PósGr aduaç ãoLat oSensuem Manut ençãoI ndust r i al
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Anál i s edeQue br asno Ac i oname nt odePe ne i r aVi br at ór i a Heber Augusto Vieira Ferreira
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Resumo As Peneiras Vibratórias foram especialmente projetadas para solucionar os problemas de classificação, classificação, lavagem e desaguamento desaguamento dos mais diversos diversos tipos de materiais materiais (minério, (minério, areia, brita, pedra, carvão e outros) em processos industriais, minerações e pedreiras Projetos avança avançados dos aliado aliadoss ! alta "ualid "ualidade ade dos dos materi materiais ais emprega empregados dos assegur asseguram am alto padrão padrão de desemp desempen# en#o, o, resist$n resist$ncia cia e efici$n efici$ncia, cia, sob as mais mais rigoro rigorosas sas condiç condições ões de trabal trabal#o #o %ste %ste trabal# trabal#o o busca busca aprese apresenta ntarr as diferen diferentes tes constru construçõe çõess de peneira peneirass bem como os tipos tipos de acionamento e dentro da pes"uisa bibliogr&fica apresentar o estudo de um caso vivenciado na rotina rotina de manute manutençã nção o da &rea &rea de matéri matérias as prima prima em uma grande grande empre empresa sa (Aperam (Aperam) ) A alteração do projeto da peneira tornou'se necess&rio devido o aparecimento de trincas ao longo da sua estrutura Após inmeras tentativas de reparo com processo de soldagem com eletrodo revestido viu'se "ue era necess&rio estudar todo o projeto da peneira para determinar uma estrutura "ue suportasse as solicitações de esforçoscargas
Palavras chave: Peneira Vibratória, Manutenção.
1. INTR INTROD ODUÇ UÇÃO ÃO O presente trabalho aplica-se ao projeto de máuinas e sistemas para manu anuse seio io de s! s!li lid dos a granel anel cuja cujass prin princi cip pais ais ár área eass de atua" tua"#o #o comp co mprree eend ndem em a ind$ ind$st stri ria a de cime ciment nto o e mate materi riai aiss para para co cons nstr tru" u"#o #o%% petrou&mica% minera"#o e ind$strias. 'entre os processos de manuseio de s!lidos cita-se o peneiramento% ue ( a opera"#o de separa"#o de uma popu popula la"# "#o o de part part&c &cul ulas as em duas duas )ra" )ra"*e *ess de tama tamanh nhos os di)e di)errente entes% s% mediante sua apresenta"#o a um gabarito de abertura pr(-determinada% segundo +have e Peres Peres ,/0. O peneiramento ( uma etapa e tapa essencial em dive divers rsos os proc proces esso soss indu indust stri riai aiss co como mo a side sideru rurrgia% gia% as ind$ ind$st stri rias as de )ertili1antes e aliment&cias% destacando-se a minera"#o% onde em geral toda a produ"#o ( submetida ao processo de peneiramento durante o processo de )abrica"#o do produto 2nal. 3ssa classi2ca"#o por tamanho% portanto% ( )eita por barreira mec4nica ,nos ,nos proc proces esso soss de clas classi si2c 2ca" a"#o #o em co corrrente entess 5uid 5uidas as%% a bar barreira eira ( 5uidodin4mica0. 6 um processo do tipo 7passa8n#o passa7 e as barreiras s#o s# o co cons nsti titu tu&d &das as pelo peloss 2os 2os da malh malha. a. 3m gera geral% l% pene peneir ira a re)er e)ere-s e-se e 9 super)&cie tecida com 2os espa"ados regularmente e crivos 9uela )eita de chapa chapa per)ur per)urada ada.. Os objet objetivo ivoss usuais usuais do peneir peneirame amento nto indust industria riall s#o s#o:: evitar a entrada de part&culas menores% ou subtamanho no euipamento a jusante evitar ue o sobretamanho passe para os estágios subse;entes bito bitola larr ade adeua uada dame ment nte e o mate materi rial al para para aume aument nto o da e2ci e2ci
disponibilidade
operacional
e
e2c e2ci
de
classi2ca"#o.
