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4. TRANSPORTADORES CONTNUOS

Os Transportadores Contnuos possibilitam o deslocamento de grandes quantidades de material em um tempo reduzido, atravs de um percurso fixo de transporte.

Estes equipamentos so aplicados para realizar deslocamentos em trechos horizontais, inclinados e verticais; em percursos retos, angulares ou curvos.

Os materiais transportados podem ter caractersticas diversas, podendo ser a granel, granel e volumes e apenas em volumes.

Nas instalaes industriais modernas os diversos tipos de transportadores contnuos esto cada vez mais incorporados aos processos produtivos, e pelas suas caractersticas tm assumido importante funo na automao de inmeras atividades que envolvem o deslocamento de materiais.

Os Transportadores de Correia, ou Correias Transportadoras, representam um dos principais tipos de transportadores contnuos utilizados atualmente., sendo analisado com mais detalhes nos itens a seguir. Os outros equipamentos mencionados podero ser analisados nas literaturas de referncia na bibliografia.

4.1. Transportadores de Correia:

A figura 33 apresenta o perfil de um transportador de correia tpico. Os componentes mais comuns deste tipo de equipamento so indicados na figura. O funcionamento do transportador feito pelo acionamento de um tambor, que traciona a correia flexvel. Ao longo do transportador existem roletes de apoio, que sustentam a correia, tanto no lado carregado de material quanto no lado do retorno. Alm do tambor de acionamento, existem os tambores de retorno e de aperto que garantem o tracionamento correto da correia em todo o percurso do transportador.

O projeto e dimensionamento dos transportadores de correia so definidos atravs de normas especficas, seguindo os mesmos conceitos das demais mquinas de elevao e transportes. As referncias adotadas neste curso seguem os critrios da CEMA (Conveyor Equipment Manufacturers Association), que so descritos no Manual dos Transportadores Contnuos da FAO (Fbrica de Ao Paulista S.A.).Para complementar os estudos recomenda-se como literatura adicional a NBR 8011, NBR 8205 e o Dubbel. As demais normas ABNT deste assunto podem ser pesquisadas atravs do endereo http://www.abntdigital.com.br.

4.1.1. Informaes Iniciais:

Para o desenvolvimento do projeto do transportador so necessrias informaes preliminares que iro definir as caractersticas bsicas para o dimensionamento do equipamento. As principais informaes so descritas a seguir:

4.1.1.1. Caractersticas do Material:

As informaes referentes ao material a ser transportado so: tipo, granulometria, peso especfico, temperatura, teor de umidade, abrasividade, capacidade de escoamento, ngulo de repouso, ngulo de acomodao e outras informaes que possam influenciar no transporte.Aps definir o tipo de material a maior parte das especificaes podem ser obtidas em tabelas. As caractersticas especficas devem ser levantadas conforme a aplicao. A maioria das especificaes podem ser obtidas nas Tabelas 1-01 e 1-02 do Manual de Transportadores Contnuos.

A caracterstica do material transportada tem influencia na especificao de praticamente todos os demais componentes do transportador. Portanto, extremamente importante conhecer as especificaes corretas para evitar problemas no desempenho futuro do equipamento. Como pode ser observado na descrio anterior, inmeros parmetros influenciam a especificao completa das caractersticas do material.

Figura 33: Perfil de um Transportador de Correia e Principais Componentes

4.1.1.2. Perfil do Transportador:

O perfil do transportador depende das condies do local de sua instalao. As caractersticas do perfil iro definir os critrios de clculo do transportador.

O exemplo da figura 33 apresenta o perfil tpico de um transportador inclinado.

A figura 34 apresenta a foto de um transportador de minrio de ferro de grande comprimento (1,53 Km), que necessita utilizar o relevo da regio para executar o deslocamento requerido. A figura 35 apresenta um complexo de transportadores de uma instalao porturia, especializada em gros alimentcios, que deve permitir o recebimento do material proveniente de rodovia e ferrovia; estocar o material em silos e posteriormente carregar os navios graneleiros.

As Pginas 1-46 a 1-48 do Manual de Transportadores Contnuos apresentam as condies de clculo em funo dos perfis tpicos. O tipo de perfil define as posies de aplicao das tenses mxima e mnima do tambor de acionamento que sero utilizadas no dimensionamento dos componentes do transportador, os detalhes sero apresentados no item 4.1.4.

Figura 34: Transportar de Minrio de Ferro

Figura 35: Complexo de Transportadores do Porto Graneleiro de Paranagu/PR

4.1.1.3. Capacidade Desejada:

A capacidade do transportador em conjunto com o tipo de material e o perfil define as condies para a especificao dos principais componentes do equipamento.Para atingir a capacidade desejada deve-se definir a largura da correia e velocidade do transportador, como ser visto a seguir.

A partir destas definies pode-se calcular as demais caractersticas do equipamento. Os detalhes referentes aos clculos da capacidade do transportador so definidos no item 4.1.2.

4.1.1.4. Condies de Operao:

Estas condies esto relacionadas a dois fatores: Condies Ambientes e Regime de Funcionamento. O projeto do equipamento ser influenciado por estes dois fatores. A maior parte desta influncia ser definida nos critrios de dimensionamento dos diversos componentes do equipamento.

Porm, algumas condies especiais devero ser observadas durante o projeto, como por exemplo a cobertura do transportador, que esta relacionada proteo da carga transportada e do equipamento.

Atualmente as Leis Ambientais tornam os cuidados referentes a vazamentos de material e gerao de partculas fatores muito importantes que devem ser considerados durante o projeto do equipamento. Dependendo do material transportado so necessrias instalaes destinadas ao despoeiramento, exigindo um investimento elevado em equipamentos de controle ambiental, que aumentam consideravelmente os custos operacionais e de manuteno dos transportadores.

4.1.1.5. Caractersticas Especiais:

Algumas aplicaes exigem que o transportador atenda determinadas condies especiais. Para isto so efetuadas algumas modificaes do projeto tpico. Alguns exemplos desta situao so: correia reversvel, tripper, cabea mvel e transportador mvel.A correia reversvel utilizada em locais onde necessrio o descarregamento do material em dois pontos alternados utilizando um nico ponto de carregamento.

O tripper um conjunto mvel montado ao longo do transportador, normalmente sobre trilhos, permitindo a descarga do material em vrios pontos intermedirios. O tripper muito utilizado em empilhadeiras de ptios de estocagem de materiais.

