Imagem: Metso

Acionamento de Peneiras com Movimento Elíptico

Dando sequência à série de movimentos vibratórios das peneiras, neste artigo vamos falar de mais um sistema de acionamento utilizado nas peneiras vibratórias, o Movimento Elíptico.

Em edições anteriores, trouxemos informações sobre dois tipos de movimento, o Livre Circular (edição 3) e o Livre Linear (edição 5), mostrando as características, bem como diferenças entre os dois.

Basicamente, se lembrarmos das duas matérias anteriores sobre esse assunto, poderíamos pensar no acionamento com movimento Elíptico como sendo a utilização dois movimentos ao mesmo tempo, fazendo com que se consiga características comuns aos dois.

Essa solução busca combinar as vantagens dos movimentos Circular e Linear, ou seja, a melhor classificação e ação de desentupimento do movimento Circular com a maior capacidade de transporte do Linear. 

Antes de tudo, é bom deixar claro que esse movimento também tem as mesmas características de todo movimento livre já abordado anteriormente. 

Como surgiu esse tipo de movimento?

Essa solução, veio da necessidade de se resolver um problema de utilização de peneiras em plantas móveis, quando era usado um material que exigia uma abertura maior de separação, ou seja acima de 50mm.

As plantas móveis são concebidas para ser o mais compactas possível e em função disso utilizava peneiras com movimento Livre Linear, lembrando da informação do artigo anterior onde comentamos que o Movimento Livre Linear por si só transporta o material e portanto permite a construção da peneira na horizontal, fazendo com que a altura da planta móvel seja menor do que com a utilização da peneira com Movimento Livre Circular que necessita de inclinação para que o material seja transportado, já que esse movimento vibratório por si só não o faz.

O primeiro projeto de acionamento para gerar o movimento elíptico foi concebido com três eixos e sincronizados com engrenagens, dispostos de maneira a trabalhar no centro de gravidade da peneira. O conceito é que dois eixos giram em um sentido (horário, por exemplo) e o outro em sentido contrário (anti-horário). Isso faz com que não se forme um movimento circular correto, bem como um movimento linear definido, gerando assim um movimento de forma elíptica.

Lembrando que, como abordado em matérias anteriores, cada eixo tem em suas extremidades massas centrífugas que tem a função de desbalancear o conjunto gerando um movimento vibratório circular enquanto o eixo estiver girando na rotação determinada em projeto.

Com o tempo foram sendo desenvolvidos outros sistemas. Entre eles está o com três eixos mecanicamente independentes que são sincronizados eletronicamente (Figura A).

Figura A – Direção de rotação dos eixos

Quando sincronizados eletronicamente, com utilização de inversores de frequência e encoders para estabelecer a posição angular de cada eixo, é possível alterar o ângulo do movimento elíptico sem necessidade de parada do equipamento (dentro das limitações de projeto do fabricante) (Figura B).

Figura B

Outra maneira de gerar esse tipo de movimento é com a utilização de dois eixos ao invés de três, nesse caso cada eixo gira em um sentido e um eixo tem maior massa centrifuga que o outro (Figura C e D).

Neste caso, os dois eixos se auto sincronizam, desenvolvendo um movimento elíptico como pode ser visto na Figura D, ou seja, no momento 1 da rotação representado na figura, existe uma coincidência de massas dos dois eixos se somando, assim como no momento 3, formando a maior amplitude de trabalho (1:3) enquanto que nos momentos 2 e 4 as massas estão em posição oposta e não se anulam (como vimos anteriormente no movimento linear) em função de serem diferentes, gerando assim um resultado que é a menor amplitude de trabalho do movimento elíptico (2:4).

Figura C

Figura D

Com essa configuração os eixos estão dispostos de maneira a trabalhar fora de centro de gravidade da peneira possibilitando o auto-sincronismo, dispensando a obrigatoriedade de um mecanismo sincronizador (ex: engrenagem ou encoder).

 Nessa situação o ângulo do movimento vibratório (elíptico) se mantem constante. Em caso de necessidade, é possível utilizar do mesmo sistema de sincronismo eletrônico permitindo assim variação do ângulo do movimento vibratório com a peneira em funcionamento.