3ste
desenv desenvolv olvime imento nto )oi alcan" alcan"ado ado pelo pelo uso uso de avan"a avan"adas das )erram )errament entas as de engenharia% como análise de elementos 2nitos ,F3A0% ue possibilitaram a gera"#o de novas solu"*es estruturais% bem como euipamentos mais con2áveis% com a utili1a"#o de modernos recursos de )abrica"#o. O presente trabalho tem o intuito de apresentar os di)erentes projetos de peneiras e compartilhar um estudo de caso em uma industria sider$rgica onde se )e1 necessário a altera"#o do projeto de uma peneira vibrat!ria e mostrar tamb(m as tend
2. DESENVO DESENVOL LVIMENTO VIMENTO 2.2
Caract Caracterí erísti sticas cas de Projet Projeto o de de !a Pe"eir Pe"eira a Vi#r Vi#rat at$ri $ria a
As primeiras re)er
? a.+. onde onde greg gregos os e roman omanos os as util utili1 i1av avam am no proc proces esso so de mine minera ra"# "#o o. O primeiro relato sobre o uso de euipamentos vibrat!rios com acionamento mec4nico% data de >?. 3m meados de >> inicia-se a era das peneiras vibrat!rias modernas% onde a rota"#o dos euipamentos ultrapassa os ? BPC. BPC. A parti artirr de >D >D at( at( hoje hoje em dia% dia% os )abr )abric ican ante tess de pene peneir iras as vibrat!rias buscam a melhor solu"#o estrutural e econEmica para reali1ar o processo de peneiramento% uma ve1 ue esses euipamentos vibrat!rios s#o de e=trema import4ncia em diversos processos industriais% entre os uai uaiss se pode podem m cita citarr: a mine minera ra"# "#o% o% a side sideru rurrgia gia e as ind$ ind$st stri rias as de )ertili1antes e aliment&cias% con)orme mencionado por VCA ,>G0. Peneiramento ( a opera"#o de separa"#o de uma popula"#o de part&culas em duas )ra"*es de tamanhos di)erentes% mediante sua apresenta"#o a um gabarito de abertura pr(-determinada% de )orma ue cada part&cula tem tem apen apenas as as poss possib ibil ilid idad ades es de pass passar ar ou de 2car 2car retid etida. a. Os dois dois prod produt utos os cham chamam am-s -se e retid etido o ,ou ,ou oversize0 e passante ,ou undersize0% segundo +have e Peres ,/0. A dimens#o ue classi2ca o tamanho dos gr#o gr#oss entr entre e retid etido o e pass passan ante te ( cham chamad ado o de aber abertu turra da malh malha. a.
Assumindo ue os gr#os possuem )ormato es)(rico% pode-se de2nir o corte de peneiramento como sendo o tamanho má=imo dos gr#os passantes. eralmente o corte ( menor ue a abertura da malha. Os gabaritos% tamb(m chamados de super)&cie de peneiramento ou malha% podem ser telas de malhas uadradas ou retangulares cuja mat(ria-prima pode ser poliuretano% borracha ou arame de a"o telas auto-limpantes chapas per)uradas placas )undidas barras paralelas entre outros. Os materiais peneirados possuem part&culas de diversas dimens*es variando desde part&culas de %>/ mm a matacos% ue s#o grandes blocos de min(rio cuja dimens#o pode ser superior a mm. Io processo de peneiramento% o material ( lan"ado sobre a cai=a de alimenta"#o ,ou bica de alimenta"#o0% redu1indo a componente vertical de velocidade. Atrav(s da vibra"#o )or"ada a camada de material tende a desenvolver um estado 5uido de deslocamento ,Figura >0.
%i&ra 1 ' Processo de (e"eira!e"to ' %a)o *1++,+have e Peres ,/0 comentam ue para a classi2ca"#o do material% dois pontos devem ser analisados: o comportamento do conjunto de part&culas e o comportamento individual das part&culas.
2.2
Pe"eira!e"to co!(orta!e"to co/eti0o
Io in&cio da super)&cie de peneiramento e sob a"#o do movimento vibrat!rio% a camada de material so)re a estrati2ca"#o ou seja% as part&culas menores escoam atrav(s dos v#os criados pelas part&culas maiores
e
encaminham-se
para
a
parte
in)erior
da
camada%
conse;entemente as part&culas maiores tendem a se deslocar para a parte superior. 3m seguida ocorre o peneiramento de satura"#o onde o leito da camada está completamente estrati2cado ou seja% a uantidade de 2nos diminui gradativamente. Já na terceira etapa% chamada de peneiramento por tentativas repetidas ou peneiramento de bai=a probabilidade% as part&culas 2nas remanescentes tK de e2ci
%i&ra 2 ' Co!(orta!e"to co/eti0o das (artíc/as (e"eiradas ' Ca0es e Peres *23-
Pe"eira!e"to co!(orta!e"to i"di0ida/ O material a ser peneirado ( composto por part&culas de di)erentes tamanhos
MdaN%
ue
possuem
comportamento
distinto
uando
apresentadas 9 super)&cie de peneiramento de abertura M' aN:
da >%? 'a: estas part&culas n#o acarretam em problemas para
o peneiramento% sendo encaminhadas para o retido. Por(m podem dani2car ou acentuar o desgaste da super)&cie de peneiramento devido 9 elevada massa e dimens#o
>%?.'a da 'a: di)erente da classe anterior% estas part&culas
possuem tamanho semelhante 9 abertura da malha% di2cultando assim o peneiramento e podendo causar o entupimento da super)&cie de peneiramento
'a da %?.'a: este tamanho de part&cula a)eta diretamente
no rendimento e capacidade da peneira% uma ve1 ue necessitam de diversas tentativas para atravessar a super)&cie de peneiramento. 3sta )ai=a de tamanho ( denominada M)ai=a cr&tica de peneiramentoN ou nearsize
da Q %?.'a estas part&culas n#o acarretam problemas para o
peneiramento% sendo encaminhadas para o passante da QQ %?.'a: di)erente da classe anterior% as part&culas muito
2nas podem aderir 9s de maior tamanho e serem encaminhadas para o retido. Luando a uantidade dessas part&culas ( muito elevada% recomenda-se um peneiramento a $mido% o ual será detalhado mais adiante. A Figura / ilustra o comportamento das diversas classes de tamanho de part&culas submetidas ao peneiramento.
