Dimensionamento de Transportadores Industriais

Projeto de transportadores industriais Apresentação O dimensionamento de transportadores industriais é de grande importância dentro de um projeto de máquinas Para proporcionar uma garantia de um processo eficiente e em conformidade nos quesitos de segurança em um projeto de máquinas é essencial dimensionar quanto à carga distância e posição dos transportadores industriais de modo a visar também a uma ótima viabilidade econômica Nesta Unidade de Aprendizagem você vai estudar como dimensionar os transportadores industriais além de entender como os sistemas hidráulicos pneumáticos e magnéticos são importantes dentro do projeto dessas máquinas Você vai ver também como realizar a especificação de materiais construtivos Por fim vai acompanhar elementos de máquinas importantes para esses transportadores tais como os cabos e as correias Bons estudos Ao final desta Unidade de Aprendizagem você deve apresentar os seguintes aprendizados Relacionar os benefícios e as limitações dos sistemas hidráulicos pneumáticos e magnéticos Dimensionar transportadores industriais quanto à carga distância e posição Especificar materiais construtivos cabos e correias de acordo com o uso do transportador Desafio Os transportadores industriais têm uma grande parcela na produção de bens e serviços Na indústria eles são responsáveis pelo transporte de matériasprimas para a fabricação de variados produtos e pela entrega no mercado de consumo Nos processos industriais tais equipamentos são de tipos variados como pórticos e pontes rolantes empilhadeiras plataformas elevatórias entre outros Acompanhe a seguinte situação Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar Com a finalidade de compreender os passos adotados para a solução do problema responda as questões a seguir a Qual foi o valor para o peso específico do material e o procedimento que será adotado b Qual será a capacidade volumétrica de transporte Justifique sua resposta c Qual é o seu parecer final para a fábrica que o contratou sobre a capacidade de carga do transportador Infográfico A determinação da potência depende de diversos fatores para que o cálculo gere o valor correto para um motor de um transportador industrial Para isso primeiramente devem ser definidas as variáveis principais da máquina a serem consideradas no cálculo tais como peso e automação atrito e seleção de cabos e correias torque para vencer o atrito momento de aceleração relação de redução do redutor entre outras características Neste Infográfico veja os itens que devem ser analisados para o correto dimensionamento da potência do motor Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar Conteúdo do livro O principal objetivo de um sistema transportador industrial é que as empresas consigam ampliar e ganhar velocidade de produção além de realizar a movimentação dos materiais em cada etapa do processo produtivo até chegar à sua finalização de forma mais automatizada Para isso o correto dimensionamento desses transportadores é fundamental sendo o cálculo de carga distância e posição de grande importância para o êxito do projeto No capítulo Projeto de transportadores industriais base teórica desta Unidade de Aprendizagem veja assuntos referentes ao dimensionamento dos transportadores conhecendo as variáveis que interferem nesse cálculo Além disso aprenda a importância dos sistemas hidráulicos pneumáticos e magnéticos no uso dos transportadores Acompanhe também a discussão sobre a seleção dos materiais construtivos cabos e correias conforme o uso do transportador Boa leitura PROJETO DE MÁQUINAS OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM Relacionar os benefícios e as limitações dos sistemas hidráulicos pneu máticos e magnéticos Dimensionar transportadores industriais quanto à carga distância e posição Especificar materiais construtivos cabos e correias de acordo com o uso do transportador Introdução Com o aumento da demanda da produção tornouse necessário automatizar os processos produtivos que evoluíram consideravelmente com o uso de sistemas hidráulicos pneumáticos e magnéticos Para garantir a eficácia do sistema de transporte de materiais dentro de uma fábrica é fundamental que o projeto de um transportador industrial leve em consideração os elementos de máquinas cabos correias etc e a correta seleção de materiais Além de impactar a produtividade dos processos a seleção dos componentes e dos materiais de um transportador industrial também pode afetar substan cialmente o custo do investimento inicial o custo operacional e o consumo de energia aspectos que devem receber atenção para que se obtenha um projeto com viabilidade econômica Tendo isso em conta é imprescindível que o dimen Projeto de transportadores industriais Francisco José Rodrigues da Silva Junior sionamento dos transportadores industriais forneça com precisão