Dimensionamento de um Transportador de Corrente Redler

NOME DOS INTEGRANTES DO GRUPO Máquinas Transportadoras Dimensionamento de um transportador de corrente Redler ITAPETININGA 2021 NOME DOS INTEGRANTES DO GRUPO Máquinas Transportadoras Dimensionamento de um transportador de corrente Redler Trabalho apresentado à disciplina Máquinas Transportadoras do curso de Engenharia Mecânica para avaliação regimental Prof Ms Luiz Fernando Frezzatti Santiago ITAPETININGA 2021 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO 5 11 Transportador de corrente redler 5 12 Vantagens e desvantagens de um redler 6 13 Componentes e suas denominações 6 131 Engrenagens 6 132 Corrente 7 133 Barras de guiamento 8 134 Arrastadores 8 14 Configurações do redler 10 2 OBJETIVO 11 3 DIMENSIONAMENTO DO TRANSPORTADOR DE CORRENTE 11 31 Cálculo do peso da corrente 12 32 Cálculo das forças em cada setor 12 321 Cálculo da força no setor 1 12 322 Cálculo da força no setor 2 13 323 Cálculo da força total 13 33 Cálculo da potência 14 34 Cálculo da rotação da engrenagem 14 35 Seleção do motor e redutor 14 36 Verificação da potência para o motor 15 37 Cálculo do momento fletor no eixo 15 38 Cálculo do momento torçor no eixo 16 39 Cálculo do momento resultante no eixo 17 310 Cálculo do diâmetro do eixo 17 3101 Engrenagem motora 17 3102 Engrenagem movida 17 4 CONCLUSÃO 18 5 REFÊRNCIA BIBLIOGRÁFICAS 19 INDÍCE DE TABELAS Tabela 1 Dados referentes ao transportador de corrente Redler 11 Tabela 2 Motor e redutores escolhidos 15 INDÍCE DE FIGURAS Figura 1 Redler calha retangular 5 Figura 2 Redler calha em forma de U 6 Figura 3 Roda dentada 7 Figura 4 Roda de guiamento 7 Figura 5 Elos da corrente 7 Figura 6 Corrente 8 Figura 7 Barra de guiamento 8 Figura 8 Modelos de barras de alinhamento 8 Figura 9 Configurações típicas dos arrastadores 9 Figura 10 Arrastador barra e manga plástica 9 Figura 11 Arrastador tipo T e tipo U 9 Figura 12 Arrastador T e Almofada 9 Figura 13 Arrastador raspador e U fechado 9 Figura 14 Colher de arrasto e tipo H 9 Figura 15 Arrastador tipo I 10 Figura 16 Configurações do redler na horizontal 10 Figura 17 Configurações do redler na vertical 10 Figura 18 Vista lateral do transportador de corrente 11 Figura 19 Vista frontal do transportador de corrente 12 Figura 20 Setores do transportador de corrente 12 Figura 21 Digrama da força cortante e momento fletor 16 RESUMO O presente trabalho visa dimensionar um transportador de corrente Redler para um processo de unitização de toras de uma serraria O transportador possui em comprimento de 12m com uma inclinação de sete graus e acionamento simultâneo Tem velocidade de transporte de 05mmin e coeficiente de atrito entre corrente e guia de 03 O transportador tem capacidade máxima de 12 toneladas de toras e o peso da corrente 300 Kgm As toras são presas através de um gancho especial na corrente que realiza o transporte de uma tora a cada vez Através dos dados verificouse que o transportador de corrente necessita de um motor de 4CV de potência e de dois redutores Calculouse o diâmetro do eixo necessário no qual foi de 14cm de diâmetro 5 1 INTRODUÇÃO 11 Transportador de corrente redler O transportador de corrente também denominado redler é aplicado ao transporte de produtos na horizontal ou em inclinações de até 40º no entanto a capacidade operacional decresce em 33 Geralmente nestes equipamentos as correntes são montadas em calhas metálicas com o formato retangular ou em U Figura 1 e 2 Quanto aos tipos de palhetas fixadas à corrente estas podem ser de madeira metal ou polietileno Em relação à manutenção desses transportadores devem ser verificados os seguintes itens estado dos rolamentos alinhamento da corrente estado das palhetas e vedação da calha É utilizado para o transporte de produtos a granéis cereais cimento areia açúcar serragem maravalha cavaco onde haja necessidade de elevação não sendo obrigatório ou autoalimentação movimentação de materiais por não mais de poucas dezenas de metros locais der difícil acesso existam limitações de espaço físico para extração de material no fundo de pilhas etc Assim alguns são utilizados em armazéns ou entrepostos onde haja necessidade grande fluxo e outros onde seja necessário evitar poeira ou emissão de gases do material transportado Podem movimentar materiais em sua calha superior e inferior pois um mesmo transportador pode trabalhar simultaneamente dois tipos diferentes de materiais em sentidos opostos desde que sejam evitados problemas de contaminação O transportador redler é flexível o que permite a uma única máquina substituir diversas unidades convencionais tais como alimentadores transportadores e elevadores de canecas Possuem altas capacidades de transporte acima de 800 toneladas por hora com temperaturas de material que atingem até 500ºC Figura 1 Redler calha retangular 6 Figura 2 Redler calha em forma de U 12 Vantagens e desvantagens de um redler O transportador de corrente apresenta as seguintes vantagens Trabalha com materiais a altas temperaturas Abastecimento e desabastecimento em qualquer ponto Equipamento simples Manutenção relativamente simples Durabilidade Potências variadas Pode fazer curvas O transportador de corrente apresenta as seguintes desvantagens Custo alto das correntes Degradação de material Material parado na calha Desgaste da corrente e calhas Ruído excessivo 13 Componentes e suas denominações 131 Engrenagens Temos no redler rodas dentadas e rodas de guiamento conforme a Figura 3 e 4 7 Figura 3 Roda dentada Figura 4 Roda de guiamento 132 Corrente A corrente é normalmente transportada sobre barras de guiamento especiais de aço ao manganês resistente ao desgaste A corrente é normalmente forjada mas podem apresentar diferentes formas É caracterizada pelo seu paço e recebem usinagem o que encarece o produto Na Figura 5 é mostrado o esquema do elo da corrente e na Figura 6 é mostrados uma corrente e seu formato Figura 5 Elos da corrente 8 Figura 6 Corrente 133 Barras de guiamento A barra de guiamento vai a baixo da corrente para guia lá Figura 7 Existem três formas típicas de barras de guiamento conforme mostra a Figura 8 Figura 7 Barra de guiamento Figura 8 Modelos de barras de alinhamento 134 Arrastadores Os arrastadores são pás que ficam presas por meio de pinos nas correntes Suas função é transportar material eles podem ser presos nas correntes por algumas configurações Figura 9 e existem diversos modelos Figura 10 11 12 13 14 e 15 9 Figura 9 Configurações típicas dos arrastadores Figura 10 Arrastador barra e manga plástica Figura 11 Arrastador tipo T e tipo U Figura 12 Arrastador T e Almofada Figura 13 Arrastador raspador e U fechado Figura 14 Colher de arrasto e tipo H 10 Figura 15 Arrastador tipo I 14 Configurações do redler O transportador de corrente é flexível com relação a sua forma as Figuras 16 e 17 ilustram algumas configurações típicas Figura 16 Configurações do redler na horizontal Figura 17 Configurações do redler na vertical 11 2 OBJETIVO Dimensionar um transportador de corrente que deverá apresentar o cálculo do peso da corrente forças em cada setor potência rotação da engrenagem momento resultante no eixo diâmetro da do eixo e especificação técnica dos componentes motor redutor 3 DIMENSIONAMENTO DO TRANSPORTADOR DE CORRENTE Para o dimensionamento do transportador de corrente serão considerados os dados da Tabela 1 O esboço do transportador está na Figura 18 e 19 Tabela 1 Dados referentes ao transportador de corrente Redler Transportador de corrente Redler Tipo de material a ser transportado Toras de até 3m de comprimento Espaçamento entre correntes 2 m Tipo de acionamento Simultâneo Comprimento do transportador 12 m Altura de elevação 15 m Peso da corrente 300 Kgm Diâmetro das engrenagens 500 mm Velocidade do transportador 05mminuto Capacidade total do transportador 12 t de toras Coeficiente de segurança para potência 20 Inclinação do transportador α 7º Coeficiente de atrito entre corrente e guia 03 Distância entre mancais 2400 mm Figura 18 Vista lateral do transportador de corrente 12 Figura 19 Vista frontal do transportador de corrente 31 Cálculo do peso da corrente Sabemos pela Tabela 1 que a corrente pesa 300 Kgm em 12m de transportador teremos kg m m kg Pc 3600 12 300 Onde cP é o peso da corrente ao longo dos 12m 32 Cálculo das forças em cada setor A Figura 20 mostra o esboço dos setores do transportador e as forças que são envolvidas Figura 20 Setores do transportador de corrente 321 Cálculo da força no setor 1 Como podemos observar na Figura 20 temos as seguintes forças 90 90 1 Cos P P sen P P F T c guia corente T c Setor Kgf 13 Onde FSetor1 é a força que age no setor 1 em Kgf cP é peso da corrente Kgf TP é o peso da tora Kgf guia corente é o coeficiente de atrito entre a corrente e a guia do transportador e é a inclinação do transportador 7 90 6000 3600 30 7 90 6000 3600 1 Cos sen FSetor FSetor1 402848 Kgf Como temos um eixo que faz o transporte de duas correntes então a força total no setor 1 será o dobro 805696 2 1 1 Setor Setor Total F F Kgf 322 Cálculo da força no setor 2 Como podemos observar na Figura 20 temos as seguintes forças 90 90 2 Cos P sen P F c guia corente c Setor Kgf Onde FSetor2 é a força que age no setor 2 em Kgf cP é peso da corrente Kgf guia corente é o coeficiente de atrito entre a corrente e a guia do transportador e é a inclinação do transportador 7 90 3600 30 7 90 3600 2 Cos sen FSetor FSetor2 63979 Kgf Como temos um eixo que faz o transporte de duas correntes então a força total no setor 2 será o dobro 127958 2 2 2 Setor Setor Total F F Kgf 323 Cálculo da força total A força total será dada pela soma da força total no setor 1 e no setor 2 933654 127958 96 8056 2 1 Setor Total setor Total Total F F F Kgf 14 33 Cálculo da potência A potência necessária para acionar a engrenagem é dada pela seguinte fórmula 75 t total o acionament V F P CV Onde o acionament P é a potência de acionamento CV Ftotal é a força total calculada no item 323 Kgf tV é a velocidade do transportador s m 1 04 75 8 33 10 54 9336 3 o Pacionament CV Como temos que considerar um coeficiente de segurança de 20 da potência de acionamento temse 1 25 1 04 21 o Pacionament CV 34 Cálculo da rotação da engrenagem A rotação da engrenagem é dada pela seguinte expressão engrenagem t engrenagem D V n 60 rpm Onde o nacionament é a rotação da engrenagem rpm Dengrenagem é o diâmetro da engrenagem m tV é a velocidade do transportador s m 0 32 50 8 33 10 60 3 nengrenagem rpm 35 Seleção do motor e redutor Será estimado um motor da marca WEG com rotação de 900 rpm 4 CV e rendimento a 100 ή813 A redução total será engrenagem motor Total n n i l admensiona Onde nengrenagem é a rotação da engrenagem rpm e nmotor é a rotação do motor estimado rpm 15 2813 0 32 i 900 Temos que a redução total será 1 2813 para esta redução serão utilizados dois redutores sem fim da marca Cestalto Na Tabela 2 estão as especificação do motor e os redutores escolhidos Tabela 2 Motor e redutores escolhidos Características do motor e redutores escolhidos Motor Redutores Marca WEGW21 Marca Cestalto Potência 4CV Potência 583 483 Carcaça 132M Modelo CR1200 CR1200 Rotação 900rpm Rotação 1750rpm 1750rpm ή100 813 ή100 64 61 Nº Pólos 8 i efetiva 49 60 Tensão 440 v Redução total 2940 Freqüência 60 Hz Rotação final 031rpm 36 Verificação da potência para o motor A potência necessária para o motor deve ser suficiente para acionar a engrenagem e conseguir cobrir as perdas com calor será dada pela seguinte fórmula Totais o acionament motor P P CV Onde motor P é a potência necessária para o motor CV o acionament P é a potência de acionamento da engrenagem CV Totais é o rendimento total do sistema motorredutores 3 94 0 61 0 64 813 0 1 25 Pmotor CV Verificase então que a potência estimada para o motor na Tabela 2 de 4 CV está correta assim como a potências dos redutores Será mantido o motor e redutores especificados na Tabela 2 37 Cálculo do momento fletor no eixo A Figura 21 expressa o digrama da força cortante e momento fletor no eixo do transportador O cálculo da força F na Figura 21 é dado pela seguinte expressão e c Total P Cos P F F 90 4 Kgf 16 Onde FTotal é força que atua nos setores 1 e 2 calculado no item 323 cP é o peso da corrente calculado no item 32 é ângulo de inclinação do transportador Tabela 1 eP é o peso da engrenagem onde eP 0 46 11091 0 7 90 4 3600 933654 Cos F Kgf De acordo com a Figura 21 o momento fletor máximo no eixo será dado pela seguinte expressão 55457 3 20 933654 20 4 M f F Kgf cm Figura 21 Digrama da força cortante e momento fletor 38 Cálculo do momento torçor no eixo O momento torçor é dado pela seguinte expressão 17 engrenagem o acionament t n P M 71600 Kgf cm Onde o acionament P é a potência necessária para o motor CV calculado no item 14 nengrenagem é a rotação da engrenagem rpm fornecido na Tabela 2 2887097 31 0 1 25 71600 Mt Kgf cm 39 Cálculo do momento resultante no eixo O momento resultante no eixo é dado pela seguinte expressão 12 2 2 t t f f i M K M K M Kgf cm Onde K f fator de serviço a flexão 15 Kt fator de serviço a torção1 f M é o momento fletor calculado no item 37 Kgf cm t M é o momento torço calculado no item 38 Kgf cm 30045498 1 2887097 55457 3 51 12 2 2 Mi Kgf cm 310 Cálculo do diâmetro do eixo 3101 Engrenagem motora O diâmetro da engrenagem motora é dado pela seguinte expressão 3 1 16 adm Mi d cm Onde adm está na Tabela 133 MTC Para o material SAE 1040 com chaveta temos 2 560 cm Kgf adm i M é o momento resultante calculado no item 39 Kgf cm 14 560 30045498 16 3 1 d cm 3102 Engrenagem movida O diâmetro da engrenagem movida é dado pela seguinte expressão 18 13 32 adm M f d cm Onde adm está na Tabela 133 MTC Para o material SAE 1040 sem chaveta temos 2 750 cm Kgf adm f M é o momento fletor calculado no item 37 Kgf cm 19 750 55457 3 32 3 1 d cm Será escolhido o maior diâmetro para os dois eixo temos então d 14 cm 4 CONCLUSÃO Verificouse que o diâmetro do eixo calculado apesar da grande dimensão 14 cm está de acordo com os cálculos para o transporte total da carga 12 toneladas não sendo encontrado incoerência podendo ser atribuído esse maior diâmetro ao arranjo físico dos mancais que estão dispostos em apenas dois apoios em cada eixo do transportador fazendo com que área do momento fletor seja maior Figura 21 e o diâmetro também devemos observar que podemos reduzir esse diâmetro aumentando o número de apoios por eixo e assim reduzindo a área do momento fletor e consequentemente o diâmetro mesmo 19 5 REFÊRNCIA BIBLIOGRÁFICAS REDLER CHAIN Disponível emhttp httpwwwredlerchaincom Acesso em 20 Novembro 2007 SILVA C LArmazenagem transporte de grãos Em Pauta Revista Cultivar Máquinas Espírito Santos n 35 p 2831 out 2004