%i&ra 3 ' Co!(orta!e"to i"di0ida/ das (artíc/as (e"eiradas ' Ca0es e Peres *23E4ci5"cia de (e"eira!e"to A e2ciD0% um peneiramento de bai=a e2ci
obrecarga do circuito )echado de britagem: parte do material
ue deveria passar pela peneira retorna ao circuito% diminuindo a capacidade
real
dos
britadores
e
sobrecarregando
as
correias
transportadoras
Produto )ora de especi2ca"#o: contamina"#o do produto 2nal
com part&culas de dimens*es )ora de especi2ca"#o. Para a avalia"#o do processo de peneiramento% deve-se reali1ar uma análise do material na alimenta"#o da peneira% no retido e8ou no passante. 'uas
e2ci
podem
ser
obtidas
baseadas no produto
2nal
considerado.
2., E6i(a!e"tos (ara (e"eira!e"to Os euipamentos capa1es de reali1ar a opera"#o de peneiramento s#o diversos% como por e=emplo: peneiras estáticas peneiras vibrat!rias grelhas e peneiras rotativas ,tipo Rromel0. Peneiras vibrat!rias s#o basicamente compostas por um chassi robusto chamado de cai=a da peneira% a ual ( apoiada sobre molas ou co=ins de borracha% dotada de um mecanismo acionador e de decS,s0 ,super)&cie de peneiramento simples ou m$ltipla0. 3m geral as peneiras vibrat!rias s#o identi2cadas pela largura e comprimento da sua super)&cie de peneiramento. Ia Figura D pode ser visto uma peneira vibrat!ria de D/ mm por T mm e seus componentes principais:
%i&ra , ' Co!(o"e"tes #7sicos de !a (e"eira 0i#rat$ria ' 89VER *2:egundo Uu1% Possa% e Almeida ,>G0% as peneiras vibrat!rias s#o de uso mais )re;ente na minera"#o% sendo muito empregadas nas opera"*es de britagem e de prepara"#o do min(rio e carv#o para os processos de concentra"#o. 3ntre as principais aplica"*es est#o:
Peneiras escalpadoras: normalmente s#o posicionadas antes
de britadores planta de minera"#o. ua principal )un"#o ( retirar as part&culas 2nas% otimi1ando assim o rendimento dos britadores
Peneiras classi2cadoras: ( a opera"#o mais usual onde o
objetivo ( a pr!pria de2ni"#o de peneiramento: a separa"#o de part&culas em di)erentes tamanhos
Peneiras desaguadoras: s#o utili1adas para diminuir a umidade
do material a ser peneirado. 3m geral estas peneiras possuem malhas no )undo e laterais da cai=a e operam com alta camada de material
Peneiras de prote"#o ou rejeito: em geral% s#o utili1adas para
proteger algum euipamento% como por e=emplo o sistema de ensacagem das plantas de cimento.