A cabea mvel permite o movimento do tambor da extremidade do transportador, possibilitando a variao do ponto de carga e descarga. Pode ser utilizado em locais que necessitam uma distribuio da carga.

O transportador mvel muito utilizado no abastecimento de silos em linha. Com este sistema, normalmente o transportador carregado em um ponto fixo, o ponto de descarga pode ser variado com o movimento de translao do transportador sobre trilhos. Para o deslocamento de translao do transportador montado uma motorizao independente que a aciona as rodas da translao. O acionamento do transportador desloca-se juntamente com os demais componentes do equipamento.

Alguns equipamentos podem combinar as caractersticas especiais descritas acima, dependendo dos requisitos da instalao.

4.1.2. Caractersticas Bsicas da Correia e dos Roletes:

Com base nas informaes iniciais o primeiro passo para o projeto do transportador a escolha da largura da correia e consequente definio dos roletes.A figura 36 representa as condies para esta especificao:

Figura 36: Distribuio da Carga e Inclinao da Correia

A capacidade do transportador definida nas seguintes expresses:

Q= Capacidade de Carga (t/h)

C= Capacidade Volumtrica (m3/h)

(= Peso Especfico (t/m3)

dp= Distncia do Material a Borda (pol)

B= Largura da Correia (pol)

Ct= Capacidade Volumtrica para V = 1,0 m/seg (m3/h)

V= Velocidade do Transportador (m/s)

K= Fator de Correo (funo da inclinao ()

(= Inclinao do Transportador (Graus)

(= ngulo de Acomodao do Material (Graus)

(= ngulo de Inclinao dos Roletes (Graus)

Para o clculo da capacidade volumtrica (C) necessrio inicialmente a definio dos seguintes especificaes: Velocidade do Transportador, Largura da Correia e Tipo de Roletes.

A tabela 15 apresenta a relao entre a inclinao ( o fator de correo K.

(0 o2 o4 o6 o8 o10 o12 o14 o16 o18 o20 o21 o22 o23 o24 o

K1,001,000,990,980,970,950,930,910,890,850,810,780,760,730,71

Tabela 15: Fatores de Correo da Capacidade

A tabela 16 apresenta os valores da capacidade volumtrica Ct para a velocidade de 1,0 m/s. Nesta tabela so apresentados os valores para roletes com ngulo de inclinao de ( = 35 Para os demais ngulos de inclinao (0 o, 20 o e 45 o), deve ser consultada a tabela 1-04 do Manual dos Transportadores Contnuos.

ngulo de Acomodao do MaterialCapacidade Volumtrica do Transportador, Ct para V = 1,0 m/s

Largura da Correia

14 o20 o24 o30 o36 o42 o48 o54 o60 o72 o84 o

0 o--931522363144175356669771341

5 o--10316925034846259273810781486

10 o--11418627638450965281211861631

15 o--12520430241955671188512961779

20 o--13522132845560377296114031929

25 o--147240355492652835104015172083

30 o--158258382530702898111816312242

Tabela 16: Capacidade Volumtrica (m3/h) para V = 1,0 (m/s) Roletes com ( = 35 o

A tabela 17 apresenta as velocidades mximas recomendadas V (m/s) para os diversos grupos de materiais transportados.

Largura da Correia

(B), polCereais e Outros Materiais de Escoamento Fcil e No AbrasivosCarvo, Terra, Minrios Desagregados, Pedra Britada Fina pouco AbrasivosMinrios e Pedras Duros, Pontiagudos, Pesados e Muito Abrasivos

162,51,61,6

203,02,01,8

243,02,52,3

303,63,02,8

364,13,33,0

424,13,63,0

484,63,63,3

545,13,63,3

605,13,63,3

66-4,13,8

72-4,13,8

Tabela 17: Velocidades Mximas Recomendadas (m/s) para Materiais a Granel

A combinao dos valores descritos nas tabelas com as expresses do clculo de capacidade da correia determinam as especificaes da velocidade do transportador, largura da correia e tipo de roletes. Para situaes especiais deve ser consultado o Manual de Transportadores Contnuos que possui tabelas complementares para a seleo das especificaes descritas neste item.

A especificao final da correia depende do clculo da tenso mxima atuante no transportador. Esta especificao ser concluda no item 4.1.4.

A especificao completa dos roletes normalmente feita com referncia aos catlogos dos fabricantes. A Tabela 1-14 do Manual de Transportadores Contnuos apresenta uma classificao dos roletes conforme a CEMA que serve como orientao para a seleo destes componentes.

O Transportador de Correias utiliza diferentes tipos de roletes. Os principais so:- Rolete de Carga: apoio do trecho carregado

- Rolete de Retorno: apoio do trecho sem carga

- Rolete de Impacto: regio do carregamento

- Rolete Auto-Alinhador: apoio giratrio para alinhamento

- Rolete de Transio: varia a inclinao dos rolos de carga

- Rolete de Anis: anis espaados para limpeza (retorno)

- Rolete Espiral: forma espiral para facilitar limpeza

- Rolete em Catenria: melhora o alinhamento com cargas de distribuio irregular.

Atualmente existem inmeras variaes de tipos de roletes. Para a escolha so necessrias verificaes da sua construo. Os roletes representam um dos itens mais crticos da manuteno do transportador. O uso de materiais de baixo desempenho representam elevados custos de manuteno e riscos de danos para a correia.

O espaamento entre os roletes de carga e de retorno podem ser obtidos atravs da tabela 18. a especificao final do espaamento dos roletes de carga dever ser verificado em funo da flecha recomendada na tabela 19 e pelo valor calculado na expresso a seguir.

Largura

da Correia (B) pol.Espaamento dos Roletes de Carga (m)Espaamento dos Roletes de Retorno

Peso Especfico do Material (t/m3)

0,81,62,4

161,501,501,353,0

201,501,201,20

241,351,201,20

301,351,201,20

361,351,201,05

421,351,000.90

541,201,000,90

601,201,000,90

721,200,900,902,5

Tabela 18: Espaamento entre os Roletes de Carga e de Retorno

Inclinao dos Roletes - GrausDistribuio da Granulometria Material

Material Fino50% de Tamanho Mximo100% de Tamanho Mximo

20 3%3%3%

353%2%2%

453%2%1,5%

Tabela 19: Valores Recomendados para a Porcentagem de Flecha entre Roletes

O espaamento da tabela 18 dever estar limitado s condies da flecha calculada na expresso a seguir atendendo as condies previstas na tabela 19.

