Turboacoplamentos com enchimento constante - Voith Turbo

Voith Turbo
Turboacoplamentos
com enchimento constante

Voith – A nossa empresa
A Voith é a parceira de confiança da indústria de base. Estabelecemos
os padrões industriais nos mercados de papel, energia, mobilidade e de
serviços. Com um faturamento de mais de 3,5 bilhões de euros e mais
de 30 000 colaboradores em mais de 200 filiais em todo o mundo, a
Voith é uma das grandes empresas familiares da Europa.
Papel Energia Mobilidade Serviços
Mercados
Com nossos equipamentos, componentes e serviços,
contribuímos substancialmente para o
sucesso de nos-sos clientes. A demanda mundial
por papel, energia, mobilidade e por serviços,
continuará crescendo nos próximos anos. Acompanharemos
o desenvolvimento destes mercados
do futuro, e neles estaremos atuando.
Clientes
O foco das nossas ações são as necessidades
dos nossos clientes. Com confiabilidade, solidez e
arte em engenharia, queremos ser um parceiro
dos nossos clientes durante muitos anos. Atravessando
gerações.
Nós definimos o futuro
Através de suas idéias e de seus desenvolvimentos,
as pessoas da Voith sempre escreveram
a histria tecnológica. Hoje, nossos produtos são
padrões mundiais. Nossos engenheiros continuarão
a atuar no desenvolvimento de nossos mercados.
Em benefício de nossos clientes e em prol
do sucesso contínuo da nossa empresa.

3
Turboacoplamentos Voith –
1.000.000 x comprovados
Como especialista em tarefas que requerem elevada confiabilidade
na tecnologia de acionamento, a Voith Turbo mantém-se constantemente
atualizada com as crescentes exigências das aplicações
práticas e conquista seus clientes com soluções inovadoras.
Os turboacoplamentos Voith com enchimento constante são utilizados
em conjunto com motores elétricos nos mais variados campos
de aplicação. Em particular quando são necessárias exigências bastante
severas, economia e confiabilidade dos acionamentos.
O Turboacoplamento Voith com as
inerentes vantagens hidrodinâmicas
tem comprovado sua eficiência em
milhões de aplicações em todo o
mundo:
Aceleração suave de grandes
inércias
Possibilidade de utilização de
motores de indução com rotores
em curto com preço acessível
Partida do motor
e aceleração sem carga
Superdimensionamento do motor
desnecessário
Limitação do torque na partida
Amortecimento efetivo de
choques e vibrações
Proteção contra sobrecargas
para o motor e a máquina
Equalização da carga para
acionamentos multimotores

4
Campos de aplicação:
Movimentação de materiais
Transportadores de correia
Rodas de caçambas
Transportadores de corrente
Empilhadeiras
Retomadoras
Carregadores portuários
Máquinas de processamento
de minérios
Britadores
Shredder
Moinhos
Mineração –
Mineração a céu aberto
e subterrânea
Transportadores de corrente e
transportadores de corrente com
cobertura
Transportadores de correia
Transportador alimentador
Escavadeiras de rodas de
caçambas
Bombas
Britadores
Moinhos
Indústria química
Centrífugas
Bombas
Ventiladores
Misturadores