Mo0i!e"to 0i#rat$rio O movimento vibrat!rio da peneira ( produ1ido por sistemas de acionamento ue% geralmente s#o baseados em massas desbalanceadas. Iormalmente a amplitude de vibra"#o possui valores entre /% mm e G% mm e a máuina opera em uma )ai=a de rota"*es de T BPC a > BPC. Por(m% estes valores podem variar como no caso das peneiras de alta )re;
Figura ? Covimento circular de uma part&cula sobre a malha Fa"o ,>D0 As peneiras de movimento hori1ontal surgiram principalmente% por dois motivos: diminuir o espa"o vertical reuisitado pelo euipamento ,peneira circular0 e gerar um melhor controle dos 5uidos da polpa a ser peneirada
na opera"#o de desaguamento. Al(m do desaguamento% as peneiras hori1ontais s#o largamente utili1adas em processos de classi2ca"#o. Io caso das peneiras hori1ontais% o movimento linear ( capa1 de transportar o material sem o au=&lio da acelera"#o da gravidade. A dire"#o da )or"a ue gera o movimento linear geralmente )orma um 4ngulo de D?W com a super)&cie de peneiramento e a amplitude ( dada pela metade do comprimento do trajeto )eito pelo seu movimento. A Figura T ilustra o movimento linear de uma part&cula sobre a super)&cie de peneiramento.
Figura T Covimento linear de uma part&cula sobre a malha Fa"o ,>D0 Para uma boa e2ci e :
Ta#e/a 1 ' Va/ores reco!e"dados de rota);o e! <");o da a#ertra da !a/a (ara (e"eiras circ/ares 9#ertra da !a/a Rota);o =!!> >>%T T% ?%G
=RPM> G G?
?%D ? >% > T%/? >D >%> >? >%/? >T Ta#e/a 2 ' Va/ores reco!e"dados de rota);o e! <");o da
a#ertra da !a/a (ara (e"eiras /i"eares 9#ertra da !a/a Rota);o =!!> >>%T a ?%G ?%G a ?%D ?%D a >% >% a ?%D? ?%D? a >%> >%> a >%
=RPM> ? G G? ?
+on)orme crit(rio apresentado por HXU ,D0% a rela"#o entre a )or"a gerada pelo acionamento e a peso da cai=a da peneira ,ou peso vibrante0 ( chamado de Fator de Peneiramento , K 0 e este deve possuir valor entre / e ?:
,>0 onde: Fc- For"a centr&)uga gerada pelo acionamento p - Peso vibrante. abendo-se ue a )or"a centr&)uga ,Fc0 ( )un"#o da massa da cai=a da peneira ou massa vibrante ,m0 e da acelera"#o centr&)uga ,ac0 e lembrando ue a acelera"#o centr&)uga ( )un"#o da amplitude do movimento vibrat!rio ,a0 e da )re;
,0
Betomando a eua"#o
,/0 Ieste ponto ( importante ressaltar ue a de2ni"#o precisa do Fator de Peneiramento% da rota"#o e da amplitude de trabalho ( baseada em diversas in)orma"*es emp&ricas relacionadas 9s caracter&sticas do material a ser peneirado.
Ti(os de (e"eiras 0i#rat$rias Al(m da classi2ca"#o pelo tipo de movimento vibrat!rio% as peneiras s#o subdividas de acordo com o tipo de acionamento ue estas possuem. Ia listagem abai=o s#o apresentados os tipos de acionamento: Covimento circular:
Peneira de acionamento livre circular ,dois rolamentos0
Peneira de acionamento e=c
Covimento linear:
Peneira de acionamento por motovibradores
Peneira de acionamento por duplo ei=o
Peneira de acionamento por e=citadores.
Outros tipos:
Peneira de vibra"#o el&ptica
Peneira em resson4ncia
Peneira de acionamento eletromagn(tico
Peneira de acionamento direto na tela ,alta )re;
A seguir ser#o apresentadas as principais caracter&sticas das classes de peneiras mais usuais assim% peneiras de aplica"#o restrita n#o ser#o analisadas neste trabalho.
Pe"eira de acio"a!e"to /i0re circ/ar *2 ro/a!e"tosA peneira de acionamento livre circular ( um dos sistemas mais simples e antigos ue reali1a a opera"#o de peneiramento. +omo mencionado anteriormente% estas peneiras necessitam de trabalharem inclinadas em rela"#o ao plano hori1ontal ou seja% necessitam do au=&lio da )or"a da gravidade para reali1ar o processo de peneiramento. 3sta inclina"#o varia de >W a /W ,inclina"*es menores s#o aplicadas em classi2ca"#o a $mido e inclina"*es maiores% a seco0% segundo VCA ,>G0. A abertura de malha destas peneiras varia entre > e >? mm. O sentido de rota"#o do ei=o pode ser contra o 5u=o de material ou a )avor do 5u=o do material. Io primeiro caso% e=iste uma diminui"#o da velocidade do 5u=o ,capacidade da peneira0 e conse;ente aumento da e2ci
inviável devido 9 necessidade de rolamentos de maior di4metro% ei=os )orjados mais resistentes% maior espa"o entre os decSs% entre outras di2culdades construtivas. 3m seguida ( ilustrada uma peneira vibrat!ria de acionamento livre linear de mm de largura da malha por T mm de comprimento ,Figura0 e um detalhe do acionamento da peneira livre circular ,Figura G0:
%i&ra ? ' Pe"eira 0i#rat$ria de acio"a!e"to /i0re /i"ear
%i&ra @ ' Es6e!a do acio"a!e"to /i0re circ/ar ' 8AL *2,-
Pe"eira de acio"a!e"to eBc5"trico *, ro/a!e"tos+omo no caso das peneiras de acionamento livre linear% as peneiras e=cW a /W e o corte% entre ? e / mm% de acordo com HXU ,D0. 3m geral este tipo de peneira reali1a a opera"#o de scalping ,al&vio do britador primário e8ou secundário0. A constru"#o da cai=a das peneiras e=c
e=centricidade do ei=o. +omo as peneiras livre circular% as e=c0.
