Projeto de moinho de bolas

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Sumário
1 INFORMAÇÕES FORNECIDAS 2
1.1. Dados de Projeto 2
1.2. Desenho do Moinho 3
2 CÁLCULOS 4
2.1 Pesos 4
2.2 Força centrípeta (Fc) 5
2.3 Cálculo do Momento Resistente 6
2.4 Cálculo da potência de acionamento 6
2.4.1 Potência de regime 6
2.4.2 Potência de Moagem 6
2.4.3 Potência Total 7
3 Cálculo da Tensão Atuante 8
3.1 Carga distribuída 8
3.2Momento Fletor 8
3.3 Momento Torsor 8
3.4 Tensão Atuante 8
3.5 Verificação do munhão 9
3.6 Verificação do Babbit 9
4 Dimensionamento das Reduções 11
4.1 Cálculo do conjunto polias-correia 11
4.2 Cálculo dos eixos das polias 12
4.2.1 Eixo da polia conduzida 12
4.3 Dimensionamento da chaveta da polia. 14
4.4 Dimensionamento do Cubo 15

*

INFORMAÇÕES FORNECIDAS1.1. Dados de Projeto
* Produto: Clinquer
* Densidade Clinquer: 1,6 t/m³
* Diâmetro interno do costado do corpo (Di): 1850 mm
* Diâmetro interno do munhão (di): 400 mm
* Comprimento do corpo (L): 2850 mm
* Comprimento do munhão: l= d x 1,25 = 500 mm
* Comprimento da transição corpo-munhão: b= L/8 = 356,25
* Espessura do revestimento (E): 40 mm
* Munhõesaparafusados pelos flanges com parafusos HV
* Mancais com casquilhos de Babitt (Metal Patente).
* Pinhão e Coroa em aço SAE 1045.
* Rolamentos do Redutor autocompensadores de rolos.
* Engrenagens do redutor em SAE 4140 tratado para 360 HB.
* Vida Teórica esperada: 40000 horas.
* Regime de trabalho: 16h / dia
* Carga gradualmente aplicada com pequenos choques.
*Diâmetro das bolas: 70 > ∅ > 40 mm
* Densidade do revestimento poliuretano HD: 200 kg / m³
* Costado em ASTM A 285C.
* Acionamento por motor elétrico de rotação nm= 1200 RPM
* Primeira redução por polia/correia relação 2:1
* Segunda redução por redutor relação 3,65:1
* Terceira redução por pinhão/coroa: 10:1
* Munhões em aço carbono fundido σr≥510 N/mm²
* Telade descarga: 100 mesh ; Alimentação: 30mm
* Altura do material h=0,37*Di-2*E=654,9
* 30% do volume do material é bolas
* Bolas em ferro fundido branco de alto cromo, densidade:7500 kg/m³
* Limite de Ruptura do ASTM A 285 C: σr≥38,70 á 52,70 kgf/mm²
* Fator de atrito Aço/Babitt : Lubrificação escassa: 0,23 ; Lubrificação abundante: 0,01 á 0,05 (Fonte PROTEC). Por segurançausaremos 0,23 como fator de atrito.

“Considerações Iniciais: Espessura das chapas de costado do corpo e do munhão: 19 mm ou ¾”

1.2.
1.3. Desenho do Moinho

CÁLCULOS
Pesos
A partir de um desenho em 3D no AutoCAD obtivemos:

a. Volume do aço (Va) = 0,467 m3

b. Volume do revestimento (Vr) = 0,913 m3

c. Volume do clinquer + bolas = 2,510 m3

Desse volume 30% éconstituído de bolas e 70% de clinquer, portanto teremos:
Volume de Bolas (Vb) = 0,753 m3
Volume de Clinquer (Vc) = 1,757 m3
Definidos os volumes, temos que a densidade do aço (ρa) é 7850 kgm3, a densidade do revestimento de poliuretano HD (ρr) é 200 kgm3, a densidade das bolas de ferro fundido branco de alto cromo (ρr) é 7500 kgm3 e a densidade do clinquer (ρc) é 1600 kgm3, com isso temos:Peso do aço (Qa) = ρa× Va = 7850×0,467=3666 kgf
Peso do revestimento (Qr) = ρr× Vr = 200×0,913=183 kgf
Peso das bolas (Qb) = ρb× Vb = 7500×0,753=5648 kgf
Peso do clinquer (Qc) = ρc× Vc = 1600×1,757=2811 kgf
Força centrípeta (Fc)
A força centrípeta é dada por:
Fc=Qp×ac onde, Qp é o peso do produto e é a aceleração centrípeta.
Qp=Qc+Qb=2811+5648=8459 kgf
ac=v2R onde, v é a velocidadetangencial e R o raio do centro de massa do produto
v=π×Dcg×n1000×60 onde, Dcg é o diâmetro do centro de massa do produto e n a rotação do moinho.
Pelo AutoCAD temos que o Dcg do produto é 993 mm e a rotação n do moinho foi dada e vale:
n=nmotoritotal
O itotal é o somatório de todas as reduções do processo, ou seja:
itotal=2×3,65×10=73
Com isso temos:
n=nmotoritotal=120073=16,44 rpm...
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