A idéias de Föttinger –
Construção e funcionamento
O Turboacoplamento Voith é um acoplamento hidrodinâmico que
opera de acordo com o princípio de Föttinger. Seus componentes
principais são constituídos de dois rotores de pás – o rotor da bomba
e o rotor da turbina – assim como uma carcaça envolvente. Os dois
rotores estão montados relativamente um ao outro. A transferência
da força ocorre com um mínimo de desgaste, uma vez que não há
nenhum contato mecânico entre as peças que transmitem a força.
O acoplamento operar com um
volume constante de fluido de trabalho,
em geral óleo mineral. Acoplamentos
que utilizam água como
fluido operacional podem ser obtidos
mediante consulta. O torque transmitido
pelo motor de entrada é convertido
em energia cinética no fluido operacional
dentro do rotor bombas
ligado a este. No rotor da turbina,
esta energia hidrodinâmica é novamente
reconvertida em energia
mecânica. Para as funções do acoplamento,
podemos descrever três
condições de operação:
Estacionário Partida Modo de funcionamento nominal
Estacionário
Todo o fluido de trabalho repousa
estático no acoplamento.
Partida
No circuito operacional do acoplamento,
o fluido é acelerado com
aumento da rotação do rotor da
bomba. O fluxo de circulação, assim
desenvolvido, incide sobre o rotor da
turbina e, assim, a coloca em movimento.
A curva do torque é determinada
pela curva característica do
acoplamento e uma disposição adequada
das câmaras de compensação
(câmara de retardo, carcaça
da câmara anelar) influencia a
característica de partida.
Modo de funcionamento
nominal
Devido à pequena diferença de
rotação entre o rotor da bomba e o
rotor da turbina (a assim chamada
escorregamento nominal) desenvolve-se
uma condição de fluxo
estacionário no acoplamento. É
transmitido ainda apenas o torque
solicitado pela máquina de trabalho.
5

M/M N
Torque
6
2
1
0
Para cada acionamento –
o acoplamento adequado
Os fatores fundamentais para o
dimensionamento de um acoplamento
são a potência e a rotação do
motor de acionamento. Tendo como
base a potência nominal e a rotação
do acionamento, podemos determinar
o tamanho correspondente do
acoplamento no gráfico de potência
ao lado. Dentro da faixa de potência
correspondente, o acoplamento é
adequado ao acionamento correspondente
pela variação da carga de
óleo. Diferentes condições de aplicação
requerem diferentes comportamentos
de partida (curva característica)
do acoplamento. Importantes
de critérios neste sentido, dizem respeito
ao momento de inércia, a limitação
da rotação e a freqüência de
partidas da instalação.
Exemplo:
Potência de acionamento: 55 kW
Rotação de acionamento: 1500 rpm
Tamanho do acionamento: 422
Curva característica
Aceleração do motor
M K
M M
M/M N
Torque
2
1,6
1,4
1
M K
Potência de acionamento P 1 [HP]
Aceleração
Máquina de trabalho
4000
3200
2000
1600
1200
800
600
400
315
250
200
160
110
75
55
37
30
22
18,5
11
7,5
5,5
4
3
2,2
1,5
1,1
0,75
1150 D
1150
1000
866
750
900
1000
1200
750
650
562
487
422
1500
1800
366
274 D
274
206 D
206
154 D
154
3000
3600
5000
4000
3000
2000
1500
1000
500
400
300
200
100
50
40
30
20
15
10
0,37
0,5
300 400 600 800 1000 1500 2000 3000 4000
Rotação de acionamento n1 [rpm]
Rotação do motor Rotação da máquina Tempo
5 s 40 s
M/M N
Torque
M M
Torque
Tempo de resposta
M K
M L = const.
J = const.
M L
5
4
3
2
1
Potência de acionamento P 1 [HP]
Na tabela ao lado, diferentes
tipos de comportamento de
partida podem ser comprados.
Tipo T
Tipo TV
Tipo TVV
Tipo TVVS
M M: Torque do motor
M L: Torque da carga
M K: Torque do acoplamento
M N: Torque nominal
J: Momento de inércia