%i&ra + ' Pe"eira 0i#rat$ria de acio"a!e"to eBc5"trico
%i&ra 1 ' Es6e!a do acio"a!e"to eBc5"trico ' 8AL *2,-
Pe"eira de acio"a!e"to (or !oto0i#radores Os motovibradores s#o sistemas )ormados por um motor el(trico acoplado 9 massas desbalanceadas em suas e=tremidades% como pode ser visto na Figura >>:
%i&ra 11 ' Es6e!a do !oto0i#rador ' Ita/0i#ras *2-
'ependendo do tipo de montagem dos motovibradores% pode-se obter um movimento circular ou um movimento linear da peneira. Para a obten"#o do movimento linear% ( necessário o emprego dos motovibradores aos pares de )orma ue os motores girem em sentido de rota"#o oposto. A Figura > ilustra os dois tipos de montagem:
%i&ra 12 ' Ti(os de !o"ta&e! dos !oto0i#radores ' Ita/0i#ras *2[talvibras ,?0 recomenda as seguintes montagens dos motovibradores ,Figura >/0: >.
Para
transportadores%
separadores%
peneiras
vibrat!rias%
alimentadores vibrat!rios% entre outros% ( recomendado o movimento linear ,>0 .
Para silo e )unil de carga ,A0% 2ltros ,X0 e camas vibrat!rias
,+0% ( recomendado o movimento circular /.
Para mesas compactadoras e para testes ,acelera"#o%
envelhecimento e tens#o0% podem-se utili1ar os movimentos circular ,/A0 ou linear ,/X0.
%i&ra 13 ' Reco!e"da)es (ara !o"ta&e! dos !oto0i#radores ' Ita/0i#ras *23m geral as peneiras acionadas por motovibradores possuem largura má=ima da super)&cie de peneiramento de >G mm uma ve1 ue dois problemas impedem o uso de motovibradores para peneiras de grande porte: a )orma construtiva ,motor diretamente acoplado aos contrapesos0 impede ue a massa dos contrapesos seja muito elevada ou seja% a )or"a de impacto gerada n#o pode atingir valores desejados para o peneiramento os motovibradores est#o sujeitos 9 mesma vibra"#o da cai=a da peneira% o ue diminui a vida $til do conjunto. Iormalmente% as peneiras vibrat!rias acionadas por motovibradores s#o utili1adas para o desaguamento e a classi2ca"#o. Ia Figura >D ( ilustrada uma peneira desaguadora de >mm por / mm.
%i&ra 1, ' Pe"eira 0i#rat$ria (ara a(/ica);o e! desa&a!e"to co! acio"a!e"to (or !oto0i#radores Pe"eira de acio"a!e"to (or d(/o eiBo +on)orme o crit(rio apresentado por HXU ,D0% este sistema de acionamento ( composto por dois ei=os ue possuem o desbalanceamento usinado ou 2=ado no seu comprimento. imilar ao sistema de motovibradores% o movimento linear ( obtido com os ei=os girando em sentido de rota"#o oposto% obtendo-se Ma sincroni1a"#o dos contrapesos sem necessidade de elementos mec4nicos de liga"#oN ,OHAH[% ?% p.>>0. A Figura >? ilustra uma peneira com acionamento por duplo ei=o:
%i&ra 1 ' Es6e!a de <"cio"a!e"to das (e"eiras de acio"a!e"to (or d(/o eiBo ' 8AL *2,+omo as peneiras de movimento circular% a peneira de duplo ei=o possui restri"#o de tamanho relacionada ao comprimento do ei=o de acionamento por(m% devido ao desbalanceamento incorporado ao corpo do ei=o% a largura má=ima da super)&cie de peneiramento ( restrita a mm. Acima desta a constru"#o destes euipamentos se torna economicamente inviável. 3m geral% peneiras acionadas por duplo ei=o s#o aplicadas nas opera"*es de desaguamento e de classi2ca"#o. A Figura .>T apresenta uma peneira desaguadora de >G mm por /? mm.
