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Polia Industrial: Guia Completo | Cálculo, instalação, manutenção e modelos. Saiba tudo sobre ela.

polia industrial

A polia ou roldana, é um dos elementos de transmissão mais utilizados na história da humanidade. As primeiras polias surgiram em 250 AC para permitir levantar objetos muito pesados utilizando o princípio de alavanca. Seu inventor foi Arquimedes.

Ela é muito utilizada em setores como construção civil, indústria mecânica, automotiva, entre tantos outros. É um dos principais elementos de máquina para transferir força e energia cinética. 

Sendo assim, existem vários tipos de polias: lisas, ranhuradas, com um ou múltiplos canais. A depender de sua aplicação, o acionamento de uma polia é feito por uma correia, corda ou corrente metálica.

Outra característica das polias é que quando montadas em um conjunto, ou sistema, realizam o trabalho equivalente ao de uma engrenagem.

Quer saber um pouco mais sobre este importante componente para transmissão de força mecânica?

O que é polia?

desenho de uma polia
Desenho Técnico de uma polia

A polia ou roldana, é um elemento de máquina (peça mecânica) muito utilizada para transferir força e energia cinética. Ou seja, ela gira em um eixo e transfere movimento e energia a outro objeto.

Estrutura básica de uma polia:

  • Canal
  • Corpo
  • Furação

Então, após essa definição você já consegue dizer qual a função das polias?

Qual a função de uma polia?

A função de uma polia é transmitir força e movimento. Sobretudo para reduzir o esforço necessário para levantar objetos.

motor com polia acionada por correia
motor com polia acionada por correia

Contudo, no uso industrial, a polia é muito usada para transmitir potência e velocidade. Por esse motivo, existem perfis padronizados.

Principalmente porque são acionadas por uma correia. A combinação de polias e correias é um clássico em transmissão mecânica.

Uma das principais características no uso de polias é que elas permitem o movimento no mesmo sentido do eixo. Diferente de uma engrenagem que transmite o movimento no sentido oposto ao eixo motor.

comparação de movimento entre polias e engrenagens
comparação de movimento entre polias e engrenagens

Agora que você já sabe o que é uma polia e para que serve. Vamos conferir como elas são classificadas?

Classificação das polias

As polias são classificadas de acordo com a mobilidade delas. Existem polias fixas, polias móveis e sistemas de polias, que são combinações dos dois primeiros tipos.

Polia Fixa

Uma polia ou roldana fixa é aquela em que a polia é presa a um único ponto. Embora a força necessária para levantar ou mover o objeto não seja diferente do que se estivesse levantando manualmente, a polia fixa permite que você altere a direção da força necessária.

polia fixa
polia fixa

Polia Móvel

Uma polia ou roldana móvel é aquela em que a polia se move enquanto você movimenta a carga. Nesse caso não há mudança na direção da força. Entretanto, a força necessária para levantar a carga será reduzida pela metade.

polia móvel
polia móvel

A carga exerce sua força sobre a polia móvel em vez da corda. A corda é puxada, a polia desliza por ela e levanta o objeto. O peso é dividido nos dois lados da corda. Por esse motivo só é preciso metade do esforço.

Sistemas de polia

Os sistemas de polias são feitos a partir da combinação de uma polia fixa e várias móveis. São conhecidas comumente como talhas ou cadernais.

Cada polia móvel divide o peso pela metade da polia anterior. Sendo assim, é possível reduzir bastante a carga levantada. No exemplo da figura, a carga é reduzida a ⅛ da original.

sistema de polias

O sistema de polias e roldanas combina as características dos dois tipos anteriores: enquanto cada roldana móvel reduz a carga levantada, a fixa serve para mudar a direção para a qual a carga deve ser puxada.

Polias industriais

As polias industriais são fabricadas conforme o padrão de perfil da correia. Dessa forma, garante-se o encaixe e ajuste de modo que não tenha folgas exageradas. As folgas causam o escorregamento da correia. Como resultado, ocorre a perda de eficiência e desgaste prematuro.

