Como decidir qual rotor certo para cada aplicação?

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Rotores Gbach

Rotores Gbach

Como decidir qual rotor certo para cada aplicação?

Fala galera, um pequeno post sobre os rotores da Gbach e o que eles envolvem. Hoje a Gbach fabrica dois modelos “motor-mancal” com até 1000Nm de torque e rotores planetários com até 4000Nm de torque. Temos também um dos primeiros modelos com 1500Nm de torque, com redução de corrente, que atende algumas necessidades. Interessante é falar um pouco sobre eles em relação ao torque, e como decidir pelo tamanho correto. Muita informação confunde um pouco no início, de maneira que a decisão, a princípio, leva ao erro na escolha do rotor correto.

O Torque

Torque, também conhecido como momento de alavanca, momento de força, é uma grandeza vetorial da física associada às forças que produzam rotação em um corpo. A unidade é Nm.

Nm está por Newton x metro e é a unidade normativa internacional para torque. Mesmo assim, se encontra Kgf.m que também pode ser entendido facilmente como Quilograma - força por metro de alavanca. (K está por Kilogramm, em alemão, e significa 1000 gramas)

E ainda, 1 Kgf.m = 9.81 N.m

Mas como decidir qual rotor escolher se não se sabe onde será o próximo furo. Para ajudar a escolher o rotor correto, existem alguns aspectos, que analisados, ajudam bastante a tomar uma decisão acertada. Vamos a eles:

Tipo de solo onde atuamos

Para não entrar no mérito de citar os tipos de solo existentes no território nacional, vamos simplificar em solo sem pedras, poucas pedras, muitas perdas e rochoso. A análise é quanto mais pedras tiverem no solo a perfurar, maior será o torque necessário. Quanto mais compactado, mais torque. Quanto mais seco e compactado, mais torque. Vale apontar que solo com muitas pedras ou mesmo rocha sólida, quase sempre impedem perfurações. De qualquer maneira, um leito rochoso por si só, já é um excelente fundamento e não precisa ser perfurado. Por outro lado, quanto mais macio ou arenoso for o terreno, mais fundo deverá ser a perfuração para fundações. De qualquer maneira, consulte sempre o engenheiro civil da obra para que ele aponte a profundidade requerida para o projeto em questão.

Profundidade a ser perfurada

A medida que perfuramos, o atrito da broca com as paredes aumenta. Mesmo o material removido se movendo rampa acima causa um atrito adicional que acaba por roubar muito torque do rotor. Chega o momento que a fração do atrito da broca com a parede do furo é maior que a fração que a ponta da broca necessita para desagregar o solo, e a rotação para. Nesta situação, a capacidade do rotor foi atingida e pouco adianta remover e retirar o pouco solo desagregado e insistir. É possível insistir e remover aos poucos mais solo e aprofundar ao máximo a perfuração nesta situação específica? Sim, é possível, mas totalmente antieconômico. O tempo perdido na conclusão da obra somente reduz o ganho do contrato x tempo de utilização. A decisão errada por comprar um modelo de rotor mais barato e com menos torque vai refletir diretamente sobre o desempenho na pratica. Outro grande porem está na questão de desgaste das brocas. Todo solo basicamente é um material abrasivo. Por este motivo a broca de solo tem um desgaste acelerado. Além dos bits ou facas para desagregar o solo na ponta, a broca sofre desgaste acentuado na periferia da hélice, que muitas vezes é imperceptível. Este desgaste torna a broca cónica o que causa um tremendo efeito negativo: excesso de consumo de torque. Comum o nosso pós-vendas receber reclamações da pouca eficiência de brocas em profundidades maiores. Na grande maioria dos casos, a broca já apresentava desgaste lateral acentuado da hélice, causando conicidade e pouca eficiência. Recuperar o diâmetro de corte no inicio da broca pode ser um remendo viável, mas a vida útil desta ferramenta chegou ao fim.

