Reforço estrutural de um moinho vertical de rolos UBE baseado em análise modal

Análise modal busca obter características vibracionais naturais de uma estrutura. Essa utiliza informações de massa total e rigidez para identificar as frequências naturais e seus respectivos modos de vibração, fornecendo informações essenciais para um projeto seguro. Moinhos verticais cimenteiros são estimulados por frequências provenientes de diferentes componentes do equipamento ou fontes externas e, portanto, devem ser cuidadosamente analisadas. Assim, realizou-se a simulação por elementos finitos do pedestal do moinho vertical UBE para determinar suas frequências naturais e possíveis riscos de ressonância. Para tanto, foram utilizados os softwares CAD 3D e SolidWorks Simulation 2022 Premium, tomando os cinco primeiros modos vibracionais. O primeiro modo apresentou uma flexão lateral com deslocamento concentrado na parte superior do pedestal, e sua frequência natural (19,813 Hz) próxima a frequência de rotação do motor (19,83 Hz). Semelhantemente, o segundo modo vibracional mostrou frequência (38,46 Hz) próxima ao do segundo harmônico da rotação de entrada do redutor (39,66 Hz), configurando risco de ressonância. Diante desses resultados, propuseram-se modificações geométricas e de rigidez na estrutura. Essas foram nervuras, reforço do flange, espessamento das paredes e adição de chapas ao redor da abertura central. Após alterações, o primeiro modo apresentou frequência de 50,62 Hz, afastando-se das faixas de excitação operacional. Os modos subsequentes, com frequências de 64,82 Hz, 67,81 Hz, 68,79 Hz e 76,48 Hz, tiveram aumento da rigidez global e redução do deslocamento estrutural. Portanto, as modificações propostas eliminaram as condições de ressonância e aprimoraram a estabilidade dinâmica do moinho vertical UBE.