Clculo elevador de canecasBy Taty-Denis | Studymode.com

Servio Nacional de Aprendizagem Industrial

CURSO: Desenhista Projetista Mecnico

Relatrio Tcnico

Dimensionamento bsico de um Elevador de Canecas

CURSO: Desenhista Projetista Mecnico

SUMRIO

1. OBJETIVOO presente relatrio tem como objetivo apresentar um trabalho referente a concluso do curso de Desenhista Projetista Mecnico. Atravs deste trabalho mostraremos que o objetivo do curso se tornou satisfatoriamente diante das necessidades apresentadas.Dimensionaremos o eixo e especificaremos alguns elementos de um Elevador de Canecas com base em informaes preliminares da aplicao. Tendo somente os dados, do elevador de canecas, tais como, a vazo o produto e a altura de elevao do produto, ser possvel determinar a caracterstica do elevador e identificar as solicitaes implcitas no projeto, tais como cargas externas e internas para dimensionar o eixo e tambm determinar os elementos de transmisso com as informaes da dinmica do projeto extrada no estudo.

2 ELEVADOR DE CANECASOs elevadores de canecas constituem um meio econmico de transporte vertical de material a granel, podendo ser inclinados de at 70, havendo casos especiais de equipamentos horizontais.Para vencer essas dificuldades utilizamos os elevadores de canecas, de uma ou duas colunas, queconseguem efetuar transportes verticais com eficincia e economia de custos e espao fsico.

Fig. 01 Foto ilustrativa de um elevador de caneca

Fig. 02 EC de 1 coluna Fig. 03 EC de 2 Coluna

2.1 Tipo de elevadores de caneca (EC)

2.1.1 Elevadores contnuosEstes elevadores caracterizam-se por suas canecas espaadas, por sua baixa velocidade e tambm por na maioria das vezes, trabalharem em plano inclinado de 30 com a vertical, porem podem operar verticalmente.Este tipo de elevador foi projetado para elevao de materiais abrasivos e de alta e de alta granulometria, mas so tambm empregados na elevao de materiais frgeis ou extremamente finos como cimento e cal.Sua inclinao e baixa velocidade lhe proporcionam excelente rendimento devido facilidade de alimentao total das canecas assim como descarga mais suave.Entre as canecas praticamente no existe espaamento e o seu formato alem de proporcionar total carregamento, faz como que na descarga a caneca da frente sirva de calha de descarga do material da caneca seguinte.

Fig. 04 Alimentao por gravidade do Fig. 05 Descarga natural (a caneca da frente guia o EC continuo material)

Os EC contnuos podem ser:Contnuo de correia normalmente encontrados em transportes de materiais frgeis, pulverizveis ou fluidos. Possuem carregamento poralimentao direta e operam em baixas velocidades e seus conjuntos de cabeceira so maiores que o dos centrfugos;

Fig. 06 EC continuo de correia

Contnuos de corrente utilizado no transporte de materiais pesados e de maior granulometria, sendo as canecas fixadas por um par de correntes que so acionadas por rodas dentadas.

Fig. 07 EC continuo de corrente Transportadora.

2.1.2 Elevadores CentrfugosEste tipo de elevador tem as canecas espaadas, operam na vertical e em velocidade maior que os contnuos. A descarga do material elevado feita pela ao da fora centrifuga desenvolvida quando as canecas passam ao redor do tambor de acionamento. indicado para elevao de materiais de livre vazo, tais como gros, areia, carvo triturado e produtos qumicos secos.Na elevao de gros,a velocidade da correia pode atingir at 250 m/mim, enquanto que para o uso industrial, na elevao e outros produtos a velocidade pode chegar no Maximo a apenas 130 m/mim.O espaamento das canecas na elevao de gros em elevadores de alta velocidade e alta capacidade pode variar de 1,5 a 2 vezes o valor de sua projeo, enquanto que para os elevadores industriais deve ser de 2 a 3 vezes o valor de sua projeo.Os EC centrfugos podem ser:

Centrfugos de correia normalmente utilizados para transporte de materiaisfinos, secos e de fcil escoamento, e que no possuem fragmentos que possam danificar a correia. Suascanecas so fixadas diretamente na correia por parafusos, com o espaamento ideal para permitir o basculamento da caneca;

