, o acoplamento adicional ocupa inevitavelmente espaço axial extra, tornando este método de ligação inadequado para projetos extremamente compactos. Segundo, independentemente da sofisticação do acoplamento, ele introduzirá sempre alguma elasticidade torsional mínima, deflexão angular ou folga, o que é inaceitável em sistemas servo de ultra-alta precisão que exigem sincronização absoluta e histerese zero. O próprio acoplamento também se torna um componente adicional que exige inspeção regular; seu elastômero pode envelhecer, os parafusos de fixação podem afrouxar e diafragmas metálicos podem sofrer fadiga — todos novos pontos de manutenção. Em ambientes agressivos que exigem o mais alto nível de vedação (como alta poeira ou respingos), a área do acoplamento normalmente necessita tampas protetoras adicionais, enquanto as ligações por flange oferecem uma solução de vedação mais simples.

Em conclusão, escolher entre conexões com flange e conexões com acoplamento para ligar uma caixa de engrenagens e um motor é uma escolha entre "rigidez, precisão e compacidade" e "tolerância, amortecimento e facilidade de manutenção". As conexões com flange oferecem uma solução integrada para desempenho de alto nível, mas exigem fabricação precisa, instalação cuidadosa e um ambiente operacional estável; possuem baixa tolerância a erros, porém capacidade de execução extremamente alta. As conexões com acoplamento, por outro lado, são uma solução modular robusta e prática. Oferecem compromissos mínimos em termos de desempenho em troca de uma forte adaptabilidade do sistema às complexidades do mundo real e maior facilidade na implementação de engenharia. Como um sistema resiliente e redundante, é mais capaz de lidar com mudanças e eventos inesperados. Após conhecer esses dois principais métodos de conexão para redutores de velocidade, você tem interesse em outros métodos de conexão?

Se desejar obter mais informações sobre redutores ou caixas de engrenagens, sinta-se à vontade para contatar o engenheiro da WUMA. Se desejar obter mais informações sobre redutores ou caixas de engrenagens, sinta-se à vontade para contatar o engenheiro da WUMA.