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MQUINAS DE ELEVAO E

TRANSPORTE

OUTUBRO2015

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Aula 11


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DIMENSIONAMENTO DE MQUINAS DE LEVANTAMENTO EMESPECIAL: PONTES ROLANTES


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VERIFICAO DOS GRUPOS MECNICOS

A PELA ABTN ( ASSOCIAO BRASILEIRA DE NORMAS TCNICAS)

Para efeito de projeto de equipamentos de P. R. , guindastes e diversosequipamentos de transportes, a norma brasileira (PNB -283) estuda osmecanismos e estruturas separadamente; no momento veremos quanto amecanismos.A PNB283 classifica os diferentes mecanismos de um equipamento delevantamento em sete grandes grupos, a seguir : 1MA, 1MB, 2M, 3M, 4M e 5M,

de acordo com o servio que estes efetuam.A obteno desses grupos se consegue atravs da verificao da classe defuncionamento e estado de solicitao.


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CLASSE DE FUNCIONAMENTO

A verificao do tempo mdio de funcionamento dirio do mecanismo dado emhoras.O mecanismo s ser considerado em funcionamento quando estiver emmovimento.A tabela a seguir, estimada em funo dos dias de trabalho normal, tirando osdias de descanso.


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ESTADO DE SOLICITAO

Indica em que proporo est sendo utilizado um mecanismo ou elemento deste.

Os E. S. so dados em trs estgios, a seguir:

ES 1:Refere-se quando o mecanismo utilizado mais para cargas pequenas eraramente sua carga mxima.

ES 2:Quando o mecanismo praticamente submetido a tempos quase que iguais apequenas, mdias e mximas solicitaes a que se dispe.

ES 3:

Quando na maioria das vezes as solicitaes esto bem perto da mxima.A seguir grficos comparativos dos trs estados:


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Combinando a classe de funcionamento com o estado de solicitao,selecionamos o grupo mecnico:

Exerccio s:

01. O tambor do sistema de levantamento de um guincho ser utilizado em

mdia 3 h/ dia, sendo que o projeto ser para um peso limite de 20 toneladase o cliente informa que s 66% da carga mxima ser solicitada para 20% dotempo de utilizao. Determine o grupo de trabalho do tambor.

02. Para se verificar que tipo de polias mveis se colocaria em um moito deuma ponte rolante foram fornecidos os seguintes dados: trabalhar em mdia

5 h/ dia e estima-se que em 50% de sua vida trabalhar a plena carga. Qualseu grupo mecnico?


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PELA DIN (DIN 15020)A norma DIN verifica o grupo de trabalho da seguinte maneira:1 - Atravs do nmero de operaes ou ciclos por hora se determina o

grupo de trabalho.2 - Este grupo de trabalho vlido para todos os elementos do sistema.


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MECANISMOS DE LEVANTAMENTO

Os mecanismos dos sistemas de levantamento se compe, normalmente, de acordocom o croqui abaixo:


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1: MOTOR ELTRICOGeralmente assncrono de induo de anis, cuja caracterstica deve ser a departir a plena carga.2: LUVA ELSTICA

Esta luva serve para dar proteo ao motor, tanto pelo alinhamento como paraconseguir com xito a rotao constante entre o motor e o redutor.3: REDUTOR DE VELOCIDADE necessrio devido a rotao em que se encontra o motor e a velocidade quese deseja dar carga no movimento de subida e descida.4: TAMBOR

Serve para armazenar o cabo de ao. O tambor pode ser liso ou ranhurado.5: FREIOO freio, quando se trata de pequenas e mdias intermitncias, sereletromagntico e para grandes intermitncias, eletrohidrulico. Quando se tratade motor de corrente contnua, teremos freio a disco.6: MOITO

o nome dado srie de polias responsvel pela subdiviso da carga emdiversas ramais de sustentao.7: CABO DE AOEste elemento de trao serve para elevar ou descer a carga.


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Comearemos agora a estudar com mais detalhes cada um desses componentese verificando como dimension-los se for o caso.

CABOS DE AO

Os cabos de ao so formados por diversos fios, de bitola, em geral entre 0,4 a 5mm aproximadamente, que se enrolam helicoidalmente. So fabricados com Ao

ABTN 1060 ou 1070.

