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ÁREA DO ESTUDANTE

A era Industrial – Porque surgiram os redutores

Máquinas acionadas por engrenagens no começo do século mudaram a face das fábricas para sempre. Isto se deve ao fato que no fim dos anos de 1.700 James Watt aperfeiçoou o seu maravilhoso motor a vapor, a revolução industrial foi movida a...

Máquinas acionadas por engrenagens no começo do século mudaram a face das fábricas para sempre.
 
Isto se deve ao fato que no fim dos anos de 1.700 James Watt aperfeiçoou o seu maravilhoso motor a vapor, a revolução industrial foi movida a vapor. Um poderoso e enorme motor podia acionar uma fábrica inteira, transmitindo potência a dezena de máquinas por meio de correias, o sistema era ineficiente e trabalhoso, mas melhorias chegaram por volta de 1890 quando a energia elétrica chegou ao chão de fábrica.
 
Os motores elétricos criaram um novo problema. Os motores elétricos standard tinham um rendimento aceitável somente em rotações bem acima das necessárias nas máquinas acionadas. Era necessário achar um intermediário mecânico, um dispositivo que pudesse transformara potência do motor para a velocidade pratica da máquina.
 
Este dispositivo era o redutor de velocidade. Um redutor bem feito podia reduzir as revoluções por minuto de um motor em até revoluções por hora de algumas máquinas. O redutor era a ponte que ligava o motor a máquina. Transmitindo potência em uma infinidade de reduções, junto com o motor elétrico criaram uma silenciosa revolução industrial.
 
 As engrenagens não assumiram seu local da noite para o dia. A tecnologia das engrenagens pode parecer elementar para os leigos, o que poderia ser mais simples do que uma roda com dentes? Mas as engrenagens industriais percorreram um longo e trabalhoso caminho no seu processo de desenvolvimento. As primeiras unidades eram de ferro fundido (até os dentes), os inevitáveis defeitos causavam desgaste prematuro e muito ruído. Engrenagens com dentes usinados começaram a aparecer no fim dos anos 1800, mas persistiam problemas de precisão e os tipos de dentes eram limitados aos dentes retos.
 
Nas engrenagens de dentes retos engrena um só dente de cada vez, esta ineficiência fez com que alguns engenheiros desenvolvessem as engrenagens helicoidais, cujos dentes são cortados na diagonal, consequentemente acabam trabalhando mais dentes ao mesmo tempo, transmitindo mais potência e sem ruído.
 
O problema entretanto era a carga axial e os rolamentos não estavam suficientemente desenvolvidos. Começou então uma procura por materiais melhores .
 
O mercado começou a ficar exigente por produtos mais duráveis, eficientes e silenciosos.

Em 1909 um engenheiro inventor suíço chamado Casper Wüst-Kuns desenvolveu a engrenagem espinha de peixe e uma máquina para confecção das mesmas, a Hobber. O Hob em inglês conhecido entre nós como caracol é uma rosca com vários dentes de aço que giram na face do blank da roda enquanto a mesma também gira. Casper na realidade não inventou nenhum nem outro pois o Hob já existia em 1904 e a engrenagem espinha de peixe desde 1901.

Seu mérito foi juntar estes conceitos e desenvolver uma máquina que oferecia velocidade precisão e economia, ou seja, tudo que o mercado queria.
 
Os ingleses tomaram a frente e fizeram deste novo processo de fabricar engrenagens, um rentável negócio, produzindo comercialmente redutores de velocidade, para as minas de ouro da África do Sul e para vários estaleiros pois nesta época os motores a vapor estavam sendo substituído por turbinas a vapor que exigiam redutores.

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Estudos pioneiros – O início da aplicação das engrenagens

Em 1951 Derek Price foi ao Museu Nacional em Atenas analisar por si mesmo o mecanismo. Ele estava familiar com a construção de astrolábios medievais, e uma longa jornada de pesquisas começaria.

Em sua primeira publicação sobre o tema em 1955, Price...

Em 1951 Derek Price foi ao Museu Nacional em Atenas analisar por si mesmo o mecanismo. Ele estava familiar com a construção de astrolábios medievais, e uma longa jornada de pesquisas começaria.

Em sua primeira publicação sobre o tema em 1955, Price situa o mecanismo de Anticitera como precursor de todos relógios mecânicos. Logo depois, em um fascinante artigo na revista Scientific American de junho de 1959, ele chama a atenção do mundo científico a diversos aspectos do mecanismo, apontando que devia ser um computador astronômico a partir das inscrições com referências ao zodíaco, corpos celestes e aos meses do ano. Estes mostradores são singulares por apresentar claras marcações periódicas, e se inferirmos a existência de ponteiros móveis, isto estabelece o mecanismo de Anticitera como o mais antigo instrumento cientificamente graduado que conhecemos.

