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Válida a partir de edição ABNT NBRNORMA BRASILEIRA © ABNT 2014 ICS ISBN 978-85-07- Número de referência 24 páginas 8205 Segunda 22.01.2014 22.02.2014 Transportadores contínuos — Transportadores de correia — Cálculo de força e potência Continuous conveyors — Belt conveyors — Force and power calculation 53.040.10 04746-9 ABNT NBR 8205:2014 D oc um en to im pr es so e m 0 2/ 05 /2 02 1 16 :1 5: 44 , d e us o ex cl us iv o de IN ST IT U TO F ED D E ED U C , C IE N C IA E T EC N D E SÃ O P AU LO Documento impresso em 02/05/2021 16:15:44, de uso exclusivo de INSTITUTO FED DE EDUC, CIENCIA E TECN DE SÃO PAULO © ABNT 2014 - Todos os direitos reservadosii ABNT NBR 8205:2014 © ABNT 2014 Todos os direitos reservados. A menos que especifi cado de outro modo, nenhuma parte desta publicação pode ser reproduzida ou utilizada por qualquer meio, eletrônico ou mecânico, incluindo fotocópia e microfi lme, sem permissão por escrito da ABNT. ABNT Av.Treze de Maio, 13 - 28º andar 20031-901 - Rio de Janeiro - RJ Tel.: + 55 21 3974-2300 Fax: + 55 21 3974-2346 abnt@abnt.org.br www.abnt.org.br D oc um en to im pr es so e m 0 2/ 05 /2 02 1 16 :1 5: 44 , d e us o ex cl us iv o de IN ST IT U TO F ED D E ED U C , C IE N C IA E T EC N D E SÃ O P AU LO Documento impresso em 02/05/2021 16:15:44, de uso exclusivo de INSTITUTO FED DE EDUC, CIENCIA E TECN DE SÃO PAULO © ABNT 2014 - Todos os direitos reservados iii ABNT NBR 8205:2014 Sumário Página Prefácio ...............................................................................................................................................iv 1 Escopo ................................................................................................................................1 2 Referência normativa .........................................................................................................1 3 Simbologia ..........................................................................................................................1 4 Termos e defi nições ...........................................................................................................3 5 Requisitos gerais ...............................................................................................................4 6 Requisitos específi cas .......................................................................................................5 6.1 Determinações das resistências .......................................................................................5 6.1.1 Resistências distribuídas – FD .........................................................................................5 6.1.2 Resistências localizadas – FL ...........................................................................................6 6.1.3 Resistências especiais distribuídas – FED ......................................................................7 6.1.4 Resistências especiais localizadas – FEL .......................................................................8 6.1.5 Resistência de elevação – FH ...........................................................................................8 6.1.6 Força periférica – Te...........................................................................................................8 6.2 Potência necessária ...........................................................................................................9 6.3 Forças na correia .............................................................................................................10 6.3.1 Generalidades ...................................................................................................................10 6.3.2 Menor tensão no tambor de acionamento T2 ................................................................10 6.3.3 Força mínima – Tmín .........................................................................................................11 6.3.4 Forças máximas ...............................................................................................................11 6.3.5 Força média – Tm .............................................................................................................11 6.3.6 Forças em perfi s usuais ..................................................................................................11 6.3.7 Cálculo simplifi cado da força periférica – Te .................................................................12 6.3.8 Contrarrecuo .....................................................................................................................12 6.3.9 Metodologia para a divisão de acionamentos ...............................................................13 Anexo Anexo A (normativo) Tabelas e fi guras .............................................................................................15 Figuras Figura 1 – Divisão de acionamento dos transportadores de correia ...........................................13 Figura A.1 – Transportadores horizontais e ascendentes .............................................................21 Figura A.2 – Transportadores descendentes não regenerativos ..................................................22 Figura A.3 – Transportadores descendentes regenerativos .........................................................23 Figura A.4 – Coefi ciente C em função de L .....................................................................................24 Tabelas Tabela A.1 – Valores de f ...................................................................................................................15 Tabela A.2 – Valores de Ky para avaliação inicial das forças ........................................................16 Tabela A.3 – Valores dos coefi cientes Y1 e Y2 .................................................................................18 D oc um en to im pr es so e m 0 2/ 05 /2 02 1 16 :1 5: 44 , d e us o ex cl us iv o de IN ST IT U TO F ED D E ED U C , C IE N C IA E T EC N D E SÃ O P AU LO Documento impresso em 02/05/2021 16:15:44, de uso exclusivo de INSTITUTO FED DE EDUC, CIENCIA E TECN DE SÃO PAULO © ABNT 2014 - Todos os direitos reservadosiv ABNT NBR 8205:2014 Tabela A.4 – Resistência FL3 ............................................................................................................18 Tabela A.5 – Coefi ciente de atrito – μ ..............................................................................................18 Tabela A.6 – Fatores de abraçamento de tambores do acionamento – K ....................................19 D oc um en to im pr es so e m 0 2/ 05 /2 02 1 16 :1 5: 44 , d e us o ex cl us iv o de IN ST IT U TO F ED D E ED U C , C IE N C IA E T EC N D E SÃ O P AU LO Documento impresso em 02/05/2021 16:15:44, de uso exclusivo de INSTITUTO FED DE EDUC, CIENCIA E TECN DE SÃO PAULO © ABNT 2014 - Todos os direitos reservados v ABNT NBR 8205:2014 Prefácio A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) é o Foro Nacional de Normalização. As Normas Brasileiras, cujo conteúdo é de responsabilidade dos Comitês Brasileiros (ABNT/CB), dos Organismos de Normalização Setorial (ABNT/ONS) e das Comissões de Estudo Especiais (ABNT/CEE), são elaboradas por Comissões de Estudo (CE), formadas por representantes dos setores envolvidos, delas fazendo parte: produtores, consumidores e neutros (universidades, laboratórios e outros). Os Documentos Técnicos ABNT são elaborados conforme as regras da Diretiva ABNT, Parte 2. A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) chama atenção para a possibilidade de que alguns dos elementos deste documento podem ser objeto de direito de patente. A ABNT não deve ser considerada responsável pela identifi cação de quaisquer direitos de patentes. A ABNT NBR 8205 foi elaborada no Comitê Brasileiro de Máquinas e EquipamentosMecânicos (ABNT/CB-04), pela Comissão de Estudo de Transportadores Contínuos, Transpor- tadores de Correia (CE-04:010.02). O Projeto circulou em Consulta Nacional conforme Edital nº 10, de 14.10.2013 a 12.12.2013, com o número de Projeto ABNT NBR 8205. Esta segunda edição cancela e substitui a edição anterior (ABNT NBR 8205:1988), a qual foi tecnica- mente revisada. O Escopo desta Norma Brasileira em inglês é o seguinte: Scope This Standard establishes the procedures for obtaining the required power on the belt conveyor from loading conditions and their resistance to movement. In systems with lower complexity settings, from the calculation methodology presented in this standard, we obtain satisfactory values of forces and powers that are critical in the selection of the belt, the drums and the defi nition of sets of continuous conveyors drives. This Standard does not apply to conveyors that have high complexity, containing mixed profi le, drive at various points, horizontal curves or average strength greater than 70 000 N. D oc um en to im pr es so e m 0 2/ 05 /2 02 1 16 :1 5: 44 , d e us o ex cl us iv o de IN ST IT U TO F ED D E ED U C , C IE N C IA E T EC N D E SÃ O P AU LO Documento impresso em 02/05/2021 16:15:44, de uso exclusivo de INSTITUTO FED DE EDUC, CIENCIA E TECN DE SÃO PAULO D oc um en to im pr es so e m 0 2/ 05 /2 02 1 16 :1 5: 44 , d e us o ex cl us iv o de IN ST IT U TO F ED D E ED U C , C IE N C IA E T EC N D E SÃ O P AU LO Documento impresso em 02/05/2021 16:15:44, de uso exclusivo de INSTITUTO FED DE EDUC, CIENCIA E TECN DE SÃO PAULO NORMA BRASILEIRA ABNT NBR 8205:2014 © ABNT 2014 - Todos os direitos reservados 1 Transportadores contínuos — Transportadores de correia — Cálculo de força e potência 1 