Voith Turbo. Turboacoplamentos com enchimento constante

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1 Voith urbo urboacoplamentos com enchimento constante

2 Voith A nossa empresa A Voith é a parceira de confiança da indústria de base. Estabelecemos os padrões industriais nos mercados de papel, energia, mobilidade e de serviços. Com um faturamento de mais de 3,5 bilhões de euros e mais de colaboradores em mais de 200 filiais em todo o mundo, a Voith é uma das grandes empresas familiares da Europa. Papel Energia Mobilidade Serviços Mercados Nós definimos o futuro Com nossos equipamentos, componentes e serviços, contribuímos substancialmente para o sucesso de nos-sos clientes. A demanda mundial por papel, energia, mobilidade e por serviços, continuará crescendo nos próximos anos. Acompanharemos o desenvolvimento destes mercados do futuro, e neles estaremos atuando. Através de suas idéias e de seus desenvolvimentos, as pessoas da Voith sempre escreveram a histria tecnológica. Hoje, nossos produtos são padrões mundiais. Nossos engenheiros continuarão a atuar no desenvolvimento de nossos mercados. Em benefício de nossos clientes e em prol do sucesso contínuo da nossa empresa. Clientes O foco das nossas ações são as necessidades dos nossos clientes. Com confiabilidade, solidez e arte em engenharia, queremos ser um parceiro dos nossos clientes durante muitos anos. Atravessando gerações.

3 urboacoplamentos Voith x comprovados Como especialista em tarefas que requerem elevada confiabilidade na tecnologia de acionamento, a Voith urbo mantém-se constantemente atualizada com as crescentes exigências das aplicações práticas e conquista seus clientes com soluções inovadoras. Os turboacoplamentos Voith com enchimento constante são utilizados em conjunto com motores elétricos nos mais variados campos de aplicação. Em particular quando são necessárias exigências bastante severas, economia e confiabilidade dos acionamentos. O urboacoplamento Voith com as inerentes vantagens hidrodinâmicas tem comprovado sua eficiência em milhões de aplicações em todo o mundo: Aceleração suave de grandes inércias Possibilidade de utilização de motores de indução com rotores em curto com preço acessível Partida do motor e aceleração sem carga Superdimensionamento do motor desnecessário Limitação do torque na partida Amortecimento efetivo de choques e vibrações Proteção contra sobrecargas para o motor e a máquina Equalização da carga para acionamentos multimotores 3

4 Campos de aplicação: Movimentação de materiais ransportadores de correia Rodas de caçambas ransportadores de corrente Empilhadeiras Retomadoras Carregadores portuários Máquinas de processamento de minérios Britadores Shredder Moinhos Mineração Mineração a céu aberto e subterrânea ransportadores de corrente e transportadores de corrente com cobertura ransportadores de correia ransportador alimentador Escavadeiras de rodas de caçambas Bombas Britadores Moinhos Indústria química Centrífugas Bombas Ventiladores Misturadores 4

5 A idéias de Föttinger Construção e funcionamento O urboacoplamento Voith é um acoplamento hidrodinâmico que opera de acordo com o princípio de Föttinger. Seus componentes principais são constituídos de dois rotores de pás o rotor da bomba e o rotor da turbina assim como uma carcaça envolvente. Os dois rotores estão montados relativamente um ao outro. A transferência da força ocorre com um mínimo de desgaste, uma vez que não há nenhum contato mecânico entre as peças que transmitem a força. O acoplamento operar com um volume constante de fluido de trabalho, em geral óleo mineral. Acoplamentos que utilizam água como fluido operacional podem ser obtidos mediante consulta. O torque transmitido pelo motor de entrada é convertido em energia cinética no fluido operacional dentro do rotor bombas ligado a este. No rotor da turbina, esta energia hidrodinâmica é novamente reconvertida em energia mecânica. Para as funções do acoplamento, podemos descrever três condições de operação: Estacionário Partida Modo de funcionamento nominal Estacionário odo o fluido de trabalho repousa estático no acoplamento. Partida No circuito operacional do acoplamento, o fluido é acelerado com aumento da rotação do rotor da bomba. O fluxo de circulação, assim desenvolvido, incide sobre o rotor da turbina e, assim, a coloca em movimento. A curva do torque é determinada pela curva característica do acoplamento e uma disposição adequada das câmaras de compensação (câmara de retardo, carcaça da câmara anelar) influencia a característica de partida. Modo de funcionamento nominal Devido à pequena diferença de rotação entre o rotor da bomba e o rotor da turbina (a assim chamada escorregamento nominal) desenvolve-se uma condição de fluxo estacionário no acoplamento. É transmitido ainda apenas o torque solicitado pela máquina de trabalho. 5