Todas as mais de trinta engrenagens componentes do mecanismo original aparentam ter sido cortadas da mesma chapa de bronze com uma pequena quantidade de latão, com dentes simples compostos de triângulos com ângulo de 60 graus em todas, e portanto, intercambiáveis. A partir das engrenagens, Price conjeturou que o giro de uma engrenagem motriz agora perdida movimentava todas as outras levando ponteiros a indicar o movimento de corpos celestes ao longo do tempo.

  O mecanismo seria assim uma espécie de simulador capaz de indicar posições celestes em qualquer data, bastando girar uma manivela para frente ou para trás. Este giro poderia ser mesmo automatizado, representando o céu junto com um relógio de água.

  A hipótese era tão ousada que se chegou a propor que o artefato teria adentrado no meio dos destroços do navio (sic) em um período medieval. De fato, por tudo que sabemos, o mecanismo de Anticitera está mais de mil anos à frente de seu tempo. Mecanismos conhecidos com grau de sofisticação similares só viriam a surgir depois do século XIII ou ainda depois. Mas novamente, uma série de evidências indica com segurança que ele data do século I AC. A hipótese é sem dúvida extraordinária, mas é acompanhada de uma série de evidências extraordinárias.

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O surgimento dos redutores de rosca sem-fim globoidais

A Cone Drive fabricou uma grande quantidade de redutores para torre de canhão para a Marinha Americana durante a 2ª Guerra Mundial. A causa foi que o sem-fim globoidal da Cone Drive® , com uma coroa de 97 ½ polegadas de diâmetro, 192:1 tinha capacidade de torque igual...

A Cone Drive fabricou uma grande quantidade de redutores para torre de canhão para a Marinha Americana durante a 2ª Guerra Mundial. A causa foi que o sem-fim globoidal da Cone Drive® , com uma coroa de 97 ½ polegadas de diâmetro, 192:1 tinha capacidade de torque igual a uma coroa convencional de 161 polegadas.

Nos anos de 1920, enquanto trabalhava no estaleiro da Marinha em Norfolk , um Americano chamado Samuel I. Cone desenvolveu e patenteou um método rotacional-radial de corte para os sem-fins globoidais e coroas que permitia o corte preciso dos dois elementos. Quando o sem-fim globoidal foi visualizado por Leonardo Da Vinci no século 15 e fabricado pela primeira vez no século 18, Samuel Cone foi o primeiro a inventar um método eficiente para produzir estas engrenagens complexas. O sem-fim globoidal tornou-se standard na maioria das aplicações de transmissão de potência pelos 70 anos seguintes.

Com as patentes conseguidas pelo Sr. Cone, A Michigan Tool Company fundou a Cone Drive em 1936. A companhia deu continuidade no desenvolvimento nos processos de fabricação de coroas e sem-fins, conseguindo numerosas patentes em em desenho do produto como em máquinas para a fabricação dos mesmos e hoje a Cone Drive fábrica uma linha completa de redutores de velocidade baseado no desenho do sem-fim globoidal , com milhares de variações possíveis em desenho, tamanhos e opções.

A empresa continua refinando o produto e o processo e tem apresentado soluções como redutor com sem backlash (folga) e uma linha de redutores para servo-motores, o que tem de mais silencioso , preciso e compacto no mercado.

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Chegando aos anos 1900 até hoje

Nos EUA a Falk que começou como cervejaria, depois fundição e fabricação de bondes antevê o potencial do mercado e começa a vender nos EUA redutores com engrenagens espinha de peixe, porém teve muitas restrições a...

Nos EUA a Falk que começou como cervejaria, depois fundição e fabricação de bondes antevê o potencial do mercado e começa a vender nos EUA redutores com engrenagens espinha de peixe, porém teve muitas restrições a princípio pois elas eram desconhecidas pelos americanos, a empresa teve que desenvolver um enorme trabalho de vendas e marketing oferecendo garantia para o resto da vida de seus redutores, que começaram a vender mais e mais e com a expansão naval americana, tornou a Falk na época o maior fabricante de redutores no mundo.

Em 1923 foi criada a Companhia Brook Hansen, a qual em 1950 efetuou o 1º registro de patente através de David Hansen como inventor do redutor padronizado (lei da distância entre centros). Em 1970 registrou sua 2ª patente de redutores.

 

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Leonardo Da Vinci

As engrenagens fazem parte da tecnologia humana a centenas de anos, girando moinhos, levantando água em civilizações ancientes da China até a Babilônia.

Teve em Leonardo Da Vinci um grande percurso em diferentes tipos...

As engrenagens fazem parte da tecnologia humana a centenas de anos, girando moinhos, levantando água em civilizações ancientes da China até a Babilônia.

Teve em Leonardo Da Vinci um grande percurso em diferentes tipos de concepção, Da Vinci inventou a engrenagem cônica e aperfeiçoou a rosca sem fim inventada por Arquimédes, e desenvolveu inúmeras aplicações em seus mecanismos.

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