Escopo Esta Norma estabelece os pro cedimentos para obtenção da potência requerida no transportador de correia, a partir das condições de carregamento e de suas resistências ao movimento. Em sistemas contendo confi gurações de menor complexidade, a partir da metodologia de cálculo apresentada nesta Norma, obtêm-se satisfatoriamente os valores de forças e potências que são críticas na seleção da correia, dos tambores e na defi nição dos conjuntos de acionamentos dos transportadores contínuos. Esta Norma não se aplica aos transportadores que apresentam elevada complexidade, contendo perfi l misto, acionamento em vários pontos, curvas horizontais ou força média maior que 70 000 N. 2 Referência normativa Os documentos relacionados a seguir são indispensáveis à aplicação deste documento. Para referências datadas, aplicam-se somente as edições citadas. Para referências não datadas, aplicam-se as edições mais recentes do referido documento (incluindo emendas). ABNT NBR 8011, Cálculo da capacidade de transportadores contínuos – Transportadores de correia – Procedimento 3 Simbologia Nesta Norma são utilizadas as simbologias abaixo: ac espaçamento entre roletes de carga (m) b largura da correia (m) bg distância entre as guias laterais (m) e base dos logaritmos neperianos f coefi ciente de resistência de rolos FD resistência distribuídas (N) FE resistências especiais (N) FED resistências especiais distribuídas (N) FEL resistências especiais localizadas (N) FL resistências localizadas (N) D oc um en to im pr es so e m 0 2/ 05 /2 02 1 16 :1 5: 44 , d e us o ex cl us iv o de IN ST IT U TO F ED D E ED U C , C IE N C IA E T EC N D E SÃ O P AU LO Documento impresso em 02/05/2021 16:15:44, de uso exclusivo de INSTITUTO FED DE EDUC, CIENCIA E TECN DE SÃO PAULO © ABNT 2014 - Todos os direitos reservados2 ABNT NBR 8205:2014 FH resistência de elevação (N) H fl echa admissível da correia, entre roletes de carga (m) g aceleração de gravidade (m/s2) H altura de transporte (m) K fator de abraçamento de tambores de acionamento KX coefi ciente de resistência devido ao deslizamento da correia e ao atrito interno dos roletes de carga e retorno (kg/m) KY coefi ciente de resistência devido à fl exão da correia e do material nos roletes de carga L comprimento do transportador (distância entre centros dos tambores extremos, medida ao longo do perfi l) (m) Lg comprimento das guias laterais (m) Na potência de operação requerida no tambor de acionamento (kW) Nm potência requerida no eixo do motor (kW) qc massa da correia, por unidade de comprimento (kg/m) qm massa do material transportado, por unidade de comprimento (kg/m) Qm capacidade em massa do transportador (kg/s) Qv capacidade volumétrica do transportador (m3/s) Tl maior tensão da correia no tambor de acionamento (N) T2 menor força de correia no tambor de acionamento (N) TCX força em um ponto qualquer da correia no lado de carga (N) Te força periférica requerida no tambor de acionamento (N) Tm força média (aritmética) do lado de carregamento do transportador (N) Tmáx máxima força da correia (N) Tmín mínima força da correia, no lado de carregamento (N) Trx força em um ponto qualquer da correia no lado de retorno (N) V velocidade da correia (m/s) Vo componente da velocidade do material, na direção do movimento da correia, durante o carregamento (m/s) α ângulo de abraçamento da correia no tambor de acionamento (graus) ∫ ângulo de iInclinação do transportador (graus) φ ângulo de abraçamento da correia no tambor de acionamento (rad) η rendimento D oc um en to im pr es so e m 0 2/ 05 /2 02 1 16 :1 5: 44 , d e us o ex cl us iv o de IN ST IT U TO F ED D E ED U C , C IE N C IA E T EC N D E SÃ O P AU LO Documento impresso em 02/05/2021 16:15:44, de uso exclusivo de INSTITUTO FED DE EDUC, CIENCIA E TECN DE SÃO PAULO © ABNT 2014 - Todos os direitos reservados 3 ABNT NBR 8205:2014 μ coefi ciente de atrito entre o tambor de acionamento e a correia λ ângulo de inclinação dos rolos laterais dos roletes (graus) Υ densidade do material transportado (kg/m3) 4 Termos e defi nições Para os efeitos deste documento, aplicam-se os seguintes termos e defi nições. 