Sendo:

T 0= Tenso para garantir uma Flecha Mnima da Correia entre Roletes (kgf)

Wm= Peso do Material Transportado (kgf/m)

Wb= Peso da Correia (kgf/m)

a= Espaamento dos Roletes de Carga (m)

f= Flecha da Correia (m) (normalmente entre 2% e 3% - ver tabela 19)

4.1.3. Clculo da Potncia de Acionamento:

O acionamento da correia transportadora pode ser feito por um ou dois tambores. Transportadores de grande comprimento podem ter diversas estaes de acionamento.A potncia do transportador depende dos seguintes fatores:

1) Fora necessria para vencer as foras de inrcia dos roletes, tambores e correia, sem considerar a carga.

2) Fora necessria para o deslocamento horizontal do material.

3) Fora necessria para o deslocamento vertical do material, nos equipamentos com aclive e declive.

4) Fora necessria para vencer o atrito dos acessrios, tais como: raspadores, limpadores, guias laterais; para acelerar o material, etc.

Para minimizar os esforos de acelerao, transportador deve partir sem o material, para isto antes da parada do equipamento deve ser descarregado todo o material sobre a correia.

Existem dois mtodos para o clculo da potncia dos transportadores, que so apresentados a seguir.

4.1.3.1. Mtodo Prtico:

Este mtodo aplicado para o clculo de transportadores simples, com comprimento mximo de 100 metros e de pequena capacidade.

A potncia efetiva necessria para o transporte do material calculada pela frmula.

Sendo:

Ne= Potncia Total Efetiva (HP)

Nv= Potncia a Vazio para V = 1,0 (m/s)

N1= Potncia para Transportar 100 t/h de Material na Horizontal (HP)

Nh= Potncia para Elevar ou Descer 100 t/h de Material de uma Altura H (HP)

Ng= Potncia de Atrito das Guias Laterais para V = 1,0 m/s (HP)

As tabelas 20, 21, 22 e 23 apresentam os dados para a determinao dos valores de Nv, N1, Nh e Ng.

Largura da Correia

(B) - polComprimento do Transportador = L (m)

1015202530405060708090100110

160,370,470,540,610,700,800,901,011,101,201,311,421,53

200,450,550,640,720,810,951,091,201,321,431,541,671,80

240,570,700,830,911,011,201,331,521,671,801,922,062,19

300,690,810,971,101,221,441,661,832,042,192,392,552,71

360,750,941,081,231,351,581,802,032,242,452,642,843,03

420,851,011,221,391,541,802,042,282,522,762,953,173,38

481,021,201,321,641,802,132,402,712,983,233,483,744,00

Tabela 20: Potncia Nv (HP) para Acionar o Transportador Vazio

L (m)1015202530405060708090100110

N1 0,500,630,740,810,951,111,251,421,501,641,751,872,05

Tabela 21: Potncia N1 (HP) para Deslocar 100 t/h num Comprimento L (m)

Alt. (m)2357,51012,51517,52022,52527,530

Nh0,81,21,92,83,74,75,66,57,48,49,310,211,1

Tabela 22: Potncia Nh (HP) para Elevar ou Descer o Material de uma Altura H (m)

Guia (m)5102025303540455055606570

Ng0,601,262,523,183,844,565,286,006,727,388,108,889,60

Tabela 23: Potncia Ng (HP) de Atrito com Guias Laterais para V = 1,0 m/s Para valores no encontrados nas tabelas deve ser utilizado o Manual de Transportadores Contnuos, que possui grficos com dados mais completos.

Aps calcular a potncia efetiva deve ser determinada a potncia do motor, que leva em considerao a eficincia da transmisso (Nm = Ne/().

Com a potncia efetiva pode-se obter a tenso efetiva (Te), que a fora tangencial que movimenta a correia.

Sendo:

Te= Tenso Efetiva (kgf)

Ne= Potncia Efetiva (HP)

V= Velocidade da Correia (m/s)

Os demais clculos das tenses podem ser obtidos no item 4.1.4. Para detalhes sobre o clculo dos valores de potncia das tabelas 20, 21, 22 e 23 recomenda-se o Dubbel.

4.1.3.2. Mtodo CEMA:

Este mtodo aplicado para o clculo de transportadores de vrios lances, curtos e longos.

Neste caso inicialmente determinada a Tenso Efetiva (Te), pela seguinte expresso:

Sendo:

Te= Tenso Efetiva em (kgf).

L= Comprimento do Transportador Medido ao Longo da Correia (m)

H= Altura de Elevao ou Descida do Material na Correia (m)

Wm= Peso do Material na Correia (kgf/m)

Wb= Peso da Correia (kgf/m) - Tab. 1-27

Kx= Resistncia Rotao dos Roletes e Deslizamento da Correia (kgf/m)

Ky= Resistncia Flexo da Correia e do Material sobre os Roletes

Ta= Tenso de Atrito dos Acessrios e Acelerao do Material (kgf)

Aps o clculo da tenso efetiva Te (kgf) determina-se a potncia efetiva em HP, necessria para o transporte do material, pela equao: (V em m/s)

A tenso Ta para vencer o atrito dos acessrios e acelerar o material a soma das parcelas indicadas abaixo:

1) Fora para vencer atrito do material com as guias laterais:

Onde:

Fg= Fora (kgf)

Lg= Comprimento das Guias Laterais (m)

B= Largura da Correia (pol)

Cs= Fator de Atrito do Material Tabela 1-21 (Manual).

2) Fora para flexionar a correia nos tambores Ft

Esta fora ocorre em funo do dobramento da correia sobre a superfcie dos tambores.

Posio do Tamborngulo de AbraamentoValor de Ft por Tambor (kgf)

Lado Tenso150 o 240 o90,72

Lado Frouxo150 o 240 o67,79

Outros Tambores45,36

Tabela 24: Fora de Dobramento da Correia

Observao: Tabela conforme ABNT NBR 8205 (Tabela 4 do anexo) que inclui dados referentes ao dobramento da correia e da carga, bem como atrito dos mancais do tambor.

3) Fora para movimentar trippers acionados pela prpria correia (Ftc).

