A sigla RPM pode fazer referência a diferentes conceitos.
De um modo geral, o seu uso está relacionado com as rotações por minuto: a quantidade de voltas que um corpo giratório completa em volta do seu eixo a cada sessenta segundos.
As RPM, neste sentido, constituem uma unidade de frequência que não faz parte do Sistema Internacional de unidades, já que este recorre ao hertz (um hertz representa um ciclo por segundo).
É habitual empregar a ideia de RPM com referência ao funcionamento de um motor.
Diante dessa situação, quais são os cálculos que você precisa saber para identificar as rotações por minuto adequadas para cada equipamento?
Normalmente, os motores possuem velocidade fixa, trabalhando em uma frequência contínua. Este movimento permanece inalterado até a inserção dos conjuntos formados por polias e correias ou por engrenagens que são responsáveis por modificar e adaptar a velocidade original do motor para atender às necessidades operacionais de cada máquina.
Como por exemplo, podemos citar um motor que gire a 800 rotações por minuto (RPM) movimentando um equipamento que necessita de apenas de 80 rotações por minuto. Esse processo é possível graças aos diversos tipos de combinações de polias e correias ou de engrenagens, que modificam a relação de transmissão de velocidade entre o motor e as outras partes da máquina.
RPM
Primeiro precisamos saber que a velocidade dos motores é gerada em RPM (rotações por minuto). Como o nome já diz, a RPM é o número de voltas completas que um eixo, ou uma polia, ou uma engrenagem dá em um minuto.
RPM em Polias
A velocidade fornecida por um conjunto transmissor depende da relação entre os diâmetros das polias. Polias de diâmetros idênticos transmitem para a máquina a mesma velocidade (mesma rpm) fornecida pelo motor.
Em caso de polias com tamanhos distintos, a velocidade transmitida para a máquina será maior ou menor. Se a polia motora, isto é, aquela que fornece o movimento, é maior que a movida, isto é, aquela que recebe o movimento, a velocidade transmitida para a máquina é maior (maior rpm). Se a polia movida é maior que a motora, a velocidade transmitida para a máquina é menor (menor rpm).
Para calcular o RPM das polias é só aplicar a seguinte expressão matemática:
Onde n1 e n2 são as rpm das polias motora e movida, respectivamente, e D 2 e D1 são os diâmetros das polias movida e motora.
RPM em Engrenagens
Do mesmo modo, quando o grupo transmissor de velocidade é composto por engrenagens, o que faz modificar a rpm é o número de dentes. É importante saber que, em engrenagens que trabalham juntas, a distância entre os dentes é sempre igual.
Dessa forma, engrenagens com o número igual de dentes apresentam a mesma rpm. Como pode se observar na figura abaixo:
Engrenagens com números diferentes de dentes apresentam mais ou menos rpm, dependendo da relação entre o menor ou o maior número de dentes das engrenagens motora e movida.
É usada a mesma expressão matemática, visto anteriormente, para calcular o RPM das engrenagens, entretanto só é alterado o D que corresponde ao diâmetro pelo Z que é o número de dentes da engrenagem.
Exemplo prático:
Se você tem a velocidade do motor 800 rpm e os diâmetros das polias motora 80 e movida 200. Como as polias motoras são de tamanho diferente das polias movidas, a velocidade das polias movidas será sempre diferente da velocidade das polias motoras. É isso o que teremos de calcular.
Ou seja,
Cálculo de RPM sobre redutores de velocidade
Redutores de velocidade compilam diferentes tamanhos de engrenagens. E apesar de parecer visualmente complicado, como na imagem a seguir, o que é preciso apenas ser observado que esse conjunto é composto por 2 estágios. Em cada um deles, você tem que apenas descobrir quais são as engrenagens motoras e quais são as engrenagens movidas. Resolvido isso, basta aplicar, em cada estágio, a fórmula que foi apresentada anteriormente.
Vamos supor que você tenha que calcular a velocidade final do conjunto de redutor da imagem a seguir:
No 1º estágio, sabemos que:
n¹ = 1000 rpm
n² =?
Z²= 28 dentes
Z¹ = 14 dentes
Portanto,
Já no 2º estágio, a polia motora está acoplada à polia movida do primeiro estágio. Assim, n2 da polia movida do primeiro estágio é igual a n1 da polia motora do segundo estágio (à qual ela está acoplada). Portanto, o valor de n1 do segundo estágio é 500 rpm.
Então sabemos que:
n¹ = 500
n² =?
Z² = 42 dentes
Z¹ = 14 dentes
Desta forma, a velocidade final do conjunto é de:
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