%i&ra 1: ' Pe"eira 0i#rat$ria (ara a(/ica);o e! desa&a!e"to co! acio"a!e"to (or d(/o eiBo 89VER Pe"eira de acio"a!e"to (or eBcitadores A principal aplica"#o das peneiras com acionamento por e=citador ( a classi2ca"#o. O sistema de acionamento por e=citadores permite uma maior largura da super)&cie de peneiramento assim% peneiras de alta capacidade normalmente utili1am este tipo de acionamento% podendo atingir grandes dimens*es de larguras e comprimento.
%i&ra 1? ' Pe"eira 0i#rat$ria co! acio"a!e"to (or eBcitadores ' M9VI O princ&pio de )uncionamento do e=citador ,Figura >G0 ( similar ao do motovibrador e duplo ei=o por(m% um $nico e=citador mec4nico unidirecional possui dois ei=os com contrapesos em suas e=tremidades ue giram em sentido oposto.
%i&ra 1@ ' Es6e!a do eBcitador ' VIMEC *2, V[C3+ ,D0 in)orma ue a rota"#o dos ei=os ( sincroni1ada atrav(s de um par de engrenagens ,Figura .>0 cuja 2nalidade ( originar a oscila"#o
unidirecional% na ual a dire"#o da )or"a resultante F r ( perpendicular 9 linha ue conecta os centros dos ei=os A e X% con)orme Figura . Pode-se notar ue devido ao sentido de giro dos contrapesos% e=istem determinadas posi"*es em ue as componentes das )or"as centr&)ugas geradas pelo movimento angular dos mesmos se somam ou se anulam:
%i&ra 1+ ' Deta/e das e"&re"a&e"s do eBcitador ' VIMEC *2,-
%i&ra 2 ' Es6e!a das co!(o"e"tes da
,D0 Onde: F> - For"a centr&)uga gerada pelos contrapesos do ei=o A F - For"a centr&)uga gerada pelos contrapesos do ei=o X ƒ -
Fre;
t - Rempo Ztili1ando a eua"#o ,D0 para os contrapesos:
,?0 Onde: .mc - Cassas de cada contrapesos .re - 'ist4ncia entre o centro de massa do contrapeso e o seu centro de giro N - Bota"#o de trabalho do euipamento.
ubstituindo as eua"*es ,?0 na eua"#o ,D0 e lembrando ue a )re;
6 importante ressaltar ue no acionamento por e=citadores n#o possui as restri"*es dos outros projetos% conse;entemente ( poss&vel utili1ar grandes larguras com este tipo de acionamento. O acoplamento entre os e=citadores ( reali1ado atrav(s do emprego de juntas universais ,ei=o cardan0 ou atrav(s de acoplamentos elásticos. O motor el(trico ue movimenta os e=citadores ( posicionado em uma base estática e transmite o movimento atrav(s de um sistema de polias e correias permitindo assim a sele"#o da rota"#o e torue mais adeuada ao sistema.
Iormalmente as peneiras de grande porte s#o mais suscet&veis a condi"*es de carregamento severo% necessitando assim de análises t(cnicas mais apuradas. +onclu&mos tamb(m sobre a aplica"#o das t(cnicas de monitoramento para serem aplicadas em peneiras tanto como recursos de )abrica"#o uanto em instrumenta"#o e controle%
Becrsos de
train-gage% Pesuisa >/ Prote"#o: A prote"#o da peneira em aplica"#o a $mido se tornou um ponto cr&tico% especialmente nos min(rios ue tendem a )ormar polpa abrasiva% como no caso de min(rio de )erro. 'entre os vários m(todos de prote"#o e=istentes% um dos mais e)etivos ( a aplica"#o de poliuretano. +om esta aplica"#o% consegue-se vedar todas as )restas% evitando-se a percola"#o de polpa abrasiva% aumentando-se a disponibilidade e a vida $til da peneira.
I"str!e"ta);o e co"tro/e em d$vida% tiveram grande avan"o veri2cado nos $ltimos anos% contribuindo para o aumento de disponibilidade e possibilitando at( monitorar a ualidade do produto. O seu uso ( cada ve1 maior% especialmente nas peneiras de grande porte. ensor de temperatura: Conitora a temperatura do mancal% sinali1ando uma eventual )alha de lubri2ca"#o. ensor de vibra"#o: 'etecta vibra"*es anormais% sinali1ando problemas no rolamento ou na peneira. Io caso do rolamento% pode-se monitorar o seu
estado e )a1er a substitui"#o programada deste% evitando-se perdas de produ"#o
com
paradas
n#o
programadas.
