Avaliação experimental de ligações cubo eixo por interferência para ventiladores de plástico usados em motores elétricos assíncronos

Abstract

Um método de fixação de ventiladores no eixo amplamente utilizado em motores elétricos de baixa potência é a união entre o cubo e o eixo através de chaveta plana. Embora este método seja eficiente na maioria das aplicações, em algumas situações mais críticas tais como compressores, pode ocorrer desgaste do cubo do ventilador que acaba girando no eixo perdendo então sua função. Além disso, o uso de chaveta implica numa operação de fresamento adicional no eixo que acaba aumentando o tempo de fabricação e o custo do produto. O objetivo desse trabalho é o de analisar a viabilidade técnica do uso de ajuste por interferência para fixação de ventiladores termoplásticos no eixo de motores elétricos eliminando assim a necessidade de fresamento do eixo. Para tal, são estudados os principais tipos de união cubo eixo apresentados na literatura com enfoque especial para a união através de interferência. Também são apresentados os principais métodos de fixação de ventiladores usados em motores elétricos bem como uma discussão sobre os torques atuantes no ventilador sob as condições de operação do motor. São abordados aspectos importantes relativos às características mecânicas dos materiais termoplásticos em especial os efeitos da temperatura e o comportamento viscoelástico destes materiais através das curvas de fluência. Uma bancada experimental, com temperatura controlada e simulando as condições mais críticas de operação, foi construída para avaliar o comportamento de um conjunto de ventiladores montados sobre buchas metálicas usando fixação por interferência. Durante o experimento foram monitorados os torques resistentes de cada acoplamento em função da interferência aplicada, temperatura e tempo. Através das curvas de fluência disponíveis para o material do ventilador sob certas condições de tempo e temperatura foi possível comparar alguns dos resultados experimentais com valores calculados através do método pseudo-elástico. Ao final do experimento constatou-se que todos os acoplamentos avaliados ultrapassam o critério de aprovação no teste de vida comprovando a aplicabilidade deste sistema.