Qual é o Fator de Segurança da Correia Transportadora e Como Escolhê-lo?

Quando escolhemos ou adquirimos correias transportadoras, deparamo-nos com um índice técnico denominado “fator de segurança” (FS). Então, o que é o fator de segurança e como devemos selecioná-lo?

O “fator de segurança” foi inicialmente definido na norma DIN 22101 de 1982, sendo um valor fornecido pelos fabricantes de correias transportadoras para os seus modelos específicos. O fator de segurança é a relação entre a resistência à rutura de um material e a tensão aplicada ou a carga máxima permitida. É comummente designado por “Tensão”. Este valor está relacionado com a estrutura têxtil da correia e, consequentemente, com a resistência global da mesma. Não importa se a correia é revestida com EPDM, Nitrílica ou SBR. O fator de segurança é independente destes materiais. Por outras palavras, o fator de segurança é um parâmetro crucial para garantir que a correia transportadora não se rompa durante a operação.

O fator de segurança está diretamente relacionado com o nosso mercado: do ponto de vista da segurança, fiabilidade e longevidade, deve ser maior; do ponto de vista económico, deve ser menor.

O fator de segurança das correias transportadoras anteriores era relativamente conservador. Para correias têxteis, o fator de segurança era frequentemente nominal de 10:1, e para correias com cordão de aço, o fator nominal era de 6,7:1. Por exemplo, se um fabricante pretende produzir uma correia transportadora de 2 camadas com 220 libras por polegada, e deseja estabelecer um padrão de fator de segurança de 10:1 para o seu produto, isso significa que a sua correia acabada deve romper na máquina de ensaio de tração com uma força mínima de 2200 libras por polegada. Este critério resultou num aumento substancial do investimento por parte dos utilizadores.

No entanto, estudos cada vez mais numerosos demonstram que a resistência à tração da correia transportadora não está relacionada com o fator de segurança real no seu dimensionamento, mas sim com a capacidade da correia suportar a carga e as cargas de pico instantâneas em condições de operação estável, bem como com a resistência à fadiga da emenda. Ou seja, é o multiplicador aplicado à força máxima calculada a que uma emenda da correia transportadora (como o elo mais fraco da correia) estará sujeita. Um fator de segurança tem em conta imperfeições nos materiais, falhas na montagem, degradação do material e outras incertezas.

Fator de segurança geralmente aceite:

Os fatores de segurança convencionais variam geralmente entre 6,7 e 10 para condições de operação estáveis, estando relacionados com a resistência da emenda.

Por exemplo, uma correia transportadora com cordão de aço da “SUNGDA” tem uma resistência à tração de 7500 N/mm. Após testar a resistência à fadiga da emenda da correia, a eficiência da emenda avaliada pela máquina de fadiga atingiu 38%, pelo que a resistência à fadiga da emenda foi de 2850 N/mm (taxa de suporte = 0,38 * 7500 N/mm). Outra correia transportadora com cordão de aço da “SUNGDA” tem uma resistência à tração de 6600 N/mm, mas a tecnologia e resistência da emenda da correia foram melhoradas. Após testes, o nível de suporte da emenda é de 50%, e o nível de suporte líquido é de 3300 N/mm, o que representa um aumento de 16% em relação à resistência à fadiga da emenda da primeira correia. Embora a sua resistência à tração seja 14% inferior à da primeira, o fator de segurança de dimensionamento da primeira correia é de 6,5.

Devido à elevada resistência da emenda, o fator de segurança da segunda correia pode ser reduzido para 4,7, e a correspondente tensão suportada aumenta 39%. Os materiais de construção da correia transportadora e da emenda, bem como os métodos de análise modernos, demonstram que é seguro e fiável utilizar um fator de segurança inferior a 5,0 para resistências à tração entre ST-1000 N/mm e ST-6000 N/mm.

As correias transportadoras, especialmente as de alta resistência, representam até 30-50% do investimento em transportadores de correia. Para escolher as correias transportadoras de forma racional e reduzir o investimento nelas, uma forma importante é melhorar a tecnologia de junção das correias, de modo a reduzir o fator de segurança. Por exemplo, num transportador com 20 km de comprimento na Austrália, o fator de segurança da correia transportadora com cordão de aço foi reduzido do habitual 6,7 para 5,0, o peso da correia diminuiu 14%, a vida útil dos rolos de carga aumentou 7% e a dos rolos de retorno aumentou 40%. A redução da tensão da correia transportadora diminui o investimento estrutural correspondente, o consumo de energia é reduzido em 4%, e o investimento e as despesas operacionais podem ser reduzidos em cerca de 10% ao longo de 20 anos de serviço.

A Norma Industrial Alemã DIN22101-1982 define o fator de segurança da correia transportadora com cordão de aço como a relação entre a resistência à tração da correia e a tensão da correia quando o transportador funciona de forma estável, com um mínimo de 6,7. Em 2002, a Alemanha reviu a norma original de 1982, e a nova versão adotou um novo conceito e método de cálculo. A conclusão é que o fator de segurança da correia transportadora com cordão de aço pode ser inferior a 6,7, podendo chegar a um mínimo de 4,5.

Na última década, alguns países já ultrapassaram as regulamentações de 1982. Os transportadores de correia em funcionamento na Alemanha, Reino Unido, Nova Inglaterra, Austrália e outros países adotaram fatores entre 4,5 e 5,5. De acordo com os resultados de investigação de instituições estrangeiras, como a empresa norte-americana CDI, o fator de segurança da correia transportadora com cordão de aço pode ser reduzido para abaixo de 5,5, podendo situar-se entre 4,5 e 5,0.

SUNGDA CONVEYOR BELT COMPANY

Site Oficial da SUNGDA: https://www.sungdagroup.com