Força de Atrito em Transportadores de Tela, Resumos de Relações Internacionais

Baixe Força de Atrito em Transportadores de Tela e outras Resumos em PDF para Relações Internacionais, somente na Docsity!

Departamento de Engenharia Mecânica

Projeto de um transportador modular

Alexandre Duarte Ribeiro Eusébio

Porto 2018

O trabalho presente nesta dissertação foi desenvolvido na Reiman Rua Manuel Sousa Marques, Armazém 1 4475-482 Maia Portugal

Alexandre Duarte Ribeiro Eusébio E-mail: up201307997@fe.up.pt

Abstract

This dissertation aims at studying the development of industrial conveyors. Within this scope of work, we started by analysing, comparing and categorizing the different designs already available according with their driving and transmission systems. After weighing the advantages and disadvantages of each design solution, we focused on the belt conveyors as they are the ones that best suit the needs of Reiman’s clients. Before initiating the design phase, we accounted for the range of components that Reiman has available in its catalogue and could be employed in the construction of the equipment. We also identified potential suppliers for those components which are not part of the catalogue in question, (namely metal sheet and tube). The first stage of the conveyor design process included selecting the drive and trans- mission systems, as well as developing a calculus sheet in Excel where one could define application parameters and ascertain whether the adopted driving system is valid. Then, we moved on to design the skidbed through finite element simulation and optimize the section of the profile previously chosen to build the structure for the skidbed as well as the conveyor legs. We also dimensioned the roller supports, as well as the roller components’ fatigue behaviour. In the last stage of the design phase, we present the method used to determine the torque used in the tensioning device. In the second stage we select the variable frequency drive drive most suitable for the chosen electric motor and also the other elements that belong to the control system.

i

À minha família e amigos

v

’Once we accept our limits, we go beyond them’

Albert Einstein

vii

Conteúdo

Lista de Figuras

1.1 Logótipo da Reiman................................ 2

2.1 Configurações de correntes (a) Correntes simples, dupla e tripla (b) Cor- rente transportadora................................ 5 2.2 Acionamento por correntes de um transportador de rolos (a) Montagem tangencial (b) Montagem “rolo-a-rolo”...................... 5 2.3 Acionamento por correias dentadas de um transportador de rolos, nontagem “rolo-a-rolo”.................................... 7 2.4 Correia com perfil em “O” (a) Montagem em transportador curvo (b) Mon- tagem “rolo-a-rolo” com eixo de transmissão.................. 8 2.5 Correia de perfil em “V” com esquema de montagem “rolo-a-rolo”...... 8 2.6 Tapete transportador (a) Com rolos livres (b) Com placa de suporte..... 9 2.7 Tensionador de varão roscado........................... 10 2.8 Tensionador de pinhão e cremalheira....................... 10 2.9 Tensionador Tip-Up tail.............................. 11 2.10 Tensionador pneumático............................. 11

3.1 Motor trifásico 0.75 KW 4 pólos tamanho 80 (a) B3 (b) B5 (c) B14..... 14 3.2 (a) Redutor Bernati da série BG (b) Montagem do redutor com um motor trifásico de flange B14............................... 15 3.3 Braco de reação CHM40............................. 16 3.4 Vista em corte do rolo EM-51 utilizado para suportar a tela no retorno... 17 3.5 Chumaceiras (a) Chiaravalli UCF (b) Chiaravalli UCFL (c) Elesa UCFL.. 18 3.6 Suporte tubular da série GN 145......................... 18 3.7 Variador de frequência Optidrive E3 0.75 kW (a) IP20 Non-Switched (b) IP66 Switched................................... 19 3.8 Tipos de rasgos e respetiva correspondência com os tamanhos de perfil... 20 3.9 Travessa de reforço utilizada em estruturas produzidas em perfil de tamanho

30.......................................... 21 3.10 Acessórios de ligação de perfil, (a) CAC40OL, (b) CBR4040......... 21 3.11 CAC40OL (a) Vista em corte (b) Montagem.................. 22 3.12 (a) Fêmea em “T” BPN (b) Montagem de um esquadro CBR4040...... 22 3.13 (a) Fêmea em “T” BAN10M6 (b) Esquema de montagem de uma femêa BAN. 23

4.1 Esquema representativo dos ângulos de projeção de um carregamento gra- vítico........................................ 27 4.2 Diagrama representativo das forças máxima e mínima no rolo mandante... 31 4.3 Influência no momento torsor transmissível do ângulo de contacto e do coeficiente de atrito entre o rolo e tela...................... 32

xiii

Lista de Figuras

4.4 Influência do ângulo de contacto e do coeficiente de atrito entre o rolo e tela no rácio (^) FFP Cm.................................... 33 4.5 Estrutura de suporte da placa de fricção.................... 38 4.6 Condições de carregamento e ligações ao exterior nos módulos de chapa lisa. 39 4.7 Módulo de placa lisa 2.99x1000x1000 [mm] (a) Campo de deslocamentos (b) Campo de tensões............................... 40 4.8 Módulo de placa quinada (a) Planificação (b) Após quinagem......... 42 4.9 Condições de carregamento e ligações ao exterior nos módulos de chapa quinada....................................... 42 4.10 Módulo de placa quinada 2.0x500x1000 (a) Campo de deslocamentos (b) Campo de tensões................................. 43 4.11 LV.A-60-14-M14X148 (a) Fotografia (b) Desenho técnico........... 48 4.12 Sistema de suporte dos rolos do transportador (a) Vista interna (b) Vista externa....................................... 48 4.13 Placa do sistema de suporte dos rolos...................... 49 4.14 Condições de fronteira utilizadas na simulação da placa dos topos...... 50 4.15 Esquema representativo de rolos cónicos..................... 51 4.16 Diagramas de corpo livre do tubo (a) Troço 1 (b) Troço 2 (c) Troço 3.... 54 4.17 Diagramas de esforços do tubo do rolo mandante (a) Momento fletor (b) Momento torsor.................................. 55 4.18 Diagramas de corpo livre do veio (a) Troço 1 (b) Troço 2 (c) Troço 3 (d) Troço 4 (e) Troço 5................................ 55 4.19 Diagramas de esforços do veio do rolo mandante (a) Momento fletor (b) Momento torsor.................................. 57 4.20 Coeficientes usados no cálculo de σcf 0 (a) C 2 - Efeito do tamanho (b) C 3 - Efeito do acabamento superficial......................... 58 4.21 Fator de concentração de tensões para escatéis................. 59 4.22 (a) Fator de concentração de tensões teórico do rasgo do anel elástico, Ktae (b) Conversão de Kt em Kf........................... 59 4.23 Diagramas de tensões do tubo do rolo mandante (a) σesteq (b) τ (^) esteq....... 61 4.24 (a) Diagrama da tensão equivalente de Tresca do tubo (b) Coeficiente de segurança à fadiga do tubo............................ 61 4.25 Diagramas de tensões do veio do rolo mandante (a) σeqest (b) τ (^) esteq....... 62 4.26 (a) Diagrama da tensão equivalente de Tresca do veio (b) Coeficiente de segurança à fadiga do veio............................ 63 4.27 Solução construtiva adotada para o tensionador................ 63

5.1 Nomenclatura dos utilizada para os terminais de controlo do variador.... 66 5.2 Diagrama elétrico do sistema de controlo.................... 67

xiv