Para otimizar as operações em sua linha de produção, o redutor de velocidade é peça fundamental. Com suas diversas aplicações possíveis, fica mais fácil aumentar os desempenhos de rotação de acionadores.
Conheça agora um pouco sobre o funcionamento desse conjunto de engrenagens, quais os principais tipos e como fazer a melhor escolha para o seu negócio.
Boa leitura!
O que é um redutor de velocidade e para que serve?
Redutor de velocidade é um dispositivo mecânico que diminui a velocidade de rotação de um acionador, como um equipamento industrial ou doméstico.
Esse elemento, muito usado na indústria, serve para transmitir potência e adequar os movimentos giratórios, aumentando, consequentemente, o torque.
Seu acionamento é feito por motores elétricos, de combustão interna ou hidráulicos, e turbinas a vapor.
Os principais componentes do redutor de velocidade são: engrenagens, rolamentos, eixos de entrada e saída, mancais, retentores, parafusos, tampas e carcaça.
Como é o funcionamento de um redutor?
Um redutor de velocidade é projetado para mudar a intensidade de movimento do acionador.
A fonte de energia gerada por um motor ou turbina é recebida pelo eixo de entrada. O redutor, então, diminui a velocidade liberando uma movimentação mais lenta pelo eixo de saída.
Com o redutor, aumenta-se o desempenho de rotação, o rendimento e a vida útil dos equipamentos fabris, enquanto o nível de ruído e a vibração são diminuídos.
Além disso, trata-se de um dispositivo resistente, compacto e de baixo custo, com ampla aplicação industrial em:
- máquinas;
- estufas;
- espalhadores;
- elevadores de cargas;
- britadores;
- moinhos;
- moendas;
- agitadores;
- pranchas;
- guinchos;
- extrusores;
- pontes rolantes;
- transportadores;
- fornos rotativos; entre muitas outras aplicações.
Relação de redução: entenda como é calculada
A relação de redução indica quantas vezes a velocidade de rotação é reduzida entre a entrada e a saída do redutor. Ela pode ser determinada pela relação entre as rotações dos eixos ou, em um par simples de engrenagens, pela razão entre seus números de dentes.
Para calcular a relação de redução a partir das rotações, utiliza-se a fórmula:
i = nentrada / nsaída
Em que:
- i = relação de redução;
- n de entrada = rotação do eixo de entrada;
- n de saída = rotação do eixo de saída.
Por exemplo, um motor que opera a 2.000 rpm, conectado a um redutor com relação de redução de 10:1, terá uma rotação nominal de saída de 200 rpm.
Essa relação também influencia o torque disponível na saída, que depende do torque de entrada, da relação de redução e da eficiência mecânica do conjunto.
Por isso, a definição da relação de redução deve considerar tanto a velocidade desejada quanto as exigências de torque da aplicação.
Como o redutor aumenta o torque?
O redutor de velocidade aumenta o torque disponível no eixo de saída ao transmitir a potência do motor com uma rotação menor, por meio de um conjunto de engrenagens.
A relação entre torque, potência e velocidade angular explica esse funcionamento: para uma mesma potência transmitida, a redução da velocidade angular permite aumentar o torque.
Na prática, o torque de saída depende da relação de redução e da eficiência mecânica do redutor, já que parte da potência é dissipada por perdas internas, como atrito e aquecimento.
Esse princípio permite adequar o acionamento às necessidades de máquinas que exigem maior esforço mecânico, como misturadores, extrusoras e sistemas de transporte de cargas.
