Verificação de resistência da cadeia de rolo

O gerador de correntes de rolo recorre à seguinte teoria para informar aos usuários se a corrente selecionada funciona corretamente nas condições especificadas.

O fator estático de segurança de ruptura da cadeia é calculado para cargas constantes a partir da fórmula a seguir:

onde:

	S Smin	Fator de segurança estática mínimo suportado [-]
	F Ou	Resistência máxima à tração da cadeia [N]
	F Tmáx	Tensão máxima no intervalo da cadeia especificado [N]

O fator dinâmico de segurança de ruptura da cadeia é calculado para picos de carga a partir da fórmula a seguir:

onde:

	S Dmin	Fator de segurança dinâmica mínimo suportado [-]
	F Ou	Resistência máxima à tração da cadeia [N]
	F Tmáx	Tensão máxima no intervalo da cadeia especificado [N]
	Y	Fator de impacto [-]

Potência do projeto e potência da cadeia

A potência da cadeia P _R está relacionada com a potência do projeto P _D . A potência da cadeia deve ser maior que a potência do projeto.

P _D < P _R

onde:

	P	potência para transmitir [W]
	P RN	Potência da cadeia de um único trecho em condições normais de funcionamento [W]
	f 1	Fator de serviço [-]
	f 2	Fator de tamanho da roda dentada [-]
	f 3	Fator de cordões encadeados [-]
	f 4	Fator de lubrificação [-]
	f 5	Fator de distância entre eixos [-]
	f 6	Fator de coeficiente [-]
	f 7	Fator de vida útil [-]
	Φ	Fator de construção de cadeia [-]

A potência da cadeia é calculada a partir de equações empíricas de potência exclusivas para cada cadeia. Estas equações são mencionadas nas normas nacionais de cadeias de aço ou nas pesquisas da ACA (American Chain Association, Associação Norte-americana de Correntes). Estas equações podem dar como resultado capacidades de potência diferentes às publicadas pelos fabricantes de cadeias para suas próprias cadeias.

Por norma geral, as equações de potência das cadeias fornecem a capacidade de potência válida para transmissões por cadeia que funcionam em condições normais específicas. Se sua transmissão por cadeia funciona em condições anormais, o gerador ajusta automaticamente os fatores de potência conforme necessário.

Para obter mais informações sobre os fatores de potência, consulte o capítulo Conceitos básicos de cálculo. São calculados a partir do uso habitual e de condições normais de funcionamento.

A capacidade de potência das transmissões por cadeia em condições normais de funcionamento está limitada pela:

• Fadiga das placas de reforço P _R1
• Fadiga do impacto da bucha e do rolo P _R2
• Corrosão entre a bucha e o pino P _R3

Exemplos de equações de potência da cadeia

P _RN = mín (P _R1 ; P _R2 ; P _R3 )

onde:

	P R1	Capacidade de potência de transmissão por cadeia limitada pela fadiga das placas de reforço [hp]
	P R2	Capacidade de potência de transmissão por cadeia limitada pela fadiga do impacto da bucha e do rolo [hp]
	P R3	Capacidade de potência de transmissão por cadeia limitada pela corrosão da bucha e dos pinos [hp]
	z S	Número de dentes da roda dentada pequena [-]
	n S	Velocidade da roda dentada pequena [rpm]
	p	Passo de cadeia [polegadas]

Nota: Usando as opções da seção Mais do painel Cálculo, o Gerador de cadeias permite definir um fator de lubrificação nulo para a capacidade limitada pela fadiga da placa de reforço P _R1 e pela fadiga do impacto da bucha e do rolo P _R2 . Assim, só a capacidade de potência da cadeia limitada pela corrosão da bucha e do pino P _R3 é afetada pelo fator de lubrificação f ₄ . A seguir, são calculadas a potência do projeto e a capacidade de potência da cadeia resultante a partir da fórmula:

P _D = P f ₁ f ₂ f ₅ f ₆ f ₇

P _RN = mín (P _R1 ; P _R2 ; P _R3 )

Pressão na área de contato do grupo de rolamentos

Durante a vida útil da transmissão por cadeia, a carga flutuante de tração atua nas superfícies de contato entre os pinos e as buchas. Isto provoca uma pressão específica na área de contato do grupo de rolamentos. Para verificar a resistência corretamente, é utilizada a equação a seguir:

A quantidade de pressão real na área de contato do grupo de rolamentos é calculada a partir da tensão máxima no intervalo da cadeia utilizando a fórmula:

A pressão admissível na área de contato do grupo de rolamentos é determinada por

p ₀ = p _B0 .φ

onde:

	p B	Pressão real na área de contato do grupo de rolamentos [Pa]
	p B0	Pressão específica admissível no rolamento da cadeia em condições normais de funcionamento [Pa]
	p 0	Pressão admissível na área de contato do grupo de rolamentos em condições normais de funcionamento [Pa]
	F Tmáx	Tensão máxima no intervalo da cadeia especificado [N]
	A	Área de contato do grupo de rolamentos [m 2 ]
	φ	Fator de construção de cadeia [-]
	λ	Fator de atrito específico [-]

Análise da expectativa de vida útil

O programa verifica a expectativa de vida útil para

• um dado alongamento t da cadeia _h
• o impacto da fadiga das placas de reforço t _hL
• a fadiga do impacto da bucha e do rolo t _hR

A verificação de resistência é superada se a vida útil requerida é igual ou inferior à expectativa de vida útil.