Obs: Podemos encontrar na praa, cabos com acabamento galvanizado(tratamento com zinco quente), usado para equipamentos que trabalham ematmosferas corrosivas. Este tratamento fornece ao cabo uma resistncia final deaproximadamente 10% menor que o comum.


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ELEMENTOS QUE COMPE O CABO

Os cabos de ao so compostos pelo enrolamento helicoidal de diversaspernas em torno de um ncleo central chamado alma. Essas pernas, porsua vez, tambm so compostas pelo enrolamento helicoidal de arames emsucessivas camadas, cujas bitolas podem ou no serem idnticas.


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QUANTO ALMA DE FIBRA, ESTA PODE SER:. natural (cnhamo, cizal, etc.). artificial (polipropileno nylon -)

- QUANTO AO TIPO DE ALMA PODEMOS TER: alma de fibra ( A. F. ) alma de ao ( A. A. )


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VANTAGENS DA ALMA DE FIBRA:

1. O cabo mais flexvel possvel;

2. A alma se comporta como uma esponja, ou seja, retm o lubrificante,liberando-o a medida do necessrio.

DESVANTAGENS DA ALMA DE FIBRA:

1. No pode ser utilizada em ambientes de alta temperatura.

2. Menor resistncia comparando com o A. A.

OS CABOS COM ALMA DE AO PODEM SER:

Comuns: mais uma perna colocada no miolo.- Alma de ao por cabo independente (AACI). Um mini cabo serve de

alma para os cabos maiores. Consegue-se maior resistncia.


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VANTAGENS DO A. A.

1. Maior resistncia ao amassamento ( ideal no caso de enrolamento no tamborliso em mais de uma camada).

2. Resistncia ruptura ( rup)

DESVANTAGENS DO A. A.

1. Menor flexibilidade que o de A. F. exigindo dimetro de enrolamento maior

para uma mesma durabilidade.2. Maior peso que o A. F.

PROPRIEDADES DOS CABOS DE AO

Para uma determinada bitola, para um cabo de ao, este ser mais flexvel

quanto maior for o nmero de arames contidos neste.


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RESISTNCIA ABRASO

Quanto maior a bitola dos arames da camada mais externa das pernasde um cabo de ao, maior ser a sua resistncia abraso ao passar

por polias, tambores, etc.

POSICIONAMENTO DOS FIOS

O posicionamento de fios grossos na regio mais externa de uma perna,resulta num cabo mais flexvel do que aquele onde os fios grossos estona periferia.


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Existem trs formas bsicas construtivas de cabo no mercado (CIMAF)- Seale- Warrington

- Filler

A - SEALE

- O nmero de fios na primeira camada igual ao nmero de fios na

Segunda camada em cada perna.- Caractersticas: Elevada resistncia abraso e pouca flexibilidade.- Aplicaes tpicas: Equipamentos de minerao em geral, cabo de arraste de caamba emescavadeiras.


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B - WARRINGTON

- Um arame central + 6 arames finos na primeira camada + 6 arames finos

e 6 grossos na segunda camada por perna.- Caractersticas: Elevada flexibilidade devido s colocaes de fios finos na periferia daspernas. Baixa resistncia abraso.- Aplicaes: Sistema de elevao de talhas, ponte rolante, etc.

C - FILLER

Composto de um arame central + 6 fios finos na primeira camada + 6 fiosfinos na segunda camada + 12 fios grossos na terceira camada.- Caractersticas: Intermediria entre dois anteriores.- Aplicaes: Em geral, guindastes e escavadeiras.


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TIPOS DE ROLAMENTOS

A - LANGNos cabos com enrolamento tipo LANG, o sentido do enrolamento dos fios que

compe as pernas e das pernas que compe o cabo coincidem. Portanto,podemos ter cabos com enrolamento tipo LANG nos dois sentidos.

B - REGULARNos cabos com enrolamento tipo REGULAR os sentidos de enrolamento socontrrios.

Obs.: No tipo LANG o cabo mais flexvel e tem maior tendncia de giro que oREGULAR.


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Vantagens:1. Maior facilidade de manuseio, ou seja, no corte do cabo, os fios no se soltam eainda os arames que se rompem no uso, permanecem na mesma posio, o que

no acontece com os cabos comuns.2. Tm maior resistncia ruptura que os cabos comuns, pelo fato de serem bemmenores as tenses internas.3. So mais flexveis devido a menor fora de atrito entre os fios que compe aspernas.