Fig. 08 EC Centrifugo de correias

Centrfugos de corrente tambm utilizados para materiais de escoamento fcil e no abrasivos, que possam estar depositados no fundo do transportador. Para o deslocamento da corrente so utilizadas rodas dentadas, que impossibilitam o deslizamento durante os carregamentos;

Fig. 09 EC Centrifugo de corrente

3 Operao de carga e descarga do EC

3.1 AlimentaoA alimentao do material nas canecas pode ser por gravidade ou alimentao direta e por captao ou dragagem.Alimentao direta a entrada de materiais no EC efetuada diretamente sobre a caneca, provocando o seu enchimento;Dragagem as canecas do EC precisam passar pelo fundo do transportador para carregar o material que nele est depositado.Na alimentao por captao ou dragagem, quanto menor for o espaamento entre as canecas, mais suavemente feita a carga com menor esforo para a correia. O fundo do poo do elevador deve ter uma curva de concordncia com o movimento das canecas, pois isso auxilia na alimentao, bem como na sua prpria limpeza. O p do elevador, tambm chamado de poo do elevador, deve ser mantido permanentemente limpo. O acumulo de material no poo do elevador, principalmente se o material for de natureza agregvel, provocaraimpactos contra as canecas e por conseguinte seu arranca mento ou ruptura da correia.Para evitar danos a correia e ao tambor, por materiais que possam vim a cair entre esses no momento da alimentao; utilizado pouco acima do tambor de retorno um protetor em V invertido.

3.1.1 DescargaDevemos levar em conta a relao entre a fora peso do conjunto caneca-material e a fora centrifuga, velocidade do EC e tipo de descarga:Centrfugos elevador que utiliza a fora centrfuga para efetuar a descarga do material do interior de suas canecas. Precisa, portanto, operar com maiores velocidades para que o material consiga ser lanado para as calhas de descarga;Gravidade elevador que utiliza o peso do material para realizao da descarga, este tipo de descarga possuem velocidade baixa;Misto O elevador utiliza a fora centrifuga mas tambm suas canecas esto montadas em seqncia, como nos de gravidade.

4 Componentes do EC

Fig. 10 Componentes de um EC

1- Correia; 2- Canecas; 3- Tambor de acionamento; 4- Tambor de retorno; 5- Cabea do elevador; 6- Estrutura central; 7- P do elevador;8- Janelas de inspeo;9- Unidade de acionamento;10- Esticador;11- Contra-recuo (freio);12- Calha de descarga;13- Calha de alimentao;14- Porta de inspeo e limpeza.

4.1 Tambor de acionamentoTambm conhecido como tambor de cabea, esta localizado na parte superior do elevador. Conforme visto no capitulo de TC este tambor deve ser ranhurado para garantir um mais alto coeficiente de atrito com a correia, evitando assim o deslizamento e o desgaste. Para evitar o deslizamento pode-se usar ainda tambores com revestimento de borracha, quanto do transporte de materiais muito fino(p), que pelo confinamento dentro da estrutura do EC poderiam se acumular entre a correia e o tambor.

4.1.1 Tambor de retornoO tambor de retorno ou do p se localiza na parte inferior do elevador de correia. Este tambor deve ser aletado a fim de evitar danos a correia.

4.1.2 Cabea do elevador a parte superior da estrutura do elevador, na qual posicionado o tambor de acionamento. Fazem parte tambm da cabea do elevador a unidade completa de acionamento, o contra recuo e calha de descarga.A cabea do elevador tambm chamada de cabea de motorizao.

4.1.3 Estrutura central parte que interliga a cabea e o p do elevador. construda em chapa soldada ou madeira com reforo de cantoneiras, tipo modular, e em lances de comprimento padronizados. A fixao entre os mdulos feita por parafusos.

4.1.4 Pdo elevador a parte inferior do elevador na qual esta posicionado o tambor de retorno. Fazem parte tambm do p do elevador a calha de alimentao e o dispositivo esticador. Nesta parte do elevador existem portas de inspeo e limpeza do poo.

4.1.5 Janelas de inspeoLocalizados em diversos pontos da estrutura do elevador, tem por objetivo permitir o acesso local para inspeo e manuteno de certas partes do equipamento.

4.1.6 Unidade de acionamento (Drive)Localizada na cabea do elevador, sustentada por uma plataforma; constituda de motor com base e redutor de velocidade. O redutor de velocidade pode ser ligado direto ao tambor de acionamento ou atravs de luvas elsticas.

