Os redutores de engrenagem são dispositivos mecânicos que utilizam engrenagens para reduzir a velocidade de rotação (RPMs) de uma fonte de energia enquanto aumentam o torque. Eles permitem que motores que operam em altas velocidades forneçam potência útil para diversas aplicações industriais e veiculares.

O que é um redutor de engrenagem e como funciona?

Um redutor consiste em um conjunto de engrenagens interligadas de diferentes tamanhos montadas em eixos. Uma engrenagem motriz pequena engata com uma engrenagem acionada maior. Devido à diferença de tamanho, a engrenagem motriz deve girar várias vezes para girar a engrenagem acionada uma vez. Esta redução da velocidade produz redução de marcha.

A relação de transmissão determina a quantidade de redução. É calculado comparando o número de dentes da engrenagem motriz com os dentes da engrenagem acionada. Por exemplo, se a engrenagem motriz tiver 10 dentes e a engrenagem acionada tiver 40 dentes, a relação seria 1:4. Isso significa que para cada rotação da engrenagem motriz, a engrenagem acionada gira apenas 0,25 vezes. A velocidade de saída é reduzida em 75%, mas o torque é multiplicado por 4X.

Vários pares de engrenagens podem ser usados em sequência para obter taxas de redução de engrenagem muito altas. Um trem de engrenagens composto com relação de 1:10 em cada estágio produzirá uma redução geral de 1:100. Embora a velocidade de entrada caia exponencialmente, o torque aumenta proporcionalmente com cada conjunto de engrenagens adicionado.

Os redutores de engrenagem convertem a energia rotacional de altas RPM em maior torque em velocidades mais baixas utilizáveis para a aplicação pretendida. A seleção cuidadosa da relação de transmissão permite a correspondência precisa da fonte de energia com os requisitos de velocidade e torque da máquina acionada.

Tipos de redutores de engrenagem

Existem muitos tipos diferentes de redutores, cada um com vantagens para determinadas aplicações:

• Redutores de engrenagens planetárias: As engrenagens planetárias consistem em uma engrenagem solar no centro cercada por engrenagens planetárias menores contidas em uma coroa. O design concêntrico compacto fornece saída de torque muito alto em um pacote pequeno, ideal para requisitos de baixa velocidade. Eles são comumente usados em máquinas-ferramentas, robótica e outras máquinas de precisão.

• Redutores de engrenagem helicoidal: As engrenagens helicoidais usam uma engrenagem helicoidal em forma de parafuso que engata perpendicularmente a uma roda helicoidal. Esta configuração permite altas taxas de redução de engrenagem de até 60:1 ou mais em um espaço compacto. As engrenagens helicoidais são autotravantes, o que as torna úteis quando a reversibilidade não é necessária. Eles são comumente usados para controlar transportadores, guinchos, prensas e outras máquinas.

• Redutores de engrenagens retas: As engrenagens retas têm dentes retos cortados paralelamente ao eixo do eixo. Eles fornecem redução de engrenagem simples e eficiente através de vários estágios de engrenagem e são bons para aplicações de velocidade muito alta. As engrenagens retas são o tipo mais comum de redutor usado em muitos setores.

• Redutores de engrenagens cônicas: As engrenagens cônicas têm dentes de formato cônico cortados em um ângulo que permite a transferência de energia entre eixos que se cruzam. Os redutores de engrenagens cônicas são mais adequados para redução de velocidade de relação baixa e podem lidar com rendimentos de potência muito altos. Eles são frequentemente usados em máquinas agrícolas, equipamentos de mineração e outras máquinas pesadas.

• Redutores de engrenagem magnética: Essas engrenagens magnéticas sem contato usam ímãs em vez de dentes cortados para transmitir torque. Os benefícios são nenhum desgaste por contato e nenhuma necessidade de lubrificação. Engrenagens magnéticas podem girar em RPMs muito altas com precisão e são usadas em equipamentos sensíveis como a robótica.

• Redutores de engrenagem cicloidal: Os acionamentos cicloidais usam um disco cicloidal que engata excentricamente com um sistema de engrenagem de rolo. Este engate excêntrico do rolo elimina essencialmente a folga, permitindo um posicionamento de altíssima precisão, ideal para máquinas-ferramentas e robótica.

Escolhendo o redutor de engrenagem certo

Vários fatores devem ser considerados ao selecionar um redutor para uma aplicação:

• Capacidade de torque necessária
• Velocidade de entrada e velocidade de saída desejada
• Eficiência geral e precisão necessárias
• Cargas de choque, cargas cíclicas ou outros fatores de desempenho do motor
• Configuração de montagem (eixo, flange, pé, etc.)
• Condições ambientais como poeira, água, temperaturas extremas

Recomenda-se consultar um engenheiro qualificado para combinar adequadamente o tipo de engrenagem, relação e recursos com a aplicação. O redutor deve ser robusto o suficiente para suportar as cargas esperadas durante toda a vida útil, sem desgaste prematuro ou falha.

Manutenção de redutores de engrenagem

Como qualquer maquinaria, é necessária manutenção adequada para que os redutores atinjam o máximo desempenho e longevidade. Siga as especificações do fabricante para seleção de lubrificantes e intervalos de troca. Inspecione periodicamente quanto a qualquer contaminação por poeira ou umidade que possa acelerar o desgaste. Ouça ruídos ou vibrações anormais e verifique se há superaquecimento, pois isso indica possíveis problemas. Mantenha os redutores armazenados vedados e gire os eixos periodicamente para cobrir todos os componentes internos com óleo. Investir no redutor de engrenagem certo, juntamente com os cuidados adequados, proporcionará muitos anos de serviço confiável.

Em resumo, os redutores permitem a conversão eficiente de altas velocidades do motor em velocidade e potência utilizáveis através da multiplicação de torque. A variedade de tipos e configurações facilita a adequação do design ideal da caixa de engrenagens a qualquer aplicação industrial. Compreender a operação do redutor, os fatores de seleção e as melhores práticas de manutenção permite maximizar sua utilidade.