Avaliação do Desempenho da Balança Dinâmica dos Transportadores de Correia pela Corrente do Motor de Acionamento

Trabalho de Conclusão de Curso

Aluno: Nelcy Estevam AraújoOrientador: Prof. Edgard Torres

Transportadores de Correia21TC017300 – Hematita 21TC018400 – Itabirito

Britagem Primária

MinaBritagem

Britador de Hematita

21TC017300

Pilha Pulmão de Hematita

Britador de Itabirito

21TC018400 Pilha Pulmão de Itabirito

Balança Integradora Dinâmica• Acoplada na estrutura do

transportador.• Pesagem de material a granel em

movimento.• Controle da produção.• Dosagem de material.• Proteção dos equipamentos.• Fabricantes: Schenk, Engeletro,

Thermo Ramsey.

Balança Integradora DinâmicaDiagrama de funcionamento Sensor de Velocidade

Balança Integradora DinâmicaUnidade Eletrônica Plataforma de Pesagem

Problemas•Operação desqualifica informação da balança sem

embasamento técnico.•Fabricante indica período de calibração

desconsiderando particularidades.•Valores informados pela mina e pelo beneficiamento

divergem constantemente.•Mecânica interfere na balança sem solicitar sua

calibração. •Não há recurso para avaliar a qualidade da

informação da balança.

Possibilidade de Medir pela Corrente• A corrente dos motores de

acionamento são medidas instantaneamente.

• Os valores de corrente são armazenados em bancos de dados.

• Possíveis perturbações na corrente tem menor impacto que as possíveis perturbações na indicação da balança.

• A presença de minério sobre o transportador influencia na corrente do motor.

Vazão Instantânea e Corrente

40339.300011574140339.305706016340339.311400458540339.31709490070

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0

10

20

30

40

50

60

70

CA_WI21TC017300 CA_II21TC017300

Cálculo do Acionamento•Método: Acionamento de transportadores maiores

que 100 metros.

ambbmYXe TWHWWWKKLT 015,0

Tensão efetiva da correia (kgf)

Comprimento do Transportador (m)

Resistência à rotação dos roletes

Peso do material na correia (kgf/m)

Tensão para vencer o atrito dos acessórios (kgf)

Peso da correia (kgf/m) Altura (m)

Cálculo do Acionamento•Método: Acionamento de transportadores maiores

que 100 metros.

21

01568,000068,0

K

ab

Yb

K

Y

peso

me TWa

xKLW

L

HKLWT

Peso do material na correia (kgf/m)

Comprimento do Transportador (m)

21 KKLWTpeso

me

Cálculo do Acionamento•Método: Acionamento de transportadores maiores

que 100 metros.

Potência efetiva (HP)

Tensão efetiva da correia (kgf)

Velocidade da correia (m/s)

75

VTN ee

4

2

3

1 7575KK

peso

me

VK

VKLWN

21 KKLWTpeso

me

Potência Efetiva e Corrente do Motor

es NP

vaziojr

ab

PPP

s IrqIrqIs

rqP

`

2111

2221

22

21

7

22

12

6

22

11

5

11212

121 2

K

m

K

m

K

s rs

rqIr

s

rqIIrqrq

s

rqIP

Potência Efetiva e Corrente do Motor

Velocidade do Rotor• Conhecendo a velocidade da

correia, chega-se à velocidade do rotor.

• Os motores dos transportadores trabalham em faixas de corrente que podem ser linearizadas.

Coleta e Análise•Amostras de peso e corrente.•Período de 1 ano de amostragem.•Comportamento linear: regressão linear.•Períodos de amostragem: antes e depois de uma

calibração.

Peso• O peso descrito no Método

CEMA equivale a todo o minério sobre o transportador.

• O totalizador da balança fecha contato na forma de pulso para cada tonelada passada.

• Para conhecer o peso, basta encontrar a variação do totalizador no tempo necessário para preencher o transportador.

Peso

Não Totalizado

Balança Integradora

TotalizadoA

1

B

3

2

Corrente• Cada diferença de totalizador tem

um valor de corrente associado.• O peso sempre é valor inteiro e

pode ser um item de agrupamento.’

• Utilizar média do valor de corrente para cada valor de peso.

PIMSProcess Information Management Systems. Sistemas que adquirem dados de processo de diversas fontes, armazena num banco de dados histórico e os disponibiliza através de diversas formas de representação.