3st#o dispon&veis no mercado sistemas integrados% como o +operhead% da \F% ue monitoram a temperatura e a vibra"#o do rolamento. AcelerEmetro: Pode-se monitorar o sentido e a amplitude da vibra"#o. +om isso% al(m de veri2car a amplitude% pode-se detectar vibra"#o irregular da peneira% causada% por e=emplo% pela uebra da mola. Conitoramento de granulometria por análise de imagens: #o sistemas ue )a1em determina"#o da granulometria on-line% por meio da análise das imagens do material em movimento captadas pela c4mara. Io caso de peneiramento% pode-se monitorar a granulometria do produto atrav(s de imagens captadas sobre o transportador de correia. +om este recurso% pode-se detectar entupimento de telas ,pelo aumento de 2nos no retido0 e rompimento de telas ,pelo aumento da granulometria do passante0. Os sistemas mais desenvolvidos como o VisioBocS% ,Cetso0% podem detectar a di)eren"a de te=tura super2cial das part&culas% indicando a presen"a de contaminantes% ou ainda% )ormato das part&culas.
ESTUDO DE C9SO +onte=tuali1a"#o do trabalho O presente trabalho posicionou-se como uma pesuisa bibliográ2ca% te!rica% aplicada e de campo ue permitiu desenvolver melhorias no projeto do euipamento. egundo erra Iegra ,D0% a Pesuisa Xibliográ2ca Mtem por 2nalidade conhecer as di)erentes )ormas de contribui"#o cient&2ca ue se reali1aram
sobre determinado assunto ou )enEmenoN% utili1ando portanto% livros% artigos% manuais% estudos de caso e relat!rios t(cnicos disponibili1ados pela empresa Aperam South Amrica. A peneira para análise nesta pesuisa )oi montada em >>% está locali1ada dentro de uma torre de peneiramento e )oi projetada para peneirar carv#o8coue em uatro granulometrias di)erentes ,com peso espec&2co variando de % a %? t8m]0% tendo a capacidade de /m]8h. Ap!s o in&cio da opera"#o de peneiramento de carv#o nesta peneira a mesma apresentou in$meras )alhas sendo necessário interven"*es mec4nicas% aumentando o custo e a)etando o &ndice de disponibilidade da peneira. A redu"#o8elimina"#o das )alhas nos permite manter um bom &ndice de )uncionamento e redu"#o de custos signi2cativos para a empresa.
Dese"0o/0i!e"to Peneira de +arv#o8coue analisada Para produ"#o de gusa s#o utili1ados di)erentes produtos como mat(ria prima e di)erentes euipamentos para processá-las% antes ue a mesma chegue at( o Alto Forno. A peneira )a1 parte do processo onde a mesma ( responsável
em
separar8classi2car
o
carv#o
em
di)erentes
tamanhos,granulometria0. A disponibilidade da peneira ( um )ator de suma import4ncia 9 opera"#o% pois uando se introdu1 carv#o sem peneirar no Alto Forno% cria-se uma instabilidade no processo% n#o sendo poss&vel atender as especi2ca"*es 2nais necessárias do gusa% bem como pode levar o Alto Forno a uma campanha de Mmarcha )riaN. +aracter&sticas do 3uipamento A peneira ( )eita de a"o carbono AXIR >% possui D planos de peneiramento com decSs re)or"ados e chapas de desgaste nos pontos de maior atrito na recep"#o do material. +om largura de .Dmm e comprimento de T.mm $til com isolamento especial vibrat!rio para montagem em estruturas elevadas ( capa1 de peneirar / m]8h de
carv#o8coue com peso especi2co entre % e %? ton8m]. Para o acionamento da peneira s#o necessários e=citadores acionados por motor el(trico. A partida ( suavi1ada com o uso de inversor de )reu
%i&ra 21 ' Pe"eira Vi#rat$ria Aperam South América (2014 !
A opera"#o de peneiramento na Aperam South America ( )eita abastecendo a peneira com carv#o vegetal atrav(s de uma correia transportadora.
9cio"a!e"to (or caiBa de e"&re"a&e"s +ada cai=a possui no seu interior dois ei=os curtos montados sobre rolamentos. Os ei=os com os contrapesos giram em sentidos opostos% gerando movimento linear. A sincroni1a"#o entre os dois ei=os ( )eita por engrenagens e s#o utili1ados dois mecanismos. 3ste tipo de mecanismo o)erece normalmente maior vida $til dos rolamentos.