informações sobre o funcionamento dessas máquinas em situações reais de uso Neste capítulo serão apresentados conceitos relativos aos princípios que regem o dimensionamento dos transportadores industriais de modo que você se torne capaz de elaborar um projeto para essas máquinas Você poderá compreender como é realizada a seleção de materiais e conhecer os elementos de máquinas fundamentais para o projeto Além disso descreveremos a automatização por meio de sistemas hidráulicos pneumáticos e magnéticos que otimizam a velocidade de produção ao facilitar a movimentação de materiais Uso de sistemas hidráulicos pneumáticos e magnéticos em transportadores industriais A automatização de processos de produção industrial realizados pelos trans portadores industriais vem crescendo em um ritmo acelerado ao longo dos anos Isso ocorre porque as novas tecnologias proporcionam facilidades para as empresas propiciando economia de tempo em tarefas repetitivas otimizando o tempo da produção e consequentemente gerando maior lucro Ademais os processos automatizados minimizam ou eliminam os ricos de acidente de trabalho Essa automatização ocorre graças aos sistemas hidráulicos pneumáticos e magnéticos que vamos detalhar a seguir Além de seu uso em peças má quinas e equipamentos nas indústrias tais sistemas são fundamentais para realizar a geração o controle e a distribuição de energia proporcionando alta precisão força controle de velocidade e controle de deslocamento para os transportadores industriais Os sistemas de automação são usados nos transportadores quando o acionamento manual não dá conta da movimentação de cargas muito pesadas Assim a automação é aplicada no acionamento do motor dos transportado res como por exemplo em guinchos e guindastes que são transportadores industriais bastante utilizados e que operam com regularidade transportando cargas por longas distâncias ou ainda manuseando uma grande quantidade de cargas pesadas RUDENKO 1976 Projeto de transportadores industriais 2 Sistema hidráulico Em termos de acionamento hidráulico o sistema hidráulico é usado quando uma pequena altura entre 100 mm e 300 mm é necessária para transportar cargas pesadas de 200 a 600 toneladas A ativação é feita por macacos hi dráulicos que funcionam por meio de uma prensa hidráulica que por sua vez utiliza um fl uido incompressível que é forçado para dentro de um cilindro por um êmbolo realizando a elevação Sua pressão de trabalho é de 100 atm a 500 atm A pressão geralmente é gerada com a ajuda de uma pequena bomba de pistão equipada com uma alça FARIA 2000 Os dispositivos hidráulicos auxiliam na resolução de diversos problemas adaptando as características dos motores padrão ao trabalho que devem realizar Eles garantem um excelente ajuste de velocidade de mecanismos de acionamento automático ou de comandos controlados Além disso esses dispositivos são pequenos e fáceis de usar simplificam o controle da má quina estendem sua vida útil são fáceis de manter e garantem a segurança da operação a ser realizada A combinação desses fatores expande a faixa de aplicação de tais dispositivos especialmente os dispositivos de levan tamento de carga A grande variedade de máquinas e os requisitos específicos impostos a elas determinam sua versatilidade A classificação dessas máquinas é apresentada na Figura 1 Figura 1 Classificação dos dispositivos hidráulicos Projeto de transportadores industriais 3 Mais recente que a energia pneumática a energia hidráulica é caracterizada pela força pela energia e pelo movimento mecânico gerados pela pressuri zação Em outras palavras ela é igual à pressão de um determinado fluido Atualmente o óleo é o fluido mais utilizado para exercer a pressão neces sária do processo Esses itens são caracterizados pela instalação simples O sistema também pode gerar com precisão uma grande quantidade de força razão pela qual o sistema está sendo cada vez mais usado e adotado pela indústria Uma das desvantagens desse sistema é que por utilizar fluidos podem ocorrer vazamentos o que afeta seu funcionamento e causa poluição ambiental RAY 2008 Sistema pneumático O funcionamento dos sistemas pneumáticos é similar ao dos sistemas hidráu licos A principal diferença entre eles diz respeito à substância utilizada para gerar a força que impulsiona o movimento e a velocidade do transportador os sistemas hidráulicos usam fluidos líquidos e os sistemas pneumáticos usam substâncias gasosas Por utilizarem o ar como principal agente gera dor de força e energia os sistemas pneumáticos têm como um componente indispensável o filtro de ar Como vantagem esse sistema é menos agressivo ao meio ambiente No entanto sua capacidade de gerar força é menor que a do sistema hidráulico sendo portanto inadequado para atividades que exijam muita força NOVAIS 2014 O sistema pneumático é amplamente utilizado em pequenas talhas de suspensão A