Além de provocar maior tempo de inatividade, altos custos de manutenção e perda de produtividade, as falhas em correia de transmissão podem ter resultados desastrosos em qualquer equipamento com sistema rotativo.
Por isso, é importante que os profissionais de manutenção conheçam os principais fatores que contribuem para uma correia falhar e saibam como impedir que isso ocorra.
Pensando em ajudar nesse assunto, elaboramos um artigo com as 13 causas de falhas em correias sincronizadas mais comuns na manutenção e operação destes elementos.
Assim, você poderá se antecipar aos potenciais problemas e garantir uma operação confiável e eficiente da sua correia industrial.
O que você verá neste artigo sobre falhas em correia sincronizada?
- 1. Excesso de carga
- 2. Picos de Potência
- 3. Tensão Indevida
- 4. Incompatibilidade de polia / correia
- 5. Usando o material da correia errado para a aplicação
- 6. Desalinhamento da polia
- 7. Detritos
- 8. Desgaste natural
- 9. Instalação inadequada
- 10. Condições ambientais adversas
- 11. Falta de manutenção regular
- 12. Falhas de vinco da correia
- 13. Polia fora de especificação
- Vantagens da Correia Sincronizada
- Como detectar problemas de transmissão por correias
1. Excesso de carga
A primeira das causas de falha em correia sincronizada é o excesso de carga. Correias síncronas, às vezes chamadas de correias sincronizadoras ou correias sincronizadas ganham resistência a partir de elementos de tração (cordonéis) compostos por fios de materiais de alta resistência – como aço ou fibras de polímero.
Além disso, o tamanho da correia também desempenha um papel em sua força; quanto mais larga a correia, mais forte ela é.
Em aplicações de alto torque, determinar a largura adequada da correia é crítico; se uma correia não consegue suportar um certo torque, ele pode se romper sob a tensão.
Os sinais desse tipo de falha em correia sincronizadora não aparecem até que seja tarde demais. No entanto, inspeções visuais regulares dos dentes da correia e manutenção de sinais de danos ou desgaste excessivo podem ajudar a evitar falhas totais.
Ao selecionar uma correia, escolha uma que corresponda à saída de potência da sua aplicação, prestando muita atenção nas opções de largura.
2. Picos de Potência
Picos de potência, picos no torque ou carga na correia que causam alta tensão, podem deixar as correias vulneráveis ao ressalto.
Os picos podem ser causados por diversos problemas: por exemplo, detritos presos, como pedras em um picador de madeira, podem causar atolamentos que levam a uma correia presa. Além disso, cargas severas tomadas de uma só vez também podem causar picos de tensão.
Como eliminar problemas causados por picos de potência em correias?
- Para garantir que as correias funcionem sem problemas, verifique se há detritos no equipamento e na área de trabalho antes de colocá-los em operação e considere colocar uma proteção na unidade para evitar a entrada de detritos durante o uso.
- Se a sua aplicação envolver picos de energia inevitáveis ou quantidades excessivas de detritos, uma correia trapezoidal pode ser uma opção melhor do que uma correia síncrona, pois permite um deslizamento e oferece polias autolimpantes, permitindo que elas lidem com cargas de choque maiores.
Quando as cargas de torque cíclico intermitente são maiores do que o normal, os níveis de tensão da correia aumentam, o que pode levar à falha. Cargas de choque severas podem causar rupturas de tração da correia que podem ser identificadas por uma aparência irregular. Se as cargas de choque da unidade não puderem ser eliminadas, é necessário aumentar a resistência à tração da correia.
3. Tensão Indevida
A terceira das causas de falha em correia sincronizada é o tensionamento incorreto.
Em comparação com as correias em V, as correias de sincronização síncronas exigem menos ajustes periódicos após a instalação.
Isso ocorre porque a polia tensora minimiza a necessidade de fazer ajustes devido ao alongamento e manutenção da estabilidade da tensão.
No entanto, se uma tensão inadequada for aplicada, pode ocorrer a falha da correia.
Sub tensionamento
Pouca tensão pode permitir que os dentes da correia pulem as ranhuras da polia, causando danos à correia e a outros equipamentos. Nessas situações, a polia da correia de distribuição pode destruir a correia.