Largura da Correia162024263036424854607284

Ftc (kgf)22,737,749,863,4673,467,972,577,081,586,195,3104,5

Tabela 25: Fora para Movimentar Tripper Acionado pela Correia

Observao: A velocidade de deslocamento do tripper cerca de 10% da velocidade da correia.

4) Fora para movimentar tambores de trippers com motorizao prpria (Ftm).

5) Fora para Vencer o Atrito dos Desviadores (Fd).

Quantidade de Material DesviadoFd (kgf) para cada Desviador

100%0,55xB

50%0,36xB

6) Fora necessria para vencer o atrito dos raspadores e limpadores (Fl).

7) Fora necessria para acelerar o material (Fa).

Sendo Vc a velocidade do material na direo do deslocamento da correia (m/s). Fa em kgf.

8) O Fator Kx a resistncia rotao dos roletes e ao escorregamento da correia sobre os mesmos. Estes valores so dados na tabela 1-25. Para valores no tabelados deve ser utilizada a expresso:

O valor do coeficiente x depende dos roletes e definido na tabela 1-25 do Manual dos Transportadores Contnuos. O valor de a corresponde ao espaamento entre os roletes (m).

9) O Fator Ky representa a resistncia flexo da carga ou da correia quando estes passam pelos roletes. Este fator obtido em tabelas e grficos e depende do peso do material, da correia e do comprimento do transportador. O valor preliminar em funo do espaamento entre roletes definidos nas tabelas anteriores e (Wm + Wb) fornecido na tabela 1-26. Para o clculo preciso devem ser utilizados os grficos de 1-08 a 1-012 em funo da Tenso Efetiva calculada. Para o retorno pode-se admitir Ky = 0,015. Os grficos e tabelas mencionados esto no Manual dos Transportadores Contnuos.

4.1.4. Clculo das Tenses na Correia:

O fator principal para a determinao das tenses na correia a tenso efetiva que j foi determinado no item anterior. Os demais fatores que influenciam neste clculo sero descritos a seguir e posteriormente ser apresentado o procedimento de clculo das tenses principais de acordo com as caractersticas do transportador.

4.1.4.1. Dados Preliminares para o Clculo das Tenses:

1) Peso do Material (Wm): O valor do peso do material distribudo sobre a correia Wm (kg/m) depende da capacidade do transportador Q (ton/h) e da velocidade V (m/s), sendo obtido em:

2) Peso da Correia (Wb): O peso da correia deve ser obtido no catlogo do fabricante de acordo com a especificao do projeto (Good Year, Gates, Mercrio). Como referncia preliminar pode ser adotada as informaes da tabela abaixo.

Largura da Correia1620243036424854607284

TipoPlylon5,26,57,711,914,317,720,226,829,835,741,6

HDRN6,48,09,613,516,221,024,037,641,850,158,4

Tabela 26: Peso Mdio das Correias em kgf/m

3) Tenso para garantir uma flecha mnima na correia entre os roletes To: O valor calculado corresponde tenso mnima admissvel para a correia.

4) Fora de atrito nos roletes de retorno.

5) Fator de abraamento K da correia no tambor de acionamento.

Onde:

e= base dos logaritmos neperianos 2,71828

= coeficiente de atrito conforme tabela 27

= Arco de abraamento no tambor de acionamento. (o)

K= Fator de abraamento

O coeficiente de atrito do tambor obtido na tabela .

Condies da Superfcie do TamborTambor de AoTambor com Borracha

Sujo e molhado0,100,20

mido0,10 - 0,200,20 - 0,30

Seco0,300,35

Tabela 27: Coeficiente de Atrito do Tambor

4.1.4.2. Frmulas para Clculo das Tenses:

A tenso atuante na correia depende da configurao do transportador. Os fatores a serem utilizados no clculo so:

T1= Tenso Mxima no Tambor de Acionamento kgf

T2= Tenso Mnima no Tambor de Acionamento kgf

T3= Tenso no Tambor de Retorno - kgf

Te= Tenso Efetiva da Correia - kgf

To= Tenso Mnima Admissvel da Correia kgf

K= Fator de Abraamento

H= Desnvel da Correia no Retorno m.

Wb= Peso da Correia (kgf/m)

Fr= Fora de atrito nos roletes de retorno kgf.

A seguir so apresentados dois exemplos dos valores das tenses principais do transportador. Para outras situaes deve ser utilizado o Manual do Transportador Contnuo, que possui outros tipos de situaes.

1) Transportador horizontal em aclive com acionamento no tambor de cabea ou prximo.

2) Transportador horizontal em aclive com acionamento no tambor de retorno ou prximo

Para outras configuraes de transportadores e para duplo acionamento consultar o Manual dos Transportadores Contnuos.

4.1.5. Especificao da Correia:

A seleo da correia feita com base nos seguintes fatores:

1) Caractersticas do material

2) Condies de servio

3) Inclinao dos roletes

4) Largura da correia

5) Tenso mxima da correia

6) Tempo de percurso completo da correia

7) Temperatura do Material

Todas as correias so fabricadas em duas partes: Carcaa e Revestimento. Para obter informaes atualizadas sobre especificao das correias recomenda-se consultar o catlogo dos principais fabricantes atravs da internet.

4.1.5.1. Especificao da Carcaa:

A carcaa das correias pode ser confeccionada de fibras de tecido sinttico (nylon, rayon, polister) ou cabos de ao e borracha. A escolha da carcaa adequada envolve uma srie de consideraes referentes s condies da aplicao. Os principais fabricantes de correias (Good Year, Gates, Mercrio) possuem produtos adequados s diversas aplicaes dos transportadores. Portanto para a seleo da correia adequada recomendada a consulta ao manual do fabricante.

Os catlogos dos fabricantes apresentam outras caractersticas importantes que devem ser utilizadas nas especificaes de outros componentes do transportador.Os dados mais importantes para o dimensionamento do transportador so: recomendaes para o dimetro do tambor de acionamento, largura mxima da correia em funo do ngulo dos roletes e peso da carcaa. Aps a definio da carcaa da correia deve ser efetuada uma verificao final do memorial de clculo.

A carcaa a parte da correia que garante a resistncia durante a transmisso do movimento. O valor da Tenso Unitria Admissvel, caracterstica de cada tipo de correia, e com o nmero de lonas (n1) selecionado, determina-se a tenso mxima admissvel (Tad) da correia pela frmula:

O valor da Tenso Admissvel da Correia (Tad) deve ser superior ao valor da Tenso Mxima no Tambor de Acionamento (T1).

