correias transportadoras - parte 2

Correias Transportadoras

II

Cálculos de dimensionamento

V. J. Garbim

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CÁLCULOS DE DIMENSIONAMENTO DE CORREIAS TRANSPORTADORAS

1- DEFINIÇÕES

O primeiro passo para um perfeito desenvolvimento dos cálculos de

dimensionamento de Correias Transportadoras é o levantamento de dados e

informações sobre as condições de trabalho da mesma.

Também é de suma importância conhecer algumas informações das

características típicas dos materiais a ser transportado, como: peso específico,

tamanho da partícula, ângulo de acomodação e repouso, abrasividade, etc.

Veja no artigo “Correias Transportadoras IV – Tabelas”, as informações

acima para diversos tipos de materiais.

Quando o material a ser transportado é de aspecto granular, seja com

partículas de grande ou pequeno tamanho e estando este amontoado ou

depositado sobre a superfície de uma Correia Transportadora, sem movimento,

ele assume uma certa distribuição, olhando-se pela secção transversal; formando

um determinado ângulo entre a referência horizontal e a superfície assumida

naturalmente pelo material amontoado. A esse ângulo chamamos de “Ângulo de

repouso do material”.

Após acionarmos o transportador, e a Correia Transportadora entra em

movimento, o material transportado sofre uma acomodação natural, devido a

vibração do equipamento em funcionamento, e o ângulo de repouso é modificado

diminuindo entre 5 º e 15 º e assumindo agora o que chamamos de “Ângulo de

acomodação do material”, representado por :


O “ângulo de acomodação” ( ) ideal depende muito do tipo de material

transportado, distância de transporte, e do espaçamento entre os roletes de

carga, pois, durante o tempo que o material fica sobre a Correia Transportadora

a tendência é ir compactando-se.

2 - ÁREA DA SECÇÃO TRANSVERSAL DO MATERIAL TRANSPORTADO

A área da secção transversal do material transportado, que chamaremos

de “S” é função direta da largura da Correia Transportadora, do ângulo de

inclinação dos roletes de carga, laterais, e do ângulo de acomodação do material

transportado.

Quando o equipamento transportador estiver inclinado, ascendente ou

descendente ocorre uma pequena diminuição na área da secção transversal do

material transportado, que nos nossos cálculos pode ser desprezada.

A seguir são dadas as equações matemáticas para o cálculo da área da

secção transversal “S” do material transportado.

= ÂNGULO DE ACOMODAÇÃO MATERIAL

TRANSPORTADO


PARA TRANSPORTADOR DE ROLETES PLANOS


PARA TRANSPORTADOR DE ROLETES DUPLOS

EQ. 2

EQ. 1

FIGURA N º 04

EQ. 1

EQ.

4

EQ. 1

EQ.

4


PARA TRANSPORTADOR DE ROLETES TRIPLOS IGUAIS


NOTA:

= comprimento de rolete + 0,01 ...................................... (m)

b = largura da Correia ......................................................... (mm)

bm = largura da correia preenchida pelo material transportado (m)

bh = largura máxima ocupada pelo material transportado ........ (m)

S = área da secção transversal do material transportado ........... (m2)

= inclinação dos roletes laterais ....................................... (graus)

= ângulo de acomodação do material transportado ............. (graus)

OBS.: Para facilitar o desenvolvimento dos cálculos, as Tabelas 04 e 05 na parte

IV deste artigo mostram área da secção transversal para diversas larguras de

correia em várias disposições.


3- VELOCIDADE DA CORREIA TRANSPORTADORA

A velocidade “V” da Correia Transportadora é determinada basicamente

seguindo as características do material transportado e da largura da correia.

O material transportado implica em:

Se for frágil, limita a velocidade de transporte, porque pode degradar-

se nos pontos de carga, descarga e sobre os roletes;

Se for de seco e de granulometria fina, exige baixa velocidade de

transporte devido a grande possibilidade de gerar pó;

Se for com arestas cortantes, pontiagudos, etc., deve ser transportado

com velocidade moderada, pois pode danificar a cobertura da Correia

Transportadora, no ato de ser alimentada, e também causar grande

desgaste nas calhas de descarga.