Principais componentes de um redutor de velocidade
Como dissemos acima, o redutor de velocidade é composto por um conjunto de elementos. Veja quais são:
- carcaça: estrutura em ferro fundido ou aço, projetada para suportar esforços mecânicos e proteger os componentes internos contra impactos e contaminações externas;
- eixo de entrada (rosca sem-fim): responsável por receber a potência do motor e transmitir o movimento inicial ao sistema de engrenagens;
- eixo de saída: fabricado em aço de alta resistência, pode ser vazado ou projetado para acoplamento direto, garantindo transmissão confiável da força;
- eixos: elementos que permitem a rotação e suportam o alinhamento das engrenagens;
- mancais: apoios que asseguram estabilidade e reduzem vibrações dos eixos durante a operação;
- rolamentos: dispositivos que suportam cargas radiais e axiais, diminuindo atrito e aumentando a eficiência da rotação;
- retentores: componentes que evitam vazamentos de lubrificante e protegem contra entrada de contaminantes;
- tampas: peças de vedação que garantem integridade estrutural e facilitam inspeções;
- lubrificantes – óleo ou graxa: óleo ou graxa: fundamentais para reduzir atrito, dissipar calor e prolongar a vida útil dos elementos internos;
- placa de identificação: contém dados técnicos como modelo, relação de redução, torque nominal e fabricante, essenciais para manutenção e rastreabilidade.
Qual a diferença entre redutor de velocidade e controlador de velocidade?
A principal diferença entre redutor de velocidade e controlador de velocidade, quando falamos de dispositivos utilizados no trânsito, é que o redutor possui um display para informar a velocidade de um veículo ao cruzar uma via, enquanto o controlador mede a velocidade para fiscalizar se está dentro da faixa de valores permitidos na via.
Quais são as vantagens de utilizar um redutor de velocidade em equipamentos industriais?
O redutor de velocidade proporciona a adequação do funcionamento de máquinas nas indústrias e em usinas, apresentando diversas funcionalidades e trazendo muitos benefícios, como a melhora na produtividade.
Redução de custos
Um dos papéis do redutor de velocidade é proteger os motores contra danos, em situações de sobrecarga, auxiliando o prolongamento de sua vida útil e diminuindo a necessidade de manutenção ou troca, evitando esse tipo de gasto.
Além disso, vale ressaltar a eficiência energética gerada com o uso desse dispositivo, pois ele mantém o motor funcionando em uma faixa de eficiência adequada, reduzindo o consumo de energia.
Leia também: 6 dicas para economizar energia elétrica nas pequenas indústrias
Aumento de desempenho
O redutor de velocidade moderno é capaz de atender às necessidades dos ambientes fabris mais exigentes, atuando diretamente na otimização da eficiência produtiva.
Ele ajuda a manter as máquinas operando, evitando paradas e outros gargalos de produção.
Uma de suas vantagens mais notáveis é que permite a utilização de motores com menor potência para alcançar a saída requerida, impactando positivamente, mais uma vez, os custos operacionais.
Melhores resultados operacionais
O dispositivo dá um controle maior e mais preciso sobre o funcionamento das máquinas, garantindo o sucesso dos processos industriais. Isso auxilia na prevenção de acidentes, ampliando a segurança no trabalho de uma forma geral.
Muitos setores da indústria, como o agrícola, o químico, o alimentício e o metalúrgico se beneficiam de suas vantagens, como a melhora no desempenho de rotação e a diminuição dos níveis de ruído e vibração.
Proteção de equipamentos
O redutor de velocidade limita a rotação e controla o torque transmitido. Essa função minimiza o efeito de sobrecargas mecânicas que poderiam comprometer motores, acoplamentos e sistemas de transmissão.
Ao reduzir impactos de partida e variações bruscas de carga, o redutor contribui para maior durabilidade dos componentes e estabilidade operacional.
Além disso, a correta vedação com retentores e o uso adequado de lubrificantes asseguram que contaminantes externos não comprometam o desempenho. Dessa forma, ele atua como elemento de segurança, prolongando a vida útil das máquinas e reduzindo custos de manutenção.
5 principais tipos de redutores de velocidade
Existem diferentes tipos de redutores no mercado. Confira agora os principais e suas características:
Redutor de coroa e rosca sem fim de precisão
Este tipo de redutor possui uma rosca sem fim que, quando rotacionada, faz a coroa girar. Então, os dentes da coroa são empurrados pelo movimento do parafuso.
Seu formato quadrado e seus acessórios de fixação (flanges e braços de torque) dão a possibilidade de variadas configurações de montagem nos equipamentos.
O modelo garante boa repetibilidade e é indicado para aplicações de acionamento, posicionamento e alimentadores. Há algumas opções que permitem ajuste de folga em caso de desgaste.
