Movimentos Vibratórios nas Peneiras – Circular Excêntrico

3 de abril de 2020

Dando continuidade à série de movimentos vibratórios das peneiras, neste artigo vamos falar de outro sistema de acionamento utilizado nas peneiras vibratórias, neste caso, o segundo tipo de movimento circular: o Movimento Circular Excêntrico.

Na matéria anterior abordamos assuntos como a vibração e por que vibrar, utilizando essa informação inicial como conceito para tratar dos diferentes sistemas vibratórios para peneiras. Nesta matéria, vamos focar mais no tipo de movimento em si.

O Movimento Circular Excêntrico não é tão utilizado nas peneiras, mas vem ganhando espaço pois permite uma condição de trabalho com eficiência mais constante em circunstâncias mais críticas, quando comparado com o Movimento Livre Circular.

Ele é gerado por meio de um acionamento constituído por um eixo, quatro mancais, uma estrutura independente fora da caixa, isoladores (para cada apoio da estrutura independente) e dois contrapesos, um para cada lado da peneira (figura A) que tem a função de balancear a vibração gerada pelo conjunto de caixa, telas e material em movimento, enquanto o eixo estiver girando na rotação determinada em projeto.

Algumas características das peneiras com Movimento Circular Excêntrico:

Amplitude constante;
Frequência ajustável;
Mínima transferência de vibração para a estrutura;
Maior utilização para cortes entre 5 e 300 mm;
Menor possibilidade de entupimentos de tela;
A eficiência tem menos influência da carga;

Existe uma diferença fundamental que é importante salientar: enquanto no acionamento abordado na matéria anterior (Livre Circular) temos duas massas centrífugas que servem exatamente para desbalancear o conjunto gerando o movimento vibratório, e, portanto, se aumentarmos essa massa automaticamente aumentamos a amplitude de vibração, no caso do Movimento Circular Excêntrico, temos dois contrapesos, que tem função totalmente diferente: balancear o equipamento.

Para tanto, eles estão posicionados diametralmente opostos à amplitude, que neste caso, é fixa e usinada no eixo.

FIGURA A

Desenho meramente ilustrativo, sem escala

Como pode ser visto na figura A, para a peneira se manter equilibrada, a Massa 1 da caixa com tela e material, multiplicada pela amplitude de vibração usinada no eixo (a), deve ser igual à Massa 2 dos contrapesos, multiplicada pela distância do centro de gravidade destes (b), conforme a fórmula de igualdade abaixo:

M1.a = M2.b

Ou seja, é uma peneira balanceada onde o contrapeso é utilizado para igualar as forças geradas pela caixa apoiada na parte excêntrica do eixo. Com essa característica, o equipamento com esse tipo de movimento tem diminuída a transmissão de carga dinâmica para a estrutura.

Como o movimento continua sendo circular (Figura B), se mantém a característica desse tipo de vibração que por si só não transporta o material, então continua sendo necessário que a peneira tenha inclinação suficiente para que a ação da gravidade exerça essa função.

FIGURA B

Por que nesse caso a eficiência não depende da carga?

Neste tipo de acionamento, diferentemente da peneira com acionamento Livre Circular, que é livremente apoiada em molas, a estrutura vibrante, também chamada de caixa, está apoiada diretamente no eixo da peneira que por sua vez é apoiado em uma estrutura independente externamente à caixa e a isoladores de borracha.

Nesse caso, a peneira tem um eixo e quatro mancais ao invés de dois, sendo que os dois mancais internos das laterais da peneira estão localizados no ponto do eixo onde é usinada a excentricidade (amplitude) determinada em projeto, e os dois mancais externos do eixo estão apoiados numa estrutura independente com isoladores.

Como comentado no artigo anterior, 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 ter a excentricidade usinada no eixo permite que mesmo com a variação da alimentação, numa sobrecarga ou numa sub carga, a amplitude de trabalho que foi determinada se mantenha constante.

Novamente pensando numa situação mais crítica de trabalho, mesmo com uma sobrecarga, ou seja, o aumento do volume de material sobre a peneira (peso da massa vibrante), essa solução não permite variação da amplitude, e, portanto, a eficiência de peneiramento é melhor quando comparada com a peneira com acionamento de Movimento Livre Circular.

Nas figuras A e C é possível identificar os pontos comentados.

FIGURA C

Outra diferença importante é que no lugar de molas helicoidais, esta peneira tem molas (ou amortecedores) de borracha que tem duas funções distintas: a primeira delas é manter a peneira na inclinação de projeto, pois sem as mesmas e sendo apoiada no eixo central isso seria impossível. A outra função é aliviar o peso total do equipamento nos apoios do eixo na estrutura suporte (mancais externos), fazendo uma espécie de pré-tensão nas molas de borracha.

E por que é importante saber essa diferença entre os movimentos circulares?

Como a maioria das peneiras de Movimento Circular usa o sistema Livre, os profissionais que as usam tem maior familiaridade com esse tipo de equipamento e, portanto, estão acostumados a ter duas opções para ajuste do fator de peneiramento, utilizando-se muitas vezes da adição de massa centrifuga para aumentar a amplitude quando necessário. Se esse profissional não identificar que o sistema utilizado é o Circular Excêntrico e tentar usar a mesma solução, estará colocando mais massa, agora no contrapeso, fazendo com que a peneira desbalanceie e, dependendo da quantidade dessa adição, pode fazer com que o equipamento se desloque de sua posição de trabalho causando danos ao mesmo e problemas sérios de segurança dos trabalhadores no entorno e da planta.

É importante então ter certeza do tipo de acionamento utilizado antes de qualquer tipo de intervenção.

Neste caso, o equipamento é menos versátil com relação à regulagem, permitindo ajuste de condições dinâmicas de uma única maneira. (Só é possível a mudança da amplitude com a troca do eixo, o que demanda tempos e custos importantes, praticamente inviabilizando essa solução).

Relembrando que o fator de peneiramento (K) depende da amplitude e da rotação do eixo, conforme fórmula simplificada abaixo, para mudar as condições dinâmicas no acionamento Circular Excêntrico, não é possível mudar a amplitude de vibração (pois está usinada no eixo).

A única mudança de ajuste permitida é variando a frequência, ou seja, a rotação por meio de troca de polias ou com utilização de inversor de frequência.

Onde a = amplitude (cm) (neste caso, constante e definida em projeto)

n = rotação do eixo (rpm)

Importante: Vale lembrar 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: Imagem de abertura da peneira excêntrica foi cedida gentilmente pela Haver & Boecker Latinoamericana. Demais imagens inspiradas e extraídas de trabalhos técnicos disponíveis na internet.

Carlos Trubbianelli
Autor do livro “Como Vender Mais e Melhor“, da Editora Letramento.
*Matéria escrita para a revista agregados online
carlos@camatru.com.br
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