Velocidades maiores, permitem a redução da largura da Correia

Transportadora, além de proporcionar menor carga sobre a estrutura do

equipamento transportador, para uma mesma capacidade de transporte, porém

provoca excessivo desgaste da correia, diminuindo a vida útil da mesma e das

partes rolantes do equipamento.

A Tabela 06 no final desta apostila nos orienta sobre velocidades máximas

admissíveis como normal, em função do tipo de material transportado e da

largura da Correia Transportadora.


4 – LARGURA MÍNIMA DA CORREIA TRANSPORTADORA

A seleção da largura mínima da Correia Transportadora é determinada em

função da granulometria, e do ângulo de acomodação do material transportado.

A equação matemática abaixo, nos fornece a largura mínima “b” da

Correia Transportadora, quando o material transportado contém no mínimo 10%

de pedaços de granulometria grande, e 90% de finos.

Consideramos como finos os pedaços de material transportados cujas

partículas sejam menores ou iguais a 10% do tamanho da granulometria dos

pedaços grandes.

SENDO:

B = largura da Correia Transportadora ................................... (mm)

%mt = porcentagem de pedaços de granulometria grande, do material

transportado ........................................................................... (%)

M = maior dimensão dos pedaços de granulometria grande ...... (mm)

F = fator do ângulo de acomodação do material transportado.


Para o ângulo de acomodação, temos:

NOTA: Como a largura da Correia Transportadora obedece uma padronização

normalizada, é de boa prática, após calculado a largura mínima pela equação

acima, comparar com a Tabela n º 07, no final desta apostila.

5- CAPACIDADE DE CARGA DA CORREIA TRANSPORTADORA

A capacidade de carga “Qv” ou “Qp” transportada por uma Correia

Transportadora é uma função direta da área da secção transversal e da

velocidade de transporte. As equações abaixo nos permitem calcular a

capacidade de carga.


SENDO:

Qv = capacidade volumétrica de carga ................................... ... (m3/seg.)

Qp = capacidade de carga em peso ....................................... ....(Kg/seg.)

S = área da Secção transversal do material transportado

(Ver Tabela 05) ........................................... ..... (m2)

V = Velocidade da Correia Transportadora .......................... .....(m/seg.)

(Ver Tabela 06)

= Peso específico do material transportado .................... (ton/m3)

(Ver Tabela 02)

NOTA: A Tabela 08, no final desta apostila nos dá a capacidade volumétrica em

m3/h (metros cúbicos por hora) ideal em função da largura da Correia

Transportadora, velocidade de transporte e as possíveis configurações de

instalação dos roletes laterais.


6- PESO DO MATERIAL TRANSPORTADO POR METRO LINEAR SOBRE A CORREIA.

SENDO:

Wm = Capacidade volumétrica de carga................................. (kg/m)

Qp = Capacidade de carga da Correia Transportadora .............. .. (Kg/s)

V = Velocidade da Correia ..... .............................................. .... (m/s)

7 – PESO MÉDIO TEÓRICO POR METRO LINEAR DA CORREIA TRANSPORTADORA

DEPENDENTE DA LARGURA

Wb = Peso médio teórico por metro linear da correia transportadora em função

da largura “b” (ver tabela abaixo)


OBS.: Os pesos mostrados pela tabela acima servem como primeiro parâmetro

para cálculos porém, uma vez dimensionada a correia onde se tem seus valores

finais, os pesos deverão ser revistos, caso a caso.

