Resistência e durabilidade: material, dureza, cargas e montagem

Definir o espectro de carga

Indicar binário contínuo, picos, arranques, inversões e choques com a respetiva duração. Um acionamento a 30 N·m e 300 rpm, com picos de 60 N·m e inversões a cada dez segundos, não se descreve por um binário médio único. Em 10 000 horas a 300 rpm, o veio completa 180 milhões de rotações; os ciclos por dente exigem conhecer o esquema real e o tempo sob carga.

A dureza não é uma capacidade nominal

A dureza mede resistência à indentação local; resistência e tenacidade descrevem outros comportamentos. Uma superfície dura não compensa um núcleo inadequado, camada insuficiente, inclusões ou danos de retificação. A fadiga por flexão na raiz e a fadiga superficial por picadas exigem verificações separadas. Micropicadas, gripagem, desgaste e rotura por sobrecarga têm fatores adicionais.

Tratamento térmico e conversão de dureza

A têmpera seguida de revenido ajusta as propriedades da secção. O endurecimento por indução atua localmente; importa verificar a raiz. A cementação seguida de têmpera combina uma camada dura com um núcleo mais tenaz. A nitruração pode limitar deformações, mas requer material e camada adequados.

Dureza superficial, dureza do núcleo e profundidade efetiva são requisitos distintos. O conversor inclui HV, HBW e escalas Rockwell; a tabela alargada acrescenta HRD, HR15N, HR30N, HR45N e Shore metálico HS. HS não corresponde a Shore A ou D para polímeros. HK e Leeb HL não estão incluídos.

As duas tabelas para aço são independentes e não se extrapola além dos seus intervalos. A interpolação não aumenta a precisão de medição. Camadas finas, revestimentos, metais não ferrosos e plásticos exigem ensaios próprios. ISO 18265 e SAE J417 não substituem a medição na escala especificada no desenho.

Forças nas duas rodas

Para um par cilíndrico exterior ideal: i = z₂/z₁, n₂ = n₁/i e T₂ = iT₁. Com N·m e mm, Fₜ = 2000T₁/d_w1 = 2000T₂/d_w2. Um binário maior na roda conduzida não significa uma força de contacto maior.

Com ângulo de pressão transversal de funcionamento α_wt e β_w: Fᵣ = Fₜ tan α_wt e |Fₐ| = Fₜ tan |β_w|. As forças são opostas num referencial comum. O sentido axial depende da hélice e da rotação. As reações dos rolamentos exigem posições dos apoios. A ferramenta ignora perdas, atrito e fatores dinâmicos; não constitui uma verificação completa de resistência nem se aplica diretamente a engrenagens cónicas ou hipóides.

Qualidade de montagem

Desalinhamento, flexão do veio e deformação da caixa podem concentrar carga num bordo. Uma distância de montagem errada desloca a mancha de contacto de um par cónico; verificar apenas a folga não basta.

Inspecionar batimento, ajustamentos, encostos, calços, pré-carga, distâncias, folga e contacto. Pré-carga excessiva gera calor; pré-carga insuficiente pode prejudicar o posicionamento. Verificar contaminação, lubrificação e vedantes. Registar temperatura, ruído e vibração sob carga representativa: rodar livremente à mão não garante contacto correto em serviço.

Utilizar ISO, AGMA, DIN e JIS pelo seu âmbito

ISO 6336, ANSI/AGMA 2101 e DIN 3990 tratam de engrenagens cilíndricas; ISO 10300 e ANSI/AGMA 2003, de aplicações cónicas. DIN 3990-5 e JIS B 1755 fornecem referências de materiais. Não combinar arbitrariamente coeficientes e tensões admissíveis de métodos diferentes.

DIN ISO 1328-1 e JIS B 1702-1 tratam de precisão, não de vida garantida. ANSI/AGMA 2008 e JIS B 1705 abordam assuntos diferentes de montagem ou folga. JIS B 1759 aplica-se a engrenagens plásticas. Confirmar edição e condições; as referências públicas não substituem os textos normativos autorizados.

Referências