4.1.5.2. Especificao do Revestimento:

A especificao da espessura e do tipo da cobertura do lado transportador ocorre em funo de fatores como abrasividade, granulometria do material transportado e do tempo de ciclo da correia, sendo estas condies definidas nas tabelas dos fabricantes de correia.Normalmente a espessura do revestimento do lado dos tambores a mesma do lado do transportador. Porm, para alguns casos esta espessura pode ser menor em funo da experincia com a aplicao da correia.

A figura 37 apresenta os detalhes construtivos de uma correia transportadora com carcaa de fibra.

Figura 37: Detalhes da Construo da Correia

4.1.6. Clculo e Dimensionamento de Tambores:

O clculo dos tambores envolve o dimensionamento do eixo, cubos, disco, corpo e mancais. As dimenses bsicas do tambor j foram definidas em funo da especificao da correia. O dimetro mnimo definido em funo da especificao da correia e aplicao do tambor. O comprimento segue a seguinte regra: Largura da Correia + 4 (at 42) e Largura da Correia + 6 (acima de 42).

A distncia entre os mancais deve ser definida em funo das folgas mnimas necessrias para a fixao do tambor na estrutura do transportador e pelas dimenses dos prprios mancais.

Figura 38: Dimenses Principais do Tambor

A distncia entre os discos depende do comprimento do tambor e da largura do cubo. Caso seja necessrio podem ser utilizados discos internos para reforar o tambor..

A seguir apresentado o procedimento de clculo do Manual dos Transportadores Contnuos, que garante tambores de alto desempenho para aplicaes crticas.

4.1.6.1. Clculo do Eixo:

Os eixos dos tambores de transportadores podem ser subdivididos em dois tipos:

motrizes: eixos que transmitem o torque.

movidos: eixos que servem simplesmente de apoio.

Para o dimensionamento devem ser considerados os seguintes critrios: flexo cclica, flecha e toro constante.

No caso de tambores motrizes deve ser considerada a combinao de tenses e posteriormente verificar a flecha do mesmo.

Os esforos atuantes no eixo dos tambores so devido fora radial resultante das tenses da correia, peso prprio e momento torsor em tambores motrizes.

As tenses da correia no local do tambor so definidas conforme clculos descritos anteriormente.

A tabela a seguir apresenta os valores de tenses admissveis para diferentes materiais j levando em considerao os coeficientes de segurana e a fadiga.

Material admissvel (kgf/cm2)

Eixo com ChavetaEixo sem Chaveta

SAE 1020420560

SAE 1040560750

SAE 4340700930

Tabela 28: Tenses Admissveis para Materiais do Eixo do Tambor

Obtidas as tenses na correia e estimado um peso para o tambor, consideramos a resultante radial (P) atuando sobre o eixo e, no calcula-se os momentos de acordo com o tipo de tambor.

Eixos Motrizes:

Onde:

Mf= Momento Fletor (kgfxcm)

P= Resultante Radial atuante sobre o eixo (kgf)

a= (L-c)/2 = distncia entre centro do mancal e disco lateral (cm)

Mt= Momento Torsor

N= Potncia Transmitida (HP)

D= Dimetro do Tambor (cm)

V= Velocidade da Correia (m/s)

O momento ideal composto ser:

Sendo:

Temos:

Sendo:

Mi= Momento Ideal (kgfxcm)

Kf= Fator de Servio Flexo = 1,5

Kt= Fator de Servio a Toro = 1,0

d= Dimetro Mnimo do Eixo no Cubo (cm)

adm= Tenso Admissvel (kgf/cm2) (tabela 28).

Eixos Movidos:

Neste caso, o momento torsor inexiste, havendo apenas uma flexo pura no eixo. Assim teremos:

A verificao da flecha feita atravs da equao da flecha mxima:

Onde:

f= Flecha Mxima (cm)

P= Carga Radial resultante sobre o eixo (kgf)

Ks= Coeficiente de Servio = 1,5

L= Distncia entre Mancais (cm)

C= Distncia entre Discos (cm)

d= Dimetro do Eixo entre Discos (cm)

E= Mdulo de Elasticidade (para Ao E = 2,1 x 106 kgf/cm2)

I= Momento de Inrcia (cm4)

A flecha mxima no deve ultrapassar:

para largura de correia de at 54

para largura de correia acima de 54

4.1.6.2. Disco Lateral:

Para o clculo do disco lateral, podemos assumir os seguintes esforos atuantes: flexo, compresso e cisalhamento.

O cisalhamento ocorre apenas em tambores motrizes.

De acordo com o esquema abaixo, passamos a definir os esforos.

Figura 39: Caractersticas Geomtricas do Tambor

O momento fletor devido s reaes dos mancais obtido na equao:

Onde:

MO= Momento Fletor devido s reaes nos mancais (kgfxcm)

P= Resultante Radial atuando sobre o eixo (kgf)

L= Distncia entre Mancais (cm)

C= Distncia entre Discos (cm)

Md= Parcela do Momento Fletor Transmitida pelo Tambor ao Cubo e Disco (kgfxcm)

K1= Fator Tabelado (Tabela 30)

I= Momento de Inrcia do Eixo na Secco entre os Cubos (cm4)

t= Espessura do Disco (cm)

A deflexo no disco ser:

A tenso no disco obtida na expresso:

O valor de L1 obtido na tabela 30.

A esta tenso deve ser somada a parcela devido compresso:

Teremos ento a tenso total:

No caso de tambores motrizes deve ser somada a parcela devido ao cisalhamento atuante no disco:

A tenso somatria no disco lateral, no caso de tambores motrizes ser:

Estas tenses resultantes devem ser menores do que a Tenso Admissvel, sendo:

adm = 420 kgf/cm2 para o SAE 1020 ou A-36

adm = 560 kgf/cm2 para ASTM A-285

4.1.6.3. Corpo do Tambor:

O corpo do tambor ter sua espessura mnima calculada atravs da expresso:

Sendo:

e

T= Tenso Mxima da Correia no Local do Tambor (kgf/cm)

c= Tenso Admissvel na Borda do Corpo, com Fator de Segurana de 1,5

560 kgf/cm2 para chapas soldadas de um lado

1100 kgf/cm2 para chapas tendo a seco toda soldada com alvio de tenses.