4.1 resistências distribuídas FD resistências devido à rotação dos roletes e fl exão da correia 4.1.1 resistência rotacional dos roletes de carga FD1 resistência devido ao atrito dos rolamentos, vedações e agitação do lubrifi cante dos rolos. Inclui também o atrito da correia nos rolos, devido a imprecisões de montagem 4.1.2 resistência ao movimento FD2 resistência resultante da fl exão da correia e do material ao passar sobre os rolos 4.2 resistências localizadas FL resistências localizadas devido à aceleração do material, atrito do material nas paredes das guias laterais, mancais dos tambores, fl exão da correia nos tambores, raspadores e limpadores 4.2.1 resistência devido à aceleração do material FL1 resistência devido à aceleração do material na região de carregamento 4.2.2 resistência devido ao atrito do material nas paredes das guias laterais FL2 resistência devido ao atrito do material nas paredes das guias laterais na região de carregamento 4.2.3 resistência dos mancais e fl exão da correia nos tambores FL3 resistência dos mancais dos tambores acionados e resistência devido à fl exão da correia nos tambores 4.2.4 resistência devido ao atrito em raspadores e limpadores FL4 resistência devido ao atrito entre correia, raspadores e limpadores D oc um en to im pr es so e m 0 2/ 05 /2 02 1 16 :1 5: 44 , d e us o ex cl us iv o de IN ST IT U TO F ED D E ED U C , C IE N C IA E T EC N D E SÃ O P AU LO Documento impresso em 02/05/2021 16:15:44, de uso exclusivo de INSTITUTO FED DE EDUC, CIENCIA E TECN DE SÃO PAULO © ABNT 2014 - Todos os direitos reservados4 ABNT NBR 8205:2014 4.3 resistências especiais distribuídas FED resistências devido à inclinação dos roletes e atrito nas guias laterais em toda a extensão do transportador 4.3.1 resistência devido à inclinação dos roletes FED1na direção do movimento da correia resistência devido à inclinação dos roletes na direção do movimento da correia 4.3.2 resistência devido ao atrito nas guias laterais em toda a extensão do transportador FED2 resistência devido ao atrito do material nas guias laterais, quando estiverem presentes em toda a extensão do transportador 4.4 resistências especiais localizadas FEL resistências devido aos desviadores, trippers e inversão da correia no retorno 4.4.1 resistência devido ao atrito de desviadores FEL1 resistência devido ao atrito de desviadores contra material e correia 4.4.2 resistência devido ao tripper FEL2 resistência devido à existência de tripper 4.4.3 resistência devido à inversão da correia no retorno FEL3 resistência devido à existência de inversão da correia no retorno 4.5 resistência de elevação FH resistência devido à variação de nível do material em transportadores inclinados 5 Requisitos gerais A resistência total ao movimento de um transportador de correia é o somatório de diversas resistências, que podem ser classifi cadas em cinco grupos: a) resistências distribuídas – FD; b) resistências localizadas – FL; c) resistências especiais distribuídas – FED; D oc um en to im pr es so e m 0 2/ 05 /2 02 1 16 :1 5: 44 , d e us o ex cl us iv o de IN ST IT U TO F ED D E ED U C , C IE N C IA E T EC N D E SÃ O P AU LO Documento impresso em 02/05/2021 16:15:44, de uso exclusivo de INSTITUTO FED DE EDUC, CIENCIA E TECN DE SÃO PAULO © ABNT 2014 - Todos os direitos reservados 5 ABNT NBR 8205:2014 d) resistências especiais localizadas – FEL; e) resistências de elevação – FH. Estes cinco grupos incluem as resistências que o conjunto de acionamento de um transportador de correia deve superar (atrito, inclinação, fl exão etc.), assim como aceleração do material até a velocidade de regime, na zona de carregamento. As resistências distribuídas e localizadas aparecem em todos os transportadores, enquanto as resistências especiais aparecem somente em certos casos. As resistências distribuídas apresentam-se continuamente ao longo do transportador, enquanto as localizadas aparecem apenas em alguns pontos específi cos. A resistência de elevação pode ser positiva, negativa ou nula, dependendo da inclinação do transpor- tador. Pode também apresentar-se de uma maneira contínua ao longo do transportador ou somente em certos trechos. Com relação à efi ciência energética, para o cálculo de potência de determinadas naturezas de transportadores, é recomendável considerar a característica viscoelástica especial da correia, que permite a redução de atrito entre correia e rolos, e consequentemente a potência de acionamento. 6 Requisitos específi cos 6.1 Determinações das resistências 6.1.1 Resistências distribuídas – FD 6.1.1.1 O coefi ciente de resistência devido ao deslizamento da correia sobre os rolos e ao atrito interno dos roletes de carga e retorno é calculado pela equação: Kx = Kxc + Kxr onde K q q f acxc c m= +( ) +0 00068, Kxr = 0,015 qc 6.1.1.2 O deslizamento da correia é devido ao desalinhamento ou inclinação dos roletes. 6.1.1.3 Na parcela Kxr está também incluída a resistência devido à fl exão da correia sobre os rolos de retorno: FD1 = Kx . g(N/m) 6.1.1.4 Valores médios de f podem ser obtidos na Tabela A.1. O valor de qm é calculado por: q Q v m m kg/m= ( ) 6.1.1.5 A resistência devido à fl exão da correia e do material sobre os roletes de carga é calculada pela equação: FD2 = (qc + qm )Ky . g (N/m) D oc um en to im pr es so e m 0 2/ 05 /2 02 1 16 :1 5: 44 , d e us o ex cl us iv o de IN ST IT U TO F ED D E ED U C , C IE N C IA E T EC N D E SÃ O P AU LO Documento impresso em 02/05/2021 16:15:44, de uso exclusivo de INSTITUTO FED DE EDUC, CIENCIA E TECN DE SÃO PAULO © ABNT 2014 - Todos os direitos reservados6 ABNT NBR 8205:2014 6.1.1.6 O valor de Ky é calculado por: Ky = (qc + qm) Y1 × 10–4 + Y2 × 10–2 NOTA Na Tabela A.21 podem ser encontrados valores aproximados de Ky, em função do comprimento e da inclinação do transportador, bem como da carga unitária transportada. Estes valores são úteis como primeira aproximação, permitindo uma avaliação inicial das tensões. 