Como traçar a voluta de um exaustor

O que é

A voluta é o caracol do ventilador centrífugo e do exaustor: a caixa em espiral que recolhe o ar do rotor e o leva à boca de saída. Ela sai de quatro chapas -- as duas laterais, a da frente com o furo da entrada, a cinta que dá a volta no rotor e a lingueta, a parede de dentro da boca. A página traça a espiral pelo método dos quatro centros, a partir do rotor, da folga no bico e da boca de saída, e dá as chapas em DXF e no gabarito 1:1.

Onde se usa

Exaustores de cozinha industrial, de churrasqueira e de cabine de pintura, ventiladores de forja e de fornalha, aspiradores de pó de marcenaria e coletores de cavaco, insufladores de secador e de estufa.

Medidas que o cálculo pede

• D Diâmetro do rotor
• F Folga no bico (do rotor à lingueta)
• A Abertura da boca de saída
• B Largura interna da caixa
• C Altura da boca, a partir do eixo do rotor
• DE Diâmetro da boca de entrada (0 = sem furo)
• THK Espessura da chapa

Calcule com as suas medidas

Sem conta: informe as medidas em milímetros e veja os números e o desenho. O gabarito em PDF na escala, o DXF para a máquina de corte e o modelo 3D pedem uma conta gratuita.

Diâmetros e lados são medidas externas, de fora a fora. A planificação já desconta a espessura, pela linha média.

Diâmetro do rotor D (mm)

Folga no bico (do rotor à lingueta) F (mm)

Abertura da boca de saída A (mm)

Largura interna da caixa B (mm)

Altura da boca, a partir do eixo do rotor C (mm)

Diâmetro da boca de entrada (0 = sem furo) DE (mm)

Espessura da chapa THK (mm)

Calcular grátis

Como se desenvolve: as fórmulas

O quadrado e os raios

s = A / 4 ; R1 = s/2 + √((d/2 + f)² − (s/2)²) ; Rk = R1 + (k − 1) × s Os quatro centros nos cantos do quadrado de lado s, em volta do eixo. No exemplo, s = 50 e R1 = 243,6 mm: a lingueta fica a 220 mm do eixo, 20 de folga.

A boca de saída

boca = R4 − R1 + s = A A lingueta e o fim da espiral ficam na mesma altura, e as paredes da boca sobem a prumo: 200 mm no exemplo.

A cinta

L = Σ π/2 × (Rk + e/2) + (c − s/2) Pela linha média, a espiral e o reto da parede da boca: 2402,9 mm no exemplo.

As laterais

raio de fora = Rk + e ; lingueta por fora em x = R1 − s/2 − e Por fora da cinta e da lingueta; a face de fora da lingueta encontra o primeiro arco a 2 × √(R1 × e) acima da ponta.

Exemplo resolvido

Valores que já vêm preenchidos no formulário, calculados pela própria ferramenta:

Diâmetro do rotor	400 mm
Folga no bico (do rotor à lingueta)	20 mm
Abertura da boca de saída	200 mm
Largura interna da caixa	150 mm
Altura da boca, a partir do eixo do rotor	420 mm
Diâmetro da boca de entrada (0 = sem furo)	280 mm
Espessura da chapa	2 mm
A planificação cabe em uma chapa de	2403 × 791 mm
Planificações geradas	4

Resultado do exemplo

Chapa 1	741 × 791 mm
Área e peso	0,35 m² · ≈ 5,6 kg em aço de 2 mm
Raios dos arcos	140 mm · 245,6 mm · 295,6 mm · 345,6 mm · 395,6 mm
Ângulo do setor	360 · 79,6 · 90°
Chapa 2	741 × 791 mm
Área e peso	0,42 m² · ≈ 6,5 kg em aço de 2 mm
Raios dos arcos	245,6 mm · 295,6 mm · 345,6 mm · 395,6 mm
Ângulo do setor	79,6 · 90°
Chapa 3	2403 × 150 mm
Área e peso	0,36 m² · ≈ 5,7 kg em aço de 2 mm
Chapa 4	395 × 150 mm
Área e peso	0,059 m² · ≈ 0,93 kg em aço de 2 mm

