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Tese

Projeto de moinho e misturador planetário: limites, transmissão, dimensionamento, protótipo e validação (2018)

  • Authors:
  • Autor USP: CAMARGO, ÍTALO LEITE DE - EESC
  • Unidade: EESC
  • Sigla do Departamento: SEM
  • Subjects: PROJETO MECÂNICO; MOAGEM; ENGRENAGENS
  • Keywords: MOINHO PLANETÁRIO; MISTURADOR PLANETÁRIO; RODASDE ATRITO
  • Language: Português
  • Abstract: A moagem e mistura rápidas e efetivas de materiais em pequenos volumes é uma necessidade nos laboratórios e na indústria moderna. Diversos tipos de métodos e equipamentos prestam este serviço, dentre eles o moinho e misturador planetário. Estes equipamentos são máquinas centrífugas que combinam movimentos rotacionais com translacionais e que utilizam os efeitos otimizados das forças, direções e movimentos dos materiais em processo. Para o moinho é otimizado e ampliado o poder dos mecanismos de moagem, sendo então considerado um processo de alta energia. No caso dos misturadores há a combinação do movimento planetário com um ângulo de inclinação entre o eixo de rotação do jarro com o eixo de translação que promovem vórtices helicoidais efetivos para promover a mistura. O presente trabalho objetiva o desenvolvimento de moinho e misturador planetário visando determinar condições otimizadas de moagem e mistura, o estabelecimento de limites de operação para ambas aplicações e a seleção de um sistema de transmissão simplificada. Inicialmente foram fabricados bancos híbridos de moagem e mistura para pequenas amostras (25 g para moagem e 100 g para mistura). O desempenho de moagem foi analisado pela determinação do tamanho de partículas antes e após o processo de moagem em pós de alumina de granulação grosseira com diâmetro médio de partícula em torno de 4,2 μm, variando-se as combinações de relação de transmissão, velocidade de translação e tamanho do meio de moagem. Para o misturador foi aplicado ângulo de inclinação de 30° e realizado ensaios nas misturas de massa plástica em diferentes rotações. Na configuração moinho, o melhor desempenho experimental resultou em pó de alumina submicrométrico de øee~0,9/μm em uma hora de moagem na rotação de translação de 450 rpm e relação de transmissão eixo principal/jarro de 1 :-2.Na configuração misturador a condição otimizada foi com rotação de 2000 rpm e relação transmissão eixo principal/jarro de -2: 1 que proporcionou mistura relativamente homogênea em 30s. Para carregamentos de até 25 g de pós cerâmicos, em que o conjunto excêntrico (jarro, fixação, matéria prima e meios de moagem) são inferiores à 1 kg, utilizou-se a transmissão baseada em rodas de atrito que permitiu um projeto econômico e compacto, sendo o aço (AISI 4340 temperado e revenido) o material da roda de atrito que apresentou a melhor durabilidade e confiabilidade. Entretanto, apresentou limitação na moagem de amostras maiores (jarro acima de 1 kg) e nas misturas com rotações acima de 2000 rpm. A maior potência de transmissão exigida causou aquecimento excessivo na transmissão, ocasionando dilatação das rodas de atrito e consequentemente travamento do sistema. Para aumentar a capacidade de moagem para até 100 g de matéria prima, que reflete a conjuntos com massas superiores a 2 kg, um protótipo utilizando engrenagens foi projetado, construído e testado. Neste trabalho concluiu-se que, através de uma rápida reconfiguração, um único equipamento híbrido atende às ambas demandas. Entretanto observou-se que como as condições otimizadas de moagem e mistura ocorreram em condições opostas, ficou evidenciado que a condição ótima para um sistema, quando aplicado no outro sistema, oferece alto risco de acidentes, o que exige o desenvolvimento de um sistema de segurança inteligente sofisticado e oneroso que, em virtude do agregado financeiro dos componentes permanentes, para aplicações nos processos industriais, aconselha-se equipamentos individuais
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 08.02.2018
    • Acesso à fonte
    How to cite
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    • ABNT

      CAMARGO, Italo Leite de. Projeto de moinho e misturador planetário: limites, transmissão, dimensionamento, protótipo e validação. 2018. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2018. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18146/tde-12092018-145617/. Acesso em: 19 abr. 2024.

    • APA

      Camargo, I. L. de. (2018). Projeto de moinho e misturador planetário: limites, transmissão, dimensionamento, protótipo e validação (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18146/tde-12092018-145617/

    • NLM

      Camargo IL de. Projeto de moinho e misturador planetário: limites, transmissão, dimensionamento, protótipo e validação [Internet]. 2018 ;[citado 2024 abr. 19 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18146/tde-12092018-145617/

    • Vancouver

      Camargo IL de. Projeto de moinho e misturador planetário: limites, transmissão, dimensionamento, protótipo e validação [Internet]. 2018 ;[citado 2024 abr. 19 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18146/tde-12092018-145617/

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