Redutor planetário (precisão) – modelos dentes retos e helicoidais
Permite a ligação em série e é composto por: uma engrenagem anelar de dentes internos, uma engrenagem central – também chamada de solar, e um conjunto de pequenas engrenagens – chamadas de planetárias.
Tem três engrenagens que orbitam ao redor da engrenagem central, gerando torque de saída e atuando sobre as partes separadas do sistema.
Assim, consegue adaptar a quantidade de relações de engrenagens às relações de transmissão individuais, alcançando um número de reduções flexível.
Seus dentes podem ser retos ou helicoidais. Devido à fabricação mais simples, os modelos de dentes retos são mais baratos.
Já as engrenagens de dentes helicoidais reduzem consideravelmente a vibração e o ruído, com uma transmissão homogênea de potência.
O redutor planetário é indicado para aplicações que precisam de confiabilidade e precisão e que demandam alta redução de torque, como nos centros de usinagem.
Inclusive, ele pode ser usado em conjunto com a cremalheira para reduzir a inércia e garantir o maior controle do sistema.
Redutor de engrenagem utilizado em motores monofásicos AC
Um dos modelos mais procurados, possui tecnologia simples e exige pouco gasto com manutenção. Esse tipo de redutor de velocidade oferece alta transmissão de torque e níveis elevados de redução de velocidade.
Suas engrenagens podem ser cônicas ou cilíndricas, sendo que o primeiro tipo oferece alta potência ao torque e é muito aplicado, por exemplo, em máquinas agrícolas.
Seus são geralmente produzidos em aço 40CrMnti, garantindo resistência mecânica. É indicado para trabalhar com equipamentos como motores monofásicos AC.
Redutor Harmonic Driver
Os redutores harmônicos são de alta precisão cinemática e folga zero. Têm em sua estrutura três peças principais: uma coroa de dentes internos, um tubo flexível de dentes externos e um rotor elipsoidal.
Neste modelo, coroa e tubo se mantêm engrenados em pontos de contato. O movimento de redução é obtido por meio da diferença entre a quantidade de dentes do tubo e da coroa – que geralmente tem um ou dois dentes.
Em geral, as relações de reduções do Harmonic Drive são altas, chegando a 160:1, viabilizando movimentos harmônicos de braços robóticos e outros dispositivos de automação industrial.
Redutor de engrenagens cônicas
O redutor de engrenagens cônicas é projetado para transmitir movimento entre eixos que se cruzam, geralmente em ângulo de 90 graus. Sua principal característica é a utilização de engrenagens cônicas, que permitem elevada eficiência na transferência de potência e torque, com menor perda energética.
Esse tipo de redutor é indicado para aplicações que exigem mudanças de direção na transmissão, como sistemas de transporte, máquinas operatrizes e equipamentos de elevação.
Além disso, sua construção robusta garante durabilidade e precisão, sendo capaz de suportar cargas radiais e axiais significativas sem comprometer o desempenho operacional.
Aplicações de um redutor de velocidade
Os redutores de velocidade são utilizados em diferentes segmentos industriais para adequar a rotação e o torque dos motores às exigências de cada equipamento. Entre as principais aplicações, destacam-se:
- Sistemas transportadores: ajustam a velocidade de movimentação de materiais em esteiras transportadoras e linhas de produção, conforme as necessidades do processo.
- Misturadores e agitadores industriais: fornecem o torque necessário para movimentar materiais e manter a rotação adequada durante processos de mistura, como nas indústrias química e alimentícia.
- Máquinas extrusoras: permitem adequar a rotação e o torque exigidos para o processamento de materiais, como na fabricação de tubos e perfis plásticos.
- Máquinas automatizadas: redutores de precisão são utilizados em sistemas de posicionamento que exigem repetibilidade e baixa folga mecânica, como braços robóticos e centros de usinagem.
- Equipamentos de elevação: adequam a velocidade e o torque para a movimentação de cargas em aplicações como guinchos, pontes rolantes e elevadores industriais.
Na seleção do redutor de velocidade, é fundamental considerar os requisitos específicos de cada aplicação, como velocidade, torque, precisão e regime de funcionamento, para garantir a compatibilidade do equipamento com as necessidades do processo industrial.