Tipo T
Tipo DT
O tipo básico –
Turboacoplamento tipo T e DT
O acoplamento tipo T é uma execução
básica de acoplamento com
enchimento constante, constituído
pelo rotor da bomba, rotor da turbina
e carcaça. Com base neste
modelo, originou-se o subseqüente
programa de tipos, mediante a
incorporação de componentes
adicionais.
Normalmente, o turboacoplamento
está montado no eixo da máquina
a ser acionada ou no eixo da trans-
Tamanho Tipo A D L d 1 máx. d 2 máx. l 2 máx. peso 1)
154
154
206
206
274
274
366
422
487
562
650
750
866
1000
1150
1150
T
DT
T
DT
T
DT
T
T
T
T
T
T
T
T
T
DT
80
102
97
137
135
175
198
218
246
269
317
366
421
441
505
830
190
190
248
248
328
328
424
470
556
634
740
846
978
1118
1295
1295
143
165
183
223
294
334
357
391
436
490
591
529
610
651
715
1040
1) inclusive com conexão elástica e carga máxima de óleo.
missão. Para compensar pequenos
desalinhamentos de montagem, ele
é conectado com o eixo do motor
através de uma conexão elástica.
O uso deste tipo de acoplamento é
recomendado quando se faz necessário
um amortecimento das vibrações
e proteções contra sobrecarga
para o motor e máquina acionada;
também podem ser aplicados em
acionamentos mais simples na
faixa de baixas potências.
ød1
[mm] [kg]
32
32
42
42
75
75
75
90
100
120
140
140
160
180
180
180
28
28
42
42
55
55
65
80
90
110
120
135
150
160
180
170
L
A
60
80
80
114
90
125
120
135
155
170
200
240
265
280
320
350
I2
ød2
øD
O acoplamento tipo DT tem dois
circuitos de trabalho coaciais que
atuam em paralelo. O circuito duplo
resulta na duplicação da transmissão
de potência com mesmo
tamanho do acoplamento.
Campos de aplicação:
Rodas de caçambas
Transportadores de canecas
Misturadores e agitadores
4
5
10
13,4
32
37
52
78
110
170
259
356
567
850
1165
1806
7

8
Partida mais suave –
Turboacoplamento tipo TV e TVV
Tipo TV
Tipo TVV
A versão TV se caracteriza por uma
"câmara de retardo" que está flageada
à roda externa do acoplamento.
Em repouso, uma proporção
do fluido operacional fica disposto
nesta câmara. Reduzindo assim
o volume na câmara de trabalho.
Assim, na partida do motor, um
torque reduzido é transmitido simultaneamente,
oferecendo uma partida
sem carga ao motor. Após a
aceleração do motor, o conteúdo da
ød2 D
Tamanho Tipo A D L d 1 máx. d 2 máx. l 2 máx. peso 1)
274
274
274
366
366
422
422
487
487
562
562
650
650
750
750
866
866
1000
1000
1150
1150
TV
TVV
DTV
TV
TVV
TV
TVV
TV
TVV
TV
TVV
TV
TVV
TV
TVV
TV
TVV
TV
TVV
TV
TVV
172
204
244
225
296
257
335
297
382
333
428
384
494
440
567
493
641
547
686
670
883
328
328
328
424
424
470
470
556
556
634
634
740
740
846
846
978
978
1118
1118
1295
1295
câmara de retardo esvazia-se para
a câmara de trabalho em função do
tempo de modo que o torque total
seja transmitido.
Se necessário para casos especiais
de aplicação, o torque de partida do
acoplamento pode ser ainda mais
reduzido mediante à instalação de
uma câmara de retardo maior (tipo
TVV) obtendo-se assim uma aceleração
ainda mais suave da
máquina.
331
315
355
384
455
430
508
487
572
554
649
658
768
603
730
682
830
757
896
880
1093
1) incluindo conexão elástica e carga máxima de óleo.
ød 1
[mm] [kg]
75
65
65
75
75
90
90
100
100
120
120
140
140
140
140
160
160
180
180
180
180
55
55
55
65
65
80
80
90
90
110
110
120
120
135
135
150
150
160
160
180
180
Em determinados casos, o funcionamento
da câmara de retardo
pode ser adicionalmente melhorada
por meio de válvulas centrífugas
(tipo TVF) ou através do reenchimento
hidrodinâmico (Tipo TVY).
Campos de aplicação:
Transportadores de correia
Centrífugas, decantadores
Moinho de tubo
Máquinas de grande inércia
L
L
A
90
90
125
120
120
135
135
155
155
170
170
200
200
240
240
265
265
280
280
320
320
A
l 2
32
33
38
56
58
80
83
111
119
172
182
259
274
364
386
570
595
870
905
1242
1334