6.1.1.7 Os valores de Y1 e Y2 podem ser calculados por equações exponenciais. Para valores de força média entre 10 kN e 70 kN, são válidas as expressões abaixo, referidas ao espaçamento dos roletes de carga ac, onde Tmk é a força em quilonewtons (kN): ac = 0,8 Y1 = 1,709 e –0,0281 T mk Y2 = 1,082 e –0,0087 T mk ac = 0,9 Y1 = 1,549 e –0,0258 T mk Y2 = 1,425 e –0,0102 T mk ac = 1,0 Y1 = 1,334 e –00227 T mk Y2 = 1,840 e –0,0119 T mk ac = 1,2 Y1 = 1,262 e –0,0209 T mk Y2 = 1,089 e –0,0121 T mk ac = 1,35 Y1 = 1,217 e –0,0190 Tmk Y2 = 2,325 e –0,0216 Tmk ac = 1,5 Y1 = 1,225 e –0,0176 Tmk Y2 = 2,496 e –0,0128 Tmk NOTA Valores já calculados de Y1 e Y2 são apresentados na Tabela A.31 6.1.1.8 O cálculo das forças de um transportador é realizado através de aproximações sucessivas. 6.1.1.9 As resistências distribuídas (FD) são o somatório das parcelas FD1 e FD2 multiplicadas pelo comprimento do transportador: FD = (FD1 + FD2) L FD = [Kx+ (qc+ qm)Ky] L . g (N) 6.1.2 Resistências localizadas – FL 6.1.2.1 As resistências inerciais e de atrito interno FL1 durante a aceleração do material em cada ponto de transferência são calculadas pela equação: FL1= Qm (V – Vo) (N) 6.1.2.2 A resistência devido ao atrito do material nas guias laterais na região de aceleração para cada ponto de transferência é calculada pela equação: FL2 = (μ1 hs2 Y + 9) Lg . g (N) onde hs é a profundidade do material que toca as guias, expresso em metros (m); μ1 é o coefi ciente de atrito (geralmente adotado entre 0,5 a 0,7). 1 Valores adotados do livro do CEMA 6ª Edição D oc um en to im pr es so e m 0 2/ 05 /2 02 1 16 :1 5: 44 , d e us o ex cl us iv o de IN ST IT U TO F ED D E ED U C , C IE N C IA E T EC N D E SÃ O P AU LO Documento impresso em 02/05/2021 16:15:44, de uso exclusivo de INSTITUTO FED DE EDUC, CIENCIA E TECN DE SÃO PAULO © ABNT 2014 - Todos os direitos reservados 7 ABNT NBR 8205:2014 Para roletes triplos com rolos iguais de inclinação (λ), o hs pode ser determinado pela seguinte equação: onde S é a área da seção transversal do material na correia, corrigida pelo grau de enchimento do transportador (m2); b bg = ⋅2 3 lc é a largura da correia sobre o rolo horizontal, conforme a ABNT NBR 8011; l1 é o comprimento do rolo, expresso em milímetros (mm); lc = 0,001 L1 + 0,01 (m) ha é a altura abaixo das guias 6.1.2.3 A resistência localizada FL3 engloba as resistências dos mancais dos tambores e a fl exão de correias sobre eles. Estes valores são apresentados na Tabela A.4, para cada tambor instalado. 6.1.2.4 A resistência devido ao atrito entre correia e cada raspador é calculada pela equação: FL4 = 500.b (N) 6.1.2.5 A resistência localizada total é a soma das parcelas: FL = FL1 + FL2 + FL3 + FL4 (N) 6.1.3 Resistências especiais distribuídas – FED 6.1.3.1 A resistência devido à inclinação dos roletes de carga FED1 é calculada pela fórmula: FED1 = C∈ . μo . L∈ . (qc + qm) . sen ∈ . g (N) onde C∈ é o coefi ciente = 0,4 para rolos inclinados com λ = 35° = 0,5 para rolos inclinados com λ = 45° μo é o coefi ciente de atrito entre rolos e correia (0,3 a 0,4) L∈ é o comprimento abrangido por roletes inclinados na direção do movimento da correia, expresso em metros (m) ∈ = ângulo de inclinação do rolete com respeito ao plano perpendicular ao eixo longitudinal da correia, expresso em graus (°) D oc um en to im pr es so e m 0 2/ 05 /2 02 1 16 :1 5: 44 , d e us o ex cl us iv o de IN ST IT U TO F ED D E ED U C , C IE N C IA E T EC N D E SÃ O P AU LO Documento impresso em 02/05/2021 16:15:44, de uso exclusivo de INSTITUTO FED DE EDUC, CIENCIA E TECN DE SÃO PAULO © ABNT 2014 - Todosos direitos reservados8 ABNT NBR 8205:2014 6.1.3.2 A resistência devido à inclinação dos roletes de retorno duplos é calculada pela equação: FED2 = μo.L∈ . qc . cosλ . cosα . sen∈ . g (N) Tendo em vista que qualquer inclinação dos roletes acarreta consumo adicional de energia, que pode ser signifi cativo, este recurso só deve ser utilizado quando se esgotarem outros métodos de alinhamento da correia (nivelamento/alinhamento da estrutura, rolete autoalinhante etc.). 6.1.3.3 A resistência devido ao atrito nas guias laterais – FED3, quando presentes em toda a exten- são do transportador, é calculada por: FED3 = (µ1 hs 2 Y + 9)L . g (N) NOTA A simbologia é a mesma utilizada na equação de cálculo de FL2 (5.1.2.2), substituindo-se Lg por L. 6.1.3.4 A resistência total é a soma das parcelas: FED = FED1 + FED2 + FED3 (N) 6.1.4 Resistências especiais localizadas – FEL 6.1.4.1 A resistência devido aos desviadores FEL1 é calculada por: FEL = Ka . b (N) onde Ka é a força unitária (normalmente 1 500 N/m) . 