O melhor guia sobre o funcionamento da polia de cauda em transportadores de correia

Uma esteira transportadora pode parecer uma simples peça de maquinário industrial, mas sua estrutura mecânica depende de vários componentes altamente especializados que funcionam em sincronia. Ao observar uma esteira transportadora em uma fábrica ou mina, pode ser complicado identificar com precisão cada parte estrutural.

Aqui está uma explicação técnica clara e passo a passo dos principais componentes que constituem um sistema industrial de transporte por correia.

1. Materiais das correias transportadoras e ambiente de trabalho

O correia transportadora é a principal superfície de suporte de carga. A escolha da matriz de correia adequada depende diretamente das temperaturas de operação, das características do material e das tensões mecânicas.

• Correias transportadoras de borracha: As correias de borracha padrão apresentam melhor desempenho em temperaturas ambientes de trabalho que variam de -15 °C a 40 °C. Elas oferecem resistência à abrasão, a óleos, a ácidos e ao frio. Para materiais com temperatura superior a 50 °C, devem ser especificadas correias resistentes a altas temperaturas.
• Correias transportadoras com cordão de aço: Projetadas com cabos de aço longitudinais, essas correias oferecem alta resistência à tração e alongamento mínimo. Elas são adequadas para longas distâncias e transporte de granéis em condições de trabalho pesado, com um funcionamento suave na partida.
• Cintos de nylon e lona: Fabricadas com camadas de carcaça sintética, essas correias oferecem excelente elasticidade e capacidade de formação de valas. Revestidas com camadas resistentes a produtos químicos, são amplamente utilizadas em fábricas de fertilizantes, papel e processamento químico.

2. Conjuntos de roletes-guia e roletes de apoio

Os roletes sustentam a correia e a carga ao longo da estrutura do transportador, mantendo o formato adequado da correia e seu alinhamento.

• Rolos de calha: Composto por um conjunto de três roletes que moldam a esteira em forma de calha para maximizar o volume do material a granel.
• Rolos autoalinháveis: Corrija automaticamente o desvio lateral da correia (desvio do alinhamento) para evitar o desgaste das bordas.
• Rolos de impacto: Instalado diretamente abaixo da rampa de carregamento, com anéis de borracha amortecedores para atenuar o impacto do material.
• Rolos de retorno planos: Apoie a correia vazia à medida que ela retorna pela parte inferior da estrutura do transportador.

3. Conjuntos da polia motriz e da polia final

As polias transmitem torque mecânico e redirecionam o curso da correia.

• Polia motriz: Conecta-se diretamente ao conjunto do motor elétrico e da caixa de engrenagens para fornecer tração. Os padrões comuns de diâmetro para serviços leves incluem 38,1 mm, 50,8 mm e 60 mm, enquanto os sistemas para serviços pesados utilizam tambores de aço usinados de maiores dimensões.
• Polia traseira (curvada): Posicionado na extremidade de carregamento ou na extremidade final da esteira transportadora para redirecionar o sentido de deslocamento da esteira. As unidades menores são fabricadas em ferro fundido, enquanto os sistemas industriais maiores são fabricados em chapa de aço soldada.

4. Dispositivos de tensionamento

Os tensionadores mantêm a correia esticada para evitar o deslizamento na superfície da polia motriz e limitam a flacidez entre os conjuntos de polias-guia.

• Tensionadores de parafuso: Ajuste manual por rosca, utilizado principalmente em transportadores curtos e para cargas leves.
• Unidades de compensação por gravidade: Utiliza uma caixa de contrapeso montada em uma estrutura vertical para proporcionar tensionamento contínuo em longas distâncias.
• Guincho e carro de recolhimento: Guinchos mecânicos puxam um carrinho tensionador ao longo de um trilho em sistemas de longa distância e alta capacidade.

5. Limpadores e raspadores de correia

Os limpadores removem o material residual aderido à correia de retorno e aos roletes, evitando o acúmulo de resíduos transportados.

• Raspadores primários: Lâminas de poliuretano (PUR) montadas na polia principal, logo abaixo da trajetória de descarga.
• Raspadores secundários: Lâminas com ponta de liga metálica dispostas ao longo do trajeto plano de retorno para uma limpeza minuciosa.
• Limpadores V-Plow: Instalado dentro do laço da correia de retorno, à frente da polia de cauda, para remover material disperso.

6. Potência do motor e cálculos de engenharia

O motor de acionamento atua como o principal sistema de transmissão. O dimensionamento exige cálculos de engenharia precisos com base na largura da correia, no comprimento, no ângulo de inclinação, na capacidade de produção e no atrito do material.

De acordo com o ISO 5048 / DIN 22101 De acordo com as normas para equipamentos de manuseio mecânico contínuo, a potência de acionamento necessária ($P$) no eixo do motor é calculada utilizando a tração efetiva total ($F_U$) e a velocidade da correia ($v$):

$$P = \frac{F_U \cdot v}{1000 \cdot \eta}$$

Onde:

• $P$ = Potência necessária do motor ($\text{kW}$)
• $F_U$ = Força motriz periférica efetiva total ($\text{N}$)
• $v$ = Velocidade da correia ($\text{m/s}$)
• $\eta$ = Eficiência do acionamento mecânico (normalmente $0,85 – 0,92$)

A força periférica efetiva $F_U$ é composta pela resistência principal ($F_M$), pela resistência secundária ($F_S$) e pela resistência de sustentação ($F_{St}$):

$$F_U = f \cdot L \cdot g \cdot \left[ q_B + q_R + (2 \cdot q_G + q_B) \cdot \cos(\delta) \right] + (q_G \cdot g \cdot H)$$

Onde:

• $f$ = Fator de atrito artificial (normalmente $0,020 – 0,030$)
• $L$ = Comprimento de centro a centro da esteira transportadora ($\text{m}$)
• $g$ = Aceleração devido à gravidade ($9,81\ \text{m/s}^2$)
• $q_B$ = Massa da correia por metro ($\text{kg/m}$)
• $q_R$ = Massa rotativa dos roletes por metro ($\text{kg/m}$)
• $q_G$ = Carga do material por metro ($\text{kg/m}$)
• $\delta$ = Ângulo de inclinação ($\text{graus}$)
• $H$ = Altura de elevação vertical ($\text{m}$)

Referências de Engenharia

1. DIN 22101:2011-12 — Transportadores contínuos – Transportadores de correia para materiais a granel – Noções básicas para cálculo e dimensionamento. Instituto Alemão de Normalização.
2. ISO 5048:1989 — Equipamentos de manuseio mecânico contínuo — Transportadores de correia com roletes de suporte — Cálculo da potência operacional e das forças de tração. Organização Internacional de Normalização.
3. CEMA (Associação dos Fabricantes de Equipamentos Transportadores) — Transportadores de correia para materiais a granel, 7ª edição.