6 Para cada acionamento o acoplamento adequado Os fatores fundamentais para o dimensionamento de um acoplamento são a potência e a rotação do motor de acionamento. endo como base a potência nominal e a rotação do acionamento, podemos determinar o tamanho correspondente do acoplamento no gráfico de potência ao lado. Dentro da faixa de potência correspondente, o acoplamento é adequado ao acionamento correspondente pela variação da carga de óleo. Diferentes condições de aplicação requerem diferentes comportamentos de partida (curva característica) do acoplamento. Importantes de critérios neste sentido, dizem respeito ao momento de inércia, a limitação da rotação e a freqüência de partidas da instalação. Potência de acionamento P 1 [HP] ,5 11 7,5 5, ,2 1,5 1,1 0, D D 206 D D Potência de acionamento P 1 [HP] Exemplo: Potência de acionamento: kw Rotação de acionamento: 1500 rpm amanho do acionamento: 422 0, Rotação de acionamento n 1 [rpm] ,5 M/M N 2 orque Curva característica 1 0 Aceleração do motor M K M M M/M N 2 orque 1,6 1,4 1 Aceleração Máquina de trabalho M K Rotação do motor Rotação da máquina empo 5 s 40 s M/M N orque M M orque empo de resposta M K M L = const. J = const. M L Na tabela ao lado, diferentes tipos de comportamento de partida podem ser comprados. ipo ipo V ipo VV ipo VVS M M : orque do motor M L : orque da carga M K : orque do acoplamento M N : orque nominal J: Momento de inércia 6

7 O tipo básico urboacoplamento tipo e D ød1 I2 ød2 ød L A amanho ipo A D L d 1 máx. d 2 máx. l 2 máx. peso 1) ipo [mm] [kg] D D , D ipo D D ) inclusive com conexão elástica e carga máxima de óleo. O acoplamento tipo é uma exe- missão. Para compensar pequenos O acoplamento tipo D tem dois cução básica de acoplamento com desalinhamentos de montagem, ele circuitos de trabalho coaciais que enchimento constante, constituído é conectado com o eixo do motor atuam em paralelo. O circuito duplo pelo rotor da bomba, rotor da tur- através de uma conexão elástica. resulta na duplicação da trans- bina e carcaça. Com base neste O uso deste tipo de acoplamento é missão de potência com mesmo modelo, originou-se o subseqüente recomendado quando se faz neces- tamanho do acoplamento. programa de tipos, mediante a sário um amortecimento das vibra- incorporação de componentes ções e proteções contra sobrecarga Campos de aplicação: adicionais. para o motor e máquina acionada; Rodas de caçambas Normalmente, o turboacoplamento também podem ser aplicados em ransportadores de canecas está montado no eixo da máquina acionamentos mais simples na Misturadores e agitadores a ser acionada ou no eixo da trans- faixa de baixas potências. 7

