Imagem cedida pela Kuttner do Brasil/IFE

Entenda como funciona o acionamento com movimento livre circular das peneiras vibratórias

Nas primeiras duas matérias desta coluna, abordamos a importância do setor de agregados, bem como da presença da indústria 4.0. Falamos, também, da importância na busca de controle e diminuição dos custos de produção para a conquista de resultados positivos num ambiente tão competitivo.

Com isso, pensamos em trazer nas próximas edições, algumas informações que podem ser úteis para todos que estão envolvidos no setor, facilitando o dia a dia de trabalho na planta de britagem. Portanto, abordaremos agora o entendimento das características técnicas de alguns equipamentos, como é o caso das peneiras vibratórias.

O setor de agregados está cada vez mais exigente em relação à qualidade de seus produtos e a utilização nas melhores condições possíveis e, por vezes, informações técnicas simples podem ajudar nesse quesito. Normalmente, as peneiras vibratórias são desenvolvidas para determinado uso e, de acordo com a finalidade, são desenhadas com certas características. Isso permite alguns ajustes, mas geralmente não uma mudança drástica de função.

Série Especial – Movimentos Vibratórios

Nestes artigos, vamos falar de alguns dos principais sistemas de acionamento utilizados nas peneiras vibratórias que permitem diferentes movimentos, a começar pelo Movimento Livre Circular, passando na sequência pelos sistemas Circular Excêntrico, Linear, Elíptico e de Alta Frequência, e terminando com uma comparação de características e utilização entre eles, quando houver possibilidade.

O intuito não é entrar tão profundamente no assunto, mas, levantar algumas informações e questões que possam ajudar a identificar os tipos de vibrações existentes e com isso entender suas características, possíveis ajustes e limitações.

Antes de tudo, o que é vibração?

Vibração ou oscilação é qualquer movimento que se repete, regular ou irregularmente dentro de um intervalo de tempo. Na engenharia, estes movimentos se processam em elementos de máquinas e em estruturas quando submetidos a ações dinâmicas.

Em geral, o que se busca é evitar vibrações na maioria dos equipamentos ou estruturas em função dos danos que elas possam causar, gerando resultados catastróficos. É só lembrar de edifícios ou pontes que desabaram em função de entrar em ressonância com a oscilação natural da estrutura.  No caso das peneiras vibratórias, o que se busca é justamente produzir vibração para que o trabalho possa ser efetuado.

Por que vibrar?

Para estratificar a camada de material, fazendo com que as partículas finas tenham maior possibilidade de exposição aos furos da tela, e, portanto, melhor eficiência de classificação ou separação dos materiais desejados, como pode ser visto nas figuras abaixo:

Mas se usa qualquer tipo de vibração?

Não. Além de existirem diferentes tipos de movimento que geram essa vibração, como comentado acima, é necessário que ela seja adequada ao propósito.

Portanto, a vibração demanda condições dinâmicas ideais de uma peneira vibratória para se atingir a melhor eficiência possível de classificação, imprimindo a mais alta aceleração específica no material a ser classificado, além de ser adotado as melhores configuração e especificação do tipo de superfície de peneiramento (telas), item que não será abordado neste artigo.

Com estes pontos abordados, vamos iniciar esta série falando sobre o Movimento Livre Circular, um dos tipos mais utilizados nas peneiras vibratórias. 

Ele é gerado por meio de um acionamento constituído por um eixo, duas massas ou pesos centrífugos, um para cada extremidade do eixo ou lado da peneira, (ver figuras A e B) que tem a função de desbalancear o conjunto gerando um movimento circular enquanto o eixo estiver girando na rotação determinada em projeto.

Figura A

Esse efeito pode ser obtido também por meio de motovibradores que têm sua configuração de projeto, conforme descrito acima, cuja imagem pode ser visto na sequência, ou ainda com outros tipos de acionamento com as mesmas características.

motovibrador

Algumas características das peneiras com Movimento Livre Circular:

• Amplitude variável;
• A eficiência depende da carga;
• Frequência e amplitude ajustáveis;
• Maior utilização para cortes entre 4 e 150mm;
• Equipamento simples e versátil;

Outra característica é que desse tipo de vibração por si só não transporta o material. Para que isso aconteça, é necessário que a peneira tenha inclinação suficiente para que a ação da gravidade exerça essa função, conforme mostra a figura na sequência.

Por que a eficiência depende da carga?

Como o próprio nome já diz, 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 (Figura B).

As peneiras são calculadas para trabalharem numa condição dinâmica que está determinada com uma amplitude e uma frequência específica para aquela aplicação a que se destina e com um peso vibrante previsto para essa determinada aplicação. O fato dessa peneira ser apoiada livremente sobre molas permite que, com a variação da alimentação, numa sobrecarga ou numa subcarga, varie a amplitude de trabalho que foi determinada.

Figura B

Pensando numa situação mais crítica de trabalho, com uma sobrecarga, e ainda com um material pegajoso, o peso da massa vibrante pode aumentar de tal maneira e diminuir tanto a amplitude, que o equipamento perde muita eficiência de peneiramento, podendo gerar uma classificação inadequada. Em contrapartida, o equipamento é bastante versátil permitindo ajustes de condições dinâmicas com certa facilidade.

Como o fator de peneiramento (K) depende da amplitude e da rotação do eixo, conforme fórmula simplificada abaixo, para mudar as condições dinâmicas nesse tipo de acionamento é possível 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 inversor de frequência.

Não vamos entrar no mérito do “K” ideal, já que ele depende de cada aplicação e da experiência de cada fabricante. O importante é que o equipamento tenha um projeto capaz de permitir o trabalho com o fator de peneiramento adequado sem causar problemas estruturais. 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.

No caso de aplicações mais críticas, uma das alternativas disponíveis é o Movimento Circular Excêntrico, mas esse assunto fica para a próxima edição!

Fontes: Imagens e publicações de trabalhos das empresas Kuttner/IFE , Schenck Process e Haver & Boecker 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.
Autor do livro “Como Vender Mais e Melhor“