Substituir uma polia de ferro fundido raramente é apenas uma questão de combinar o diâmetro externo. Uma fábrica de embalagens encomendou recentemente uma polia de ferro fundido de duas ranhuras de 250 mm para um acionamento antigo, instalou-a durante uma parada de fim de semana e ainda apresentava ruídos na correia no segundo turno. O furo estava correto. O ângulo da ranhura não era, então a correia ficou muito profunda, perdeu aderência e gerou calor em vez de torque. As polias de ferro fundido parecem simples no papel, mas os detalhes que decidem se uma unidade funciona silenciosamente durante anos ou falha precocemente são aqueles que uma fita métrica não pode verificar.
Para a maioria dos acionamentos industriais que operam abaixo de aproximadamente 35 m/s de velocidade do aro, o ferro fundido cinzento continua sendo a primeira escolha prática para uma polia. As razões são mecânicas e não tradicionais: amortecimento de vibrações, resistência ao desgaste das ranhuras, dissipação de calor e facilidade de usinagem. O aço e o alumínio têm seus lugares, mas esses lugares são mais estreitos do que a maioria dos catálogos sugere.
Por que o ferro fundido ainda é o padrão prático
O ferro cinzento, o material de grafite em flocos usado na maioria das polias industriais, traz três propriedades que são importantes diretamente para um acionamento por correia.
O primeiro é o amortecimento. Flocos de grafite interrompem a matriz metálica e convertem a vibração em uma pequena quantidade de atrito interno. Em uma transmissão por correia, isso se manifesta como menos ruído, menos abas da correia e fadiga mais lenta dos cordões de tração da correia. Polias de aço tocam e transmitem vibração. O ferro fundido absorve isso.
A segunda é a resistência ao desgaste da ranhura. O grafite também atua como um lubrificante seco na superfície de contato, razão pela qual as ranhuras de ferro fundido mantêm seu perfil por mais tempo do que as ranhuras de alumínio na mesma função. Uma polia de correia em V que perde alguns graus do ângulo da ranhura começa a escorregar, o deslizamento produz calor e o calor reduz a vida útil da correia.
O terceiro é o comportamento térmico. O ferro fundido afasta bem o calor da área de contato da correia e mantém sua forma nas temperaturas criadas por uma correia deslizante. O alumínio conduz o calor mais rapidamente, mas suas ranhuras se deformam e se desgastam muito mais rapidamente sob a mesma carga.
A desvantagem é a fragilidade. O ferro cinzento tem muito pouco alongamento, por isso não tolera cargas de choque ou desalinhamentos severos. Se um emperramento parar a máquina acionada instantaneamente, uma polia de ferro cinza com bordas finas poderá rachar. Onde a carga de choque é normal, o ferro dúctil é a atualização correta e usina quase com a mesma facilidade.
Ferro cinzento, ferro dúctil, aço e alumínio comparados
Faixas de propriedades indicativas para materiais de polias comuns. Confirme a classe exata e o tratamento térmico com o fornecedor da fundição ou da polia antes de finalizar o projeto. | Materiais | Resistência à tração típica | Alongamento | Mais adequado para | Limitação principal |
| Ferro cinzento | 200 a 300MPa | Menos de 1 por cento | Correia em V geral, correia plana e acionamentos de distribuição leves onde o amortecimento é importante | Frágil e com baixa resistência ao choque |
| Ferro dúctil | 400 a 450MPa | 12 a 18 por cento | Acionamentos carregados por choque, velocidades de aro mais altas, britadores e misturadores | Custo mais alto, amortecimento ligeiramente menor |
| Aço fundido ou fabricado | 400 a 550MPa | 15 a 25 por cento | Velocidades de aro muito altas, reparos soldados, acionamentos pesados | Mais alto, menos amortecimento, corrói sem revestimento |
| Alumínio | 300 a 350MPa | 8 a 12 por cento | Equipamento leve, de baixa inércia e portátil | Ranhuras suaves, desgaste mais rápido, limite de velocidade mais baixo |
A tabela é um ponto de partida, não uma especificação. A velocidade do aro geralmente é o fator decisivo, porque a resistência à tração do material define a velocidade na qual uma polia pode funcionar com segurança. O alongamento decide quanto choque a mesma polia pode absorver sem quebrar.
Perfis de ranhura: combinando a polia com a correia
Uma polia é apenas metade de um par. Seja qual for o material, a ranhura deve corresponder à correia que passa por ela.