Utilizando o mesmo princípio de dois eixos para gerar o movimento elíptico, é possível alcança-lo também com a utilização de vibradores de caixa também conhecidos como excitadores (Figura E e/ou Foto A), que como abordado na matéria anterior quando falamos do movimento Livre Linear, diferem dos mencionados anteriormente por serem construídos em caixa fechada com um par de engrenagens de sincronismo, lubrificadas em banho de óleo. Com isso, apenas um motor aciona um dos eixos e transfere o movimento para o outro eixo por meio das engrenagens.

Figura E

Figura A

Para se conseguir o movimento elíptico ao invés do Linear, é necessário usar massas diferentes nos dois eixos sincronizados pelas engrenagens e projetar cuidadosamente a posição do mecanismo em relação ao centro de gravidade do equipamento (não é possível operar uma peneira originalmente fabricada para o movimento linear, para operar com o movimento Elíptico). Portanto, se forem usadas massas iguais nos dois eixos, teremos o Movimento Linear e com o uso de massas diferentes teremos o Movimento Elíptico.

Algumas características das peneiras com movimento elíptico:

• Permite execução de peneira horizontal e em aclive;
• Amplitude variável;
• A eficiência pode variar com a carga;
• Frequência e amplitude ajustáveis;
• Variação do ângulo de ataque ajustável com o uso de sincronismo eletrônico;
• Maior utilização para cortes entre 0,4 e 150mm;

Por que a eficiência pode variar com a carga?

Da mesma maneira, como a maioria das peneiras disponíveis (com exceção às peneiras com acionamento circular excêntrico, abordado na edição 4), a peneira com esse tipo de acionamento é livremente apoiada em molas, ou seja, a estrutura vibrante, também chamada de caixa, está apoiada em molas por meio de suportes acoplados nas paredes laterais das peneiras

Isso permite, dependendo das características do material, como curva granulométrica, ou tamanho de partícula, densidade e/ou aplicação, que com a variação da alimentação, numa sobrecarga ou numa sub carga, varie a amplitude de trabalho que foi determinada em projeto e possivelmente uma perda de eficiência de peneiramento, com isso uma classificação inadequada.

Com relação a ajustes das condições dinâmicas o equipamento é bastante versátil permitindo mudar a amplitude de vibração (aumentando ou diminuindo o peso centrífugo) e/ou mudando a frequência, ou seja, a rotação por meio de troca de polias ou com utilização de inversores de frequência.

Lembrando sempre que essas mudanças requerem o cuidado para que as condições dinâmicas não ultrapassem o limite para o qual o equipamento foi projetado, portanto recomendamos contato com o fabricante antes de qualquer modificação.

Fontes: Imagens e publicações de trabalhos das empresas, Metso, Haver & Boecker e Schenck Process disponíveis na internet.

* Carlos Trubbianelli é Engenheiro Mecânico e Técnico Eletromecânico com mais de 30 anos de experiência no setor de bens de capital, conhecendo diferentes equipamentos e mercados. Possui destacada atuação na área comercial nos setores de Mineração, Fertilizantes, Siderurgia, Cimento, Química e Alimentos, ocupando posições de liderança e consolidando-se como especialista na abertura de novos mercados e implantação de novas tecnologias. Com participação ativa na ABIMAQ – Associação Brasileira da Indústria de Máquinas e Equipamentos, por mais de 25 anos e hoje Vice-Presidente da Câmara Setorial de Cimento e Mineração; Diretor Conselheiro e membro do Conselho de Mineração e Metalurgia e do Conselho de Eólica e do Conselho de Competitividade. Ministra cursos, treinamentos, palestras e seminários nacionais e internacionais nos mais diversos níveis e mercados para indústrias, comércio e instituições, pela Camatru Consultoria e Treinamentos.

Colunista da revista Agregados Online, além de publicações de matérias em várias revistas de diferentes setores.
Autor do livro “Como Vender Mais e Melhor“, da Editora Letramento.