O tensionamento insuficiente da correia também pode resultar no cisalhamento do dente, um dos modos mais comuns de falha da correia. Isso ocorre quando os dentes da correia saem das ranhuras da polia e as cargas da unidade não são mais aplicadas na raiz do dente.
Essas cargas de acionamento, aplicadas mais abaixo no dente da correia, podem fazer com que os dentes dobrem e “cortem”, resultando em rasgos de borracha na base dos dentes da correia ao longo do membro de tração e levando à separação do dente do corpo da correia.
Super tensionamento
As correias sincronizadas são ideais porque requerem menos tensão de instalação para manter o desempenho máximo. Muita tensão, no entanto, colocará carga excessiva na correia, causando falha. Isso também é prejudicial para eixos e rolamentos.
Correias colocadas sob tensão excessiva frequentemente exibem sinais de desgaste excessivo da polia. Este desgaste pode gerar rachaduras na raiz do dente, levando à separação do corpo principal da correia. Seguir um procedimento adequado de projeto da unidade garantirá que você aplique a quantidade correta de tensão.
4. Incompatibilidade de polia / correia
A seleção do passo do dente correto é fundamental para evitar falha em correia. Se o passo do dente estiver incorreto, a instalação será impossível. Se a largura da correia estiver incorreta, ela pode causar salto dentário, ruído excessivo, vida útil reduzida e até quebra instantânea.
O perfil dentário também é importante, pois o perfil da correia deve ser compatível com o perfil da polia. Inspeções visuais permitem que você determine se os dentes da correia se encaixam corretamente nos dentes da polia.
No entanto, a realização de uma pesquisa preliminar completa ajuda a garantir que você selecione a polia para correia sincronizada certa. Unidades de rotulagem para identificar quais polias e correias são necessárias também podem ajudar na prevenção de incompatibilidades durante a substituição dos componentes da unidade.
Se você não tiver certeza sobre qual tipo de cinto usar, um medidor de passo – que os fornecedores de qualidade devem ser capazes de fornecer – também pode ser empregado.
5. Usando o material da correia errado para a aplicação
O material correto é fundamental para evitar falhas em correias. Em aplicações síncronas de alto torque, por exemplo, as correias de borracha podem suportar altas temperaturas, enquanto as correias de poliuretano podem derreter.
No entanto, ao contrário da borracha, que pode deixar poeira, o poliuretano é um material limpo, o que o torna ideal para aplicações que exigem alto padrão de limpeza e higiene.
Em ambientes de lavagem – como lavagens automáticas de carros ou áreas de processamento de alimentos – a resistência à água é fundamental. Trabalhar com um poliuretano poliéter, em particular, ajudará.
Outras considerações ambientais, como a exposição química, também devem ser consideradas ao selecionar um material da correia. Um engenheiro experiente será capaz de guiá-lo através do processo de seleção para garantir que você obtenha o tipo de correia, feito com o tipo certo de material.
6. Desalinhamento da polia
Como as correias sincronizadas são muito mais sensíveis ao desalinhamento do que as correias em V, elas não devem ser usadas em aplicações nas quais um desalinhamento grave é inerente ao inversor.
O desalinhamento da polia da correia sincronizadora pode resultar em desgaste desigual da borda da correia e causar desgaste excessivo na polia, falha prematura na tração e, por fim, redução da vida útil da correia.
Como evitar o desalinhamento de correias sincronizadas?
Para evitar este problema, certifique-se de que o desalinhamento total seja menor que 1⁄16 polegadas por pé (ou 5,2 mm/m) da distância do centro da unidade.
O uso de ferramentas de alinhamento a laser ou de borda reta, até mesmo um pedaço de barbante, pode ajudar a garantir o alinhamento ideal da polia.
Uma curvatura acentuada pode fazer com que fibras individuais dentro dos membros de tração se dobrem, reduzindo a resistência à tração final da correia.
Isso pode ocorrer quando uma correia é manuseada incorretamente, tem uma tensão de instalação incorreta, diâmetros de roda dentada abaixo do mínimo ou quando um objeto estranho entra na transmissão.
