Sustentando Cargas de Choque: Baixo

Jan 22, 2024

Em segmentos industriais significativos em todo o mundo, continua a haver grandes investimentos em equipamentos de grande escala que incorporam sistemas de movimentação e manuseio de materiais pesados. Em aplicações de mineração, como escavadeiras e transportadores de rodas de caçamba, até trituradores de metal em operações de reciclagem, bem como sistemas de guinchos e equipamentos de perfuração em aplicações offshore, poderosos acionamentos de baixa velocidade que podem fornecer alto torque e funcionar de maneira confiável em ambientes exigentes e robustos estão em alta demanda.

Existem vários tipos de plataformas de acionamento adequadas para isso. No entanto, um número crescente de operações está descobrindo que o acionamento hidráulico direto (HDD) fornece o desempenho que esses sistemas exigem. Os sistemas HDD oferecem vantagens significativas de desempenho para aplicações onde uma massa pesada precisa ser movida sob velocidades variáveis ​​usando um sistema que pode lidar com “cargas de choque” (aumentos repentinos no peso e na massa das cargas movidas), combinado com a capacidade de fornecer energia -desempenho eficiente e confiável — geralmente operando 24 horas por dia, sete dias por semana.

O uso mais comum de sistemas HDD é para aplicações industriais que movimentam massas pesadas de forma contínua com baixa velocidade e alto torque, e especialmente alto torque de partida para operações com paradas e partidas frequentes. A movimentação dos materiais pode ser feita em baixas velocidades, normalmente na faixa de zero a 200 rotações por minuto (RPMs).

Esses sistemas também funcionam bem em aplicações onde ocorre “carga de choque”, onde grandes cargas pesadas são descartadas em transportadores móveis, alimentadores, britadores ou tambores giratórios, variando repentinamente o tamanho da carga em várias toneladas durante as operações normais. O inversor deve ser capaz de responder à carga de choque sem desgaste indevido dos componentes do inversor.

Os HDDs oferecem esse desempenho devido ao seu design exclusivo — mais especificamente porque são “acionamentos diretos” que fornecem toda a energia de sua operação ao eixo que estão acionando. Um HDD é um sistema fechado com um motor hidráulico de baixa velocidade em sua essência. Capaz de sustentar alto torque mesmo em velocidade mínima, o motor hidráulico é montado diretamente no eixo de transmissão — não há necessidade de redutor de engrenagem, correias, correntes ou rodas dentadas.

A energia é fornecida ao motor hidráulico por uma unidade de acionamento separada, que pode ser posicionada em praticamente qualquer lugar em relação à instalação. A unidade de acionamento contém pelo menos um motor de indução CA padrão, que funciona a uma velocidade fixa e aciona uma bomba de pistão axial de deslocamento variável. É o fluxo variável de óleo da bomba que determina a velocidade e a direção do acionamento.

O sistema HDD completo também inclui o controlador inteligente da bomba, fornecimento de fluido hidráulico e mangueiras de conexão e fiação. A unidade de potência é conectada ao motor hidráulico no eixo por meio de cabeamento e mangueira; isso permite que os projetistas do sistema posicionem a bomba, o motor elétrico e os controladores em um gabinete distante do eixo operacional. Isto permite maior flexibilidade de projeto e protege esses componentes contra condições operacionais adversas.

Os sistemas HDD estão sendo mais amplamente utilizados em aplicações de equipamentos pesados; no entanto, existem outros sistemas de acionamento em uso para fornecer a mesma função. Os acionamentos industriais mais tradicionais estão geralmente disponíveis em duas plataformas: um motor de acionamento de média ou alta velocidade, que pode ser hidromecânico ou eletromecânico, combinado com um redutor de engrenagem para fornecer operação de baixa velocidade e alto torque.

Os acionamentos hidromecânicos (HMDs) possuem torque e velocidade básicos semelhantes aos de um HDD, mas o acionamento é conectado ao eixo de acionamento do sistema por meio de um redutor de engrenagem. Esta configuração cria perdas mecânicas que reduzem o torque de saída. Exatamente quanto torque é perdido depende do tipo de redutor usado, do número de estágios de engrenagem que possui e do fator pelo qual foi superdimensionado.

Um inversor de frequência CA de velocidade variável (ACD) combina um motor de indução CA de alta velocidade com um redutor de engrenagem para atingir uma baixa velocidade de operação. Em alguns casos, um acoplamento hidráulico deve ser instalado entre o motor e o redutor. Existem vários métodos diferentes de controlar uma ACD. Esses métodos geralmente permitem que uma velocidade controlável varie de 0 a 100 Hz em aplicações pesadas. Ao operar na frequência nominal de 50/60 Hz, o inversor pode operar continuamente a 100% do torque nominal do motor; entretanto, em velocidades mais baixas, o torque contínuo disponível é reduzido.