6.1.4.2 A resistência devido ao tripper (FEL2) provido de acionamento próprio é levada em conside- ração computando-se as resistências de todos os tambores envolvidos neste equipamento. 6.1.4.3 Para determinação da resistência devido à inversão da correia no retorno (FEL3), devem ser consideradas as resistências dos tambores envolvidos, sendo que, nos mancais do tambor de entrada do virador de correia, pode ser considerado esforço na razão de 2:1. 6.1.4.4 A resistência total é a soma das parcelas: FEL = FEL1 + FEL2 + FEL3 (N) 6.1.5 Resistência de elevação – FH A resistência de elevação FH é calculada pela equação: FH = qm . H . g (N) 6.1.6 Força periférica – Te A resistência total ou força periférica é a soma das parcelas: Te = FD + FL + FED + FEL + FH(N) D oc um en to im pr es so e m 0 2/ 05 /2 02 1 16 :1 5: 44 , d e us o ex cl us iv o de IN ST IT U TO F ED D E ED U C , C IE N C IA E T EC N D E SÃ O P AU LO Documento impresso em 02/05/2021 16:15:44, de uso exclusivo de INSTITUTO FED DE EDUC, CIENCIA E TECN DE SÃO PAULO © ABNT 2014 - Todos os direitos reservados 9 ABNT NBR 8205:2014 Considerações especiais descritas em 6.1.6.1 até 6.1.6.5. 6.1.6.1 O valor da força periférica Te pode resultar positivo, negativo ou nulo. Quando negativos, os transportadores são designados regenerativos, pois o motor de acionamento passa a gerar ener- gia, em vez de absorvê-la, e necessita de frenagem externa, além do efeito da drenagem do motor. 6.1.6.2 Ao se efetuar o cálculo de força periférica Te para transportadores inclinados descendentes, é necessário refazer o cálculo, alterando o valor dos coefi cientes principais, como a seguir: Kxc = 0,000 68(qc + qm ) e Kxr = 0,01 qc ky = considerar 66 % do valor anterior calculado. Desconsiderar as resistências das guias de materiais, raspadores, limpadores e desviadores. NOTA Transportadores regenerativos podem também ter sua força periférica requerida no tambor de acionamento com cálculo aproximado: T F F F F F Ne = + + +( ) + ( )D L ED EL H 2 3 6.1.6.3 As equações propostas para o cálculo da força periférica somente são aplicáveis aos trans- portadores carregados uniforme e continuamente. 6.1.6.4 Para transportadores com perfi l muito ondulado, com diversas inclinações e para os quais o carregamento parcial da correia é frequente, o cálculo deve ser efetuado considerando diversas hipóteses de carregamento e de regime de operação, como: a) transportador vazio; b) transportador totalmente carregado; c) transportador carregado somente em alguns trechos ascendentes ou mesmo descendente, quando cada um deles necessita de força positiva para movê-la; d) transportador carregado nos trechos regenerativos e vazio nos demais. 6.1.6.5 A maior força periférica em valor absoluto encontrada desta maneira deve ser utilizada no cálculo da potência necessária. 6.2 Potência necessária 6.2.1 A potência necessária para movimentar o transportador resulta de força periférica, aplicada no tambor de acionamento: N T v a = ⋅ ( )e kW 1000 6.2.2 A potência necessária no eixo do motor é obtida aplicando-se a anterior o rendimento dos equipamentos instalados entre motor e tambor de acionamento, incluindo os mancais dos tambores acionados. 6.2.3 Nos casos regenerativos, por motivos de segurança, é conveniente considerar rendimento unitário; D oc um en to im pr es so e m 0 2/ 05 /2 02 1 16 :1 5: 44 , d e us o ex cl us iv o de IN ST IT U TO F ED D E ED U C , C IE N C IA E T EC N D E SÃ O P AU LO Documento impresso em 02/05/2021 16:15:44, de uso exclusivo de INSTITUTO FED DE EDUC, CIENCIA E TECN DE SÃO PAULO © ABNT 2014 - Todos os direitos reservados10 ABNT NBR 8205:2014 N N m a= η onde η = 1, portanto Nm = Na(kW) 6.3 Forças na correia 6.3.1 Generalidades 6.3.1.1 As forças induzidas na correia variam ao longo de todo o transportador. Seus valores dependem: a) do perfi l do transportador; b) da quantidade e da disposição dos tambores de acionamento; c) das características dos sistemas de acionamento e de frenagem; d) do tipo e da disposição de carga do transportador, ou seja, em regime, na partida, na parada, com carregamento parcial etc. 6.3.1.2 As forças devem ser as mais baixas possíveis, para que não seja necessário empregar com- ponentes (correia, tambores etc.) mais robustos que o necessário. 6.3.1.3 Entretanto, para uma operação segura do equipamento, é indispensável que as forças na correia satisfaçam duas condições: a) com qualquer condição de carregamento, as forças periféricas aplicadas a todos os tambores de acionamento devem ser transmitidas à correia através de atrito sem qualquer escorregamento; b) as forças em qualquer ponto do lado de carregamento devem ser sufi cientes para reduzir a fl echa da correia entre roletes a um valor máximo de 2 %. 