Kc= Funo do ngulo de abraamento (Tabela 29)

ngulo de

AbraamentoKc

0o0,0000

20 o0,0685

40 o0,1097

60 o0,1270

80 o0,1249

100 o0,1092

120 o0,1006

140 o0,0810

160 o0,0551

180 o0,0292

200 o0,0551

240 o0,1006

Tabela 29: Constante para ngulo de Abraamento

D2/D0,200,250,300,350,400,450,500,600,700,80

K10,5960,4380,3210,2320,1670,1190,0810,0350,0130,003

L14,4083,3702,6582,1301,7291,4031,1460,7490,4710,262

Tabela 30: Fatores Tabelados para o Dimensionamento do Tambor

Para a tabela 30 tem-se:

K1= Fator de Rigidez do par eixo-cubo em tambores

L1= Fator de Rigidez dos discos dos tambores

D2= Dimetro Externo do Cubo

D= Dimetro dos Tambores

4.1.6.4. Discos Internos:

Os discos internos so utilizados quando o valor de Y calculado na expresso abaixo for inferior ao valor de C.

Onde:

Y= Espaamento entre Discos Internos (cm)

E= Mdulo de Elasticidade do Material

B= Largura da Correia (cm)

R= Raio do Tambor (cm)

e= Espessura do Corpo (cm)

T= Tenso na Correia (kgf/cm de largura)

C= Distncia entre Discos Laterais (cm)

A espessura dos discos internos deve ser igual a espessura do corpo do tambor.

4.1.7. Esticador do Transportador:

O esticador tem como finalidade manter a tenso necessria para a operao do transportador. A falta de tenso adequada pode causar o deslizamento do tambor de acionamento, danificando a correia e impedindo o funcionamento do transportador.Os transportadores pequenos utilizam o esticador por parafuso. Os transportadores maiores necessitam de um esticador por contrapeso. O Manual dos Transportadores Contnuos apresenta um critrio para escolha do esticador. A equao para o clculo do contra peso a seguinte:

Sendo:

G= Valor do Contrapeso ou Fora Necessria do Esticador (kgf)

T= Tenso da Correia no Ponto onde est Localizado o Esticador (kgf)

Pc= Peso do Tambor Esticador e do seu Carrinho ou Quadro Guia (kgf)

= Inclinao do Transportador (Graus)

4.1.8. Especificao do Conjunto de Acionamento:

A especificao da potncia do motor deve levar em considerao a potncia efetiva Ne j calculada e o rendimento total da transmisso selecionada. Nos transportadores de correia que necessitam o acionamento com carga so necessrios alguns cuidados especiais para reduzir o torque de partida.

Nos transportadores menores so utilizadas ligaes eltricas que reduzem a corrente de partida. Nos transportadores maiores so utilizados os acoplamentos hidrulicos que permitem uma acelerao suave. Atualmente vem sendo utilizado o inversor de frequncia para o controle da partida e da velocidade de operao.

4.1.9. Especificao dos Freios e Contra-Recuo:

Os freios so usados para evitar a continuao da descarga do material aps o transportador ter sido desligado em condies normais, em paradas de emergncia, ou para controle de acelerao durante a partida.O dimensionamento do freio utiliza os parmetros j definidos nos clculos anteriores e o clculo das foras de inrcia das massas rotativas. Este procedimento detalhado no Manual dos Transportadores Contnuos.

O Contra-Recuo utilizado principalmente em transportadores onde existe a possibilidade de retorno da carga aps a parada. O Manual dos Transportadores Contnuos apresenta o critrio para o dimensionamento.

4.1.10. Projeto da Estrutura do Transportador:

Os Transportadores de Correia so construdos normalmente sobre estruturas metlicas que se adaptam s condies da aplicao do equipamento. Estas estruturas so compostas principalmente de vigas e colunas de sustentao. Inmeros detalhes fazem parte da construo dos suportes dos diversos componentes do transportador. As informaes sobre o projeto e dimensionamento da estrutura do transportador podem ser obtidas na bibliografia de referncia.

4.2. Outros Transportadores Contnuos:

Alm dos Transportadores de Correia diversos equipamentos tambm so utilizados com estas mesmas caractersticas de utilizao. Os principais equipamentos existentes nas instalaes industriais atuais so:

Transportadores Articulados;

Transportadores Helicoidais; Transportadores Oscilantes;

Mesas de Rolos; Instalaes Pneumticas e Hidrulicas de Transporte.

4.3. Exemplo de Dimensionamento de um Transportador:

Um Transportador de Correia deve carregar um silo com carvo mineral. A quantidade de material transportado deve ser Q = 460 ton/hora. O silo encontra-se a uma distncia horizontal de 175,31 m e altura de 39,0 m em relao ao ponto de carregamento do transportador.

Para o dimensionamento do transportador ser adotada a sequncia descrita no item 4.1. e dados complementares da ABNT NBR 8205.

1) Informaes Iniciais:

1.1) Caractersticas do Material: As propriedades do material necessrias para o clculo so descritas na tabela abaixo:

Peso Especfico= 650 kgf/m3

ngulo de Repouso (Mnimo)= 23 o

ngulo de Inclinao Mximom= 22 o

1.2) Perfil do Transportador: Semelhante figura 33, com dimenses descritas abaixo. A inclinao do transportador de 12,54 0.

1.3) Capacidade Desejada: O transportador deve atender a capacidade especificada de vazo correspondente a 460 ton/hora de material.

1.4) Condies de Operao: O regime de funcionamento deve ser de 24 horas/dia. Requer controle de vazamento de material. O transportador deve ser totalmente coberto com passarelas de inspeo de ambos os lados.

1.5) Caractersticas Especiais: O acionamento deve ser duplo, um de cada lado do tambor motriz. Controle de partida e de velocidade por inversor de frequncia. A estrutura dever ser do tipo galeria com tapamento lateral. O material da estrutura deve ser de ao de baixa liga resistente a corroso.

2) Caractersticas Bsicas da Correia e dos Roletes: A Capacidade Volumtrica requerida para o transportador ser de:

Considerando os valores da tabela 18 determinado o valor requerido para o Ctabela. Utilizando a equao, item 4.1.2, para K = ~ 0,92 ( = 12,54 0), ver tabela 15.