Mas, também há um perfil de polia que permite ela trabalhar sem escorregamento ou perda de eficiência na transmissão.

Polia Plana

polia plana
polia plana

Essas polias industriais são usadas em sistemas de transmissão acionados por correias planas. Sobretudo em aplicações de alta velocidade e baixa potência.

São muito utilizadas na indústria têxtil, fabricação de papel e em máquinas de escritório, como impressoras.

Correias planas também são usadas em transportadores de correia. As correias planas são mais finas em comparação com outras. O que permite que elas sejam menores do que as polias em V, por exemplo.

Polia em V

polia para correia em vAs polias em V (também chamadas de polias para correias em V) transmitem a força ou velocidade entre os eixos, com o uso de uma correia em V (correia trapezoidal).

Juntas, oferecem uma solução de transmissão de energia de alta velocidade que é resistente a escorregões e desalinhamento.

Estas polias industriais são usadas para transmitir energia entre eixos paralelos. Há dois tipos principais:

  • polia simples em “V”;
  • polia em “V” múltiplas (polias duplas, triplas ou com mais canais em “V”, conforme a necessidade de potência de transmissão);

A ranhura é uma das principais características desta polia. Ela aumenta a aderência entre a polia e a correia.

posição correta da correia em V assentada na ranhura da polia

Polia sincronizadora

polias sincronizadorasAs polias sincronizadoras são usadas com correias sincronizadoras (correias dentadas).

Populares no mercado, são mais conhecidas pela capacidade única de evitar o desalinhamento e manter a sincronização precisa durante a operação.

As ranhuras da polia têm a função de evitar o escorregamento da correia. Além disso, auxilia na sincronização e evita o desalinhamento.

Portanto, as polias sincronizadas são utilizadas quando dois eixos precisam trabalhar com precisão, ter rotação sincronizada e sem nenhum escorregamento.

As polias indsutriais são feitas de que?

De modo geral, as polias industriais são feitas de ferro fundido, aço, alumínio ou plástico de engenharia. A escolha do material dependerá do projeto. As principais diferenças proporcionadas pelos materiais são seu custo, resistência, durabilidade e peso.

Polias de aço

polia de açoO aço é uma liga feita de ferro com carbono. É um dos materiais mais comuns na fabricação de componentes industriais.

Dessa forma, é um material muito usado em elementos de máquinas que sofrem grandes exigências em serviço. Ou seja, em polias.

A polia de aço é bastante resistente. Suporta ambientes hostis, por isso não tem a tendência de se deformar com o passar do tempo.

O aço possui alta resistência à tração, e tem capacidade para suportar altas cargas.

Polias de alumínio

Sprockets-Polias-Dentadas-HTS-de-Alta-Potencia-em alumínio
Sprockets Polias Dentadas HTS de Alta Potência: Passo 8mm e 14mm

O alumínio é um dos materiais preferidos em aplicações industriais. Muitos preferem este material por causa de sua leveza, durabilidade, e elevada resistência à tração.

Esses fatores levam as polias de alumínio a serem ideais para sistemas de acionamento com alta potência.

A resistência à tração do alumínio o torna uma opção ideal para o levantamento de materiais pesados, pois sua capacidade de carga é alta.

Além disso, o alumínio é durável e estável em relação às suas dimensões. Permite menos preocupações com relação à torção ou deformação da polia de transmissão ao sofrer altas cargas.

Cálculo de polias

O cálculo das polias deve levar em conta a rotação do motor e a rotação necessária para o equipamento movido.

Se um motor gira a 1.750 RPM, por exemplo, e a bomba precisa de 850 RPM para funcionar, temos que a relação de redução é o valor da rotação do motor pelo da bomba.

Então, a relação é de 850/1.750 = 0,486.