Menor Variância, Maior Confiabilidade

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 10 20 30 40 50 60 70

Peso

Var

iân

cia

da

Co

rren

te

Maior Variância Menor VariânciaMenor Variância

Pouco Peso

Peso Médio

Carga Completa

Critérios de Amostras• Funcionando Remoto.• Faixas mais altas de peso.• Uma quinzena antes e depois do

evento.• Coletadas 402.290 amostras e

somente 72.318 atendiam aos parâmetros.

82%

18%

Amostras

Amostras InválidasAmostras Válidas

Dados Tratadosfaixa

3/4NÃO

CALIBRADA3/4

CALIBRADA5/5

ANTES DA TROCA

5/5DEPOIS DA

TROCA

24/6NÃO

CALIBRADA24/6

CALIBRADA22/9NÃO

CALIBRADA22/9

CALIBRADA

55 52,78 54,83 54,90 55,77 53,77 57,50 58,85 57,3056 53,46 54,98 54,76 55,94 54,23 57,61 58,69 57,0957 53,39 54,65 54,88 55,94 54,88 58,01 58,66 57,7058 53,26 55,20 55,03 56,17 55,04 57,87 59,31 57,3859 53,56 55,16 54,94 56,43 55,25 58,15 59,21 57,9760 54,66 56,20 56,48 57,37 57,54 60,05 60,16 59,3161 55,83 57,66 57,69 59,12 59,36 61,69 60,88 60,5962 55,90 57,74 57,82 59,27 59,29 61,46 60,89 60,5063 56,02 57,86 57,87 59,64 59,05 61,71 61,05 60,7964 56,03 58,19 57,96 59,77 59,52 61,98 61,13 61,1065 56,22 58,28 58,08 59,78 59,79 62,08 61,20 61,2066 56,57 58,62 58,26 60,05 60,23 62,08 61,51 61,2567 56,65 58,88 58,40 60,27 60,20 62,03 61,45 61,53a 0,35 0,40 0,37 0,45 0,61 0,48 0,27 0,43b 33,31 32,33 34,16 30,62 20,36 31,11 43,57 33,30

21TC017300 – Circuito de Hematita• 03 abr 2009: Calibração em

atendimento ao plano.• Antes da calibração a balança

estava indicando para mais.• Perfil após a calibração utilizado

como referência.

y = 0,401x + 32,326

y = 0,3548x + 33,30852

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68

Peso

Co

rren

te

3/4 - NÃO CALIBRADA 3/4 - CALIBRADA

Linear (3/4 - CALIBRADA) Linear (3/4 - NÃO CALIBRADA)

21TC017300 – Circuito de Hematita• 05 mai 2009: Troca do sensor de

velocidade.• Sensor perde contato com a

correia.• Indicação de maior vazão.• Sem interferências mecânicas na

mesma data.

y = 0,451x + 30,616

y = 0,3695x + 34,161

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68

Peso

Co

rren

te

5/5 - ANTES DA TROCA 5/5 - DEPOIS DA TROCA

Linear (5/5 - DEPOIS DA TROCA) Linear (5/5 - ANTES DA TROCA)

21TC017300 – Circuito de Hematita• Comparando as correções de 03

abr e 05 mai: Aumento no valor médio de corrente.

• Execução do plano de lubrificação do transportador, reduzindo o atrito.

y = 0,451x + 30,616

y = 0,401x + 32,326

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68

Peso

Co

rren

te

3/4 - CALIBRADA 5/5 - DEPOIS DA TROCA

Linear (5/5 - DEPOIS DA TROCA) Linear (3/4 - CALIBRADA)

21TC017300 – Circuito de Hematita• 24 jun: Calibração em

atendimento ao plano.• No período: Alinhamento de

roletes da balança, troca das guias, troca de rolamento do mancal.

• Variação brusca no perfil, com mudança de ângulo.

y = 0,610x + 20,362

y = 0,4508x + 30,616

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68

Peso

Co

rren

te

5/5 - DEPOIS DA TROCA 24/6 - NÃO CALIBRADA

Linear (24/6 - NÃO CALIBRADA) Linear (5/5 - DEPOIS DA TROCA)

Modelo Ideal•Perfis de calibração comparados com eventos de

manutenção.•O valor médio de corrente pode aumentar ou

diminuir com a calibração.•A inclinação da reta de regressão sofre alterações no

ângulo.