O inovador –
Turboacoplamento tipo TVVS
Tipo TVVS 422
487
562
650
750
866
O modelo TVVS é mais um desenvolvimento
Voith, somando-se à
câmara de retardo estendida a uma
câmara anular auxiliar.
Durante as primeiras rotações nos
procedimentos de partida, devido à
força centrífuga, a câmara acumuladora
externa é completamente
preenchida pelo fluido de operação
existente no circuito de trabalho.
Em comparação com acoplamentos
sem a câmara anular, a quantidade
de óleo existente na câmara de tra-
Tamanho Tipo A D L d 1 máx. d 2 máx. l 2 máx. peso 1)
TVVS
TVVS
TVVS
TVVS
TVVS
TVVS
335
382
428
494
567
641
470
556
660
761
877
1017
508
572
649
768
730
830
1) Peso com conexão elástica e carga máxima de óleo.
balho de um acoplamento TVVS
fica consideravelmente reduzida,
resultando em uma redução do
torque transmitido durante a partida
do motor. O aumento do torque
ocorre em função do tempo por
esvaziamento da câmara de retardo
para dentro da câmara de retardo.
Os eventos de partida podem ser
adequados às necessidades da
aplicação, por meio do ajuste dos
diâmetros dos giclês.
ød 1
[mm] [kg]
90
100
120
140
140
160
80
90
110
120
135
150
L
A
135
155
170
200
240
265
l 2
ød2 D
87
126
192
291
404
645
Este novo conceito de acoplamento
foi concebido especialmente para o
acionamento de transportadores de
correias. Em virtude do crescimento
gradual do torque, uma automática
adaptação das condições da carga
da correia é obtida.
Campos de aplicação:
Transportadores de correia
máquinas com grande inércia
9

10
Para acionamentos com correias –
Turboacoplamentos tipo TRI e TVRI
Tipo TRI
Tipo TVRI
A polia para correia em V ou plana
que é flangeada na tampa do
mancal permite a obtenção de
variadas rela de transmissão. Se
necessário, a polia da correia pode
ser facilmente substituída.
Os turboacoplamentos TRI e TVRI
são montados em balanço no eixo
do motor ou no eixo da máquina. As
Tamanho Tipo A D B máx. d t min. d máx. peso 1)
206
206
274
274
274
274
366
366
422
422
487
487
562
562
650
650
TRI
DTRI
TRI
TVRI
DTRI
DTVRI
TRI
TVRI
TRI
TVRI
TRI
TVRI
TRI
TVRI
TRI
TVRI
97
137
137
172
175
242
198
225
205
258
246
297
269
333
317
384
248
248
328
328
328
328
424
424
470
470
556
556
634
634
740
740
forças na correia são suportadas
por um mancal na tampa do mancal
no cubo do acoplamento.
O tipo TRI encontra sua aplicação
como auxiliar de partida e proteção
contra sobrecarga. Já o tipo TVRI
com a câmara de retardo adicional
é usado quando uma partida especialmente
suave é necessária.
70
70
100
100
135
135
145
145
160
160
201
201
294
294
–
–
1) peso com conexão de ligação e máx. enchimento de óleo.
ød t
[mm] [kg]
116
116
150
150
165
165
160
160
182
182
233
233
265
265
423
423
ød
B
42
42
55
55
60
60
65
65
70
70
90
90
100
100
105
105
Campos de aplicação:
Centrífugas, decantadores
Ventiladores
Misturadores
Britadores
A
A
D
9
12
25
26
33
38
47
51
74
76
110
112
173
175
256
261