Isso significa que se a polia de transmissão do motor tiver 10 mm de diâmetro, a polia da bomba deve ter 10/0,485 = 20,6 mm.

Além do cálculo das relações de diâmetros das polias, é preciso selecionar as polias de acordo com o diâmetro do seu furo (que encaixa no eixo do motor e da bomba) e também o formato e tamanho do perfil da correia.

Montagem básica de polias

A montagem da polia de transmissão deve ser feita com ferramentas manuais para manutenção industrial.

o que é saca polias

Portanto, use uma ferramenta própria para desmontagem e montagem de polias. Neste caso, deve-se usar um saca polias.

O princípio básico dessas ferramentas é que elas empurram a polia enquanto puxam o eixo.

Mas atenção! Nunca dê pancadas para colocar a polia sobre o eixo. Isso danifica o eixo e a própria polia.

A fixação deve ser feita com o uso de uma bucha. A conexão ao eixo é através de uma chaveta, enquanto que a polia é parafusada na bucha.

montagem de polias

Correias para polias industriais

Como dito anteriormente, as polias industrias funcionam muito bem com correias. Por essa razão, vamos apresentar os principais perfis de correias para usar com uma polia.

  • Correias em V: possuem um perfil trapezoidal (forma de V) que se encaixa no canal da polia em V. Dessa forma, evita que ela escorregue na polia quando ajustada e tensionada corretamente.
  • Correias planas: também utilizadas para transmissão de potência a partir de um eixo para outro. É a correia mais utilizada nas indústrias. Funciona basicamente pelo atrito entre a superfície da polia ou roldana.
  • Correias dentadas: são correias que possuem sulcos (ou ranhuras). Formam uma espécie de dentes que se encaixam na polia dentada. Como resultado, tem-se ausência de deslizamento, ou seja, a correia não escorrega na polia. Dessa forma, os eixos acionados permanecem sempre sincronizados.
  • Correias Sincronizadoras: assim como nas correias dentadas, elas não dependem do atrito de contato com a polia para transmitir o movimento. Esta correia também possui ranhuras que se encaixam na polia sincronizadora.

Principais problemas e falhas em polias

A maior parte dos problemas em polias têm origem numa instalação inadequada. Se a força aplicada durante a instalação for excessiva, ou atingir o ponto errado, a polia sofrerá deformação ou desgaste. Conseuqentemente, ela ficará desbalanceada e vais falhar durante a operação.

Outro problema de instalação que causa falha nas polias é quando se utiliza uma tensão inadequada na correia. Neste caso, a tensão excessiva desloca a polia em funcionamento. Em outras palavras, resulta em falha.

A presença de materiais estranhos na polia também leva a falhas. Se a área estiver contaminada com óleo, a correia vai escorregar sobre a polia. Isso causa vibrações adicionais sobre ela.

Resíduos sólidos entre a correia e as nervuras das polias também provocam falhas, pois criam uma tensão excessiva na correia.

Como evitar que isso aconteça?

Manutenção preditiva em polias

As polias são elementos de transmissão essenciais no funcionamento de equipamentos rotativos. A falta de manutenção causará enormes prejuízos a sua empresa.  Principalmente se não houver um plano de manutenção preditiva.

De fato, muitas empresas deixam para trocar um componente somente quando ocorre a quebra. Entretanto, isso traz problemas sérios de parada de máquina sem programação. Atrapalha o sistema produtivo e provoca aumento de custos.

Por isso, é importante que a manutenção preditiva seja feita nas polias. O monitoramento da condição de ativos previne futuras falhas. Permite identifica-las ainda em sua origem.

Como resultado, você poderá efetuar uma manutenção planejada, sem afetar a linha de produção.

Veja abaixo as principais técnicas de manutenção preditiva indicadas para polias de transmissão industrial.

Alinhamento de polias industriais

Há três tipos básicos de desalinhamento:

alinhamento de polias

Os desalinhamentos indicados na figura são:

  • A – angular vertical
  • B – angular horizontal
  • C – Paralelo

A figura D indica o alinhamento correto de polias industriais.

