Calculadora de velocidade, torque e força do fuso

Com atrito nulo no colar de encosto, torque positivo de descida é coerente com rosca autotravante. Com atrito no colar, torque total de descida positivo não comprova sozinho o autotravamento da rosca. A verificação considera apenas o atrito da rosca.

Como calcular um fuso?

Um fuso transforma rotação em movimento linear. Uma volta do fuso desloca a porca por um avanço, então a velocidade linear é v = P_h × n. Um fuso com avanço de 10 mm a 600 rpm desloca a porca a 6 metros por minuto.

Força e torque

O trabalho por volta é o mesmo dos dois lados: 2 × π × T no motor e F × P_h na carga. As perdas entram pelo rendimento: T = F × P_h / (2 × π × η). Para 5000 N, avanço de 10 mm e rendimento de 90 %, o torque é 8,84 N·m. A mesma relação invertida fornece F = 2 × π × η × T / P_h.

Um avanço menor produz mais força com o mesmo torque, mas menor velocidade.

Fusos trapezoidais e autotravamento

Em fuso trapezoidal com porca deslizante, o rendimento depende do atrito e a calculadora o determina pelo coeficiente de atrito. Com atrito suficiente, a carga não consegue girar o fuso no sentido inverso. É o autotravamento, cuja condição é π × μ × d_m × sec α > P_h. Macacos e morsas usam esse princípio. Fusos de esferas têm atrito muito baixo e não apresentam autotravamento, por isso um eixo vertical precisa de freio.

Exemplo

Um fuso Tr 20×4 (diâmetro médio 18 mm, avanço 4 mm) com coeficiente de atrito 0,15 sob 10 kN apresenta torque de elevação de 20,6 N·m, torque de descida de 7,5 N·m e rendimento de 31 %. Como o torque de descida é positivo, o fuso é autotravante.

Limites

A calculadora fornece torque com velocidade constante. A seleção do motor também exige torque de aceleração. O fuso precisa de verificações de flambagem, velocidade crítica e vida da porca. Para essas verificações, siga o método do catálogo do fabricante.

Perguntas frequentes

Como converter o torque do fuso de esferas em força linear?

Por exemplo, um fuso de esferas com avanço de 10 mm por volta, torque de 10 N·m e rendimento de 90 % produz força linear de 5655 N. O cálculo equilibra trabalho rotativo e linear usando rendimento de exemplo. Esta estimativa preliminar exclui aceleração, flambagem, vida da porca e segurança de retenção da carga.

Calcular com estes valores