MÁQUINAS DE ELEVAÇÃO E TRANSPORTE

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Roberto Bennert Sá
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1 MÁQUINAS DE ELEVAÇÃO E TRANSPORTE AULA 9 MECANISMOS DE TRANSLAÇÃO PROF.: KAIO DUTRA

Mecanismos de Translação Estes mecanismos são

2 Mecanismos de Translação Estes mecanismos são responsáveis pela locomoção do equipamento em trabalho, e podem ser classificados em mecanismos de translação para mover carrinhos e guindastes sobre trilhos de rolamento e mecanismos para guindastes sem trilhos, com pneus de borracha ou esteiras.

3 Mecanismos de Translação Sobre Trilhos Nestes mecanismos, o equipamento está instalação e locomove-se ao longo de trilhos. Independentemente do projeto, qualquer mecanismo de translação de um carrinho reúne os seguintes elementos: Acionamento (motor ou polia de manobra num acionamento a mão); Transmissão entre arvores, motora e movida, das rodas do carrinho; Rodas de translação sobre os trilhos de rolamento; Estrutura do carrinho, acomodando os mecanismos de translação e de elevação.

4 Resistência ao Movimento Se designarmos como W a resistência ao movimento numa direção horizontal a qual deve ser vencida pelo carrinho carregado (a resistência atuando na circunferência das rodas de translação), então o momento de resistência em relação ao eixo da roda pode ser dado por: WR = Q + G 0 μ d 2 + Q + G 0 k Onde: Q Peso da carga; G 0 Peso do carrinho; d diâmetro do mancal da roda; D e R Diâmetro e raio da roda; μ coeficiente de atrito dos mancais; k coeficiente de atrito de rolamento. W = μd+2k Q+G 0 D

5 Resistência ao Movimento É conveniente designar o temo W/(Q+G 0 ) de R, onde este representa o coeficiente de resistência ao movimento ou fator de tração, normalmente dado em Kg/toneladas, ou seja, Kg de resistência ao movimento por tonelada de peso do conjunto. No caso geral, o fator de tração R é a relação das forças nocivas de resistência pelo peso da carga movida: R = W = μd+2k Q+G 0 D

Resistência ao Movimento O coeficiente de atrito μ nos, mancais das rodas, tem os seguintes valores médios: 0,1 para mancais de deslizamento; 0,01 para mancais de rolamento de esfera e de rolos.

6 Resistência ao Movimento O coeficiente de atrito μ nos, mancais das rodas, tem os seguintes valores médios: 0,1 para mancais de deslizamento; 0,01 para mancais de rolamento de esfera e de rolos. O coeficiente k pode ser admitido como 0,05cm. Então aplicando μ=0,1 e k=0,05, o favor de tração em Kgf por tonelada movida é: = D D Para vários valores de D e d é possível formar o gráfico ao lado. R = μd+2k 0,1 d+2 0,

7 Resistência ao Movimento Os valores dos fatores de tração levam em conta somente as forças de atrito nos mancais e a resistência ao rolamento. Todavia, o movimento do carrinho está associado, ainda, com outra resistência adicional, devido ao atrito entre os flanges das rodas e os trilhos. Ele depende, em alto grau, do estado dos trilhos de rolamento e pode ser, aproximadamente, levado em conta por um coeficiente B. Portanto, a formula final para determinar a resistência será: W = B R (Q + G 0 ) Os seguintes valores de B podem ser recomendados: 1,25 1,4, se as rodas correm sobre mancais de rolamento e 2,5-5,2, para mancais de deslizamento.

8 Resistência ao Movimento Um outra forma de determinar o fator de resistência R, é usando tabelas, como a mostrada abaixo: Nesta tabela o R é adimensional e não é necessário a utilização do fator B.

9 Acionamento à Motor Elétrico O cálculo da potência do motor elétrico pode ser feito com a seguinte equação: P motor = Wv η total Onde: v velocidade de translado do equipamento; η total Rendimento total (considerando-se o motor e o redutor η total = η motor η red )

10 Acionamento à Motor Elétrico A potência do redutor pode ser determinada por: P red = P motor η motor A relação de transmissão do redutor é dado por: i = rotação de saída do redutor rotação do motor = w sred w motor Onde a rotação da saída (w sred ) pode ser calculada por: w sred = v πd

11 Sistema de Translação O sistema de translação pode ser movido por um ou mais motores. O esquema da figura o mostra um sistema movido por apenas um motor. As rodas diretamente ligadas ao acionamento são denominadas rodas motrizes e as não ligadas são denominadas rodas movidas. Nestes casos são necessários logos eixos que ligam o redutor as rodas motrizes.