Como alinhar polias

O primeiro passo do alinhamento é colocar a correia na polia motora e polia movida.

Em primeiro lugar, deve-se inspecionar a máquina para ver se há pé-manco. O pé-manco faz com que a máquina fique instável e o alinhamento das polias não se mantenha.

Em segundo lugar, verifique a tolerância nominal recomendada para correias de transmissão. De modo geral, os fabricantes definem 0,5 grau. Contudo, a depender da ferramenta utilizada, consegue-se atingir tolerâncias menores.

O mais indicado é usar ferramentas para alinhamento de polia a laser, pois estas são muito mais precisas. Essas ferramentas utilizam uma peça de referência que é acoplada à polia, e uma segunda emite um feixe laser que mede o alinhamento em relação à primeira.

Possuimos uma linha completa de Ferramentas SKF ideiais para alinhamento a lase. Confira!

 

Análise de vibração

O comprimento e a tensão em uma correia de transmissão podem causar a ressonância da correia. Ou seja, ela vibra em uma frequência específica.

Na maioria das vezes, no primeiro modo de ressonância. Contudo, em correias muito longas, é mais comum o segundo modo de ressonância. A ressonância faz com que a vibração da correia se torne mais alta do que o normal.

A análise de vibração gera um espectro que mostra picos de amplitudes nas frequências das peças quando estas passam por vibração. Dessa forma, quando há problemas de vibração em polias, o espectro mostra um pico associado à polia defeituosa. Sendo possível corrigir o problema.

Para eliminar problemas de vibração, deve checar o alinhamento das polias e se há pé-manco. Entretanto, a vibração também pode ter origem em desbalanceamentos de outras peças como eixos e mancais.

Tensionamento da correia

As correias são componentes flexíveis. Elas podem entrar em ressonância a depender da frequência com que elas giram sobre as polias. A ressonância é um problema sério de vibração pois, resulta em falhas catastróficas.

Uma forma simples de fazer com que uma correia saia de ressonância é modificar a sua tensão. Isso modifica o modo de vibração dela.

alterar o modo de vibração da correia é alterando a frequência de trabalho das poliasUma forma de se fazer isso é acrescentar mais uma polia no sistema, cuja função é apenas aumentar o caminho pelo qual a correia deve passar, esticando-a, como mostra a figura.

Outra forma de alterar o modo de vibração da correia é alterando a frequência de trabalho das polias.

No entanto, isso nem sempre é possível. Para garantir que a correia fique tensionada corretamente e não afete o desempenho da polia, deve-se usar o tensionador de correia.

A SKF possui uma linha de tensionadores especialmente desenvolvidos para garantir a tensão correta das correias.

Benefícios dos Tensionadores SKF

tensionador de correias skfAo adquirir um Tensionador de Correia SKF, você terá em suas mãos um produto resistente e de qualidade que irá otimizar o tempo com a manutenção de suas correias e também terá os seguintes benefícios:

  • Maior controle na movimentação do eixo do motor
  • Qualidade acima da média, permitindo assim maior vida útil de suas Correias
  • Além da rápida manutenção, as correias mantém a precisão exigida tanto para o alinhamento quanto para a tensão.
  • Garantia de produtos que passaram pelos controles de qualidade mais rígidos do mercado.

Abecom: distribuidor de polias e soluções para a manutenção industrial

A Abecom é uma empresa de soluções para manutenção industrial. É o maior distribuidor SKF no Brasil. Fornece os principais componentes para manutenção industrial como, por exemplo: polias, rolamentos, acoplamentos, engrenagens, entre outras peças de transmissão de potência.

Somos distribuidores de componente e ferramentas de manutenção de alta qualidade. Distribuímos os produtos das marcas como SKF, Continental, Martin, Sabó entre outras.

Se você procura por polias e peças de transmissão de alta qualidade, conte com a Abecom!

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