Os movimentos desejados s#o produ1idos por mecanismos vibrat!rios% os uais
constituem
parte
essencial
desses
euipamentos.
3sses
mecanismos s#o baseados em sistemas de massas e=c%? mm a T mm% ,caso em estudo Dmm0 com )re; rpm ,no caso em estudo Grpm0 .
Le0a"ta!e"to dos dados de ca!(o 3m inspe"*es de rotina )oram observadas trincas na estrutura lateral da peneira% o ue ( um agravante devido 9 vibra"#o propagar as mesmas. Ao se estudar a origem das trincas atrav(s de análise de )alha% viu-se ue as massas estavam desli1ando no ei=o e como conse;
%i&ra 22 Tri"cas "a estrtra /atera/ da (e"eira %o"te 9tor 'evido o problema persistir )oi necessário desenvolver in$meras melhorias8altera"*es do projeto% tais como: •
Altera"#o no dimensional do ei=o dos e=citadores
•
Altera"#o da massa dos contra pesos retirado MbolachaN dos
mesmos e padroni1ando as espessuras dos mesmos
•
Contagem de espa"adores entre os contra pesos para eliminar
o deslocamento a=ial dos contra pesos. Para soldagem das trincas )oi )eito limpe1a das mesmas pelo processo de goivagem e ap!s reali1ado a soldagem com eletrodo 3>G. Ias 2guras / e D pode ser visto a recupera"#o das trincas ap!s a abertura total das mesmas na peneira.
%i&ra 23 ' So/da da tri"ca "a estrtra /atera/ ' %o"te 9tor
%i&ra 2, ' Rec(era);o da tri"ca /atera/ ' %o"te 9tor Ap!s a recupera"#o das trincas laterais a peneira entrou em opera"#o novamente% por(m iniciou-se novas trincas% sendo necessário avaliar a resist
se concluir ue a espessura da lateral estava sub-dimensionada. Foram reprojetadas as novas laterais% revisados os desenhos e )abricados novas laterais con)orme 2guras ? e T.
Figura ? 'esenho de conjunto da sela vibrat!ria da peneira Aperam Obs: Rodos os cálculos re)erente 9s melhorias n#o puderam ser disponibili1ados pois entendemos ue se trata de n$meros con2denciais 9 empresa.
CONCLUSÃO 3ste trabalho buscou apresentar di)erentes projetos de peneiras vibrat!rias bem como os di)erentes tipos de acionamentos e apresentou tamb(m os a evolu"#o da engenharia e os recursos utili1ados na )abrica"#o de peneiras. Outro ponto a ressaltar ( a instrumenta"#o e controle ue obtiveram avan"os signi2cativos ue
permitiram a
monitora"#o das condi"*es operacionais das peneiras com mais precis#o. Io estudo de caso vivenciado na rotina de manuten"#o da área de mat(ria prima em uma grande empresa ,Aperam0 temos as seguintes observa"*es: As primeiras trincas ocorreram devido a n#o con)er
A
observ4ncia
dos
torues%
lubri2ca"#o%
alinhamento%
nivelamento da peneira% balanceamento das massas s#o )undamentais para n#o novas )alhas por trincas na estrutura.
B3F3B^I+[A +AUU[R3B% _illiam '. +i
monográ2cos
de gradua"#o% especiali1a"#o%
mestrado e doutorado. D ed. #o Paulo: Atlas% . >G p. +OO\% Bobert '. +oncepts and applications o) 2nite element analsis. Cadison: Zniversit o) _isconsin% >G. /TG p. '[A JZI[OB% Cilton. [ntrodu"#o ao estudo de vibra"*es em sistemas mec4nicos. +ampinas: Zniversidade 3stadual de +ampinas% /. +HAV3% A. P.% P3B3% A. 3. +. Teoria e prática do tratamento de minérios - britagem, peneiramento e moagem. >. ed. #o Paulo: ignus% >. v. /. /Gp. UinSs FAO. anua! de britagem da "a#o. #o Paulo: Allis Cineral stems% >D. UinSs OC['3% B. $pera#%es unitárias. #o Paulo: 3di"#o do Autor >G/. v.>. /p. UinSs \3UU% 3. .% PORR[_OO'% '. J. &ntroduction to minera! processing. Ief orS: John _ile% >G. UinSs C3CC3% '. creening olids and lurries. 'ispon&vel em: Qhttp:88membres.iinet.net.au8menne8screen.htm. Acesso em: />8?8. UinSs CO3I3I% F. A nef screening method o) screening granular materials. The 'uarr anagers) *ourna!. p. D-D>D. Oct.% >T?. UinSs
