Avaliação da aplicação de compósitos poliméricos em engrenagens cônicas de transmissão de máquinas agrícolas

Abstract

A utilização de materiais poliméricos em substituição a diversos outros como o metal tem seu nível de desenvolvimento aumentado na aplicação de novos compostos bem como novas tecnologias de formação. Uma abordagem dos principais fatores ultimamente utilizados para sua avaliação fez-se necessária para a comprovação do comportamento dos materiais poliméricos na aplicação em engrenagens de transmissão de força. As análises apresentadas foram baseadas em experimentações práticas e através de métodos de elementos finitos, utilizando diversos compósitos e cargas de adição para formação dos polímeros testados em condições controladas de torque, temperatura e rotação, utilizando-se de desenvolvimento de dispositivo de movimentação e controle específico. As engrenagens poliméricas comportaram-se de diferentes formas em condições específicas de temperatura, rotação e solicitação de torque, apresentando resultados variados em função dos polímeros utilizados em sua formação. A geometria de projeto e construção do perfil do dente das engrenagens cônicas teve influência direta em relação ao desempenho, sendo possível a redução das tensões na raiz do dente. As peças injetadas forneceram corpos de prova para análises térmico dinâmico mecânicas, os resultados destas apresentaram discrepância entre os materiais base no que se refere a Tm. A substituição de materais metálicos por materiais poliméricos deve levar em consideração as características para cada aplicação.

The use of polymeric materials to substitute an array of others like metal has its development level increased when new compounds are applied as well as new formation technologies. An approach of the main factors lately used for its assessment was necessary to prove the polymeric material’s behavior when applied in gears for strength transmission. The presented analysis were based on practical experiences and through methods of finite elements, using diverse composites and addition loads to form the tested polymers in controlled conditions for torque, temperature and rotation, making use of the device development of movement and specific control. The polymeric gears behave in different ways according to specific conditions of temperature, rotation and torque request, presenting a variety of results due to the polymers used in its formation. The geometry of the project and the profile construction of the conical gears’ tooth had direct influence under the performance, being possible to reduce the tensions in the tooth’s root. The injected pieces supply a body of proves to a mechanic dynamic thermal analysis, these results present discrepancy among the base materials regarding Tm. The replacement of metallic materials for polymeric materials must consider the characteristics of each application.