7. Detritos
Correias sincronizadas são mais sensíveis a detritos do que outros tipos de correias; a menos que uma proteção totalmente fechada proteja a unidade, os detritos podem ficar facilmente presos entre a correia e a polia.
As correias em V, por outro lado, podem ejetar detritos das ranhuras da polia à medida que a unidade opera. Poeira e detritos compactados no dente da polia podem forçar a correia a sair da polia, levando à falha da correia e a possíveis danos ao sistema de transmissão.
Além da poeira e detritos, o óleo lubrificante pode alterar os polímeros da correia e degradar a aderência dos componentes da correia. O uso de tampas de acionamento adequadas em aplicações com contaminantes e detritos ajudará a reduzir esses riscos.
8. Desgaste natural
Com o tempo, é inevitável que as correias sincronizadas sofram desgaste natural devido ao seu uso contínuo em sistemas industriais.
Esse desgaste pode ser resultado de diversos fatores, como a fricção constante entre a correia e as polias, o contato com agentes abrasivos presentes no ambiente industrial, além da exposição a temperaturas extremas.
O desgaste progressivo compromete a integridade estrutural da correia, tornando-a mais suscetível a rachaduras, ressecamento e deformações.
À medida que o desgaste se acentua, aumenta o risco de falhas operacionais que podem levar a paradas não programadas e prejuízos para a produção.
Como evitar problemas causados pelo desgaste natural de correias?
Para evitar falhas em correias sincronizadas por desgaste natural, é fundamental implementar um plano de manutenção preventiva. Esse plano deve incluir inspeções periódicas para avaliar o estado das correias, monitorar os sinais de desgaste e estabelecer intervalos adequados para a substituição das mesmas.
Dessa forma, é possível garantir a confiabilidade e o desempenho contínuo dos sistemas mecânicos que dependem dessas correias, minimizando os riscos de falhas inesperadas e maximizando a vida útil dos componentes industriais.
9. Instalação inadequada
Os problemas decorrentes da má instalação podem ser diversos e impactar significativamente o desempenho e a durabilidade das correias.
O desalinhamento durante a instalação é um dos problemas mais comuns que causam falhas em correias.
Quando ela não é corretamente posicionada nas polias, ocorre um desgaste irregular e prematuro, além de ruídos excessivos durante o funcionamento.
Outro erro comum é a aplicação de tensão inadequada na correia. Uma tensão excessiva pode causar sobrecarga nos rolamentos e danos à estrutura da correia, enquanto uma tensão insuficiente resulta em patinação, perda de sincronismo e menor vida útil.
Para evitar esses tipos de falhas em correias, é essencial seguir as recomendações do fabricante durante a instalação. Isso inclui o uso de ferramentas adequadas para o tensionamento correto da correia e a verificação cuidadosa do alinhamento das polias.
Além disso, é importante garantir que a correia seja compatível com o sistema em questão, levando em conta suas dimensões e características.
10. Condições ambientais adversas
As correias sincronizadas estão sujeitas a desafios significativos quando operando em ambientes industriais com condições adversas, como por exemplo:
- Temperaturas extremas: em temperaturas muito altas ou baixas, as correias podem se tornar rígidas ou flexíveis demais, resultando em rachaduras ou perda de resistência mecânica, o que pode levar às falhas no sistema;
- Umidade excessiva: a umidade presente no ambiente pode acelerar a deterioração do material das correias, reduzindo sua vida útil e afetando sua capacidade de transmissão de energia;
- Atmosfera abrasiva: a presença de poeira e partículas abrasivas no ar pode causar desgaste acelerado na superfície das correias;
- Exposição a produtos químicos: a presença de produtos químicos corrosivos no ambiente industrial pode danificar o material das correias, levando a perda de resistência e eficiência.
Como evitar que as correias se degradem em ambientes adversos?
Para evitar que essas condições adversas provoquem falhas nas correias sincronizadas, é importante adotar algumas soluções como utilizar correias feitas de materiais resistentes a temperaturas extremas e agentes químicos.
Além disso, o uso de coberturas protetoras pode minimizar a exposição direta às condições adversas, reduzindo o desgaste e protegendo as correias.