CABOS PR- FORMADOS

Foram projetados a fim de se minimizar a sua tendncia de giro quando

tracionados.No so totalmente antigiratrios. Esses cabos tm arames deformadosplasticamente e helicoidalmente, sendo acomodados para formar uma perna.A montagem das pernas no sofre deformaes plsticas.


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CABOS ANTI-GIRATRIOS

Contm duas camadas de pernas enroladas em sentidos opostos comefeitos opostos de giro. Como conseqncia, so extremamente rgidos s

justificando a sua aplicao em guindastes que trabalham com um nicocabo de elevao.


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DIMENSIONAMENTO DO CABO DE AO


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- PELA ABNT

Frmula:

Onde:dcmin = dimetro do cabo mnimo possvelQ = coeficiente em funo do grupo do mecanismoFmax = Fora mxima de trao na regio mais solicitada do cabo [kgf]

Obs.: Tabela vlida para coeficiente de segurana de 4 a 10,5.


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Em geral os coeficientes de segurana mais usuais para mquinas delevantamento so:

Pontes Rolantes, Prticos, Semi- Prticos - 6 8

Guindastes - 4 6 Elevadores industriais -8 10 Elevadores de passageiros - 10 12

Obs.: 1. Em equipamentos que executam tarefas perigosas, como porexemplo:

transporte de material em fuso ou corrosivos, escolhe-se sempre um grupomecnico imediatamente superior ao projeto do mecanismo para efeito doclculo do cabo de ao.2. Em equipamentos que so freqentemente desmontados para efeitos detransporte, permite-se que o cabo de ao seja selecionado num grupomecnico imediatamente inferior ao do projeto do mecanismo. Exemplo:

guindaste de construo civil.


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Pela DIN (15020)

Frmula:

Onde:K = coeficiente em funo do grupo mecnico (vide tabela I pg V10-10)

Verificao do coeficiente de segurana ( C. S. )

O valor obtido nesta frmula deve ser comparado aos valores pr-estipuladospara o mecanismo de acordo com a tabela de C. S.

Frup = valor tabelado para o cabo escolhido vide tabela de cabo de ao.Fmx = valor calculado.


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Exerccio s :

1. Um guincho reboque ser projetado para uma operao diria de 2 horas,

estimando-se que com 30% do tempo em uso a carga til ser de 66% damxima admissvel, sendo que se tem preferncia pelo uso do cabo antigiratrioe a fora mxima do cabo estima-se 1600 kgf, qual o dimetro docabo padronizado?2. Em uma ponte rolante para 15 toneladas, o peso mximo no cabo de 3,5toneladas, sendo utilizado em oficina para pequena capacidade, mas

sempre que em uso, est em plena carga. Qual o dimetro do cabopersonalizado?3. Uma ponte rolante de fundio para 65 ton. Funciona com mdia de 40operaes / hora, sendo que utilizada para transporte de material emfuso. A fora mxima no cabo de 9 toneladas. Qual o dimetro do cabopadronizado?

4. Em uma obra, o elevador industrial tem no ramal de seu cabo a foramxima de 1500 kg. Observando a recomendao do C. S., determinar odimetro do cabo padronizado.


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CLCULO DOS DIMETROS DOS TAMBORES E POLIAS

- PELA ABNT

Como j visto anteriormente, a durao de um cabo de ao dependeprincipalmente do dimetro de enrolamento dos elementos como polias etambores. O valor obtido para o dimetro do cabo s ser vlido se respeitar aseguinte inequao:

Onde:DP ou T = Dimetro de enrolamento das polias ou tambor, tomando o dimetronas linhas de centro do cabo.

H1 = Coeficiente tabelado em funo do grupo mecnico.H2 = Coeficiente tabelado em funo do nmero de flexionamentos do cabo.Normalmente H2 = 1,0


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TABELA PARA VALORES DE H1

PELA DIN

O valor da tabela 02 obtido em funo do grupo mecnico, o mesmo

utilizado para a obteno do cabo de ao.Obs.: A normalizao dos dimetros obtidos pelos dois processos se fazematravs das tabelas 07 para polias e tabela 08 para tambores.


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Exerccio s:

01. Continuando o exerccio n. 1 de cabos, obter:Dimetro da polia ativa e dimetro do tambor, ambos padronizados.

02. Idem para o exerccio n. 2.03. Idem para o exerccio n. 3.04. Idem para o exerccio n. 4.

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