Dispositivos de monitoração e acessórios
MTS –
Dispositivo comutador
mecânico-térmico
Para proteção contra superaquecimento,
o acoplamento vem equipado
com bujões fusíveis. Para
evitar a perda de fluido de trabalho
em caso de uma sobrecarga térmica,
pode ser adicionalmente instalado
um dispositivo comutador MTS.
Ao ser atingida a temperatura de
resposta, o elemento comutador
libera um pino que atua um interruptor.
Dependendo do tipo, o
impulso de comutação pode ser
utilizado para um sinal de alarme
ou para desligar o motor.
Depois de sua atuação, o elemento
comutador precisa ser substituído.
BTS –
dispositivo comutador térmico
sem contato
A monitoração da temperatura do
acoplamento é feita sem contato
físico. Após a atuação do dispositivo
comutador, não é necessário
substituir o elemento comutador.
Este dispositivo estará novamente
pronto para utilização após o esfriamento
do acoplamento.
O sinal de comutação pode ser utilizado
para um sinal de alarme ou
para desligar o motor.
Dispositivo de montagem e de
extração
Necessário para montagem ou desmontagem
correta dos acoplamentos.
Além do dispositivo mecânico de
montagem e extração está disponível
um extrator hidráulico.
Parafuso visor
Mediante a instalação de um parafuso
visor de nível do óleo no rotor
externo, a carga de óleo pode ser
facilmente verificada sem abertura
do acoplamento.
11

12
Para aplicações especiais –
Modelos adicionais
Para satisfazer as diferentes condições e exigências práticas de
operação, os nossos engenheiros e técnicos desenvolveram modelos
adicionais de acoplamentos de enchimento constante.
Turboacoplamento com
conexão muilti-disco (GPK)
As concepções de motor e transmissão
estão cada vez mais compactos
com mesma performance.
Isto também faz com que o eixo do
motor e da transmissão tenham diâmetros
cada vez menores e, conseqüentemente,
menores capacidades
de carga. O peso do turboacoplamento
é uniformemente distribuído
no eixo de acionamento e no
eixo acionado por meio de duas
conexões de discos. As cargas
reduzidas em eixos e mancais de
rolamentos contribuem significativamente
para aumentar a vida dos
rolamentos.
Turboacoplamento com eixo
maciço e flange de
acoplamento primário
O acoplamento é montado rigidamente
no eixo do motor por meio
de um flange de acoplamento primário.
O peso do acoplamento é
assim suportado pelo eixo do motor
e a carga no eixo acionado é aliviada.
Uma conexão elástica deve ser instalada
entre o eixo maciço no lado
de acionamento e o eixo da transmissão.
Com uso de uma conexão flexível
especialmente desenvolvida, é possível
instalar e remover o acoplamento
sem deslocar o motor e a
transmissão.
Turboacoplamento com flange
de freio
Para aplicações com sistemas de
frenagem, o turboacoplamento
pode ser equipado com um flange
adicional de freio, no qual pode ser
montado um tambor ou um disco de
freio.

Acoplamento para polias
sem tampa de mancal tipo
TRI/TVRI
Estes modelos são adequados
particularmente para polias com
pequenos diâmetros.
A polia com mancal integrado é
flangeada diretamente na carcaça
do acoplamento.
Substituição da polia, tem como
sugestão de ser efetuada somente
pela Voith.
Turboacoplamento com polia
montada em balanço tipo TR
Nesta execução simplificada de
acoplamento para polias, a polia é
montada em balanço na carcaça do
acoplamento - versão se, suporte.
O turboacoplamento TR é uma
solução de baixo custo na faixa
de cargas pequenas.
Turboacoplamento para o
elemento de trabalho água
tipo TWV...
Turboacoplamentos Voith – projetados
para operar com água como
fluido operacional – podem ser aplicados
nos seguintes casos:
em locais em que o óleo é proibido
por questões de segurança ou
ambientais.
Especialmente na extração de
carvão, os acoplamentos com
água são os preferidos.
Uma elevada capacidade de transmissão
de potência está assegurada
também para este elemento
de trabalho.
13

Voith Turbo GmbH & Co. KG
Start-up Components
Voithstr. 1
74564 Crailsheim, GERMANY
Tel. +49 7951 32-409
Fax +49 7951 32-480
startup.components@voith.com
www.startup-components.com
www.voithturbo.com
Cr 128 pt aik/WA 02.06 1000. Dimensões e figuras livres. Reservados os direitos de alterações. (Para melhor visualizar, as coberturas de proteção necessárias foram parcialmente removidas das figuras.)