8 - RESISTÊNCIA OFERECIDA PELOS ROLETES E ESCORREGAMENTO DA

CORREIA


SENDO:

Kx = Resistência oferecida pelos roletes de carga do transportador e

a resistência ao escorregamento da Correia Transportadora

sebre os roletes ............................................................. (kg/m)

Wm = Peso do material transportado por metro linear de

Correia Transportadora ................................................. (kg/m)

Wb = Peso médio teórico por metro linear da Correia

transportadora em função da largura “b” da mesma ......... (kg/m)

a = Espaçamento entre roletes de carga ................................. (m)

NOTA: A tabela abaixo determina o espaçamento entre os roletes de carga do

equipamento transportador em função de Wm + Wb:

OBS.: A Tabela n º 09 no final desta apostila também nos oferece as

distâncias recomendadas para roletes de carga e retorno, em função do peso

específico do material transportado e largura “b” da Correia Transportadora.


9 – FORÇA PARA VENCER ATRITO DO MATERIAL TRANSPORTADO COM AS GUIAS

LATERAIS

SENDO:

Fg = Força para vencer o atrito ................................................. (Kgf)

Lg = Comprimento das guias laterais ......................................... (m)

B = Largura da Correia Transportadora .................................... (mm)

OBS.: Caso o equipamento transportador não necessite de guias laterais,

considerar Fg = 0


10 – FORÇA NECESSÁRIA PARA VENCER O ATRITO DOS RASPADORES

LIMPADORES DA CORREIA

SENDO:

Fr = Força nos raspadores ....................................................... (Kgf)

B = Largura da Correia Transportadora .................................... (mm)

= Número (quantidade) de raspadores


11 – FORÇA NECESSÁRIA PARA COLOCAR A CORREIA TRANSPORTADORA EM

MOVIMENTO

SENDO:

Fa = Força para colocar a correia em movimento ......................... (kgf)

Qp = Capacidade de carga da Correia ........................................ (Kg/seg)

V = Velocidade da Correia Transportadora .................................. (m/seg)


12 – DETERMINAÇÃO DA TENSÃO EFETIVA NA CORREIA TRANSPORTADORA

+ = ELEVAÇÃO

- = DESCIDA

SENDO:

Te = Tensão efetiva na correia .................................................. (Kgf)

C = Distância entre centro de tambores de tração e retorno

do equipamento transportador ........................................ (m)

Kx = Resistência oferecida pelos roletes e escorregamento da

correia ....................................................................... (Kg/m)

Wm = Peso por metro linear do material transportado sobre a

correia transportadora .................................................. (Kg/m)

Wb = Peso médio teórico por metro da correia transportadora ...... (kg/m)

H = Altura de elevação ou descida do material transportado

na correia ................................................................. (m)

Ta = Tensões para vencer as resistências passivas .................... (Kgf)


Fg = Força para vencer o atrito do material transportado com

as guias laterais ........................................................... (Kgf)

Fr = Força para vencer o atrito dos raspadores limpadores da

correia ...................................................................... (Kgf)

Fa = Força para colocar a correia e o material transportado em

movimento ................................................................. (Kgf)

13 – DETERMINAÇÃO DA TENSÃO MÁXIMA NA CORREIA TRANSPORTADORA

Ou também:


SENDO:

Tmax = Tensão máxima na Correia Transportadora ................. (kgf)

Ko = Fator de abraçamento da correia sobre o tambor de

acionamento que depende do arco de

contato da correia do tambor, e do coeficiente

de atrito “µ “ também entre a correia e o tambor

de acionamento. O fator Ko pode ser calculado pela

abaixo ou encontrado pela Tabela n º 10

no final desta apostila.

Te = Tensão efetiva na correia ........................................ (Kgf)

To = Tensão para garantir uma flecha mínima na correia,

entre roletes ....................................................... (Kgf)

H = Altura de elevação ou descida do material

transportado na correia ....................................... (m)

Wb = Peso médio teórico por metro linear da correia

Transportadora ................................................... (Kg/m)


14 – DETERMINAÇÃO DO FATOR DE ABRAÇAMENTO

SENDO:

K 0 = Fator de abraçamento

= Ângulo do arco de contato entre a correia e o tambor

de acionamento ..................................................... (graus)

µ = Coeficiente de atrito entre a correia e o tambor de

acionamento (Ver Tabela n º 11, no final desta apostila).

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