GEA põe fim ao pau

Como o controle de torque ativo da GEA para centrífugas decanter aumenta a eficiência econômica.

Portas rangendo, freios rangendo ou cilindros pneumáticos gaguejando e carros girando de forma descontínua em máquinas-ferramentas – consequências de um fenômeno que geralmente é indesejado na vida cotidiana, bem como em aplicações industriais: o efeito stick-slip.

Esse efeito prejudicial pode ocorrer quando o atrito estático entre os corpos sólidos que se movem um contra o outro é maior que o atrito dinâmico. Se a velocidade de deslizamento do corpo sólido tornar-se muito lenta, ele ficará preso e precisará de energia adicional para começar a escorregar novamente. Isso se assemelha a vibração irregular: travar-soltar-escorregar-frear-grudar-liberar-escorregar e assim por diante.

Invisível do lado de fora com consequências caras O efeito stick-slip também pode ocorrer em centrífugas decanter, independentemente do fabricante da máquina e do projeto, e seu acúmulo não pode ser detectado do lado de fora: Os sólidos do produto a ser processado são lançados contra a parede do tambor pela centrífuga força e de lá transmitida pelo pergaminho para a descarga. No caso de produtos que são relativamente difíceis de transportar no campo centrífugo, como amido ou soro de leite na produção de caseína, isso pode desencadear o efeito stick-slip.

Os sólidos se movem de forma inconsistente, criando cargas dinâmicas nos componentes mecânicos. Possíveis efeitos: Fortes choques de torque e oscilações, que criam cargas no eixo de acionamento. Isso leva ao aumento da fadiga e desgaste dos componentes da máquina, como o bojo, a espiral, a caixa de engrenagens, os eixos e o acoplamento. Stick-slip aumenta o risco de paradas não planejadas e caras com reparos caros.

Identificar a origem e eliminá-la através de um controle eficiente Os decantadores trabalham com um ponto de trabalho perfeitamente ajustado no qual os sólidos são descarregados em um estado o mais seco possível. Às vezes, o ponto ótimo está na região limite onde o stick-slip é uma preocupação. Se ocorrer stick-slip, o efeito pode ser eliminado ajustando o ponto de trabalho.

Opção um: Por meio de uma velocidade diferencial aumentada, os sólidos podem ser transportados para fora do recipiente mais rapidamente (redução da carga de sólidos no recipiente), mas menos secos.

Ou opção dois: A velocidade do recipiente é reduzida para facilitar o transporte dos sólidos, mas com uma redução correspondente da capacidade do sistema. Ambas as opções têm uma coisa em comum: eficiência econômica comprometida. O operador do sistema só sabe que o ponto de trabalho precisa ser ajustado para evitar o stick-slip se houver danos detectados, mas não em quanto. Se a correção for muito pequena, o dano mecânico é iminente. Se for muito grande, os sólidos que saem do decantador ficam mais úmidos do que o necessário e aumentam desnecessariamente os custos de energia para a secagem térmica a jusante.

A tarefa é, portanto, detectar de forma confiável a ocorrência do efeito stick-slip e controlá-lo de tal maneira que o melhor resultado possível do processo seja alcançado, levando em consideração o efeito stick-slip. Isso é exatamente o que a GEA conseguiu com o desenvolvimento do Active Torque Control (ATC).

Solução GEA: Correção da velocidade diferencial por meio de controle de torque ativo Aqui, os especialistas em pesquisa e desenvolvimento da GEA se engajaram em algum trabalho de detetive: A análise detalhada dos padrões de danos mostrou que o fenômeno stick-slip tinha que ser detectado no trem de força do decantador. Durante a investigação, o acoplamento entre o motor scroll e a caixa de engrenagens foi verificado visualmente usando uma câmera de alta velocidade e um estroboscópio.

Os resultados revelaram uma oscilação visível dos componentes do acoplamento gerada por um torque dinâmico ao operar em um ponto de trabalho dentro da região limite stick-slip. Para os engenheiros da GEA, isso significou o desenvolvimento de um novo método de monitoramento e controle baseado em sensores para detectar com precisão o início das vibrações de torção no acoplamento e, dependendo de sua intensidade, evitá-las alterando automaticamente o ponto de trabalho.