vantagem do acionamento pneumático é que ele oferece mui tas operações de ligação por unidade de tempo o que não é possível com o acionamento elétrico por exemplo As limitações incluem a instalação do sistema de distribuição de ar a curta distância horizontal de deslocamento devido à mangueira de suprimento de ar e a necessidade de construção e montagem precisas de seus componentes Um exemplo de transportador pneumático pode ser observado na Figura 2 Projeto de transportadores industriais 4 Figura 2 Transportador pneumático Fonte Transportadores 20 documento online Os transportadores pneumáticos são usados para transportar materiais granulares em silos fábricas e portos Eles consistem em um conjunto de tubos e um sistema motor que gera fluxo de ar Em relação às suas vantagens destacamse as seguintes trabalham em qualquer tipo de rota são completamente selados ocupam pouco espaço demandam baixos custos de manutenção A limitação desses transportadores é que eles são usados apenas para materiais de granulometria pequena e materiais não abrasivos horizontal ser rotacionado etc Como vantagens dos sistemas magnéticos é possível citar que são silenciosos requerem pouco espaço e manutenção e podem funcionar até mesmo embaixo dágua No entanto eles apresentam a desvantagem de transportar apenas materiais ferrosos RUDENKO 1976 Figura 3 Transportador magnético Fonte Articulado 20 documento online O transportador de cavacos magnético ilustrado na Figura 3 desempe nha uma função bastante específica no gerenciamento de cavacos porção removida do material após a usinagem Seu uso é adequado com materiais de metal ferroso que produzem detritos finos A placa de metal que fecha o transportador é estacionária e pequenas limalhas de ferro são descarregadas por meio de um poderoso ímã que gira sob a correia Dimensionamento de transportadores industriais Para dimensionar um transportador industrial primeiramente é necessário saber qual é o tipo de transportador que está sendo usado para a aplicação em questão Em geral são bastante utilizados os transportadores de granéis que serão abordados neste capítulo O dimensionamento desses transpor tadores deve levar em consideração algumas informações de fundamental importância apresentadas a seguir Projeto de transportadores industriais 6 A capacidade de transporte Cᵗ depende da área da seção transversal da esteira transportadora S da velocidade da esteira v e do peso específico do material ρ A área S é o resultado da adição da área trapezoidal com a área circular que dependem da largura da correia L do número de rolos da inclinação dos rolos extremos α e do ângulo de repouso do material na correia θ conforme o Quadro 1 A distância padrão do material à borda da correia x em polegadas é dada por FÁBRICA DE AÇO PAULISTA 1995 x 0055 L 09 1 onde L é a largura da correia em polegadas A capacidade volumétrica Q do transportador em toneladahora é dada pela seguinte expressão FÁBRICA DE AÇO PAULISTA 1995 Q Qtabelado v K 2 onde v velocidade em ms Quadro 2 Qtabelado apresentado no Quadro 3 para transportadores com três roletes iguais e velocidade da esteira de 1 ms K fator de correção da capacidade devido ao ângulo de repouso θ apresentado no Quadro 3 O Quadro 2 apresenta as velocidades máximas recomendadas v para materiais a granel em ms Quadro 2 Velocidades máximas recomendadas v para materiais a granel em ms Largura da correia L em polegadas in Cereais e materiais de fácil escoamento não abrasivos Carvão areia minérios desagregados brita fina pouco abrasivos Minérios e pedras duros pontiagudos pesados e muito abrasivos 16 25 16 16 20 30 20 18 24 30 25 23 1 Material a ser transportado tipo peso específico granulometria teor de umidade temperatura abrasividade capacidade de escoamento ângulo de repouso 2 Capacidade de transporte toneladashora 3 Definições de percurso na planta de instalação definição da exten são do transportador para determinar a distância entre os tambores extremos motriz e movido posicionamento horizontal em aclive ou declive e altura necessária 4 Condições operacionais regime de funcionamento contínuo inter mitente e condições ambientais abrigado exposto a intempéries entre outros 5 Outras características necessárias esteira reversível transportador fixo com ponto de descarga lateral móvel transportador móvel O Quadro 1 apresenta as características de alguns materiais a granel que utilizam transportadores de esteira Esses dados podem ser encontrados em in formativos das áreas de agricultura grãos de trigo soja etc mineração minério de ferro carvão mineral etc e indústria areia cimento cinza de carvão etc Quadro 1 Características de materiais a granel Material Peso especí fico kgm³ Ângulo de repouso θ Inclinação máxima ϕ Areia seca 1400 a 1800 35 16 a 18 Escória de carvão de pedra 700 35 20 Cimento Portland 1600 39 20 a 23 Minério de ferro 1600 a 3200 35 18 