Neste caso a força de resistência ao movimento está dividida para os dois motores.

12 Sistema de Translação O esquema da figura mostra uma ponte rolante com acionamento por dois motores, neste caso cada motor está ligado diretamente a uma roda motriz responsável pelo translado da estrutura completa. Neste caso a força de resistência ao movimento está dividida para os dois motores. É possível observar que o sistema de translado do carrinho ( mecanismo e elevação) é composto por apenas um motor ligado diretamente a duas rodas motrizes.

Trilhos de Rolamento Os trilhos são os guias

alguns perfis estruturas tipo I, H e T podem

13 Trilhos de Rolamento Os trilhos são os guias por onde vão transladas as rodas motrizes e movidas. Existem perfis especiais para trilhos, mas alguns perfis estruturas tipo I, H e T podem ser usados para esta finalidade. A figura ao lado mostra um mecanismo transladando em vigas I.

Rodas de Translação Rodas que se deslocam

I são sempre montadas aos pares; para uma

face cônica de rolamento para ajustar-se

presos às placas laterais de um carrinho

14 Rodas de Translação Rodas que se deslocam nas abas inferiores inclinadas das vigas I são sempre montadas aos pares; para uma posição vertical, elas são feitas com uma face cônica de rolamento para ajustar-se ao ângulo de inclinação das abas (14%). Rodas dentadas de translação são, em geral, montadas livremente sobre eixos presos às placas laterais de um carrinho e rodam sobre buchas de bronze ou mancais de rolamento.

esteiras são usados em guindastes móveis e

As esteiras possuem maior área de contato

guindastes que pode operar nos mais diversos

15 Mecanismos de Translação Sem Trilhos Mecanismos de Esteiras Mecanismos de esteiras são usados em guindastes móveis e em vários carregadores. As esteiras possuem maior área de contato com o solo, dando mais estabilidade ao guindastes que pode operar nos mais diversos tipos de terreno, alguns destes guindastes dispensam o uso de estabilizadores (patolas).

corrente, que é articulada em seus pinos, é guiada por

16 Mecanismos de Translação Sem Trilhos Mecanismos de Esteiras A esteira é formada por uma corrente montada nas sapatas, a corrente, que é articulada em seus pinos, é guiada por roletes e uma roda guia e movida pela roda motriz no equipamento. Quando a corrente se move, seus rolos inferiores rodam sobre ele, que funciona como um trilho contínuo de translação.

Mecanismos de Translação Sem Trilhos Mecanismos de Rodas de

grande vantagem de locomoção em grandes distância e a elevadas

No entanto, os equipamento com rodas não possuem grande

17 Mecanismos de Translação Sem Trilhos Mecanismos de Rodas de Borracha Os equipamento de elevação montados em pneus possuem a grande vantagem de locomoção em grandes distância e a elevadas velocidades, o que não é possível com esteiras. No entanto, os equipamento com rodas não possuem grande estabilidade, não adaptando-se a qualquer tipo de terreno e necessitando quase que sempre do uso de estabilizadores.

18 Mecanismos de Translação Sem Trilhos Mecanismos de Rodas de Borracha O uso de pneus sem câmara e com baixas pressões é constante. A resistência que aparece durante o movimento do guindaste com rodas de borracha pode ser determinado pela seguinte fórmula: W = G(R cos α ± sin α) Onde: G peso do guindaste; α gradiente do terreno; o sinal positivo é para subida e o negativo para descida. O valor de R pode ser obtido por tabela, como ao lado.

19 Exemplo 1 Determine a potência do motor de translado do carrinho e da estrutura completa para a ponte rolante mostrada na figura ao lado. Sua capacidade de carga é de 15t, o carrinho pesa 1,2t e a estrutura pesa 2,6t. Adote uma velocidade de translado do carrinho de 30m/min e uma velocidade de translado da ponte de 60m/min. Determine o fator de redução do redutor para um motor selecionado com uma rotação de 1730rpm. Adote rodas movidas iguais a motoras com diâmetro externo de 300mm e interno de 60mm.

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