8 Partida mais suave urboacoplamento tipo V e VV L A ød 1 l 2 ød 2 D L A amanho ipo A D L d 1 máx. d 2 máx. l 2 máx. peso 1) ipo V ipo VV V VV DV V VV V VV V VV V VV V VV V VV V VV V VV V VV [mm] [kg] ) incluindo conexão elástica e carga máxima de óleo. A versão V se caracteriza por uma câmara de retardo esvazia-se para Em determinados casos, o funcio- "câmara de retardo" que está fla- a câmara de trabalho em função do namento da câmara de retardo geada à roda externa do acopla- tempo de modo que o torque total pode ser adicionalmente melhorada mento. Em repouso, uma proporção seja transmitido. por meio de válvulas centrífugas do fluido operacional fica disposto Se necessário para casos especiais (tipo VF) ou através do reenchi- nesta câmara. Reduzindo assim de aplicação, o torque de partida do mento hidrodinâmico (ipo VY). o volume na câmara de trabalho. acoplamento pode ser ainda mais Assim, na partida do motor, um reduzido mediante à instalação de Campos de aplicação: torque reduzido é transmitido simul- uma câmara de retardo maior (tipo ransportadores de correia taneamente, oferecendo uma par- VV) obtendo-se assim uma acele- Centrífugas, decantadores tida sem carga ao motor. Após a ração ainda mais suave da Moinho de tubo aceleração do motor, o conteúdo da máquina. Máquinas de grande inércia 8

9 O inovador urboacoplamento tipo VVS ød 1 l 2 ød 2 D L A amanho ipo A D L d 1 máx. d 2 máx. l 2 máx. peso 1) [mm] [kg] ipo VVS 422 VVS VVS VVS VVS VVS VVS ) Peso com conexão elástica e carga máxima de óleo. O modelo VVS é mais um desen- balho de um acoplamento VVS Este novo conceito de acoplamento volvimento Voith, somando-se à fica consideravelmente reduzida, foi concebido especialmente para o câmara de retardo estendida a uma resultando em uma redução do acionamento de transportadores de câmara anular auxiliar. torque transmitido durante a partida correias. Em virtude do crescimento Durante as primeiras rotações nos do motor. O aumento do torque gradual do torque, uma automática procedimentos de partida, devido à ocorre em função do tempo por adaptação das condições da carga força centrífuga, a câmara acumu- esvaziamento da câmara de retardo da correia é obtida. ladora externa é completamente para dentro da câmara de retardo. preenchida pelo fluido de operação Os eventos de partida podem ser Campos de aplicação: existente no circuito de trabalho. adequados às necessidades da ransportadores de correia Em comparação com acoplamentos aplicação, por meio do ajuste dos máquinas com grande inércia sem a câmara anular, a quantidade diâmetros dos giclês. de óleo existente na câmara de tra- 9

10 Para acionamentos com correias urboacoplamentos tipo RI e VRI A B ød t ød D A amanho ipo A D B máx. d t min. d máx. peso 1) ipo RI 206 RI [mm] [kg] DRI RI VRI DRI DVRI RI VRI RI VRI RI VRI ipo VRI RI VRI RI VRI ) peso com conexão de ligação e máx. enchimento de óleo. A polia para correia em V ou plana que é flangeada na tampa do mancal permite a obtenção de variadas rela de transmissão. Se necessário, a polia da correia pode ser facilmente substituída. Os turboacoplamentos RI e VRI são montados em balanço no eixo do motor ou no eixo da máquina. As forças na correia são suportadas por um mancal na tampa do mancal no cubo do acoplamento. O tipo RI encontra sua aplicação como auxiliar de partida e proteção contra sobrecarga. Já o tipo VRI com a câmara de retardo adicional é usado quando uma partida especialmente suave é necessária. Campos de aplicação: Centrífugas, decantadores Ventiladores Misturadores Britadores 10