a 20 Cinza seca de carvão tamanho ½ e abaixo 600 40 20 a 25 Trigo 700 a 800 28 12 Soja integral 700 a 800 21 a 28 12 a 16 Café em grãos 400 25 10 a 15 Fonte Adaptado de Fábrica de Aço Paulista 1995 Projeto de transportadores industriais 7 Largura da correia L em pole gadas in Cereais e ma teriais de fácil escoamento não abrasivos Carvão areia mi nérios desagre gados brita fina pouco abrasivos Minérios e pedras duros pontiagu dos pesados e muito abrasivos 30 36 30 28 36 41 33 30 42 41 36 30 48 46 36 33 54 51 36 33 60 51 36 33 66 41 38 72 41 38 Fonte Adaptado de Fábrica de Aço Paulista 1995 O Quadro 3 apresenta a capacidade volumétrica de transportadores em m³h a 10 ms Quadro 3 Capacidade volumétrica de transportadores Qtabelado em m³h a 10 ms Roletes Ângulo θ de re pouso do material 24 30 36 42 48 54 60 Com três roletes iguais α 20 0 58 95 141 197 261 335 418 5 69 114 169 236 313 401 500 10 82 134 199 277 367 470 586 15 94 154 228 318 424 539 672 20 107 174 258 359 476 609 759 25 120 196 290 402 533 582 849 30 133 217 321 445 590 755 940 Fonte Adaptado de Fábrica de Aço Paulista 1995 Continuação Projeto de transportadores industriais 9 O Quadro 4 apresenta os fatores de correção da capacidade K Quadro 4 Fatores de correção da capacidade K θ 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 21 22 23 24 K 100 100 099 098 097 095 093 091 089 085 081 078 076 073 071 Fonte Adaptado de Fábrica de Aço Paulista 1995 A capacidade de carga CT é dada em função da capacidade volumétrica Q e do peso específico do material transportador conforme a Equação 3 FÁBRICA DE AÇO PAULISTA 1995 3 Em relação ao acionamento de esteira transportadora o cálculo da força exercida pelo material Pm em kgf em todo o comprimento C em m é função da capacidade de transporte CT em tonh e da velocidade em mmin de acordo com a Equação 4 FÁBRICA DE AÇO PAULISTA 1995 4 Para calcular as forças de atrito que atuam na correia transportadora é necessário saber que existem forças de atrito na parte de carga da esteira superior e de retorno inferior da correia Figura 4 No lado de carga a força de atrito Fatc será em função do peso da correia Pe e do material transportado Pm do peso de todos os roletes Pr do diâmetro do rolete em mm e de seu contato com a esteira que depende da tensão da esteira No sistema internacional de unidades SI devemse considerar todos os pesos como força peso em kgf A força de atrito é dada por FÁBRICA DE AÇO PAULISTA 1995 5 onde 001 coefi ciente de atrito de roletes com rolamentos Para rola mento da esteira sobre os roletes considerar o valor de 4 mm Projeto de transportadores industriais 10 Figura 4 Representação das forças de atrito que atuam na correia transportadora No lado de retorno inferior as forças de atrito ocorrem devido à força peso em kgf da esteira sobre os roletes de retorno e seus rolamentos Essas forças são dadas pela Equação 6 FÁBRICA DE AÇO PAULISTA 1995 6 onde 001 coefi ciente de atrito de roletes com rolamentos Também é preciso calcular a força necessária para a flexão da correia no entorno dos tambores extremos De acordo com o manual da Associação Americana dos Fabricantes de Transportadores CONVEYOR EQUIPMENT MA NUFACTURERS ASSOCIATION 2007 considerase a Fflexão 41 kgf para os dois tambores tomando como base uma correia de 84 polegadas Para correias de largura inferior L em polegadas a diminuição da força pode ser adotada como proporcional Então temse FÁBRICA DE AÇO PAULISTA 1995 7 Além das forças que se opõem ao movimento já citadas existem também as forças para vencer os atritos em cada raspador FatR dada pela Equação 8 a força de atrito sobre a esteira das guias laterais FatG e a força para acio namento de cada tambor dos trippers FacT FÁBRICA DE AÇO PAULISTA 1995 8 Projeto de transportadores industriais 11 A força de atrito das guias laterais FatG é função do comprimento das guias laterais LG em m e da largura da correia L em in conforme Equação 9 FÁBRICA DE AÇO PAULISTA 1995 9 As forças para acionamento de cada tambor dos trippers FacT são apre sentadas no Quadro 5 em função da largura da esteira Quadro 5 Força para acionamento de cada tambor dos trippers Largura da correia L em in 16 20 24 30 36 42 48 54 60 72 84 FacT 227 377 498 634 679 725 770 815 861 953 1045 Fonte Adaptado de Fábrica de Aço Paulista 1995 p 36 A força de tração para um transportador horizontal Fth é dada pela soma das forças mostradas nas equações anteriores FÁBRICA DE AÇO PAULISTA 1995 10 A força de elevação do material Fe é diretamente proporcional ao seu peso Pm e a altura de elevação em m é inversamente proporcional à distância entre os tambores extremos que é o comprimento do transportador C A força de elevação é dada pela Equação 11 FÁBRICA DE AÇO PAULISTA 1995 11 Já a força de tração para um transportador em aclive Fta é dada pela Equação 12 FÁBRICA DE AÇO PAULISTA 1995 12 A força de aceleração