Correia em V e roldanas grande angulares
As polias da correia em V usam ângulos de ranhura de 34, 36 ou 38 graus, e o ângulo correto depende do diâmetro de referência da polia e não apenas da correia. Polias menores precisam de um ângulo mais estreito porque a correia dobra mais acentuadamente e sua seção transversal muda de formato à medida que é enrolada. As correias grande angulares são novamente uma família diferente: elas funcionam em ranhuras mais rasas e largas e são comuns em acionamentos de alta relação em máquinas industriais. Quando uma polia de reposição é solicitada apenas pelo diâmetro externo, o ângulo da ranhura torna-se uma estimativa, e uma estimativa errada desliza sob carga ou mastiga as paredes laterais da correia.
Polias da correia dentada
Onde o acionamento é síncrono, a polia é uma roda dentada em vez de uma roldana ranhurada. O perfil do dente, o passo e a largura do dente devem corresponder exatamente à correia. Uma polia trapezoidal não funcionará corretamente com uma correia curvilínea e a folga muda assim que o perfil estiver errado. Como os flancos dos dentes suportam a carga, uma polia síncrona normalmente é usinada após a fundição e depois inspecionada quanto ao perfil e desvio. A relação entre a geometria dos dentes da correia e a geometria dos dentes da polia é abordada em este guia para combinar perfis de dentes de correia com polias .
Polia síncrona para sistemas de acionamento por correia dentada Uma polia síncrona para sistemas de acionamento dentado, personalizável em aço, liga de alumínio, aço inoxidável, ferro fundido ou náilon para se adequar aos perfis dos dentes da correia. Ver Produto → Polias de correia plana
Polias de correia plana rely on a slight crown, typically around 0.5 to 1 percent of face width, to keep the belt centred. A worn flat pulley that has lost its crown or developed a shoulder will track badly no matter how carefully the drive is aligned.
Tolerâncias, equilíbrio e velocidade do aro que realmente importam
Três medições causam a maior parte dos problemas quando uma nova polia de ferro fundido é instalada.
- Ajuste do furo e da chaveta. Um furo acabado é usinado para um ajuste perfeito. Um furo muito frouxo permite que a polia trabalhe no eixo, causando danos por atrito em semanas.
- Excentricidade radial e axial na ranhura. O desgaste na borda é o que a correia sente como um puxão periódico. Verifique com um relógio comparador após a montagem, não na bancada.
- Equilíbrio. Polias de ranhura única em velocidade moderada geralmente são satisfatórias com balanceamento estático. Polias multiranhuras, faces largas e qualquer coisa acima de aproximadamente 1000 rpm devem ser balanceadas dinamicamente, especialmente se a polia estiver indo para uma máquina com rolamentos sensíveis.
A velocidade do aro então define o teto. O ferro cinzento é comumente limitado a cerca de 35 m/s, enquanto o ferro dúctil e o aço permitem mais porque sua resistência à tração é maior. A força centrífuga aumenta com o quadrado da velocidade, portanto, acelerar excessivamente uma polia fundida não produz um aviso gradual. Produz uma falha repentina, razão pela qual o cálculo da velocidade pertence ao processo de seleção e não à lista de verificação de comissionamento.
Opções de furo, chaveta e montagem
As polias de ferro fundido são fornecidas em diversos formatos de montagem e a escolha afeta mais a manutenção do que o desempenho.
- Furo piloto. Fornecido com um pequeno furo para o cliente usinar no tamanho do eixo. Isso é adequado para construções OEM onde a tolerância do eixo é conhecida com precisão.
- Furo acabado com rasgo de chaveta. Pronto para montar, desde que o diâmetro do eixo, o tamanho e o comprimento da chave sejam confirmados antes do pedido.
- Trava cônica e buchas QD. A polia é montada em uma bucha dividida presa ao eixo. A remoção é rápida e o eixo não fica danificado, o que é importante em equipamentos com trocas frequentes.
- Polias divididas. Utilizado onde a polia deve ser montada sem desmontar o eixo ou remover os rolamentos.
Qualquer que seja o formato escolhido, inspecione o eixo antes de encaixá-lo. Um eixo desgastado com desgaste visível ou um desvio medido acima da tolerância destruirá uma polia nova tão rapidamente quanto um furo desgastado faria. A reperfuração de uma polia de ferro fundido existente costuma ser econômica quando o eixo está virado para baixo, desde que haja espessura de parede suficiente ao redor do furo.
