Calculando Velocidade de Transportadores: Guia Prático para Eficiência de Produção

A velocidade de um sistema transportador depende fortemente da aplicação do transportador. Alguns transportadores movem-se na velocidade média de uma pessoa caminhando, enquanto outras aplicações requerem velocidade muito maior; por exemplo, uma linha de engarrafamento de alta velocidade.

Figura 1. Um transportador de balde rápido. Imagem cortesia da Bosch Rexroth [PDF]

Tipicamente, dois tipos de transportadores de correia ou corrente são usados em produção: produção de movimento contínuo e transportadores shuttle.

Ambos estilos estão sujeitos à velocidade da máquina para determinar a velocidade do transportador junto com outros fatores. Também existem sistemas de transportador de trilho que podem ser usados como sistema de transportador contínuo ou shuttle. Um sistema de transportador de trilho teria os mesmos desafios que transportadores típicos de correia ou corrente.

Antes de mergulhar em como calcular a velocidade de um transportador, vamos primeiro olhar os tipos de transportadores. Isso nos dará ampla compreensão de por que precisaremos saber a velocidade do sistema.

Visão Geral de Sistemas de Transporte

Alguns tipos de transportadores que revisaremos incluem movimento contínuo, shuttle e servo-acionados.

Transportador de Movimento Contínuo

Este estilo de transportador é tipicamente encontrado em linhas de engarrafamento ou produção de alimentos. Pode-se encontrar produção de movimento contínuo em qualquer fábrica onde a manufatura do produto não pode parar sem repercussões. O produto é transferido para e de máquinas de processo sem parar. Este estilo de transportador é tipicamente muito rápido e limitado apenas pela velocidade das máquinas que fazem o processamento.

Figura 2. Um transportador de engarrafamento. Imagem cortesia da Tri-Mach

Transportador Shuttle

Um transportador shuttle tipicamente consiste de uma correia ou corrente de baixo atrito rodando continuamente. Um shuttle, onde peças ou o produto é fixado, viaja na correia ou corrente e desliza quando o shuttle para. Os shuttles movem-se de processo de máquina para processo de máquina, parando em cada máquina (estação ou célula) para ser trabalhado. A velocidade deste estilo de transportador é tipicamente determinada pelo tempo de takt geral da máquina ou pelo processo mais rápido na linha de montagem.

Figura 3. Vídeo cortesia da ATS Automation

Transportador Servo-Acionado

Um transportador servo-acionado provavelmente iniciará e parará conforme necessário e mover-se-á para posição precisa, similar a uma mesa indexadora. Com um motor servo acionando o transportador, a velocidade é limitada apenas pelo peso do produto e estabilidade do produto. Se movendo líquido, os valores de aceleração e desaceleração precisam ser ajustados para que o produto não seja perturbado.

Agora que entendemos por que a velocidade é importante para estes tipos de transportadores, vamos mergulhar no cálculo da velocidade.

Calculando Velocidade do Transportador

A velocidade da correia do transportador é calculada como a circunferência do rolo de acionamento vezes as rotações por minuto (RPM) do motor. Se houver alguma redução de engrenagem, não se esqueça de aplicar a razão ao RPM antes de multiplicar a circunferência.

Velocidade da correia do transportador = Circunferência do rolo de acionamento × RPM do motor

Um transportador de trilho convencional usaria a mesma fórmula acima se usando motor CA para acionar o trilho. Se usando transportador de correia servo-acionado, a velocidade pode ser calculada dentro do sistema de controle do motor servo. Qualquer transportador servo dependerá fortemente do tempo de takt do sistema e do tipo de material sendo transportado para calcular a velocidade.

Fatores Determinantes da Velocidade do Transportador

Ao determinar a velocidade necessária do transportador, existem alguns fatores que devemos considerar. Esta é uma ideia geral e não pretende ser uma lista abrangente. Outros fatores poderiam incluir produtos frágeis e necessidades de embalagem.

Figura 4. Um transportador de baixo atrito. Imagem cortesia da Dorner

Velocidade do motor: Um RPM típico de motor CA é em torno de 1750–3500, muito rápido para um transportador. Uma caixa de engrenagens ou dispositivo de redução de engrenagem é necessário para reduzir o RPM total do motor. Se o tempo de ciclo do sistema e o tamanho do rolo de acionamento são conhecidos, então podemos facilmente calcular o RPM necessário.

Peso do produto: À medida que o peso do produto no transportador aumenta, a força necessária para mover o produto também aumenta. Peso do produto também pode afetar aceleração e desaceleração da correia. Um transportador de correia de baixo atrito, que depende de shuttles ou produtos para deslizar na correia quando parados em uma estação, terá uma carga útil máxima. Este estilo pode ter que ser trocado para transportador de corrente ou transportador de roletes pesados. Um transportador de trilho servo será suscetível à carga útil devido aos shuttles sendo mantidos com força magnética.

Tempo de ciclo da máquina: O tempo de ciclo de um sistema é importante tanto para o fabricante do equipamento quanto para o cliente comprando a máquina. Isso significa que o transportador deve mover o produto através do sistema na taxa de tempo de ciclo projetada.

Controles: Um transportador de correia acionado por motor CA típico precisará nada mais que uma saída digital e um contator de partida do motor. Se parando o motor frequentemente, um inversor de frequência variável (VFD) seria boa opção para reduzir uso de energia. Transportadores servo-acionados, sejam trilhos ou correias, requererão um drive servo e controlador, tipicamente um controlador lógico programável (CLP), para comandar o motor servo para diferentes posições. Estes controles podem ser caros e podem ser excessivamente complicados para a aplicação.

Como técnico de controles, é importante saber a velocidade do transportador para garantir que cada estação ou célula dentro do sistema possa acessar suas peças necessárias. É importante não deixar uma estação sem peças, pois isso poderia reduzir o tempo de takt geral do seu sistema. A velocidade de qualquer transportador pode ser calculada durante a fase de design, e é durante esta fase onde melhorias no sistema podem ser facilmente feitas se necessário.