Fa é a força necessária para que o transportador partindo do repouso atinja a velocidade de operação em mmin no tempo ta em segundos Essa força é dada pela seguinte expressão FÁBRICA DE AÇO PAULISTA 1995 Projeto de transportadores industriais 12 13 onde Ptotal corresponde ao somatório dos pesos e das massas do material da esteira e dos roletes O momento de torção torque dado em kgf m é o produto do somatório das forças de tração Fth ou Fta e de aceleração Fa pelo raio do tambor de acionamento em mm ou seja FÁBRICA DE AÇO PAULISTA 1995 14 O número de rotações em RPM como função da velocidade da esteira em mmin e do diâmetro do tambor de acionamento Dtambor em mm é dado por FÁBRICA DE AÇO PAULISTA 1995 15 Por fim a potência para movimentação do transportador é dada pela Equação 16 FÁBRICA DE AÇO PAULISTA 1995 16 onde é o rendimento do sistema de acionamento Importa salientar que os passos demonstrados para o dimensionamento de um transportador industrial devem ser seguidos para se obter eficiência e segurança no processo em que o transportador será utilizado Na próxima seção você poderá aprender como são especificados os materiais constru tivos os cabos e as correias para o transportador Especificação de materiais construtivos cabos e correias de acordo com o uso do transportador Em um projeto de transportador a escolha correta dos materiais construtivos é fundamental Estes devem ser escolhidos conforme suas propriedades mecânicas e a partir de um estudo de viabilidade econômica a fi m de selecionar materiais baratos que cumpram os requisitos do projeto Uma maneira sistemática de sele cionar materiais para a aplicação foi proposta por Ashby 1999 que apresentou Projeto de transportadores industriais 13 um método para separar as diversas propriedades de materiais umas das outras de modo a formar um gráfi co de seleção de materiais Figura 5 Esses materiais podem ser classifi cados em seis categorias metais cerâmicos polímeros sólidos ou espuma elastômeros vidro e materiais compostos Os membros dessas categorias e subcategorias também são agrupados nesse gráfi co Figura 5 Módulo de Young sobreposto à densidade para materiais de engenharia Fonte Norton 2013 p 64 A Figura 5 ilustra um gráfico da relação entre o módulo de Young e a densidade denominada rigidez específica Desenhando uma linha de in clinação constante no gráfico é possível analisar quais são os materiais cujas propriedades são semelhantes A linha com rigidez específica Eρ C desenhada em vermelho na Figura 5 indica que a rigidez específica de algu mas madeiras é comparável à do aço e à de outros metais A linha também atravessa o intervalo mais curto de bolhas em compostos de engenharia Projeto de transportadores industriais 14 indicando que a fibra de vidro GFRP tem aproximadamente a mesma rigidez que a madeira e o aço ao passo que os termoplásticos não reforçados como o náilon e o poliéster têm uma rigidez específica inferior Portanto se no projeto do transportador procurase um material mais forte e leve é preciso olhar para o topo e para o lado esquerdo do gráfico NORTON 2013 A relação entre a resistência e a rigidez chamada resistência específica de vários materiais é apresentada na Figura 6 em que se pode verificar a resistência do material utilizado conforme as suas características Por exemplo metais dúcteis e polímeros apresentam resistência ao escoamento cerâmicas frágeis apresentam resistência à compressão e elastômeros apresentam resistência ao rasgamento O alongamento vertical da bolha do material mostra a faixa de valores de resistência que podem ser obtidos por meio de endurecimento por calor ou a frio elementos de ligação entre outros NORTON 2013 Figura 6 Resistência sobreposta à densidade para materiais de engenharia Fonte Norton 2013 p 65 Projeto de transportadores industriais 15 Na Figura 6 a linha vermelha representa um valor de resistência específica σρ C indicando que a relação entre resistência e peso de algumas madeiras é tão boa quanto a do aço de alta resistência e melhor que a da maioria dos outros metais Também é importante observar a alta resistência específica das cerâmicas de engenharia Infelizmente seu limite de tração não excede aproxi madamente 10 dessas resistências à compressão o que explica seu raro uso em estruturas que normalmente encontram tensões de tração NORTON 2013 Cabos de aço O cabo de aço é o componente mais utilizado para a elevação de carga em pontes e pórticos rolantes bem como para o içamento de guindastes e equipamentos portuários além de ser usado em muitos outros equipamentos de elevação Componentes básicos dos equipamentos de suspensão de carga os cabos de aço são compostos de arames de aço de alta resistência enrolados em torno de um arame central formando as pernas que por sua vez são enroladas em torno de um núcleo chamado alma do cabo que pode ser de aço ou fi bra Figura 7 Figura 