4.1.7 EsticadorPossui a funo de manter as tenses ideais para a movimentao dos materiais. Fica instalado geralmente no conjunto do p e pode ser de duas formas: por parafuso ou por gravidade. Seu funcionamento ocorre do mesmo modo que nos transportadores de correia, sendo que no elevador de canecas ele sempre vai atuar sobre o eixo do tambor tensor, deslocando sobre apoios mveis instalados nas laterais da carcaa do transportador.

4.1.8 Contra recuoDispositivo de segurana ligado diretamente ao eixo do tambor de acionamento, o contra recuo tem livre movimentao no sentido de elevao. No caso de uma parada do elevador com as canecas carregadas, o contra recuo trava-se evitando o retorno da correia e conseqentementedescarga do material no fundo do elevador.

4.1.9 CanecasAs canecas (caambas) so fabricadas em chapas soldadas ou em plstico reforado e so projetadas de acordo com a operao do EC. Para os contnuos o dorso das canecas deve ser a prpria calha de descarga do transporte, o que no ocorre nos centrfugos.Podem ser classificadas da seguinte forma:

Abertas hP = (1 a 1,5) x A;Profundas hP = (> 1,5) x A;Em V utilizadas para EC contnuos;Em R ( fundo arredondado) utilizadas tambm para EC contnuos.

Fig. 11 - Tipos de canecas

Para sua utilizao em ECs de correia suas fixaes so feitas por parafusos que perfuram a correia e so rosqueados no interior das canecas.

Fig. 12 Parafuso de fixao das canecas em correias.

E para sua utilizao em ECs de correntes suas fixaes podem ser de formas diferentes, de acordo com o porte do transportador. No caso de transportadores com descarga central as canecas so fixadas a eixos pivotados que se unem s correntes por meio de juntas articuladas para promover o giro durante as descargas.

Fig. 13 - Fixao de canecas em EC de corrente

5- Clculo de Capacidade e Dimensionamento de um EC.Tendo o manual FAO como base, deve-se seguir as seguintes etapas para o calculo.Preparao: materiais necessrios:Tabela com as propriedades dos materiais; Manual FAO;

Dados de entradaCaractersticas dos materiais a seremtransportados;Peso especfico (t/m3);Altura de levantamento H (m);Capacidade desejada Q (t/h);Condies de operao;Condio de servio contnuo ou intermitente;

Definies e ClculosFazer desenhos de simulao dos elevadores e seus acessrios;Em funo do material a ser transportado escolher o tipo de elevador e alocalizao do esticador . (Tab.4-04 do Manual-Fao)

Tab. 4-04 Seleo do Elevador em funo do material

Escolher a velocidade de operao das canecas em funo do tipo deelevador a ser utilizado (Tab.4-01 do Manual-Fao)

Tipo de elevadorVelocidades recomendadas V (m/s)centrfugo1,10 1,52contnuo0,64 0,76

Tab.4-01 Velocidade adequada do Elevador em funo do tipo do Elevador

Escolher a srie do elevador, em funo da capacidade (t/h) e do pesoespecifico do material (t/m3) (Tab.4-02 do Manual-Fao)

Tab.4-02 Escolha da srie do elevador Calcular a distncia entre os centros dos tambores do elevador(L) em (m):

L = H + M + Q + 0,275

Onde: H = altura de elevao do material e M e Q so dimenses do transportador escolhido (Tab.4-08 do Manual-Fao)

Tab.4-08 Dimensionamento das medidas do E.CDeterminar as caractersticas dos principais componentes com base naserie do elevador escolhido. (Tab.4-05 do Manual-Fao)

Tab.4-05 Caracterstica das CanecasCalcular a potncia do motor(N) em (HP):

N = P =

Onde:V = velocidade da correia (m/s)h = rendimentoP = Peso do material (Kg/m)L = distancia entre os centros dos tambores (m) (calculado no item anterior)D2 = dimetro do tambor do p (m) (Tab. 4-05 do Manual FAO)g = Peso especifico do material (t/m3)qc = capacidade de cada caneca (m3) (Tab. 4 -06 do Manual FAO)

Tab.4-03 Dimensionamento das canecas

C = passo das canecas (m)

Escolher o conjunto de acionamento tendo como base a serie escolhida ea potencia do motor calculada no item anterior.

