Além do torque: o desafio da gestão de energia para equipamentos de britagem

O gerenciamento de torque pode ser crucial para máquinas que ocasionalmente precisam suportar sobrecargas.

Mas isso é apenas parte da história. Seja processando rocha dura, resíduos de demolição ou agregados reciclados, os britadores operam em condições altamente imprevisíveis.

As características dos materiais podem mudar rapidamente, a consistência da alimentação raramente é perfeita e as sobrecargas representam um risco operacional constante.

Historicamente, os sistemas de transmissão tradicionais dependem da transmissão mecânica direta do motor para o britador. Este é um método geralmente robusto, mas pode expor todo o sistema a picos repentinos de torque durante a partida, em caso de bloqueio ou se algum material não britável entrar na câmara.

As consequências desses cenários serão desgaste acelerado, fadiga da transmissão, aumento dos intervalos de manutenção e, potencialmente, períodos de inatividade dispendiosos.

“Espera-se que os equipamentos de britagem absorvam grandes variações de carga, mantendo a produção contínua”, afirma Gianluca Pagani, Diretor Técnico e de P&D da Transfluid, fabricante global especializada em componentes industriais e marítimos avançados.

Gianluca Pagani, Diretor Técnico e de P&D da Transfluid

“O desafio”, acrescenta ele, “é que os sistemas mecânicos não respondem naturalmente bem a choques e, quanto mais agressivo se torna o ambiente operacional, mais importante se torna o gerenciamento controlado do torque.”

Da transmissão à gestão de energia

No setor de britagem móvel, há um reconhecimento crescente de que os sistemas de transmissão de energia não devem ser vistos como elos mecânicos passivos, mas sim como elementos ativos no controle de cargas, na estabilização do desempenho e na proteção de componentes críticos.

Isso pode ser observado na adoção de acoplamentos hidrodinâmicos de enchimento variável, que transferem torque por meio de um meio fluido em vez de por contato mecânico direto.

Ao controlar a forma como o torque é transmitido durante a partida e o funcionamento, esses sistemas reduzem o choque mecânico e suavizam a interação entre o motor, o motor elétrico e o britador.

Isso permite que os operadores realizem uma partida controlada sob carga. Também reduz o estresse nas caixas de engrenagens e transmissões, além de contribuir para melhorar a estabilidade do sistema em condições de operação com níveis variáveis de demanda de energia.

Tanto para máquinas a diesel quanto para máquinas elétricas, tecnologias como os acoplamentos hidráulicos de enchimento variável KPT da Transfluid são projetadas com base nesse princípio.

“O sistema utiliza uma bomba de alimentação de óleo acionada externamente e um conjunto de válvulas operadas eletricamente para regular o fluxo de óleo dentro do acoplamento, o que permite um engate suave e uma transferência de torque controlada”, afirma Samuele Aguggiaro, Gerente de P&D Mecânica da Transfluid.

O resultado não é apenas um comportamento de arranque mais suave, mas também a capacidade de isolar o motor principal de condições de carga prejudiciais.

Segundo Aguggiaro, “A indústria já superou a simples questão de saber se uma máquina consegue ligar sob carga.

Maximizar o tempo de atividade e a vida útil é extremamente importante em britadores, alguns dos quais podem ser imensos e extremamente caros.

“O foco agora está em como essa carga é gerenciada de forma inteligente ao longo do ciclo operacional, pois isso afeta diretamente a vida útil dos componentes, o consumo de combustível, a eficiência energética e o tempo de atividade.”

Confiabilidade sob pressão

Para os fabricantes de equipamentos originais (OEMs), a confiabilidade do sistema de transmissão tornou-se cada vez mais importante à medida que as máquinas se tornam mais potentes – e o mesmo acontece com as expectativas dos clientes em relação ao tempo de atividade.

Os britadores modernos geralmente operam em ambientes remotos ou de alto custo, onde qualquer tempo de inatividade não planejado tem consequências operacionais imediatas e, portanto, financeiras.

Isso é especialmente verdadeiro em aplicações de reciclagem urbana, onde os contratados frequentemente enfrentam cronogramas apertados, materiais de alimentação variáveis e pressão das autoridades locais para minimizar interrupções.