Diâmetro a ser perfurado

Um pouco de física. O diâmetro é diretamente proporcional ao torque consumido, pois a força resistente causada pelo atrito da broca com a parede do solo, vezes o raio (metade do diâmetro da broca) resulta no valor do contra torque. Considerando o comprimento da broca, a somatória resulta no torque necessário para girar a broca no solo. A parcela do torque necessário a desagregação do solo na ponta da broca depende agora do tipo do solo, mas é comum utilizar ao menos 50% de todo torque disponível. Podemos então concluir que quanto maior o diâmetro da broca, maior será o torque necessário para acioná-la.

Potência hidráulica da máquina-motriz

O outro lada do investimento. A decisão pelo rotor correto também depende, e muito, da capacidade da máquina motriz em produzir potência hidráulica. Potência hidráulica se entende por vazão hidráulica vezes a pressão hidráulica gerada pela máquina motriz. Muita pressão, acima de 180 bar, com pouca vazão, que é comum, produz pouca produtividade em função de lentidão na operação, embora tenha torque suficiente no rotor. Pouca pressão (100 bar) com muita vazão, acima dos 70L/min, gera rotação elevada, mas com baixo torque para perfuração profunda, mesmo em modelos com redução planetaria. Portanto, o principal limitador do desempenho da sua perfuração é a máquina base. Como referência posso citar que valores medianos para vazão e pressão são 75L/min e 175 bar, respectivamente. Para uma perfuração profunda com mais de 4 m, mais pressão é adequado e aconselhado (até 200 bar). Por outro lado, é possível decidir o modelo de rotor baseado nos dados do próprio equipamento. De fato, tem que se aceitar as limitações que a física vai impor na pratica, limitando a eficiência do conjunto. Diretriz padrão que encontramos no cotidiano é que, por princípio, o uso de mais vazão no lugar de mais pressão é sempre mais econômico, mas nem sempre resolve a questão.

Todos os rotores da Gbach suportam no mínimo 175 bar de pressão, pois utilizam somente motores da série OMS (Eaton 2000) ou superior. Vazão em torno de 70 L/min é suficiente na maioria dos casos, resultando em uma boa produtividade. Em particular temos o modelo 1000 GT, equipado com um exclusivo motor OMT (Eaton 4000) que suporta até 225 bar em regime continuo e 240 bar intermitente. Não há no mercado nacional rotor superior nesta classe, porém, tenha certeza de que a sua máquina motriz é capaz de suprir tal demanda de energia hidráulica. É muito importante também o uso do dreno do motor, que deve ser ligado de maneira independente ao tanque hidráulico, sem chance de contra pressão.

Outros fabricante utilizam em sua grande maioria motores para baixa pressão, que suportam, em regime continuo, no máximo 150 bar. Aconselha-se sempre verificar que tipo de motor é aplicado ao rotor, pois é a principal origem de um preço baixo mas esconde pouca resistência e vida útil reduzida. Por outro lado, uma grande redução planetária pode proteger o motor de sobrecargas, mas causa inevitavelmente uma operação lenta e pouco produtiva. Portanto, ao decidir por um rotor qualquer, pergunte quanta pressão o motor aguenta, qual o modelo do motor utilizado e que marca. As tabelas de rendimento estão disponibilizadas de forma gratuita na internet e não mentem. Portanto, não acreditem em milagres que o produto não consegue cumprir.

Uma dica básica sobre a análise do tipo de motor que o rotor utiliza é verificar onde as mangueiras estão conectadas ao motor. Se for na parte dianteira, perto do eixo, o motor é das séries de baixa pressão. Se for na parte traseira, o motor normalmente é de válvula de disco, portanto, de alta pressão. Verifique na imagem abaixo.

Os motores das séries BH, BS, BMP, BMR e BMH são motores de baixa pressão, que tem seu regime ideal de funcionamento entre 80 a 140bar, dependendo do modelo e cilindrada. Os motores das séries BMS e BMT são de alta pressão e alta vazão, portanto indicado para este tipo de utilização.

Agora que você já conhece os Rotores Gbach já poderá decidir qual a melhor opção para sua necessidade.

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