Largura B (pol)Velocidade (m/s)Ctabela - (m3/h) - Requerido

242,5307,70

303,0256,27

363,3232,97

Para roletes de 35 0 temos os seguintes valores de Ctabela para velocidade de 1,0 m/s:

ngulo Roletengulo AcomodaoLargura da Correia em Polegadas

243036

35 023 0142232,4344

Portanto, a correia de 36 polegadas com roletes de 35 graus atende a condio para o menor valor requerido de Ctabela. Como o valor atende para 3,0 m/s, ser utilizada esta velocidade para o regime normal de funcionamento do transportador (344 > 256,27 OK).

O espaamento dos roletes de carga pode ser considerado 1,0 m e retorno 3,0 m (tabela 18). A escolha e especificao final dos diversos roletes do transportador deve ser feita no catlogo dos fabricantes com auxlio do Manual dos Transportadores Contnuos.

O valor da flecha ser verificado no final dos clculos.

3) Clculo da Potncia de Acionamento:

Ser utilizado o Mtodo CEMA. Neste mtodo inicialmente calculada a tenso efetiva:

Os valores da equao so os seguintes:

L= 179,6 (m)L2 = 175,3102 + 39,002 (comprimento ao longo do lado de carga)

Wm= 42,6 (kgf/m)Wm = Q/V = 127,78 (Kgf/s)/3,0 (m/s) = 42,6 (kgf/m) (peso do material)

Wb= 16,2 (kgf/m)Valor estimado tabela 26 para correia de 36

Kx= 1,15 (kgf/m)Kx = 0,00068.(42,6 + 16,2) + x/1 = 1,15 (x = 1,11 p/rolete srie 600)

Ky= 0,024 (kgf/m)Tabela 1-26 Manual para L = 179,6 ; (Wm+ Wb )= 58,8 ; = 12,540

H= 39,00Conforme perfil da correia

Ta= 578,08 (kgf)Fg + Ft + Fl + Fa (Ftc , Ftm e Fd = 0) (clculo abaixo)

Fg = 0,1488.Cs.Lg.362 + 8,92.Lg = 82,11 (kgf) (Cs = 0,0754 e Lg = 3,5 m)

Ft = 90,72 + 4.67,79 + 45,36 = 407,24 (kgf) (ABNT 8205 )

Fl = 1,4.36 = 50,4 (kgf) (frmula)

Fa = 460.(32 - 02)/36.3 = 12,78.3 = 38,33 (kgf)

Substituindo os valores acima na equao da Tenso Efetiva tem-se:

A Potncia Efetiva definida por:

(HP)

A Potncia do Motor ser determinada considerando a eficincia da transmisso e a disponibilidade de motor padronizado.

4) Clculo das Tenses (Foras) na Correia:

Os dados preliminares para o clculo das tenses so os seguintes:

Wm= 42,6 (kgf/m)calculado

Wb= 16,2 (kgf/m)tabela 26

= 180 0conforme perfil do transportador

= 0,2tabela 27 (tambor sujo e molhado revestido com borracha)

K= 1,15calculado

K= 1/(e0,0174x(x( - 1)

4.1) Fora Mnima no Tambor de Acionamento:

4.2) Fora Mxima no Tambor de Acionamento:

4.3) Fora no Tambor de Cauda:

4.4) Fora no Tambor de Esticamento:

Inicialmente deve ser calculada a fora no ponto de instalao do contra-peso. Neste caso o contra-peso instalado no lado do retorno, conforme equao abaixo (ABNT NBR 8205):

Os valores so:

T3= 2566,84 (kgf)fora no tambor de cauda

Kxr= 0,243 (kgf/m)coeficiente de resistncia da correia nos roletes de retorno (0,015.Wb)

Lx= 2,56 (m)distncia entre tambor de retorno e esticamento (Fig.1 ABNT)

Wb= 16,2 (kgf/m)peso da correia

Hx= 0,56 (m)altura da posio do tambor de retorno ao de esticamento (Fig. 1 ABNT)

Substituindo os valores obtem-se a fora no tambor de esticamento:

4.5) Flecha na Correia:

Utilizando a equao da flecha podemos verificar se o valor atende as condies mnimas:

Substituindo valores obtem-se 0,28% que supera os valores requeridos (menor que 1%).

5) Especificao da Correia:

A especificao completa da correia efetuada com base nos catlogos dos fabricantes. Consultando o site da Good Year na internet.

5.1) Seleo da Carcaa:

A correia indicada para esta aplicao do tipo lonas de nylon, referncia Plylon da Good Year. Para atender a tenso mxima de trabalho calculada no item 4, T1 = 5897,45 (kgf), selecionada a correia com 3 lonas. Neste caso a menor tenso admissvel, para emenda mecnica, de 64 kN/m (ver tabela abaixo). Para correia de 36 a tenso mxima admissvel de Tadm = 5965,5 (kgf), que atende a condio para o valor de T1 (Tadm > T1).

PLYLON - 330

N DE LONAS

3

CAPACIDADE DE TENSO

EMENDA VULCANIZADAEMENDA MECNICA

KN/m LARGURALBF/POL. LARGURAKN/m LARGURALBF/POL. LARGURA

7240564360

OBS.: Para emendas mecnicas recomendamos os grampos apropriados para o servio mencionado, conforme a especificao do fabricante.

ESPESSURA DA CARCAA (mm)4,6PESO APROXIMADO DA CARCAA (kg/m)6,8

LARGURA MXIMA DA CORREIA

PESO DOMATERIALlb/ps0-4545-105105-165165-200

kg/m0-730730-16901690-26502650-3300

ngulo dos roletes203545203545203545203545

mm.185018501500185015001350150013501200900750600

pol.727260726054605448544842

LARGURA MNIMA DA CORREIA PARA ACAMAMENTO SOBRE ROLETESNGULO DOS ROLETES 203545mm600600750pol.242430

DIMETRO MNIMO DA POLIA MOTRIZEM FUNO DA TENSO APLICADA

TENSODIMETRO

mmpol.

acima de 80%50020

entre 60% e 80%45018

entre 40% e 60%40016

abaixo de 40%35014

Polia de cauda e desvio35014

EXTENSO DO ESTICADOR RECOMENDADA A PARTIR DA DISTNCIA ENTRE CENTROS (PERCENTUAL)Tipo de EsticadorEmendas mecnicasEmendas vulcanizadas100%75% oumenos100%75% ou menosParafuso1,5%1,0%4,0%3,0%Automtico2,0%1,5%2,5%+650mm2,5%+650mm

5.2) Seleo do Revestimento (Cobertura):

A cobertura selecionada do tipo Stacker, ver especificaes nas informaes do catlogo Good Year abaixo. As espessuras escolhidas so: 1/8 para o lado da carga e 1/16 para o lado do tambor. Estes valores so definidos em funo da experincia de durabilidade de correias em aplicaes similares. Os valores de peso so definidos nas tabelas abaixo.