A implementação de um programa de manutenção preventiva com inspeções regulares, limpeza adequada e lubrificação também é essencial para detectar problemas precocemente e garantir o bom funcionamento das correias sincronizadas em ambientes desafiadores.
11. Falta de manutenção regular
A falta de manutenção regular é um dos principais fatores que contribuem para falhas em correias sincronizadas. A ausência de inspeções e ajustes adequados de tensão ao longo do tempo pode levar a uma série de problemas operacionais.
Sem inspeções periódicas, pequenos danos e desgastes nas correias podem passar despercebidos, permitindo que evoluam para problemas mais graves. Rachaduras, ressecamento e deformações que poderiam ser identificados e corrigidos em estágios iniciais podem progredir e levar a falhas catastróficas.
Além disso, a falta de ajustes regulares de tensão pode resultar em patinação ou sobrecarga das correias, comprometendo a transmissão adequada do torque e levando a um desgaste desigual.
A manutenção regular é um investimento essencial para a confiabilidade e o desempenho contínuo dos sistemas de transmissão por correias sincronizadas.
12. Falhas de vinco da correia
As falhas de vinco são um tipo de ruptura que pode afetar as correias sincronizadas, e geralmente ocorrem quando:
- A correia é instalada em torno de uma polia muito pequena;
- O ângulo de rotação é curto.
Esses erros causam falhas na correia por aumento da compressão sobre os cabos de tração, reduzindo a resistência à tração das fibras individuais da correia.
Esses danos são frequentemente resultado do mau manuseio da correia. Para evitá-los, as correias não devem ser armazenadas ou instaladas com dobras acentuadas ou em qualquer outra forma que possa danificar os cabos de tração.
Além disso, é essencial seguir as especificações de instalação, como a tensão correta da correia e o uso de diâmetros de polia adequados.
13. Polia fora de especificação
Falhas nas correias sincronizadas muitas vezes resultam de polias desgastadas ou fora das especificações recomendadas.
Correias aplicadas em polias que não atendem aos requisitos dimensionais costumam exibir alto desgaste no lado do dente com o flanco do revestimento, o que resulta em uma aparência distorcida ou descamada.
A geometria da correia também influencia no tipo de falha que ocorre com ela:
- Correias curvilíneas: se elas forem usadas com polias de diâmetros abaixo do tamanho mínimo recomendado, a falha na correia ocorre por desintegração de repouso e quebra de tração;
- Correias trapezoidais: tendem a falhar devido a fissuras na raiz ou cisalhamento de dente, embora quebras de tração também possam ocorrer ocasionalmente.
Por isso, é crucial garantir que além do diâmetro correto, as polias também apresentem o perfil adequado para a correia utilizada.
Por mais de 60 anos, o Grupo Megadyne de empresas tem fabricado transmissão de energia, correias especiais e correias transportadoras para uma ampla gama de indústrias, desde processamento de alimentos e embalagens até papel e impressão.
Como uma empresa ISO 9001: 2008 e um membro tanto da National Industrial Belting Association (NIBA) quanto da Power Transmission and Drive Association (PTDA), entendemos a importância da qualidade e confiabilidade nas aplicações de correias.
Como detectar problemas de falhas em correia industrial?
Existem diversos tipos de problemas que podem causar falhas em correias sincronizadas que podem ser tomadas medidas para detectá-los antes de ocorrer uma falha na correia mais grave.
Tensionamento inadequado
Verificar o tensionamento, pois o melhor tensionamento é aquele ponto em que a transmissão está com o menor tensionamento sem a correia patinar. A transmissão pouco tensionada provoca desgaste e superaquecimento pelo atrito.
Desalinhamento entre polias e correias
Polias desalinhadas provocam desgaste excessivo e ocasionam a “virada” da correia na polia.
Caso o problema seja o desalinhamento da correia próximo a uma polia, basta verificar o alinhamento da polia e dos roletes próximos.
Se o seu problema são os roletes emperrados, a solução é a lubrificação deles ou até mesmo substituição, a depender do caso.
Porém, caso sua estrutura do transportador esteja empenada ou desalinhada, basta endireitar a área deformada.