6.3.2 Menor tensão no tambor de acionamento T2 6.3.2.1 Para transmissão da força periférica de um tambor de acionamento para a correia, como mostrado nas Figuras A.1 a A.3, é necessário aplicar no lado em que a correia se afasta do tambor uma força T2 mínima, calculada pela equação: T T e N2 1 1 > ⋅ − ( )⋅e μ φ 6.3.2.2 O ângulo de abraçamento φ, em radianos, está compreendido de acordo com as condições geométricas, entre: φ = 3,14 a 7,33 rad (α = 180° – simples, 240° – com tambor de abraçamento e 420° – duplo) 6.3.2.3 O coefi ciente de atrito, μ, entre o tambor e a correia pode ser determinado utilizando-se a Tabela A.5. 6.3.2.4 O cálculo de T2 pode ser simplifi cado, fazendo: K = 1/ (eμ.φ –1) ou T2 = K Te (N) NOTA Valores usuais de K são apresentados na Tabela A.6. D oc um en to im pr es so e m 0 2/ 05 /2 02 1 16 :1 5: 44 , d e us o ex cl us iv o de IN ST IT U TO F ED D E ED U C , C IE N C IA E T EC N D E SÃ O P AU LO Documento impresso em 02/05/2021 16:15:44, de uso exclusivo de INSTITUTO FED DE EDUC, CIENCIA E TECN DE SÃO PAULO © ABNT 2014 - Todos os direitos reservados 11 ABNT NBR 8205:2014 6.3.2.5 A força T2 é consequência do conjugado necessário ou da força mínima exigida pelo transpor- tador, tomando-se o maior valor. 6.3.3 Força mínima – Tmín 6.3.3.1 A força mínima para limitar a fl echa da correia entre dois roletes, é calculada pela equação: T a q q H Nmín = +( ) ⋅ ( )c c m g 2 8 6.3.3.2 A fl echa indicada para o lado de carregamento é no máximo de 2 % do espaçamento entre roletes (valor de referência nas Tabelas A.2 e A.3). Neste caso tem-se: T a q q Nmín c m c g= +( ) ⋅ ( ) 2 0 16, 6.3.3.3 A força mínima é obtida aplicando-se uma carga adequada no conjunto de esticamento. O espaçamento dos roletes de retorno depende desta força, de maneira a assegurar uma fl echa má- xima de correia entre roletes de 3 %. 6.3.4 Forças máximas 6.3.4.1 A maior força no tambor de acionamento é: T1 = Te + T2 (N) ou T1 = (1 + k)Te (N) NOTA Quando for utilizado esticador por parafuso, o valor(L + k) deve ser acrescido em 20 %, a fi m de manter a força necessária, mesmo que ocorra o alongamento da correia em operação. 6.3.4.2 Na maioria dos casos esta é a força máxima, de regime; entretanto, às vezes, localiza-se em outros pontos e depende de cada perfi l particular, como descrito em 6.3.6. 6.3.4.3 Durante a partida ou por ocasião de frenagens, com o transportador carregado, as forças atingem valores maiores. Estes devem ser determinados mediante o cálculo das forças necessárias à aceleração das massas, que são colocadas em movimento. 6.3.5 Força média – Tm Média aritmética das forças entre os tambores extremos de um transportador ou entre os pontos extremos do trecho analisado, no lado de carregamento. 6.3.6 Forças em perfi s usuais 6.3.6.1 Somente podem ser determinadas as forças nos diversos pontos de um transportador conhecendo-se as variações de seu perfi l e a localização dos tambores, além dos dados que fi guram nas equações já descritas. 6.3.6.2 Outras forças, que não as principais, precisam ser determinadas, forças estas em quaisquer pontos, por exemplo, para o cálculo da carga do conjunto de esticamento, ou para dimensionamento de tambores e estruturas. 6.3.6.3 O método de cálculo de todas as forças de transportadores foge ao objetivo desta Norma, mesmo porque somente seria exequível considerando-se casos particulares. 6.3.6.4 Nas Figuras A.1, a A.3, são apresentadas as equações para cálculo das forças, normalmente D oc um en to im pr es so e m 0 2/ 05 /2 02 1 16 :1 5: 44 , d e us o ex cl us iv o de IN ST IT U TO F ED D E ED U C , C IE N C IA E T EC N D E SÃ O P AU LO Documento impresso em 02/05/2021 16:15:44, de uso exclusivo de INSTITUTO FED DE EDUC, CIENCIA E TECN DE SÃO PAULO © ABNT 2014 - Todos os direitos reservados12 ABNT NBR 8205:2014 signifi cativas, em três tipos genéricos de transportadores retilíneos: transportadores horizontais e ascendentes, transportadores descendentes não regenerativos e transportadores descendentes re- generativos. 6.3.6.5 Com o propósito de reduzir as equações a três grupos, são utilizados artifícios: a) as equações para transportadores ascendentes podem ser utilizadas para os horizontais, fazendo-se a altura H igual a zero; b) a cota La refere-se à distância entre o tambor de retorno e o ponto médio entre os tambores de desvio do conjunto do acionamento. NOTA Quando o acionamento estiver localizado no tambor de retorno, La é igual a zero; quando estiver localizado no tambor de descarga, é igual a L. 6.3.6.6 As peculiaridades do conjunto de acionamento podem ser tais que seja necessário decompor as coordenadas La e Ha, considerando cada trecho em particular. Os mesmos critérios devem ser adotados ao serem atribuídos valores às coordenadas Lx e Hx de um ponto qualquer. 