Como escolher o redutor de velocidade industrial?
A escolha de um redutor de velocidade industrial deve considerar as características do motor, as exigências da máquina acionada e as condições de operação.
Para selecionar o modelo adequado, é necessário avaliar parâmetros como potência, rotação, torque, tipo de carga, fator de serviço e configuração de montagem.
Essas informações permitem identificar as características que o redutor deve apresentar para atender às necessidades da aplicação.
A seguir, conheça os principais critérios técnicos que devem ser considerados durante a seleção.
Potência do motor e da máquina movida
A potência do motor e a potência exigida pela máquina movida são informações essenciais para selecionar um redutor de velocidade compatível com a aplicação.
É necessário verificar se o redutor suporta a potência transmitida pelo motor, considerando também a rotação de operação, o torque exigido pela carga e as condições de funcionamento do equipamento.
A seleção deve respeitar os limites de potência e torque especificados pelo fabricante, evitando sobrecargas que possam comprometer os componentes internos do redutor.
Rotação de entrada e rotação desejada na saída
A rotação de entrada, determinada pelo motor, e a rotação desejada na saída definem a relação de redução necessária. Esse cálculo é importante para garantir que o redutor entregue o torque adequado e mantenha eficiência energética.
Ajustar corretamente a rotação permite sincronismo entre máquinas e estabilidade em linhas de produção contínua. Em aplicações de alta precisão, a rotação de saída deve ser rigorosamente controlada para assegurar repetibilidade e qualidade do processo.
Torque necessário
O torque necessário é calculado com base na carga a ser movimentada e nas condições de operação. O redutor deve multiplicar o torque do motor para atender às exigências sem exceder seus limites estruturais.
É importante considerar torque nominal e máximo admissível, além de fatores como atrito e resistência da carga. Dimensionar corretamente evita falhas mecânicas e garante desempenho contínuo.
Em aplicações industriais pesadas, como extrusoras e misturadores, o torque elevado é indispensável para assegurar robustez e confiabilidade operacional.
Tipo de carga e condições de operação
O comportamento da carga influencia diretamente a seleção do redutor de velocidade. Equipamentos submetidos a cargas constantes apresentam exigências diferentes daqueles que operam com partidas frequentes, inversões de movimento ou cargas de impacto.
Além disso, é importante avaliar a temperatura ambiente, a presença de poeira ou umidade e o regime de funcionamento da máquina.
Essas informações ajudam a definir características como capacidade de carga, fator de serviço, lubrificação e proteção adequada às condições de operação.
Fator de serviço
O fator de serviço ajusta o dimensionamento do redutor conforme a severidade da aplicação. Ele considera variáveis como tipo de carga, regime de operação, número de partidas e condições ambientais.
Um fator de serviço elevado indica necessidade de maior robustez e capacidade de suportar esforços adicionais. Aplicar corretamente o fator de serviço assegura que o redutor opere dentro dos limites projetados, garantindo desempenho contínuo e segurança em operações industriais críticas.
Espaço disponível e configuração dos eixos
O espaço disponível e a configuração dos eixos são determinantes na escolha do redutor. Sistemas compactos exigem soluções que otimizem o aproveitamento do espaço sem comprometer desempenho.
A disposição dos eixos, seja paralela, ortogonal ou coaxial, deve atender às necessidades da aplicação e facilitar o acoplamento com outros componentes. A análise deve considerar acessibilidade para manutenção, dissipação de calor e alinhamento estrutural.
Precisão, folga, ruído e eficiência
Em aplicações de posicionamento, a precisão e a folga mecânica do redutor são critérios importantes para o controle do movimento.
Redutores com baixa folga podem ser utilizados em máquinas automatizadas que exigem repetibilidade e precisão de posicionamento, desde que suas demais características sejam compatíveis com a aplicação.
O nível de ruído e a eficiência mecânica também devem ser avaliados conforme as condições de operação.
A eficiência influencia as perdas de potência durante a transmissão, enquanto o ruído pode variar de acordo com o projeto do redutor, a rotação e as condições de montagem.
Como dimensionar um redutor de velocidade?
