Selecionar um freio industrial é uma tarefa de importância crítica. Um freio subdimensionado pode levar a uma falha catastrófica, enquanto um freio sobredimensionado é uma despesa de capital desnecessária e pode não fornecer o controlo desejado. A chave para uma seleção precisa reside num cálculo exato do momento de travagem necessário.
Este guia prático destina-se a engenheiros e técnicos. Vamos acompanhar-lhe num método direto para calcular o momento de travagem e discutir os fatores cruciais para além da fórmula que asseguram que escolhe o freio mais seguro e eficaz para a sua aplicação.
Passo 1: Recolha os seus Dados Essenciais de Aplicação
Antes de poder usar qualquer fórmula, deve definir os parâmetros de operação. Para a maioria das aplicações, especialmente aquelas acionadas por um motor elétrico, precisará de:
- Potência do Motor (P): A potência do motor que impulsiona o sistema, medida em quilowatts (kW).
- Velocidade de Plena Carga do Motor (n): A velocidade de rotação do motor em carga plena, medida em revoluções por minuto (RPM). Normalmente encontrada na placa de identificação do motor.
- Tipo de Aplicação: O trabalho específico que o freio irá realizar (p. ex., elevação principal da grua, correia transportadora, deslocação da grua/carro).
Passo 2: O Cálculo Central do Torque de Travagem (Mb)
Para máquinas movidas por um motor elétrico, o momento de travagem necessário pode ser calculado relacionando-o ao momento de contradomínio de pleno funcionamento do motor e aplicando um fator de segurança. A fórmula é:
Mb = (9550 * P / n) * sf
Onde:
- Mb = Torque de Travagem Requerido em Newton-metros (Nm). Este é o valor que procura.
- 9550 = Uma constante usada para converter potência em kW e velocidade em RPM para torque em Nm.
- P = Potência do motor em kilowatts (kW).
- n = Velocidade do motor em revoluções por minuto (RPM).
- sf = Fator de Segurança (adimensional).
Passo 3: A Escolha Crítica – Seleção do seu sf (Fator de Segurança)
O Fator de Segurança é a variável mais importante nesta equação. É um multiplicador que garante que o freio tem capacidade de reserva suficiente para lidar com cargas de pico, emergências e desgaste ao longo da sua vida útil. Nunca use um fator de segurança de 1,0. O fator apropriado depende inteiramente das exigências da aplicação e da criticidade de segurança.
Fatores de Segurança Recomendados por Aplicação
| Tipo de Aplicação | Fator de Segurança Recomendado (sf) | Justificativa |
|---|---|---|
| Içamento Principal da Grua | 1.75 – 2.0 | Alto risco; deve segurar a carga com segurança contra a gravidade. |
| Luffing/Alcance da Grua | 1.75 – 2.0 | Alto risco; semelhante ao içador principal. |
| Correias Transportadoras (Nível) | 1.50 – 1.75 | Precisa de vencer a inércia e manter a correia. |
| Correias Transportadoras (Inclinadas) | 1.75 – 2.25 | Deve manter a carga contra a gravidade, maior risco. |
| Viagem do Gantry/Carro de transporte | 1.25 – 1.50 | Risco menor; principalmente para desaceleração e estacionamento. |
| guinchos e elevadores | 1.75+ | Risco elevado, especialmente ao içar pessoas ou cargas valiosas. |
Observação: Consulte sempre as normas relevantes da indústria (por exemplo, CMAA, DIN) ou um especialista em freios se não tiver a certeza.
Passo 4: Colocando tudo junto – Um Exemplo Resolvido
Vamos dimensionar um freio para o principal içação de uma grua suspendida.
- Reunir Dados:
- Potência do Motor (P) = 30 kW
- Velocidade do Motor (n) = 1450 RPM
- Aplicação = Içamento Principal da Grua
- Selecionar Fator de Segurança:
- Da nossa tabela, um elevador de grua requer um alto fator de segurança. Vamos escolher sf = 1.75.
- Calcular:
- Mb = (9550 * 30 / 1450) * 1.75
- Mb = (197,59) * 1,75
- Mb = 345,8 Nm
- Selecionar o Freio:
- Agora, consultará a nossa documentação do produto. Precisa de escolher um freio com um momento estático nominal que seja igual ou superior a 345,8 Nm.
- Por exemplo, pode consultar o nosso
Freios a Tambor Eletro-hidráulicos da Série YWZ4e verificar que o modelo YWZ4-300/50 tem um torque nominal de 400 Nm. Este seria uma escolha adequada, pois excede com segurança o requisito.
Passo 5: Além dos Números – Critérios Finais de Seleção
O torque calculado é o ponto de partida, não a sua resposta final. Um engenheiro profissional também deve considerar estes fatores qualitativos:
Ciclo de Serviço e Dissipação de Calor
Com que frequência será aplicado o freio? Para aplicações de alto ciclo, como uma grua de produção movimentada, um Freio de Discos à Prova de Falhas geralmente é superior devido à sua excelente dissipação de calor. Um freio de tambor pode superaquecer num cenário desses.
Ambiente de Funcionamento
O freio estará em uma mina poeirenta, num porto marinho corrosivo ou numa instalação interior limpa? O design fechado de um Tambor de Alta Resistência é ideal para proteção contra contaminantes, enquanto que revestimentos especiais podem ser necessários em ambientes corrosivos.
Requisito de Falha Segura
Este é um aplicativo crítico de segurança onde o freio deve atuar após a perda de energia? Se sim, deve selecionar um freio a mola, de libertação elétrica (falha-se). Todos os nossos freios de grua e de mastro, como o Travões hidráulicos à prova de falhas da série SH, são projetados com este princípio.
O Seu Parceiro em Travagem Segura e Fiável
O cálculo correto do freio é a base para um projeto de maquinaria seguro. Seguindo este guia, pode determinar com confiança os requisitos de torque para a sua aplicação.
No entanto, cada projeto tem variáveis únicas. Se precisar de ajuda para verificar os seus cálculos ou selecionar o modelo perfeito que equilibre desempenho, longevidade e custo, os nossos peritos técnicos estão prontos para ajudar.