Guia Especialista de Opções de Alinhamento de Eixo para Acionamentos de Transportadores de Alta Potência

O alinhamento de eixo assume importância crítica quando se lida com motores de alta potência. A menor quantidade de desalinhamento angular ou deslocamento lateral levará a vibrações, desgaste acelerado e possivelmente até falha catastrófica.

Este é um problema particular com os transportadores pesados usados em mineração, pedreiras e outras aplicações de transporte de agregados. Estes transportadores carregam cargas pesadas por longas distâncias e podem operar em altas velocidades. O desalinhamento entre motor, redutor de velocidade e polia do transportador pode levar a paradas custosas e até representar um risco de segurança.

Sistemas de acionamento livres de alinhamento são promovidos como a solução para este problema. No entanto, não são apropriados em todas as situações. Aqui está uma análise de seus pontos fortes e fracos e uma discussão de quando um acionamento com base montada pode ser a melhor escolha.

FUNDAMENTOS DE SISTEMAS DE ACIONAMENTO DE TRANSPORTADORES PESADOS

Os três elementos incluem um motor, uma caixa de engrenagens ou redutor de velocidade e um acoplamento. O motor gera a rotação, a caixa de engrenagens reduz a rotação enquanto aumenta o torque, e o acoplamento liga a saída da caixa de engrenagens ao eixo da polia do transportador.

Alguns pontos a notar sobre estes são:

• Motores são cada vez mais acionados por inversores de frequência (VFDs). Um VFD proporciona mais controle sobre a velocidade e operação mais eficiente.
• Caixas de engrenagens/redutores são produzidas em configurações de ângulo reto e offset paralelo.
• Transportadores pesados frequentemente usam acoplamentos fluidos pois reduzem a inércia e as cargas de partida.
• Motores, redutores e acoplamentos fluidos precisam de acoplamentos para unir seus eixos aos dos outros componentes do sistema. Estes são acoplamentos flangeados, buchas cônicas ou designs de disco de contração.

LIVRE DE ALINHAMENTO OU BASE MONTADA: QUAL A DIFERENÇA?

Quando o eixo de acionamento não está precisamente alinhado com o eixo da polia, as forças atuando no eixo da polia variarão conforme os eixos giram. Isso causa vibração, desgaste rápido dos rolamentos e pode até cisalhar os eixos, especialmente quando o motor está gerando altos níveis de potência e torque.

Uma solução é montar o motor e o redutor em uma base sólida, tipicamente uma base de concreto fundido, e alinhar cuidadosamente os eixos entre si e com o eixo da polia. Esta é uma atividade demorada que precisa de equipamento de medição de precisão e habilidade considerável.

A alternativa é montar o redutor diretamente no eixo da polia, e o motor no redutor, com o acoplamento fluido inserido em uma localização apropriada no sistema.

Esta última abordagem, montagem direta no eixo da polia, é o que se chama de livre de alinhamento. O ponto é que nenhum alinhamento é necessário porque ele é fornecido pelos próprios eixos.

CONFIGURAÇÃO DE ACIONAMENTO LIVRE DE ALINHAMENTO

Um sistema de acionamento livre de alinhamento quase sempre usa um redutor de ângulo reto. Isso coloca o motor ao lado do transportador em vez de tê-lo projetando-se a alguma distância da correia.

Uma desvantagem da configuração livre de alinhamento é que o redutor e o motor são suspensos do eixo da polia. Consequentemente, uma carga suspensa deve ser levada em conta ao dimensionar um eixo de polia apropriado. Além disso, um braço de torque deve ser incluído em sistemas de acionamento livres de alinhamento para impedir que o conjunto de acionamento gire em torno do eixo da polia. Um braço de torque conecta o redutor à estrutura do transportador.

Em algumas situações, este braço de torque é montado rigidamente no redutor e na estrutura do transportador. Mais comumente, porém, há alguma flexibilidade na ligação para acomodar o runout do eixo da polia.

Uma consideração importante ao projetar um acionamento livre de alinhamento é saber se o motor será alguma vez revertido. Se for o caso, o torque atuará na direção oposta e a maioria dos tipos de braço de torque, como um tensor, cederá sob a carga compressiva. Para combater isso, acionamentos que funcionarão em ambas as direções geralmente serão equipados com dois braços de torque.

PONTOS FORTES DOS ACIONAMENTOS LIVRES DE ALINHAMENTO

• Problemas de desalinhamento são evitados, prevenindo desgaste rápido, fadiga e até falha catastrófica
• Trabalho de preparação do local limitado necessário antes da instalação
• Simples de instalar
• Minimiza o espaço necessário para o acionamento (característica especialmente atraente em locais confinados como minas subterrâneas)
• Mínima energia desperdiçada no sistema de transmissão do acionamento (portanto, muito eficiente)
• Usados em aplicações de transportadores tanto em superfície quanto subterrâneas

LIMITAÇÕES DOS ACIONAMENTOS LIVRES DE ALINHAMENTO

Sistemas livres de alinhamento são limitados a motores abaixo de 600 hp. Acima disso, torque e massa tornam-se excessivos para um sistema de montagem no eixo.

CONFIGURAÇÃO DE ACIONAMENTO COM BASE MONTADA

Nesta configuração, o motor e o redutor são montados em uma base de concreto. Deve-se tomar cuidado para garantir que as duas unidades estejam alinhadas precisamente. Em algumas áreas de mineração, acionamentos com base montada podem usar configuração paralela ou de ângulo reto.

A saída do redutor, que pode ser do tipo offset paralelo, é conectada ao eixo da polia. Isso pode ser uma conexão direta, engrenada através do redutor ou via correias. Tipicamente, a base é deslocada para o lado do transportador ou localizada embaixo em vez de levar o acionamento através de uma curva de 90°.

PONTOS FORTES DOS SISTEMAS COM BASE MONTADA

• Não há limite para o tamanho do motor que pode ser usado. Montagem em base é sempre usada quando os motores excedem tamanhos NEMA.
• Bom para aplicações em superfície onde o espaço não é um problema

LIMITAÇÕES DOS SISTEMAS COM BASE MONTADA

• Oferece múltiplos pontos para desalinhamento
• Requer grande quantidade de preparação do local antes da instalação
• Necessita instalação cuidadosa e, portanto, demorada
• Manutenção mais intensa — alinhamento a laser, troca de componentes

ESCOLHENDO O SISTEMA DE ACIONAMENTO

Um aspecto chave do projeto de sistema de transportador é a configuração do acionamento do motor e redutor.

O estilo livre de alinhamento tende a ser a escolha padrão porque é mais compacto e mais rápido de instalar. No entanto, sua grande desvantagem é que é limitado a motores de 600 hp ou menos. Para sistemas de acionamento maiores, não há escolha senão optar por um layout com base montada, apesar das penalidades de espaço e tempo.

CONTE COM A WEST RIVER CONVEYORS

Há mais de 30 anos projetamos sistemas de transportadores pesados para minas, pedreiras e outros ambientes exigentes. Tempo suficiente para aprender que nenhum sistema é igual ao outro.

Embora acionamentos livres de alinhamento frequentemente pareçam a escolha óbvia, sua aplicação pode ter características únicas que justifiquem uma abordagem com base montada. Alternativamente, mesmo que a base montada pareça a única forma de acionar um transportador, nossa experiência pode nos permitir sugerir uma alternativa.

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