Chavetas não são a única maneira de acoplar eixos de motores e caixas de engrenagens de alta resistência. Na verdade, ao considerar as dificuldades de alinhamento e instalação enfrentadas ao usar acoplamentos de eixo com chavetas que podem pesar milhares de quilos, as chavetas nem sequer são a melhor opção. Uma alternativa mais eficiente é utilizar acoplamentos que empregam um ajuste mecânico de contração em torno dos eixos.
Para citar um exemplo recente, entregamos um conjunto de acoplamentos de flange com disco de contração TNF, com capacidade máxima de 325.000 Nm (240.000 ft-lb). Esses acoplamentos de alta resistência, nove ao todo, conectam os motores e redutores que acionam um grande sistema de correia transportadora para mineração. Nesta aplicação específica, os acoplamentos precisam transmitir torques reversíveis superiores a 244.000 Nm (180.000 ft-lb). Não há aplicação de cargas de flexão neste caso, mas esses acoplamentos rígidos poderiam suportar mais 100.000 Nm (75.000 ft-lb) de forças de flexão, além das cargas de torque.
Não obstante, existem muitas outras possibilidades de aplicação para este acoplamento neste tipo de acionamento, em bases flutuantes, aplicados entre redutor e tambor de acionamento, onde temos hoje aplicados vários modelos e tamanhos em importantes minas de cobre no Chile, Perú e Colômbia, por exemplo.
Modelos TNF 5571, tipos A (parafusos hexagonais externos) e B (parafusos tipo allen internos)
O acoplamento com disco de contração (Acoplamentos de Flange TNF) superou os acoplamentos baseados em chavetas nesta aplicação por quatro razões:
Cada um dos acoplamentos pesa mais de 780 quilos (1.720 libras). Tentar alinhar e engatar chavetas em acoplamentos desse tamanho é uma tarefa que os engenheiros da mina queriam evitar.
A equipe de engenharia da mina também buscava uma solução de acoplamento que pudesse ser desmontada facilmente para manutenção. Com os discos de contração, ao soltar os parafusos de fixação, a pressão no cubo de flange é liberada. A conexão retorna às suas dimensões originais de ajuste com folga, liberando o eixo para remoção. Os ajustes mecânicos tradicionais não possuem esse mecanismo de liberação. Para desfazer um ajuste tradicional, é necessário aquecer a conexão por horas para expandir o diâmetro interno do acoplamento, e às vezes esse procedimento causa danos às peças.
Após o aperto dos parafusos de fixação e a aplicação de pressão em todas as superfícies de contato, os discos de contração bloqueiam a entrada de poeira e detritos. Essa característica é importante em aplicações de mineração, onde há alta propensão à contaminação.
Graças à distribuição uniforme das forças de compressão ao redor da circunferência do eixo, os acoplamentos com disco de contração evitam desalinhamentos de forma natural.
Além do uso em transportadores de mineração e outros transportadores de grande porte, os acoplamentos de eixo flangeados com tecnologia de disco de contração também são utilizados em outras aplicações de alta resistência, incluindo redutores, equipamentos de processo, sistemas de movimentação de materiais e produção de agregados.
Em nossos acoplamentos de flange de alta resistência, usamos a tecnologia de disco de contração para criar esse ajuste. Para acoplar um cubo e um eixo, os discos de contração utilizam um sistema de anéis de empuxo cônicos, um anel de pressão interno e um conjunto de parafusos de fixação. Ao apertar os parafusos de fixação ao redor da circunferência do disco, os anéis de empuxo externos são puxados para juntos, comprimindo o anel interno contra o cubo e o cubo contra o eixo. O ajuste por contração resultante pode suportar forças extremamente altas.
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