7 Composição de um cabo de aço Fonte Adaptada de Manual 2012 Projeto de transportadores industriais 16 Na especificação de um cabo de aço para um equipamento de elevação devem ser verificados alguns aspectos como por exemplo os seguintes a escolha da construção e a função da aplicação os diâmetros indicados para polias e tambores o ângulo de desvio máximo de um cabo de aço o fator de segurança da aplicação A expressão estrutura do cabo é empregada para indicar o número de pernas e o número de fios em cada perna bem como a sua composição A depender de sua composição as pernas do cabo de aço podem ser fabricadas em uma duas ou múltiplas operações Em uma composição simples todos os fios têm o mesmo diâmetro Figura 8a Na composição Seale pelo menos duas camadas adjacentes têm o mesmo número de fios e todos os fios externos na composição têm um diâmetro maior para aumentar a resistência ao desgaste causado pelo atrito Figura 8b Por sua vez a composição Filler apresenta arames muito finos entre as duas camadas Figura 8c o que aumenta a área de contato a flexibilidade e a resistência ao amassamento reduzindo o desgaste entre os fios Já na composição Warrington pelo menos uma camada é composta por dois fios de diâmetros diferentes e alternados Figura 8d o cabo de aço feito com essa composição tem boa resistência ao desgaste e boa resistência à fadiga Há também um tipo de composição formado pela aglutinação das composições Warrington e Seale Unindo as principais características de cada uma dessas composições a composição WarringtonSeale Figura 8e proporciona alta resistência ao desgaste e alta resistência à fadiga por flexão MANUAL 2012 Com o aprimoramento da tecnologia de fabricação foram desenvolvidas máquinas e estruturas de cabos que nos permitem fabricar pernas em uma única operação com todas as camadas sendo criadas na mesma etapa Isso possibilitou o desenvolvimento das composições Seale Filler e Warrington compostas por fios de diferentes diâmetros Ensaios de fadiga realizados em cabos de aço têm demonstrado que cabos cujas pernas são fabricadas em apenas uma operação apresentam maior durabilidade se comparada à dos cabos fabricados em múl tiplas operações Durante a escolha de uma estrutura de cabo de aço para transportadores industriais é necessário atentar para a flexibilidade do cabo de aço que é inversamente proporcional ao diâmetro do fio de aço externo e diretamente proporcional ao número de fios de aço Em um cabo quanto maior for o diâmetro externo do fio pior será a flexibilidade e quanto mais fios houver no cabo maior será a flexibilidade Em relação à resistência ao desgaste esta é proporcional ao diâmetro do fio externo e inversamente proporcional ao número de fios do cabo Ou seja cabos com diâmetros externos maiores apresentam maior resistência ao desgaste e por outro lado cabos mais macios apresentam menor resistência ao desgaste devido ao seu menor diâmetro externo Correias A seleção da correia transportadora geralmente está relacionada uma das seguintes situações uma situação em que é necessário substituir a correia transportadora no transportador existente ou uma situação de projeto de um novo transportador No primeiro caso são conhecidas as características da correia transportadora isto é sua largura sua circunferência seu tipo seu número de telas sua espessura e a qualidade do seu revestimento Se tais variáveis não forem conhecidas será preciso conhecer a potência do motor de acionamento e a velocidade da correia transportadora para determinar a composição dessa estrutura Projeto de transportadores industriais 18 No segundo caso é necessário conhecer o material que está sendo trans portado seu tamanho de partícula e outras características como densidade aparente abrasão ângulo de repouso e de sobrecarga e inclinação máxima do transportador em diferentes velocidades de transporte Também deve ser conhecido o volume de transporte que foi abordado na seção anterior Existem duas formas comuns de transportadores de correia os com correias planas para o transporte de paletes e cargas unitárias e os com correias abauladas para o transporte de material a granel Usadas para transportar sacos caixas ou produtos a granel em ambas as direções as correias planas consistem em uma estrutura de treliça comum dois rolos com eixos e rolamentos e uma correia sem fim sobre elas Figura 9 Geralmente elas apresentam um funcionamento suave e têm metade da capacidade das correias abauladas operando adequadamente em velocidades altas CENTRAIS ELÉTRICAS BRASILEIRAS et al 2009 Figura 9 Correia plana em uma esteira transportadora Fonte Esteira 20 documento online A correia de seção abaulada é utilizada em transportadores para se mover sobre roletes dispostos em ângulo que a fazem tomar uma forma côncava Figura 10 É um dos sistemas mais econômicos para transportar material a granel o que se deve à