6.3.7 Cálculo simplifi cado da força periférica – Te 6.3.7.1 Para anteprojetos e cálculos estimativos, pode ser utilizado o sistema de cálculo simplifi cado da força periférica. Entre as parcelas de força periférica, as duas primeiras FD e FL são abrangidas por todos os transportadores. Analisando-as, chegou-se à conclusão, para transportadores com 80 m ou mais de comprimento, que ambas também podem ser mutuamente relacionadas por um coefi ciente C, que corresponde à razão: C FD FL FD = + Desta maneira tem-se: Te = C.FD + FED + FEL ± FH(N) NOTA O cálculo da força periférica da maioria dos transportadores fi ca reduzido ao de duas parcelas: Te = C.FD ± FH (N) 6.3.7.1 O gráfi co da Figura A.4, indica valores do coefi ciente C, como uma função do comprimento L do transportador, sendo que os valores foram obtidos através de ensaios em vários transportado- res. O gráfi co mostra que, no cálculo com o coefi ciente C, valores confi áveis somente podem ser obtidos quando o comprimento do transportador é superior a 80 m. Explica-se a não confi abilidade do coefi ciente C para comprimentos menores, pela predominância das resistências localizadas nestas instalações. As linhas pontilhadas da curva não representam limites e servem apenas para indicar que nesta área deve-se evitar a utilização do coefi ciente, sendo preferível efetuar o cálculo completo em vez do simplifi cado. 6.3.8 Contrarrecuo 6.3.8.1 Determinação da necessidade de contrarrecuo Este é necessário quando a condição abaixo é verdadeira: F F F F F H D L ED EL> + + + 2 D oc um en to im pr es so e m 0 2/ 05 /2 02 1 16 :1 5: 44 , d e us o ex cl us iv o de IN ST IT U TO F ED D E ED U C , C IE N C IA E T EC N D E SÃ O P AU LO Documento impresso em 02/05/2021 16:15:44, de uso exclusivo de INSTITUTO FED DE EDUC, CIENCIA E TECN DE SÃO PAULO © ABNT 2014 - Todos os direitos reservados 13 ABNT NBR 8205:2014 Na determinação da necessidade do contrarrecuo, dependendo da confi guração do sistema, algumas parcelas de resistência da fórmula podem ser excluídas. 6.3.8.2 Torque requerido no contrarrecuo Para se estimar o torque do contrarrecuo no eixo do tambor de acionamento, tem-se: Torque r F F F F F H D L ED EL= + + +⎡ ⎣⎢ ⎤ ⎦⎥2 onde r é o raio do tambor de acionamento. O dimensionamento deve ser feito considerando o torque do motor, independentemente dos atritos e força para elevação do material. Deve ser considerada possibilidade de ocorrências de travamento da correia e grande sobrecarga no transportador durante a partida. 6.3.9 Metodologia para a divisão de acionamentos Algumas das variações mais comuns presentes em um projeto de transportadores de correias é a divisão de acionamento. Para tanto, há as seguintes etapas de cálculo, conforme Figura 1: T1r T2r Tpr Tsr Tir Tir Figura 1 – Divisão de acionamento dos transportadores de correia a) Etapa 1 – defi nir o ângulo de abraçamento entre os tambores e a correia, juntamente com o coefi ciente de atrito entre eles, para que sejam calculados os fatores de abraçamento primário e secundário (Kp e Ks) conforme 6.3.2.4. b) Etapa 2 – determinar a condição ideal de distribuição de potências (Ppi/Psi), através da equação: Ppi Psi Ks Kp = +( )1 c) Etapa 3 – defi nir a distribuição de potências reais, levando em conta os motores comerciais, e com isso determinar o valor de Ppr/Psr. onde Ppr é a potência do motor instalado no acionamento primário; D oc um en to im pr es so e m 0 2/ 05 /2 02 1 16 :1 5: 44 , d e us o ex cl us iv o de IN ST IT U TO F ED D E ED U C , C IE N C IA E T EC N D E SÃ O P AU LO Documento impresso em 02/05/2021 16:15:44, de uso exclusivo de INSTITUTO FED DE EDUC, CIENCIA E TECN DE SÃO PAULO © ABNT 2014 - Todos os direitos reservados14 ABNT NBR 8205:2014 Psr é a potência do motor instalado no acionamento secundário. d) Etapa 4 – determinar o fator de abraçamento real ou equivalente (Kr): — se Ppr/Psr < Ppi/Psi, teremos: Kr Ks Ppr Psr = +1 — se Ppr/Psr > Ppi/Psi, teremos: Kr Kp Ppr Psr Ppr Psr = ⋅ + + 1 1 e) Etapa 5 – determinar as tensões periféricas reais (Tpr,Tsr): Tpr Te Ppr Psr Ppr Psr = ⋅ +1 Tsr Te Ppr Psr = +1 onde Tpr é a tensão periférica ou efetiva aplicada no acionamento primário; Tsr é a tensão periférica ou efetiva aplicada no acionamento secundário. f) Etapa 6 – determinar as tensões principais reais (T1r,T2r e Tir) com base nos dados calculados anteriormente: T1r = Tir + Tpr T2r = Te . Kr Tir = T2r + Tsr D oc um en to im pr es so e m 0 2/ 05 /2 02 1 16 :1 5: 44 , d e us o ex cl us iv o de IN ST IT U TO F ED D E ED U C , C IE N C IA E T EC N D E SÃ O P AU LO Documento impresso em 02/05/2021 16:15:44, de uso exclusivo de INSTITUTO FED DE EDUC, CIENCIA E TECN DE SÃO PAULO