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Abstract:
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Redutores industriais aplicados a sistemas de bombeamento contínuo podem
atingir o limite térmico antes do limite mecânico da carcaça, o que frequentemente
conduz ao sobredimensionamento do conjunto e ao aumento de massa e custo
estrutural. Este trabalho apresenta uma análise integrada do dimensionamento
mecânico, da verificação térmica e da avaliação econômica relativa de redutores
industriais utilizados no acionamento de bomba de polpa em operação contínua,
considerando condições típicas de mineração. A sistemática de avaliação combina a
verificação por catálogo da linha M1 da SEW-Eurodrive com um modelo analítico
térmico simplificado, fundamentado em convecção natural e forçada, radiação térmica
e áreas externas obtidas por modelagem CAD. As perdas internas do redutor foram
representadas pela hipótese de conversão de 1,5% da potência mecânica de entrada
em calor. Foram avaliados cinco cenários de arrefecimento: convecção natural, um
ventilador lateral, dois ventiladores laterais, serpentina interna óleo–água e sistema
híbrido com serpentina e dois ventiladores. Os resultados indicaram que, para a
aplicação analisada, o arrefecimento natural exige carcaça M1-90 para atendimento
ao critério térmico, enquanto a configuração híbrida viabiliza o uso da carcaça M1-40,
aproximadamente 4,4 vezes mais leve (em massa de catálogo) do que a M1-90, que
também satisfaz o critério mecânico. O modelo analítico reproduziu a hierarquia de
soluções observada nos dados de catálogo, com comportamento conservador no
cenário híbrido. A análise foi utilizada como ferramenta de interpretação física e
comparação entre cenários, em complemento ao catálogo do fabricante, permitindo
explicitar o efeito de cada acessório de arrefecimento na capacidade térmica e na
compacidade do conjunto. Conclui-se que a combinação de acessórios de
arrefecimento amplia a capacidade térmica do redutor, possibilita a adoção de
carcaças mais compactas e reduz o índice estrutural relativo da carcaça, definido
como um indicador adimensional de custo estrutural baseado na razão entre a massa
de catálogo do tamanho selecionado e a massa da carcaça de referência, constituindo
uma abordagem útil para comparação de cenários e apoio ao pré-dimensionamento. |
