Análise de dinâmica por Métodos dos Elementos finitos (MEF) em uma peneira vibratória

Pedro Henrique Alves Bittencourt Santos, Leandro Aureliano da Silva
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Abstract

Este estudo aborda a análise dinâmica de uma peneira vibratória horizontal utilizando o Método dos Elementos Finitos (MEF). Este equipamento é indispensável em muitas indústrias que processam materiais granulares devido à sua capacidade de separar partículas de diferentes tamanhos com eficiência e precisão. O uso eficiente de uma peneira vibratória depende de uma análise cuidadosa do campo vibratório gerado pelos excitadores que acionam a máquina, pois a amplitude e a frequência de vibração devem ser ajustadas para atender às necessidades específicas do processo de classificação. Um projeto inadequado pode levar a tensões excessivas na estrutura da peneira, resultando em fadiga e necessidade de manutenção prematura. A relação entre amplitude e frequência de vibração é fundamental para o desempenho da máquina. Quando a frequência natural da peneira é igual à frequência de excitação, ocorre a ressonância, gerando tensões elevadas na estrutura da máquina. Portanto, é necessário um estudo cuidadoso para determinar a frequência natural da peneira e ajustar a frequência de excitação para evitar a ressonância. Para alcançar esses objetivos, foram aplicadas diversas técnicas de monitoramento e análise. Utilizou-se o software Solidworks Simulation para simular o comportamento dinâmico da peneira vibratória sob diferentes condições de operação. A análise de vibração foi utilizada para identificar padrões de vibração que indicam possíveis desalinhamentos, desgastes ou falhas iminentes em componentes rotativos. A análise térmica monitorou as variações de temperatura, identificando áreas com aquecimento excessivo. A técnica de termografia foi utilizada para obter uma visão detalhada da distribuição de temperatura nos equipamentos. Os resultados mostraram que a implementação do sistema de monitoramento contínuo e das técnicas de manutenção preditiva resultou em uma redução significativa das paradas não programadas das bombas de vácuo. A análise modal revelou fragilidades no projeto, propondo a adição de elementos para aumentar a rigidez nas regiões críticas. A análise de tensões identificou pontos de alta tensão que requerem reforço estrutural.
振动筛的有限元法(FEM)动力学分析
本研究采用有限元法(FEM)对水平振动筛进行动态分析。由于能够高效、准确地分离不同大小的颗粒,这种设备在许多加工颗粒材料的行业中都是不可或缺的。振动筛的有效使用取决于对驱动机器的激振器所产生的振动场的仔细分析,因为必须对振动幅度和频率进行调整,以满足分级过程的特定需求。不恰当的设计会导致筛网结构承受过大的应力,从而产生疲劳,并需要过早进行维护。振幅和频率之间的关系是机器性能的基础。当筛网的固有频率等于激振频率时,就会产生共振,从而在机器结构中产生高应力。因此,需要仔细研究以确定筛子的固有频率,并调整激振频率以避免共振。为了实现这些目标,我们采用了各种监测和分析技术。使用 Solidworks 仿真软件模拟振动筛在不同工作条件下的动态行为。振动分析用于识别表明旋转部件可能发生错位、磨损或即将发生故障的振动模式。热分析监测温度变化,确定过度加热的区域。热成像技术用于详细了解设备的温度分布情况。结果表明,连续监测系统和预测性维护技术的实施大大减少了真空泵的计划外停机时间。模态分析揭示了设计中的薄弱环节,建议在关键区域增加元件以提高刚度。应力分析确定了需要进行结构加固的高应力点。
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