Emendas nas correias sincronizadas
Se a sua correia não está emendada corretamente, basta apenas remover a parte afetada e realizar a emenda. No entanto, se a sua correia está arqueada, o processo é um pouco mais complicado. Além de substituí-la, será necessário verificar o procedimento de armazenagem e manuseio dos rolos. Assim, o problema não ocorrerá novamente.
Além disso, pode ser que esteja ocorrendo separação das emendas vulcanizadas da sua correia industrial. Portanto, verifique dois detalhes: o empilhamento da correia e o tamanho das polias.
Se eventualmente a correia estiver mal empilhada, conserte-a. Porém, caso o problema seja com o tamanho das polias, elas podem ser muito pequenas, basta usar umas de maior diâmetro.
Por fim, não se esqueça de utilizar fechos adequados ou técnicas de emenda. Caso não seja nenhuma das possibilidades, verifique a tensão da correia. Caso ela esteja muito alta, existem quatro formas de resolver:
- Aumentar a velocidade da correia sem modificar a tonelagem;
- Reduzir a tonelagem sem modificar a velocidade;
- Reduzir o atrito com manutenção e substituição dos roletes danificados;
- Diminuir o contrapeso para o valor mínimo.
Problemas na superfície da polia
Verifique a presença de cantos vivos e material faltante nos canais. Em transmissões com correias sincronizadoras verificar o desgaste medindo o diâmetro externo e a presença de degraus na polias.
Polia com degraus sinaliza desgaste excessivo, provocando folga entre os dentes da correia e da polia. Esta folga afrouxa a correia, perdendo o sincronismo e encavalando os dentes.
No caso de acúmulo de material na polia tensora, a solução é remover o material retido e, posteriormente, instalar raspadores ou outros dispositivos de limpeza.
Endurecimento ou rachaduras nas tampas
Isso pode ocorrer por conta do calor ou por danos químicos. Nesses casos, não se esqueça de checar com o fabricante se a correia é fabricada para as condições específicas de sua empresa.
Caso não seja por isso, é provável que seja por conta da armazenagem ou manuseio inadequados. Desta forma, não deixe de verificar os processos.
Separação de dobras
Esse tipo de falha em correia pode estar acontecendo por três fatores:
- Rigidez transversal insuficiente;
- Polias menores que o necessário;
- Danos químicos.
Caso haja insuficiência de rigidez transversal, é preciso substituir a correia. Se as polias estiverem muito pequenas, troque por maiores. Porém, caso o problema seja danos químicos, é necessário trocar as correias por outras apropriadas às condições específicas de sua empresa.
Pequenas rupturas na carcaça
Elas podem surgir em paralelo à borda da correia industrial, suas causas podem ser o impacto do material na correia ou a presença de material entre a correia e a polia.
Caso seja devido ao impacto, basta ajustar o chute e instalar polias de impacto. Entretanto, se houver material preso entre a correia e a polia, deverão ser instalados raspadores antes da polia traseira.
Rompimento da correia industrial
A origem deste tipo de falha em correias industriais pode estar no tamanho da placa de fixação, na instalação errada dos fixadores ou na quantidade de tensão. Verifique se as placas de fixação não estão muito compridas para o tamanho da polia. Caso estejam, elas deverão ser substituídas por fixadores de menor tamanho.
Outra solução é o aumento do tamanho da polia. Passe então para a segunda opção e verifique se os fixadores foram instalados corretamente, pois eles podem estar muito apertados ou muito frouxos.
Outros problemas comuns em transmissões que causam falhas em correias.
- As transmissões deverão trabalhar livres de atritos com peças estranhas (isto poderá causar cortes no envelope protetor de correia);
- Caso o problema seja o contrapeso demasiado, basta aumentar a tensão de enrolamento. Se o transtorno é por conta do acúmulo de material, será necessário melhorar as condições de carga e transferência;
- Se estiver ocorrendo ranhuras, corte e remoção da cobertura é sinal que a folga entre a correia e as vedações de borracha está maior que o necessário. Nesse caso, não se esqueça de ajustá-la.
Na impossibilidade de uso de uma ferramenta de aplicação prática, use seu bom senso (use seus olhos e ouvidos para detectar se a correia patina quando em funcionamento, aplicando-se uma força no vão da transmissão para verificar se está frouxa ou tensa demais).
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