Tab.4-07 Escolha do conjunto acionamento

Determinar as dimenses gerais do EC (Tab. 4-08 do Manual FAO);

Tab.4-08 Dimensionamento das medidas do E.C

Q =

Onde:

V = velocidade da correia (m/s)g = Peso especifico do material (t/m3)qc = capacidade de cada caneca (m3) (Tab. 4 -06 do Manual FAO)C = passo das canecas (m)

Clculo das tenses efetiva e mxima da correia;

Te = T = (1+ K) x Te

Onde:

H = Altura de elevao do material (m)D2 = dimetro do tambor do p (m) (Tab. 4-05 do Manual FAO)g = Peso especifico do material (t/m3)qc = capacidade de cada caneca (m3) (Tab. 4 -06 do Manual FAO)C = passo das canecas (m)Te = Tenso efetiva (Kg)T1 = Tenso mxima (Kg)K = Fator devido ao abraamento da correia no tambor de acionamento(Tab. 4-09 do Manual FAO)

Selecionar a correia (para os casos de EC de correia);

Resultados esperadosMemorial de clculo;Especificao do elevador;Memorial descritivo sobre as consideraes no projeto.

6 Dimensionamento do E.C

Calcular o Elevador de Canecas para milho integral com vazo de 78 t/h para uma altura de 8 metros:

MAT: MILHO INTEGRALDados:H = 8mQ: 78 t/hAA = 30-44

C35NC - Granular abaixo de 3 Escoamento mdio ngulo de repouso entre 30e 39.5 No abrasivo.N Contm poeira explosiva

:0,9 t/m

Para este material verificamos, na tabela do Fao indica-se que o tipo de EL o SB Centrfugo de correia. Elevador centrfugo c/ velocidade entre 1,1 e 1,52(m/s) Utilizando a tabela 4-02 vamos procurar o peso especfico mais prximo que 0,8 t/m3. Verifica-se que dentro dessa coluna de peso especfico no tem uma vazo maior do que a exigida no problema, e assim adotado o mais prximo da vazo mnima 78 t/h.

Valores tabelados:

:1,2 t/mQ = 87,9 t/h Srie n: E-6000

Dist. Entre centro dos tambores:

L = H + M + Q + 0,275 (m) L =8 + 0,7 + 0,5 + 0,275 = 9,475m

Caracterstica dos principais componente:

Caixa de dimenses internas AxB (mm) = 580x1220Bitola n10Largura de correia (pol) = 18(C) Passo das canecas (mm) = 460D1 (dimetro de cabea) = 600mmD2 (dimetro de p) = 450mm41 rpmVelocidade (m/s) = 1,3

Dimenses da canecaA (mm) = 215B(mm) = 400C(mm) = 200R(mm) = 045Bitola = 3/16Peso (Kgf) = 11,3Capacidade (dm3) = x.x = 6 y.y = 9,6

Clculo da Potncia do motor

N =

P =

escolhido um motor de 10 HP pela tabela 4 -07= 78,7%

Reao de apoio para calculo do eixo

Somatoria de foras em AEFA=0Ra-562,6 + RB = 0Ra-562,6 + 281,3=0Ra=281,3 kgf.cm

Momento em AEMA=0Rax0 562,6x60 + RB.50=0-14065,0 + RBX50=0RB=RB=281,3kgf.cmClculo do Momento fletor Maximo

MF1 = 281,3 x 25 = 7032,5 Kgf.cm

Clculo do Momento TororMt=71620 x Mt=71620 x Mt=7032,5 kgf.cm

Onde:N = 7 Hpn = 41rpm

Seleo material do eixo

Utilizaremos o Material SAE-1040 Trefilado com escoamento = 5000kgf/cmadm = adm =

onde:

A: 2 para materiais comuns;1,5 para aos de qualidade e aos liga

B: 1 para carga constante2 para carga intermitente3 para carga alternada

C: 1 para carga aplicada lenta e gradualmente2 para carga aplicada repentinamente (choque)

D: Fator de precauo que prev cargas acidentais, sobre cargas, defeitos dos materiais e de fabricao, etc.Para materiais de boa procedncia e de fabricao, etc.

D= 1,5 para os aos2 para o ferro fundido

Clculo do momento ideal (MID)mid = 0,35 x mf + 0,65 x mid = 0,35 x 7032,5 + 0,65 x mid = 2461,375 + 0,65 x 14105,85mid = 2461,375 + 9168,88mid = 11630,25 Kgfxcm

Dimensionamento do eixo d = d = d = 5,93cmd = 59,3mmAdotaremos um 63,5mm.