Expectativa de vida útil para um dado alongamento da cadeia

Devido ao desgaste, a cadeia é estendida progressivamente durante sua vida útil. Quando o alongamento da cadeia atinge o 3%, a expectativa de vida útil é calculada a partir da seguinte equação empírica

onde:

	t h3%	Expectativa de vida útil para um alongamento de cadeia de 3% [hr]
	f C	Fator de desgaste [-]
	f m	Fator de tamanho específico de cadeia [-]
	f k	Fator de velocidade de cadeia [-]
	X	Número de reforços da cadeia [-]
	v	Velocidade da cadeia [m/s]
	z 1	Número de dentes da roda dentada pequena [-]
	z 2	Número de dentes da roda dentada pequena [-]
	p	Passo da cadeia [m]
	d 2	Diâmetro do pino da cadeia [m]
	p B	Pressão na área de contato do grupo de rolamentos [N/cm 2 ]

A transmissão por cadeia com três ou mais rodas dentadas é substituída por transmissões de cadeia virtuais formadas por apenas duas rodas dentadas. A vida útil resultante é calculada da maneira a seguir. A pressão na área de contato do grupo de rolamentos depende especificamente do intervalo especificado em cada transmissão por cadeia virtual.

onde:

	t h3%	Expectativa de vida útil da transmissão por cadeia para um alongamento de cadeia de 3% [hr]
	t h1 ... t hn	Expectativa de vida útil da transmissão por cadeia virtual para um alongamento de corrente de 3% [hr]

A expectativa de vida útil para alongamentos que não sejam de 3% é calculada a partir da fórmula

onde:

	t h3%	Expectativa de vida útil da transmissão por cadeia para um alongamento de cadeia de 3% [hr]
	t h	Expectativa de vida útil da transmissão por cadeia para um alongamento de cadeia determinado [hr]
	ΔL máx	Alongamento máximo da cadeia [-]

Fator de desgaste f _C

O fator de desgaste considera a qualidade da lubrificação e seu impacto no avanço do desgaste da cadeia. O valor do fator de desgaste é determinado no seguinte gráfico com respeito ao valor do fator de lubrificação f ₄ e a pressão na área de contato p _B .

Fator de tamanho específico da cadeia f _m

O fator de tamanho da cadeia considera o tamanho da cadeia e o modo como este afeta o avanço do desgaste. O tamanho do fator é calculado a partir da tabela a seguir.

Passo [mm]	4	5	6	6,35	8	9,525	12,7	15,875	19,05	25,4	31,75	38,1	44,45	50,8	63,5	76,2
f m [-]	1,64	1,57	1,54	1,53	1,49	1,48	1,44	1,39	1,34	1,27	1,23	1,19	1,15	1,11	1,03	0,96

Fator de velocidade da cadeia f _k

O fator de velocidade da cadeia considera a velocidade da cadeia v [m/s] para um número específico de dentes da menor roda dentada z _s [-]. Se a menor roda dentada da transmissão tem 19 dentes ou mais, o fator sempre é um. Se a menor roda dentada tem menos de 19 dentes, o fator de velocidade é obtida a partir do seguinte gráfico.

Expectativa de vida útil devido à fadiga das placas de reforço

A expectativa de vida útil sem falha por fadiga das placas de reforço é calculada a partir da fórmula empírica a seguir

onde:

	t hL	Expectativa de vida útil devido à fadiga das placas de reforço [hr]
	X	Número de reforços da corrente [-]
	n S	Velocidade da menor roda dentada [rpm]
	f Z	Fator dos dentes [-]
	f Y	Fator de tamanho específico de cadeia [-]
	f 1	Fator de serviço [-]
	F Ou	Resistência máxima à tração da cadeia [N]
	F P	Tração efetiva da cadeia ou carga de tração [N]

Fator de dentes f _Z

O fator de dentes considera a modificação da vida útil provocada pelo tamanho da menor roda dentada da transmissão por cadeia. O tamanho do fator é definido a partir do seguinte gráfico.

Fator de tamanho específico da cadeia f _Y

Este fator considera o tamanho da cadeia em relação aos picos de sobrecarga. O tamanho do fator é definido a partir do seguinte gráfico.

Expectativa de vida útil devido à fadiga do impacto da bucha e do rolo

A expectativa de vida útil sem falhas por fadiga do impacto da bucha e do rolo é definida a partir da seguinte equação empírica:

onde:

	t hR	Expectativa de vida útil devido à fadiga do impacto da bucha e do rolo [hr]
	X	Número de reforços da cadeia [-]
	z S	Número de dentes da menor roda dentada [-]
	n S	Velocidade da menor roda dentada [rpm]
	f 1	Fator de serviço [-]
	f 3	Fator de concatenação [-]
	P	Potência [W]
	d 1	Diâmetro do rolo da cadeia [m]
	d 2	Diâmetro do pino da cadeia [m]
	p	Passo da cadeia [m]