EP - Peso das Coberturas

Normalmente, coberturas do tipo B podem ser usadas.

Coberturas Super S so recomendadas para maior resistncia abraso

Coberturas Stacker so recomendadas para melhor resistncia a materiais de arestas vivas, cortantes.

As coberturas especiais devem ser recomendadas para o uso para o qual foram desenvolvidas:

PESO DAS CORREIAS:Os pesos das carcaas das correias transportadoras EP esto indicados nas tabelas de informaes tcnicas sobre as correias transportadoras polister/nylon.Os pesos para as coberturas Stacker e B (RMA Grade 1 e RMA Grade 2) esto indicados na tabela ao lado:Nota: Por apresentarem pequenas variaes nos seus pesos especficos, os compostos Stacker, Super B e B foram considerados iguais.

Peso das coberturas STACKER e BCALIBRE NOMINALPESOCALIBRE NOMINALPESOpol.kg/m2mmkg/m21/320,91,01,191/161,901,51,793/322,832,02,381/83,793,03,573/165,674,04,761/47,565,05,955/169,456,07,143/8 11,357,08,331/215,128,09,53--10,011,91--12,014,29

A especificao final da correia : Correia Plylon 330 3 lonas. Largura de 36. Cobertura Stacker, 1/8 lado de carga e 1/16 lado dos tambores. Peso de 11,12 (kgf/m)

Dimetro Mnimo Tambor de Acionamento= 500 mmUtilizado 830 mm

Dimetro Mnimo do Tambor de Retorno= 350 mmUtilizado 534 mm

Dimetro Mnimo dos Tambores de Desvio= 350 mmUtilizado 483 mm

Obs.: o peso adotado no clculo (16,2) superior ao especificado (11,12).

6) Clculo e Dimensionamento dos Tambores:

Este assunto foi detalhado na terceira srie de exerccios no item 2. A Tenso Efetiva considerada no clculo de 28000 N, que corresponde ao arredondamento do valor calculado no item 3, 2743 (kgf). Este valor no altera os resultados obtidos.

7) Esticador do Transportador:Ser especificado esticador por gravidade, conforme descrito no perfil do transportador.

O valor do contra-peso (G) definido na expresso:

Estimando o valor de Pc, peso do tambor esticador e carro guia, em 300 kgf, temos:

8) Especificao do Conjunto de Acionamento:A Potncia Efetiva de 109,7 (HP). Considerando um rendimento total de transmisso de 0,85 temos uma potncia requerida para o motor de 130 (HP), sendo especificada a potncia normalizada de 150 (HP)

8.1) Especificao do Motor:

Motor Assncrono de Induo Trifsico, 6 plos, 1185 rpm, 150 HP, carcaa 315 S/M, Tenso 440 V, 60 Hz, Isolamento Classe B, Categoria N, Conjugado Nominal de 90,6 kgf.m, IP(W) 55 Marca WEG ou similar.

8.2) Especificao do Redutor:

O redutor deve atender as condies de potncia e velocidade da correia.

O Fator de Servio para a aplicao 2. A potncia requerida para o redutor no mnimo de 219,4 (HP) (2 x 109,7). Para atender o requisito de dimetro do tambor de acionamento especificado de 830 mm, a rotao de sada do redutor deve ser:

A reduo deve ser:

Conforme informaes de catlogo, ser utilizado o redutor padronizado:

Redutor de velocidade de eixos paralelos, 280 (HP), reduo 17,09, eixo de alta 1185 rpm, Tipo Y2 2120. FALK ou Similar.

9) Especificao dos Freios e Contra-Recuo:

9.1) Especificao do Freio:

O Freio ser utilizado para que o material descarregado durante a parada do transportador seja no mximo de qf = 0,25 toneladas.

Substituindo os valores obtem-se o tempo de 3,9 segundos.

A Fora de Frenagem definida na expresso:

O valor da massa total do transportador calculado conforme Manual dos Transportadores Contnuos e vale 4832,3 (kg.s2/m).

O torque de frenagem ser:

O valor calculado de 404,3 (kgf.m), sendo especificado o freio:

Freio Eletro-Hidrulico Tipo FNN 2530, Torque Mximo 6330 (N.m), Torque Mnimo 2820 (N.m). Polia de 630 (mm), EMH ou similar.

9.2) Especificao do Contra-Recuo:

O contra recuo deve ser usado quando:

Temos que: 1661,4 > 251,25, portanto necessrio o contra recuo.

O torque do contra recuo definido na expresso:

O valor calculado : Zc = 585 (kgf.m). A especificao do contra recuo :

Freio contra-recuo tipo HD-4A, Eixo 150 mm, 70 rpm, torque de servio 585 (kgf.m), da marca FAO Stephens Adamson ou Similar.

10) Projeto da Estrutura do Transportador:

A seguir so apresentados alguns detalhes do projeto da estrutura do transportador.

A figura abaixo mostra um detalhe da estrutura do transportador em forma de galeria. Pode ser observada as duas passarelas laterais, os roletes de carga, roletes de retorno e a seo da estrutura com cobertura total.

Figura 40: Seo do Transportador. Vista das Passarelas e dos Roletes de Carga e Retorno

Os principais componentes do sistema de acionamento so apresentados na figura abaixo. A estrutura do transportador deve fixar todos estes equipamentos. Observar a utilizao de duplo acionamento no tambor.

Figura 41: Conjuntos de Motorizao e Tambor de Acionamento

A estrutura de um vo do transportador representada pela figura abaixo.

Figura 42: Detalhe de Um Lance da Estrutura em Forma de Galeria

Figura 43: Detalhe Interno do Lado Direito da Galeria.

Vista da Correia, Roletes de Carga, Passarela e Guarda Corpo

Figura 44: Vista Geral do Transportador

Figura 45: Detalhe do Conjunto de Acionamento. Acoplamento Hidrulico entre Motor e Redutor

EMBED Equation.3

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