Nessas condições, uma entrega de torque mais suave e a proteção contra sobrecarga integrada podem oferecer vantagens operacionais significativas.

Os acoplamentos hidrodinâmicos podem auxiliar na absorção de vibrações e reduzir a transmissão de cargas de choque pela linha de transmissão. Esses fatores contribuem significativamente para garantir uma vida útil mais longa dos componentes conectados e, consequentemente, uma vida útil mais longa para o britador.

Além disso, tecnologias que simplifiquem a assistência técnica e reduzam a complexidade da manutenção em campo são sempre bem-vindas. Isso inclui a montagem externa de componentes como filtros de óleo, bombas de alimentação e válvulas de controle.

A possibilidade de desconectar o motor da carga também permite o aquecimento sem carga e a aceleração controlada, ajudando a reduzir o estresse durante as sequências de inicialização da máquina.

Samuele Aguggiaro, Gerente de Mecânica de P&D da Transfluid.

Sistemas mais inteligentes para operações modernas

À medida que os equipamentos de britagem e peneiramento se tornam mais conectados digitalmente, os sistemas de transmissão também estão evoluindo, indo além das funções mecânicas simples.

Os sistemas de gestão eletrônica estão sendo cada vez mais integrados às tecnologias de acoplamento para fornecer monitoramento, diagnóstico e controle operacional remoto.

Sistemas como a plataforma de gerenciamento MPCB da Transfluid podem monitorar as velocidades de entrada e saída, rastrear parâmetros de acoplamento, fornecer sinais de alarme para salas de controle central e suportar a implementação de lógica de intertravamento.

Em aplicações movidas a diesel, os sistemas de gerenciamento também podem medir torque e potência, auxiliando os operadores a otimizar os perfis de engate e desengate.

Para as operadoras, isso faz parte de uma tendência bem-vinda no setor em direção à manutenção preditiva e à transparência operacional.

“No setor de reciclagem e agregados, os operadores sofrem pressão para maximizar a disponibilidade e, ao mesmo tempo, controlar os custos de manutenção”, afirma Pagani. “Ter maior visibilidade do comportamento do sistema de transmissão permite identificar problemas mais cedo e ajuda a evitar falhas que causam grandes interrupções na produção.”

Britadores operam regularmente em ambientes remotos, onde uma parada não planejada pode significar uma longa interrupção das operações.

Esse nível de monitoramento está se tornando particularmente relevante à medida que a eletrificação se expande nos equipamentos de britagem. Os sistemas de propulsão elétrica podem fornecer alto torque instantaneamente, criando demandas adicionais nos sistemas de transmissão durante a aceleração e as mudanças de carga.

Consequentemente, o gerenciamento controlado de torque é cada vez mais visto como um importante fator que viabiliza o desempenho de máquinas a diesel e elétricas.

Uma mudança de mentalidade em relação à trituração e reciclagem.

A mudança mais ampla que está ocorrendo nos processos de britagem, peneiramento e reciclagem não se resume à simples adição de novos componentes. Ela reflete uma mudança mais abrangente na forma como o desempenho das máquinas é avaliado.

Historicamente, os sistemas de transmissão eram frequentemente considerados secundários em relação à capacidade de produção ou à potência instalada. Hoje, os fabricantes de equipamentos originais (OEMs) e os usuários finais estão dando maior ênfase ao custo total de propriedade, à vida útil do equipamento e à resiliência operacional.

E isso está mudando o papel das tecnologias de transmissão de energia no projeto de máquinas.

Em vez de atuarem como conectores mecânicos, sistemas como acoplamentos hidráulicos de enchimento variável estão agora se tornando parte de uma estratégia mais ampla para melhorar a confiabilidade, a eficiência e a proteção das máquinas.

Para uma indústria que opera sob crescente pressão para melhorar a produtividade e, ao mesmo tempo, reduzir o risco operacional, a capacidade de gerenciar ativamente o torque, em vez de simplesmente transmiti-lo, poderá se revelar uma das principais prioridades de engenharia da próxima geração de equipamentos de britagem.

--------

Este artigo foi produzido pela KHL Content Studio, em colaboração com especialistas da Transfluid.

--------

Todas as imagens são cortesia da Transfluid.

--------