sua alta capacidade de carga à sua fácil manu tenção e à facilidade que oferece para carregar e descarregar A correia de seção abaulada pode transportar qualquer tipo de material ressalvandose os materiais com elevada umidade ou pegajosidade CENTRAIS ELÉTRICAS BRASILEIRAS et al 2009 Projeto de transportadores industriais 19 A escolha do tipo de correia deve levar em consideração os seguintes aspectos CENTRAIS ELÉTRICAS BRASILEIRAS et al 2009 as condições de serviço tipo de empresa siderúrgica fundição ambiente hostil temperatura as características do material tamanho da partícula temperatura abrasividade corrosividade fluxo por hora o tempo de viagem da correia transportadora se pode ser transportada por longas distâncias a largura da correia a inclinação dos roletes a tensão máxima da correia sendo necessário um teste de tensão para verificar se a correia não sofrerá ruptura a temperatura do material Neste capítulo você conheceu diversos fatores que devem ser considerados para se obter um funcionamento seguro e eficiente dos transportadores industriais Você pôde compreender a automatização dos transportes por meio de sistemas hidráulicos pneumáticos e magnéticos bem como os cálculos necessários para um adequado dimensionamento dos transportadores Ade mais refletimos sobre as especificações dos tipos de material construtivo e detalhamos os elementos de máquinas como os cabos e as correias Todas essas informações são de suma importância para que durante a elaboração do projeto de transportadores industriais o profissional realize escolhas que considerem tanto a produtividade dos processos quanto o custo do investimento inicial e o custo operacional Referências ARTICULADO Cobsen Hennig 20 Disponível em httpscobsencombrtiposde transportadoresdecavaco Acesso em 22 jun 2021 ASHBY M F Materials selection in mechanical design 2nd ed Oxford Butterworth and Heinemann 1999 CENTRAIS ELÉTRICAS BRASILEIRAS et al Correias transportadoras guia básico Brasília DF IELNC 2009 CONVEYOR EQUIPMENT MANUFACTURERS ASSOCIATION Belt conveyors for bulk materials 6th ed Naples FL CEMA 2007 ESTEIRA transportadora de correia plana Provtec Soluções 20 Disponível em httpswwwprovteccombresteiratransportadoracorreiaplana Acesso em 22 jun 2021 FÁBRICA DE AÇO PAULISTA Manual de transportadores de correias 4 ed São Paulo FAÇO 1995 Disponível em httpwwwebahcombrcontentABAAAfv5MAAmanual transportadorescorreiafaco Acesso em 1 jun 2021 FARIA A L de Acionamentos hidráulicos e pneumáticos Cataguases MG Senai 2000 MANUAL técnico de cabos Osasco SP Belgo Bekaert Arames 2012 Disponível em httpswwwaecwebcombrclscatalogosaricabosCatalogoCIMAF2014Completo pdf Acesso em 22 jun 2021 NORTON R L Projeto de máquinas uma abordagem integrada 4 ed Porto Alegre Bookman 2013 NOVAIS J Ar comprimido industrial produção tratamento e distribuição 3 ed Lisboa Fundação Calouste Gulbenkian 2014 RAY S Introduction to materials handling New Delhi New Age International Publishers 2008 RUDENKO N Máquinas de elevação e transportes Rio de Janeiro Livros Técnicos e Científicos Editora SA 1976 TRANSPORTADORES pneumáticos Mundo Pneumático 20 Disponível em https wwwmundopneumaticocombrtransportadorespneumaticos Acesso em 22 jun 2021 Projeto de transportadores industriais 21 Leituras recomendadas ALMEIDA J C LIMA K BARBIERI R Elementos de máquinas projeto de sistemas mecânicos São Paulo Elsevier 2017 BAXTER M Projeto de produto guia prático para o design de novos produtos 3 ed São Paulo Blucher 2011 COMPLETO A MELO F Introdução ao projeto mecânico São Paulo Publindústria 2017 JACK H Projeto planejamento e gestão de produtos São Paulo Elsevier 2014 JUVINALL R MARSHEK K Fundamentos do projeto de componentes de máquinas 5 ed Rio de Janeiro LTC 2016 UDYNAS R G NISBETT J K Elementos de máquinas de Shigley projeto de engenharia mecânica 8 ed Porto Alegre AMGH 2011 Os links para sites da web fornecidos neste capítulo foram todos testados e seu funcionamento foi comprovado no momento da publicação do material No entanto a rede é extremamente dinâmica suas páginas estão constantemente mudando de local e conteúdo Assim os editores declaram não ter qualquer responsabilidade sobre qualidade precisão ou integralidade das informações referidas em tais links Projeto de transportadores industriais 22 No text available in the image Dica do professor Devido à sua simplicidade e fácil implantação o elevador de canecas é amplamente utilizado para transporte de grãos sendo os conceitos relativos ao dimensionamento desse transportador fundamental em aplicações desse tipo O dimensionamento da potência para acionamento desses transportadores são essenciais para garantir um processo eficaz de movimentação e transporte de materiais que estejam em concordância com os quesitos de segurança propostos pelo projeto dessas máquinas Veja nesta Dica do Professor a metodologia de cálculo da potência