Uma lista de verificação prática de seleção
- Identifique primeiro a correia: seção transversal da correia em V, perfil grande angular ou perfil e passo dos dentes da correia dentada.
- Confirme o número de ranhuras ou a contagem de dentes e o ponto de referência ou diâmetro primitivo em vez do diâmetro externo.
- Calcule a velocidade do aro a partir do diâmetro e rpm e, em seguida, confirme o limite do material para essa velocidade.
- Especifique o furo, a chaveta e o método de montagem e meça o desgaste e a excentricidade do eixo.
- Indique o requisito de equilíbrio, além de fatores ambientais, como lavagem, umidade, poeira e temperatura ambiente.
- Solicite o registro de inspeção dos acionamentos críticos: tolerância de perfil, desvio e relatório de balanceamento.
A maioria dos erros de pedido remonta à etapa um ou segunda. Correia primeiro, polia depois, verificação de velocidade em terceiro.
Desgaste, reescaneamento e quando substituir
As correias deixam um registro legível da condição da polia. Um cinto usado em uma parede lateral indica desalinhamento. Um cinto polido na base, com os cordões começando a aparecer, indica uma ranhura que se desgastou mais profundamente do que o diâmetro de referência permite. O envidraçamento nas paredes laterais geralmente significa deslizamento, e deslizamento geralmente significa que o ângulo da ranhura foi aberto.
O ferro fundido muitas vezes pode ser reusinado. Se a espessura da parede permitir, as ranhuras podem ser recortadas no ângulo original e a polia retorna ao serviço com um diâmetro ligeiramente reduzido. Aplicam-se dois limites: o diâmetro mínimo resultante ainda deve permitir que a correia dobre sem rachar, e a polia deve ser reequilibrada após a usinagem. Além desses limites, a substituição é mais barata do que outra falha na correia.
Quando uma polia for substituída, substitua a correia ao mesmo tempo e verifique novamente o alinhamento e a tensão após algumas horas de funcionamento. Reutilizar uma correia que já tenha levado um conjunto para uma ranhura desgastada simplesmente transfere o padrão de desgaste antigo para o novo componente.
Correia de borracha grande angular com ângulo de cunha de 60° Uma correia de borracha com ângulo de cunha de 60° para acionamentos industriais, disponível em PU, CR e EPDM com seções de 3M a 11M e queda de tensão reduzida após a instalação. Ver Produto → Correias e polias funcionam como um sistema
Uma grande parte das falhas prematuras de acionamento vem da compra da correia e da polia de fontes separadas e da esperança de que os dois concordem. O ângulo da ranhura, o perfil do dente, o diâmetro de referência e o comprimento da correia interagem, e uma pequena incompatibilidade em qualquer um deles aparece como ruído, calor ou vida útil curta da correia poucos dias após o comissionamento.
A Jiangxi Kangqi Industrial fabrica correias síncronas de borracha e correias especiais sob as marcas SABLES e KML, e fornece componentes de polias correspondentes, para que a correia e a polia possam ser especificadas juntas no mesmo desenho. A empresa também atua como distribuidora de correias Bando, o que auxilia quando uma máquina existente é vinculada a uma marca de correia específica e a polia precisa ser feita de acordo com ela. Você pode revisar nossa linha de correias e polias por aplicação, desde unidades de embalagem e impressão de alta velocidade até lixadeiras e equipamentos de processamento de alimentos.
Correia Síncrona de Borracha para Posicionamento e Transmissão Correia dentada de borracha com cordão de fibra de vidro e dentes de náilon resistentes ao desgaste, adequada para posicionamento e transporte; especifique com polias correspondentes como um conjunto. Ver Produto → Ordenar os dois componentes como um conjunto combinado elimina a fonte de discussão mais comum durante o comissionamento, porque há um desenho, um conjunto de tolerâncias e uma parte responsável pelo ajuste.
O ferro fundido continua sendo o padrão sensato para a maioria das polias industriais, mas o material é apenas parte da decisão. Combine a ranhura ou o perfil do dente com a correia, mantenha o encaixe do furo e da chaveta próximos, verifique o desvio na máquina e não na bancada e respeite o limite de velocidade do aro da classe que você escolheu. Essas quatro verificações custam uma hora na fase de planejamento e economizam muito mais do que isso em paradas não planejadas.
