Acoplamento de Polias


O acoplamento de polias se dá, como o nome indica, através da união entre dois objetos circulares. É um princípio relacionado ao movimento circular que envolve ambos os corpos através do contato entre eles ou por meio de uma correia. Essa ação é fundamental para os motores, porque eles necessitam de uma frequência de rotação fixa. Por causa disso, o acoplamento é aplicado em diversos sistemas que giram e que precisam de variadas frequências de rotação.

Acoplamento de Polias

Se a união entre as polias é direta, é preciso que existam engrenagens, porque dessa forma se evita o escorregamento. As polias devem ser unidades sob a forma de engrenagens. Elas são postas no eixo de um motor e possuem tamanhos diferentes. Esse sistema permite que um único motor forneça frequências que ditarão a rotatividade das polias.

Há duas formas de acoplamento:

  • Por correia ou corrente: Se a correia ou a corrente não mudar de tamanho, temos uma velocidade escalar igual em todos os pontos. Ela será análoga entre as polias.
  • Por engrenagem no mesmo eixo: A velocidade entre as polias é angular. A frequência e o período são iguais.

Vamos abordar o conceito mais a fundo.

Acoplamento de polias

A matéria que aborda o acoplamento de polias está ligada a estudo do movimento circular uniforme. O acoplamento de polias, que por vezes é chamado de acoplamento de engrenagens, constitui-se através das duas formas básicas mencionadas anteriormente. É mais simples de entender como funciona o sistema quando utilizamos como exemplo as bicicletas.

Esse meio de transporte anda graças a engrenagens que são movimentadas pela força humana. Para que isso aconteça, é preciso ter duas coroas, uma maior e outra menor. A maior, na frente, possui pedais acoplados no seu eixo, e a menor está ligada ao eixo da roda traseira. A ligação entre essas coroas, ou polias, é feita por uma correia, que passa pelas duas sem deslizar sobre elas, pois essas possuem dentes. Se a coroa da frente, a maior, girar no sentido horário, é necessário que a de trás gire no sentido contrário, ou seja, anti-horário.

A coroa da frente, por ser maior, possui também um raio maior que a coroa de trás. A correia passa por elas sem deslizar por causa de um motivo: a velocidade que ela vai da engrenagem 1 para a engrenagem 2 é a mesma. É impossível que a correia passe mais rápido pela primeira coroa. A velocidade com que ela circula pelas duas engrenagens precisa ser necessariamente única. Nesse sentido, dizemos que:

• V1 = V2

Há, no entanto, uma diferença de frequência. A engrenagem menor, a de trás, completa mais voltas no mesmo intervalo de tempo do que a engrenagem maior, da frente. Podemos perceber isso facilmente. É importante perceber que não se trata de um giro mais veloz, e sim de maior frequência. Dizemos então que a frequência da engrenagem 1 é maior que a frequência da engrenagem dois. Representamos assim:

• F1 > F2

Com isso podemos criar sistemas que diminuem ou aumentam o número de rotações através das engrenagens (ou polias). Na medida em que adicionamos mais ou menos e maiores ou menores engrenagens em um mecanismo, é possível tirar uma força em excesso ou aumentar quando for necessário. A utilidade disso para a indústria é enorme, pois pode ser aplicado nas mais variadas tecnologias.

Uso de engrenagens

Na indústria mecânica o sistema com engrenagem é usado de muitas formas. As polias fabricadas normalmente com metais ou ligas muito resistentes (normais em trabalhos pesados, com câmbios, motores e máquinas) ou metais. Mas elas também podem ser fabricadas em plástico. Essas são normalmente utilizadas em relógios de parede.

Normalmente um único motor é necessário para funcionar diversas máquinas em uma indústria. Vemos os princípios aplicados de diversas formas, porque são usadas muitas correias e eixos para ligar os discos e polias.

As engrenagens na indústria costumam ter dentes para evitar que haja deslizamento entre elas. Os eixos também passam a estar mais sincronizados um com o outro. Mesmo se as engrenagens forem fabricadas com algumas imperfeições, principalmente no diâmetro e na circunferência, o sistema todo não será comprometido. Isso porque o que dita realmente a marcha são justamente os dentes.

Outra característica interessante dos dentes é que eles também ajudam a estabelecer, de maneira exata, a marcha da relação entre as duas polias. Por exemplo, se uma engrenagem possui 40 dentes, e a outra 20, significa que a marcha quando estão engrenadas é de 2:1.

Novamente, o melhor exemplo do que foi exposto aqui está nas bicicletas. Elas são usadas diariamente por milhões de pessoas em todo mundo. Uns as usam em passeios, e outros usam para se exercitar. E esse último uso acontece por causa do acoplamento de polias. Por quê? Por causa da força utilizada pelas pernas na movimentação.

Perceba que os modelos com marcha exigem força de acordo com a marcha que está acionada. A depender da combinação entre as duas engrenagens, devemos fazer mais ou menos força para movimentar a correia.