para acionamento de um transportador do tipo elevador de canecas Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar Exercícios 1 Os transportadores industriais utilizam os sistemas de automação para resolver o problema de acionamentos manuais que não conseguem realizar a movimentação de cargas muito pesadas Assinale a alternativa correta em relação aos aspectos que envolvem a automação dos transportadores industriais A Os dispositivos de sistemas hidráulicos apresentam facilidade de manuseio do controle do transportador porque são pequenos garantindo a segurança da operação a ser realizada B Em um sistema pneumático o óleo é o fluido mais utilizado para exercer a pressão necessária para o início do processo de automação do transportador industrial C A grande diferença entre os sistemas hidráulicos e os magnéticos é que os primeiros usam fluidos líquidos e os segundos utilizam substâncias gasosas D Os transportadores magnéticos apresentam como desvantagens são barulhentos requerem muito espaço e precisam de manutenção constante E Os transportadores hidráulicos têm como limitação seu uso para materiais de granulometria pequenas e não abrasivos 2 Os cabos para elevação de cargas são majoritariamente fabricados em aço por precisarem ser muito resistentes à força a que são exercidos Assinale a alternativa correta a respeito da composição de cabo em que os arames finos entre duas camadas têm a finalidade de ampliar a área de contato a flexibilidade e a resistência ao amassamento além de reduzir o desgaste entre os arames A Composição Filler das pernas B Composição Seale das pernas C Composição simples das pernas D Composição Warrington das pernas E Composição WarringtonSeale das pernas 3 As esteiras transportadoras são muito utilizadas para o transporte interno ou externo de materiais a granel Calcule a capacidade de carga de um transportador horizontal para trigo em grãos com esteira de 42 de largura sobre três roletes iguais com os roletes laterais com inclinação de 20 Considere a capacidade volumétrica de 1200m3h e o peso específico do material transportado 600kgm3 A 720tonh B 7200kgh C 7200tonh D 2kgh E 84kgh 4 O peso do material que o transportador pode suportar depende da capacidade de transporte CT do comprimento C e da velocidade da esteira v Um transportador de esteira para café em grãos em aclive de 10m e comprimento de 45m apresenta uma velocidade de transporte de 200mmin e capacidade de transporte de 250tonh Encontre o peso do material que o transportador é capaz de suportar A 9375kgf B 9375kgf C 600kgf D 60kgf E 9375kgf As indústrias utilizam as esteiras ou os transportadores como equipamentos para obter maior ganho de agilidade e produtividade já que operam em sintonia com o processo de produção 5 Sobre as esteiras transportadoras leia as afirmativas a seguir I O tambor de encosto situado na parte inferior da esteira age tencionando a esteira e forçando um maior ângulo de contato II O contrapeso tem a finalidade de manter a esteira de borracha sempre esticada e facilita o deslizamento do tambor motriz na esteira III O transportador helicoidal é usado na movimentação de materiais a granel na indústria para a alimentação de matériasprimas em máquinas e equipamentos Assinale a alternativa com as afirmativas corretas A I e II B I e III C II e III D Apenas II E Apenas I Na prática Um engenheiro mecânico que atua na área de máquinas de elevação e transporte pode ser solicitado para realizar atualizações de algum projeto Sendo assim em ocasiões de aumento de carga a transportar implicará a modificação do valor de certas variáveis em um projeto do transportador industrial sendo fundamental atualizar o cálculo do projeto anterior Acompanhe neste Na Prática um estudo de caso com base em uma atualização de valor da carga a transportar de um projeto de um guincho de elevação de coluna Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar Saiba Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto veja abaixo as sugestões do professor Estudo de caso da melhoria de um sistema de elevação de carga pelo uso de correia tubular Confira neste link o estudo de otimização de um sistema de elevação de carga com o auxílio de uma correia tubular Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar Sistema para controle de velocidade de uma esteira transportadora industrial Confira neste artigo o desenvolvimento de um sistema para controle de velocidade de uma esteira transportadora industrial em que os autores utilizam fundamentos de sistemas de controle para ajustar a velocidade desejada de uma esteira transportadora industrial Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar Dimensionamento de transportadores Confira no vídeo a seguir o exemplo de dimensionamento de transportadores realizado pelo professor Juarez de Sousa e Silva Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar