Manuseio de materiais a granel é um campo da engenharia centrado no desenvolvimento e fabricação de equipamentos especiais utilizados na movimentação de materiais sólidos e secos, tais como minérios, grãos, areia, pedras, entre outros.
A produção mineral Sul-americana, por exemplo, depende de uma grande quantidade de equipamentos para movimentar uma impressionante fatia da produção mundial de minério de ferro e cobre.
Com o Brasil atualmente ocupando a segunda posição no ranking mundial de produção de minério de ferro, e Chile e Peru ocupando a primeira e segunda posição respectivamente na produção de minério de cobre, os desafios diários para manter a produção em par com a demanda global dessas importantes commodities fizeram estas indústrias evoluírem ao longo dos últimos anos, exigindo a cada dia que passa, soluções mais robustas.
Em conjunto, estes países movimentam centenas de milhões de toneladas, o que requer soluções consistentes e confiáveis para manter os custos de produção sob controle e aumentar os lucros, uma vez que paradas de manutenção excessivamente longas ou não programadas podem causar prejuízos que chegam à casa dos milhões de dólares por hora.
No que diz respeito à instalação, operação e manutenção de sistemas de acionamento, acoplamentos que permitem a montagem e desmontagem radial apresentam uma excelente alternativa para reduzir o MTTR (“mean time to repair”) e aumentar a disponibilidade dos equipamentos para produzir, fator chave para aumentar os lucros operacionais.
Há mais de três décadas fornecendo acoplamentos para o mercado de equipamentos para movimentação de materiais, a RINGFEDER HENFEL, desenvolveu soluções interessantes e eficientes baseadas no conceito de montagem e desmontagem radial que podem ser aplicados a novos projetos ou adaptados a existentes, tornando os processos de manutenção mais práticos, rápidos e confiáveis.
Na sequência, apresentaremos estas soluções, bem como suas características, benefícios e vantagens em comparação a outras soluções disponíveis no mercado.
Partida de equipamentos com grandes massas
Manuseio de minério, quer seja de cobre ou ferro, exige equipamentos com altas capacidades de carga e consequentemente, grandes potências e inércia. Partir estes equipamentos não é uma tarefa simples, considerando a massa do material contido no equipamento quando carregado e do próprio equipamento.
Consequentemente, grande parte dos sistemas de acionamento é equipada com um ou múltiplos motores elétricos, que permitem que a partida seja realizada em um curto espaço de tempo. Considerando que tais condições de partida podem causar superaquecimento e grandes choques ao sistema, acoplamentos hidrodinâmicos são aplicados para auxiliar a partida.
Baseado no princípio de Föttinger, o acoplamento hidrodinâmico consiste basicamente de dois rotores aletados, sendo o rotor bomba conectado ao eixo de entrada (motor) e o rotor turbina ao eixo de saída (redutor). Quando montados com a tampa externa, forma-se uma câmara onde o fluído de trabalho (óleo mineral ou água) é colocado.
Como pode ser observado na imagem abaixo, o princípio de funcionamento é simples: O motor elétrico coloca a carcaça externa e rotor bomba (azul) em movimento, uma vez que estão conectados ao eixo de entrada. Conforme o acoplamento acelera, a energia cinética do fluído (óleo mineral ou água) dentro da câmara de trabalho impulsiona o rotor turbina (vermelho), que conectado ao eixo de saída para o redutor, transmite gradualmente o torque para o equipamento com escorregamento mínimo (de 2 a 4%) e sem contato mecânico entre as partes.
Portanto, os acoplamentos hidrodinâmicos HENFEL proporcionam grandes vantagens ao sistema, tais como:
- Partida do motor elétrico sob condições “de baixa carga”, mesmo quando a máquina acionada estiver carregada ou bloqueada.
- Queda instantânea da corrente de partida do motor.
- Aceleração suave de grandes massas, sem necessidade de se empregar motores superdimensionados. O torque máximo do motor é utilizado para a partida. Com isso, o motor pode ser dimensionado baseado na potência efetiva exigida pela máquina a acionar.
- Limitação de torque máximo pelo acoplamento que propicia efetiva proteção do motor, da máquina acionada e do produto em fabricação.
- Em casos de sobrecarga do equipamento, o rotor secundário (eixo de saída) do acoplamento pode até estolar (escorregamento 100%), porém, o rotor primário (eixo de entrada) continuará em movimento, evitando que o motor sofra as consequências.
- Simples mudança do volume de carga de fluído possibilita um ajuste do torque máximo transmitido.
- Distribuição da carga uniformemente em todos os motores em caso de acionamento múltiplo. A partida pode ser feita em sequência, evitando-se a ocorrência de altos picos de consumo de corrente.
- Perfeita proteção contra aquecimento excessivo. Em caso de bloqueio prolongado (estol) do rotor secundário, um bujão fusível atua esvaziando o acoplamento, o que cessa a transmissão. Ainda há a possibilidade de se utilizar um dispositivo termo eletrônico que desarma o acionamento na medida em que a temperatura limite seja atingida.
- Transmissão de potência sem desgaste, pois não existe contato mecânico entre partes movida e motora.
- Grande economia através da proteção de todos os elementos elétricos e mecânicos do acionamento, mesmo sob grande frequência de comutação/reversão de rotação.
A nova geração de acoplamentos hidrodinâmicos HENFEL
Os mesmos princípios de funcionamento são aplicados à nova geração de acoplamentos hidrodinâmicos HENFLUID NG. As diferenças de projeto estão na forma construtiva e sistema de fixação. Após observação e troca de experiência com usuários do produto (mecânicos e engenheiros de manutenção), o departamento de PDI da HENFEL desenvolveu um novo conceito de fixação externa que permite montagem e desmontagem radial mais rápida, além de agregar diversos outros benefícios. Abaixo, apresentamos as características dos acoplamentos hidrodinâmicos HENFLUID NG e as diversas vantagens em relação a outros modelos de fixação externa disponíveis no mercado.
- Com um sistema de fixação externa composto de uma bucha cônica de fixação externa e luva elástica, o acoplamento permite montagem e desmontagem radial com uma redução de 50% do tempo nestas operações quando comparado a outros modelos com fixação externa. Esta redução é ainda maior quando comparados a modelos com fixação interna com parafuso.
- Com uma luva elástica montada no lado do acionamento, o acoplamento amortece mais choques e vibrações torcionais provenientes do sistema, além de absorver maiores desalinhamentos quando comparados a acoplamentos de fixação externa por meio de acoplamentos de lâminas.
- Pode ser fabricado com intercambialidade com modelos de fixação interna ou externa, o que permite a substituição de acoplamentos hidrodinâmicos em aplicações existentes.
- Instalação simples, não requer ferramentas especiais.
A HENFEL também conta com acoplamentos hidrodinâmicos de velocidade variável em sua linha.
Em nosso próximo artigo, estaremos abordando os acoplamentos elásticos bipartidos, para aplicações alto torque / baixa rotação.
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