11 Dispositivos de monitoração e acessórios MS Dispositivo comutador mecânico-térmico BS dispositivo comutador térmico sem contato Para proteção contra superaquecimento, o acoplamento vem equipado com bujões fusíveis. Para evitar a perda de fluido de trabalho em caso de uma sobrecarga térmica, pode ser adicionalmente instalado um dispositivo comutador MS. Ao ser atingida a temperatura de resposta, o elemento comutador libera um pino que atua um interruptor. Dependendo do tipo, o impulso de comutação pode ser utilizado para um sinal de alarme ou para desligar o motor. Depois de sua atuação, o elemento comutador precisa ser substituído. A monitoração da temperatura do acoplamento é feita sem contato físico. Após a atuação do dispositivo comutador, não é necessário substituir o elemento comutador. Este dispositivo estará novamente pronto para utilização após o esfriamento do acoplamento. O sinal de comutação pode ser utilizado para um sinal de alarme ou para desligar o motor. Dispositivo de montagem e de extração Parafuso visor Necessário para montagem ou desmontagem correta dos acoplamentos. Além do dispositivo mecânico de montagem e extração está disponível um extrator hidráulico. Mediante a instalação de um parafuso visor de nível do óleo no rotor externo, a carga de óleo pode ser facilmente verificada sem abertura do acoplamento. 11

12 Para aplicações especiais Modelos adicionais Para satisfazer as diferentes condições e exigências práticas de operação, os nossos engenheiros e técnicos desenvolveram modelos adicionais de acoplamentos de enchimento constante. urboacoplamento com conexão muilti-disco (GPK) urboacoplamento com eixo maciço e flange de acoplamento primário urboacoplamento com flange de freio As concepções de motor e transmissão estão cada vez mais compactos com mesma performance. Isto também faz com que o eixo do motor e da transmissão tenham diâmetros cada vez menores e, conseqüentemente, menores capacidades de carga. O peso do turboacoplamento é uniformemente distribuído no eixo de acionamento e no eixo acionado por meio de duas conexões de discos. As cargas reduzidas em eixos e mancais de rolamentos contribuem significativamente para aumentar a vida dos rolamentos. O acoplamento é montado rigidamente no eixo do motor por meio de um flange de acoplamento primário. O peso do acoplamento é assim suportado pelo eixo do motor e a carga no eixo acionado é aliviada. Uma conexão elástica deve ser instalada entre o eixo maciço no lado de acionamento e o eixo da transmissão. Com uso de uma conexão flexível especialmente desenvolvida, é possível instalar e remover o acoplamento sem deslocar o motor e a transmissão. Para aplicações com sistemas de frenagem, o turboacoplamento pode ser equipado com um flange adicional de freio, no qual pode ser montado um tambor ou um disco de freio. 12

13 Acoplamento para polias sem tampa de mancal tipo RI/VRI urboacoplamento com polia montada em balanço tipo R urboacoplamento para o elemento de trabalho água tipo WV... Estes modelos são adequados particularmente para polias com pequenos diâmetros. A polia com mancal integrado é flangeada diretamente na carcaça do acoplamento. Substituição da polia, tem como sugestão de ser efetuada somente pela Voith. Nesta execução simplificada de acoplamento para polias, a polia é montada em balanço na carcaça do acoplamento - versão se, suporte. O turboacoplamento R é uma solução de baixo custo na faixa de cargas pequenas. urboacoplamentos Voith projetados para operar com água como fluido operacional podem ser aplicados nos seguintes casos: em locais em que o óleo é proibido por questões de segurança ou ambientais. Especialmente na extração de carvão, os acoplamentos com água são os preferidos. Uma elevada capacidade de transmissão de potência está assegurada também para este elemento de trabalho. 13

14 Voith urbo GmbH & Co. KG Start-up Components Voithstr Crailsheim, GERMANY el Fax startup.components@voith.com Cr 128 pt aik/wa Dimensões e figuras livres. Reservados os direitos de alterações. (Para melhor visualizar, as coberturas de proteção necessárias foram parcialmente removidas das figuras.)