Notas de montagem

Calandre a cinta em quatro trechos, marcados na chapa a partir da ponta da lingueta, cada um no seu raio pela face de dentro: 243,6, 293,6, 343,6 e 393,6 mm, com 384,2, 462,7, 541,3 e 619,8 mm de chapa; o resto, 395 mm, fica reto e é a parede de fora da boca. Os quatro centros são os cantos de um quadrado de 50 mm em volta do eixo do rotor.

As laterais cobrem a cinta e a lingueta por fora: a cinta entra entre as duas, na largura de 150 mm, com a lingueta a 20 mm do rotor e a boca de saída de 200 × 150 mm. A lateral da frente leva o furo da entrada; fure a de trás para o eixo do motor.

Como riscar na chapa

1. Informe o diâmetro do rotor, a folga no bico, a boca de saída, a largura da caixa, a altura da boca a partir do eixo, a entrada e a espessura.
2. Corte as duas laterais, a da frente com o furo da entrada, a cinta e a lingueta, ou mande o DXF ao corte.
3. Calandre a cinta trecho a trecho, cada um no seu raio, a partir da ponta da lingueta, e deixe o último trecho reto.
4. Solde a cinta e a lingueta numa lateral, pelo contorno, com a ponta da lingueta encostada no começo da cinta.
5. Feche com a outra lateral, confira a folga do rotor no bico e fure a lateral de trás para o eixo do motor.

Erros comuns e tolerâncias

Começar a espiral longe do rotor

A folga no bico é o que o ventilador mais sente: com folga grande, parte do ar dá a volta e não sai. Fique entre 5% e 10% do diâmetro do rotor.

Calandrar a cinta num raio só

A voluta cresce: cada quarto tem o seu raio, uma aresta do quadrado maior que o anterior. Num raio só a boca sai torta e menor.

Medir a espiral por fora

As medidas do traçado são da face de dentro, a que o ar lambe; a cinta desenvolve pela linha média e as laterais vão uma espessura além. Medindo por fora, a folga e a boca encolhem uma espessura.

Perguntas frequentes

Como traçar a voluta de um exaustor?

Pelo método dos quatro centros: um quadrado de lado igual a um quarto da boca de saída, com o centro no eixo do rotor, e a espiral em quatro quartos de círculo, cada um com a ponta seca num canto do quadrado e o raio uma aresta maior que o anterior. No exemplo, a boca de 200 dá o quadrado de 50 mm e os raios 243,6, 293,6, 343,6 e 393,6 mm, pela face de dentro.

Qual a folga entre o rotor e a lingueta?

De 5% a 10% do diâmetro do rotor, a regra dos livros de ventilador: menos que isso o bico assobia, mais que isso parte do ar volta pela boca. No exemplo, 20 mm num rotor de 400. A espiral começa nesse ponto, o mais perto do rotor.

Qual o comprimento da cinta?

O da espiral pela linha média mais o reto da parede da boca: no exemplo, 384,2 + 462,7 + 541,3 + 619,8 = 2007,9 mm de espiral e 395 de reto, 2402,9 mm, na largura da caixa, 150. A chapa sai com as trocas de raio marcadas, para calandrar cada trecho no raio dele.

Por que a boca de saída sai do tamanho certo?

Porque a espiral de quatro centros cresce exatamente a abertura da boca numa volta: a lingueta e o fim da espiral ficam na mesma altura, uma boca de distância, e as duas paredes sobem a prumo, tangentes a ela. No exemplo, 200 × 150 mm.

As laterais cobrem a cinta?

Cobrem: o contorno delas é a face de fora da cinta e da lingueta, uma espessura além da espiral, e a cinta entra entre as duas, na largura da caixa. A da frente leva o furo da entrada; a de trás sai inteira, para o furo do eixo que o motor pedir.