O dimensionamento de um redutor de velocidade consiste em determinar as características necessárias para que o equipamento transmita o movimento e o torque exigidos pela aplicação.
O primeiro passo é calcular a relação de redução a partir da rotação do motor e da velocidade desejada na saída. Em seguida, deve-se verificar o torque necessário para movimentar a carga, considerando as condições de operação e a eficiência mecânica do redutor.
Também é fundamental avaliar o fator de serviço, os esforços aplicados aos eixos e os limites de operação estabelecidos pelo fabricante.
Com esses parâmetros definidos, é possível consultar o catálogo técnico e selecionar um modelo compatível com as necessidades da máquina.
Em aplicações com cargas variáveis, partidas frequentes ou requisitos elevados de precisão, o suporte técnico especializado pode auxiliar no dimensionamento e na escolha do conjunto de transmissão.
Quais informações são necessárias para especificar um redutor?
Para especificar um redutor de velocidade, é necessário reunir informações técnicas sobre o motor, a máquina acionada e as condições de operação. Os principais dados que devem ser considerados são:
- Potência nominal do motor: potência disponível para o acionamento da máquina.
- Torque necessário: torque exigido pela carga para o funcionamento adequado do equipamento.
- Rotação de entrada e saída: velocidade de rotação do motor e rotação desejada na saída do redutor.
- Tipo de carga e fator de serviço: características da carga, regime de operação e possíveis sobrecargas durante o funcionamento.
- Condições ambientais: temperatura, umidade e presença de contaminantes no ambiente de instalação.
- Espaço disponível e configuração dos eixos: dimensões disponíveis para montagem e disposição dos eixos de entrada e saída.
- Precisão, folga e eficiência: requisitos de posicionamento, folga mecânica admissível e eficiência da transmissão.
Redutor de velocidade x motorredutor: qual a diferença?
O redutor de velocidade é um componente independente que ajusta a rotação e torque entre motor e máquina, permitindo flexibilidade na escolha do motor.
Já o motorredutor integra motor e redutor em um único conjunto compacto, simplificando instalação e reduzindo espaço ocupado.
O redutor isolado é indicado quando há necessidade de personalização ou substituição independente do motor, enquanto o motorredutor oferece praticidade em projetos padronizados.
A decisão entre ambos depende das exigências da aplicação, considerando manutenção, custo e suporte técnico.
Como escolher um fornecedor de redutor de velocidade?
A escolha de um fornecedor de redutor de velocidade deve considerar não apenas a disponibilidade do equipamento, mas também o suporte oferecido durante a especificação e a seleção do modelo.
É importante verificar se o fornecedor disponibiliza informações técnicas sobre torque, relação de redução, capacidade de carga, precisão e condições de operação dos redutores.
A disponibilidade de documentação técnica, orientações de instalação, assistência e peças de reposição também deve ser considerada, conforme as necessidades de manutenção da máquina.
Para fabricantes de máquinas e integradores de automação, contar com suporte especializado durante o dimensionamento pode facilitar a seleção de um conjunto de transmissão compatível com os requisitos do projeto.
Saiba por que comprar redutor de velocidade na Kalatec
A Kalatec Automação está há mais de 35 anos no mercado, oferecendo uma linha de produtos para automação industrial. Seu catálogo inclui modelos de redutor de velocidade para compor diferentes projetos.
Destaque para o Harmonic Drive, um redutor de engrenagens leve e compacto que transmite torque e realiza posicionamento de alta precisão com folga zero.
Para projetos que exigem acabamento fino e detalhista, a Série WEB de Redutores Planetários Helicoidais é perfeita, pois os redutores são fabricados com aço de alto teor de carbono, que concebe resistência mecânica da cementação e têmpera.
Conclusão
O redutor de velocidade cumpre o importante papel de mudar a velocidade de rotação e transmitir potência a máquinas industriais.
Uma de suas principais vantagens é o ajuste do torque e velocidade, aumentando a produtividade, além da diminuição dos níveis de vibração, ampliando a durabilidade dos equipamentos.
Para eleger o redutor ideal, é preciso analisar as exigências da sua aplicação, como o tipo de máquina que será movida e qual a sua potência requerida.
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