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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35729| Título: | Análise estrutural numérica de rolos poliméricos de esteiras transportadoras de minérios |
| Título(s) alternativo(s): | Numerical structural analysis of polymeric rollers of ore conveyor belts |
| Autor(es): | Sumida, Fábio Satoshi Blum, Lucas Dittmar |
| Orientador(es): | Luersen, Marco Antônio |
| Palavras-chave: | Correias transportadoras Análise estrutural (Engenharia) Método dos elementos finitos Conveyor belts Structural analysis (Engineering) Finite element method |
| Data do documento: | 21-Jun-2023 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | SUMIDA, Fábio Satoshi; BLUM, Lucas Dittmar. Análise estrutural numérica de rolos poliméricos de esteiras transportadoras de minérios. 2023. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2023. |
| Resumo: | O uso de sistemas de esteiras transportadoras na indústria é de grande importância, em particular na mineração, onde esses sistemas são utilizados para o transporte de minério a granel, frequentemente em longas distâncias. Nesses sistemas, os rolos exercem papel fundamental de direcionar e sustentar a esteira e, consequentemente, também sustentam o peso do material transportado. O dimensionamento inadequado desses componentes pode levar a gastos desnecessários com superdimensionamento e manutenção, além de aumentar o risco de danos à integridade física dos envolvidos. Uma alternativa em relação aos rolos convencionais, feitos de materiais metálicos, são os rolos poliméricos, que são o foco deste trabalho. O objetivo é realizar simulações utilizando o método de elementos finitos para analisar o comportamento estrutural dos rolos, identificar possíveis melhorias e pontos de falha. Para isso, foram analisadas quatro diferentes geometrias de rolos poliméricos comerciais, utilizando diferentes materiais descritos na literatura e disponíveis comercialmente como poliamida, polipropileno e polietileno de alta densidade. Ao longo do trabalho foram detalhados os materiais utilizados, as regiões de contato entre os rolos, a esteira e o suporte, as condições de contorno aplicadas nas simulações, assim como as equações, aproximações e considerações utilizadas. Os critérios de avaliação utilizados foram: a tensão de von Mises máxima atuante, o ângulo de deflexão nos mancais, além da deflexão vertical máxima do eixo e do tubo. Os dois primeiros critérios são baseados na norma ABNT NBR 6678:2017. Após as análises realizadas nos quatro rolos, concluiu-se que um deles necessita de ajustes e/ou modificações, enquanto os outros três foram aprovados nos critérios avaliados para a geometria e composição do fabricante. Destes três, identificou-se oportunidade de otimização de dois deles. |
| Abstract: | The use of conveyor belts systems is of great importance, particularly in mining industry, where these belts are used to transport bulk ore, frequently to great distances. The rollers have fundamental function on those systems directing and supporting the conveyor belt and the transported material weight. Designing these systems inadequately can lead to unnecessary expenses on oversizing and maintenance, as well as increase in the risk of physical damage to those involved. An alternative to conventional rollers (metal made) is polymer rollers, which are the focus of this paper. The project’s goal is to perform simulations using the finite element method to analyse the structural behaviour of those rollers, identifying possible improvements and failure points. For this purpose, four different geometries of commercial polymer rollers were analysed, using different materials described in the literature and commercially available, such as polyamide, polypropylene, and high-density polyethylene. Throughout this paper, the materials used, the contact regions between the rollers, the belt, and the support, the boundary conditions applied in the simulations, as well as the equations, approximations, and considerations used were detailed. The evaluation criteria used were: the maximum von Mises stress, the deflection angle in the bearings and also the maximal vertical deflection of the shaft and tube. The first two criteria are based on ABNT NBR 6678:2017 standard. After performing the analyses in the four rollers, it was concluded that one of them needs adjustments and/or modifications, while the other three were approved in the evaluated criteria for the manufacturer’s geometry and material. Among these three, it was identified that two of them could be optimized. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35729 |
| Aparece nas coleções: | CT - Engenharia Mecânica |
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