21TC017300 - Inclinação

0,3550,401

0,369

0,451

0,610

0,476

0,273

0,430

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

3/4 - NÃOCALIBRADA

3/4 -CALIBRADA

5/5 - ANTESDA TROCA

5/5 - DEPOISDA TROCA

24/6 - NÃOCALIBRADA

24/6 -CALIBRADA

22/9 - NÃOCALIBRADA

22/9 -CALIBRADA

Eventos

Val

or d

e a

21TC017300 - Amplitude

33,308 32,32634,161

30,616

20,362

31,105

43,573

33,304

0

10

20

30

40

50

3/4 - NÃOCALIBRADA

3/4 -CALIBRADA

5/5 - ANTESDA TROCA

5/5 - DEPOISDA TROCA

24/6 - NÃOCALIBRADA

24/6 -CALIBRADA

22/9 - NÃOCALIBRADA

22/9 -CALIBRADA

Eventos

Val

or d

e b

21TC018400 - Inclinação

0,41

0,39 0,39

0,430,42

0,400,38

0,45

0,43

0,41

0,48

0,39

0,43

0,35

0,47

0,50

0,30

0,35

0,40

0,45

0,50

0,55

6/2

- N

ÃO

CA

LIB

RA

DA

6/2

- C

ALI

BR

AD

A

13/3

- N

ÃO

CA

LIB

RA

DA

13/3

-C

ALI

BR

AD

A

15/4

- N

ÃO

CA

LIB

RA

DA

15/4

-C

ALI

BR

AD

A

5/5

- N

ÃO

CA

LIB

RA

DA

5/5

- C

ALI

BR

AD

A

10/6

- N

ÃO

CA

LIB

RA

DA

10/6

-C

ALI

BR

AD

A

7/10

- N

ÃO

CA

LIB

RA

DA

7/10

-C

ALI

BR

AD

A

12/1

1 -

NÃ

OC

ALI

BR

AD

A

12/1

1 -

CA

LIB

RA

DA

16/1

2 -

NÃ

OC

ALI

BR

AD

A

16/1

2 -

CA

LIB

RA

DA

Eventos

Val

or d

e a

21TC018400 - Amplitude

17,18

18,1018,32

16,4116,70

18,78

19,52

17,08

18,26

19,45

16,88

20,27

17,25

22,36

16,69

15,8015,00

16,00

17,00

18,00

19,00

20,00

21,00

22,00

23,00

6/2

- N

ÃO

CA

LIB

RA

DA

6/2

- C

ALI

BR

AD

A

13/3

- N

ÃO

CA

LIB

RA

DA

13/3

-C

ALI

BR

AD

A

15/4

- N

ÃO

CA

LIB

RA

DA

15/4

-C

ALI

BR

AD

A

5/5

- N

ÃO

CA

LIB

RA

DA

5/5

- C

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BR

AD

A

10/6

- N

ÃO

CA

LIB

RA

DA

10/6

-C

ALI

BR

AD

A

7/10

- N

ÃO

CA

LIB

RA

DA

7/10

-C

ALI

BR

AD

A

12/1

1 -

NÃ

OC

ALI

BR

AD

A

12/1

1 -

CA

LIB

RA

DA

16/1

2 -

NÃ

OC

ALI

BR

AD

A

16/1

2 -

CA

LIB

RA

DA

Eventos

Val

or d

e b

Distribuição da Corrente do Motor

Corrente do Motor

Acionamento das Partes Mecânicas

Roletes

Raspadores

Guias

Tambores

Transporte de Minério Peso do Minério

Variação do Atrito com o TempoRaspadores Tambores

Variação do Atrito com o TempoGuias Roletes

Conclusão• Parte da potência do motor é

consumida em atrito.• A variação de atrito com o tempo

é particularidade do componente.

• Não há valor de atrito em função do tempo do componente ou horas trabalhadas.

• A parcela resultante de potência para acionamento da parte mecânica não é constante.

Conclusão• Para associar o peso sobre o transportador com uma corrente

seria necessário conhecer a função que descreve a variação de atrito de cada componente com o tempo.

• Assim seria conhecida somente a parte da potência para carregar somente o minério e, conseqüentemente, sua corrente.

21

01568,000068,0

K

ab

Yb

K

Y

peso

me TWa

xKLW

L

HKLWT

Tensão para vencer o atrito dos acessórios (kgf)

FimObrigado a todos.