ELEVADOR DE CARGAS Chaira Papinelli Ferreira RA: 198488 Debora Gandra RA: 204261 Erick Scarpin RA: 203697 Geovani Lameu RA:200768 Jose Renato Ribeiro Hilário RA: 199448 Lincon Marcelo RA: 199800 Lucas Chacon RA: 199393 Marcio Narcizo RA: 203656 Matheus Stelluti RA: 199629 Mike Vinicius RA: 203140 Rogerio Caetano De Oliveira RA: 134022
INTRODUÇÃO Através da história vemos que sempre houve a necessidade de produzir e melhorar equipamentos de deslocamento sejam eles para cargas ou para pessoas. Hoje em dia possuímos uma grande variedade de tipos e aplicações, indo desde deslocamento de pessoas ao deslocamento de minérios, tanto horizontal, como vertical, e até mesmo em planos inclinados. Quando tratamos de deslocamento vertical, o que vem logo a mente são elevadores, sejam eles de cargas (em edifícios garagem e indústrias), ou de pessoas (edifícios residenciais e comerciais). No entanto, para deslocamentos verticais de cargas, também temos os guindastes, pórticos, pontes rolantes etc.
HISTÓRIA Desde 1500 a.c. os egípcios já usavam equipamentos rudimentares similares a elevadores, estes eram movidos por tração animal que foram se desenvolvendo através do tempo, sendo que, a partir da revolução industrial, a tração animal passou a ser substituída por máquinas a vapor. No Brasil os primeiros registros de elevadores de passageiros datam da primeira metade do século XX, sendo estes inicialmente movidos à manivela e com o passar dos anos foram substituídos por elevadores elétricos. Hoje em dia, por definição, são mecanismos que se utilizam de um motor elétrico ou hidráulico para realizar o deslocamento de cargas, com ou sem vida, no plano vertical ou inclinado. O tipo mais comum são os elevadores elétricos que podem ser divididos em algumas categorias: de passageiros, de carga, monta carga, monta pratos, entre outros. Usualmente elevadores elétricos se utilizam de um motor, que fornece um torque a um eixo, apoiado em dois mancais que move uma polia. Nos elevadores sem contrapeso, os cabos de sustentação tem uma das extremidades presa à cabine e a outra presa a um tambor, que é aquele que, neste caso, recebe o torque do motor, e nos demais uma está presa à cabine e a outra ao contrapeso.
CONCEITO E SEUS COMPONENTES São mecanismos que se utilizam de um acionamento elétrico ou hidráulico para realizar o deslocamento de cargas, no sentido vertical ou inclinado. O tipo mais comum são os elevadores elétricos que podem ser divididos em algumas categorias: de passageiros e de carga. São comumente chamados de elevadores de cabine e classificados como máquina de elevação. Segundo Rudenko (1976) as velocidades de deslocamento dos elevadores de carga variam de 0,1 a 1,5 m/s e normalmente que podem variar de 0,25 a 15 toneladas. Estes elevadores são compostos pelos seguintes componentes, sendo eles as partes principais: cabina ou carro, trilhos ou guias, poço, contrapeso, dispositivo de suspenção, maquina elevadora, dispositivos de segurança e controles elétricos. Estes componentes estão detalhados em tópicos logo abaixo:
MOTOR O motor é o equipamento que fornece o torque necessário para a rotação da engrenagem, seu acionamento mais comum atualmente é o elétrico, entretanto, em meados do século XVIII os elevadores movidos por cabos, tinha acionamento através de uma máquina a vapor. Seu controle é dado por um painel de controle eletrônico. O motor não funciona sozinho, a transmissão da rotação do motor para a engrenagem é intermediada por um redutor, pois a velocidade de rotação do motor é muito superior à velocidade de translação do carro desejada. O redutor geralmente possui engrenamentos de diferentes diâmetros para que as velocidades angulares de entrada e de saída sejam diferentes.
CARRO/TROLE DE ELEVAÇÃO O carro consiste do conjunto responsável pela movimentação de um elevador de cremalheira, montado junto com cabine-gaiola a torre de suspenção, normalmente incluído de equipamentos de segurança.
MECANISMOS DE ELEVAÇÃO Como o nome já diz, trata-se do conjunto que faz a elevação do elevador, como: Cabos, as engrenagens motor, contrapeso, guias, roletes de encosto, o eixo do motor e o redutor, e em caso de um elevador que não possua contrapeso, têm-se o tambor. Basicamente é o conjunto composto pela gaiola e carro/motor.
CABINE É o local onde se coloca a carga do elevador para o transporte, o acesso a esta estrutura se dá por uma ou duas portas. Trata-se então basicamente de uma caixa formada por um paralelepípedo de vigas, cantoneiras, grades e chapas, sendo que a norma NBR 14712 limita uma flecha máxima de deflexão da parede em no máximo 10 mm para 10% da carga aplicada em uma área de qualquer formato ou posição de 25 cm², essa conta representa o caso da carga tombar sobre a parede eliminando qualquer interferência nos equipamentos de segurança ou nas guias.
GAIOLA OU CHASSI Nada mais é que um suporte da cabine e dos mecanismos presos a ela como: limitador de velocidade, rodas ou encaixe das guias, freio de segurança, além dos próprios cabos de elevação que são presos a parte superior da gaiola.
CONTRAPESO O contrapeso tem a função de reduzir a força necessária ao motor para o acionamento do sistema, usualmente o contra peso tem o peso do sistema de elevação, acrescida de no mínimo 40% da carga máxima, e fazem o trajeto no sentido contrário ao da cabine em guias. Esse equipamento assim como o carro se move preso a guias laterais que impedem o movimento horizontal do mesmo. Em elevadores de passageiros e de carga de grandes dimensões é necessário o uso de freios de emergência e para-choques, para o caso em questão, devido a suas dimensões e carga superior a 0,5t além da sua altura de trabalho, 24 m se faz necessário tais equipamentos, se movimentam através cabos de aços e polias, presos a torre/cabine..
CABOS Mesmo sendo um elevador movido por engrenagens/cremalheiras, cabos são usados para receber a tração do contrapeso balanceada com o peso da cabine. Então é um dos principais elementos que compõe um elevador, sendo responsável por elevar a carga através da tração gerada pelo torque do motor.
POLIAS São os mecanismos responsáveis por transmitir o torque do motor aos cabos, e também direcionar o cabo para a posição dos seus locais de fixação. Para serem capazes de suportar esta carga devem ser feitas de material resistente à compressão e serem fixadas de maneira adequada à estrutura de suporte, no caso a laje. A fixação das polias ao piso da casa de maquinas, por parafusos e em caso de laje de concreto com chumbadores de expansão. Para elevadores de cremalheira, as polias são necessárias somente para a movimentação do contrapeso, e alinhamento dos cabos, e também são usadas para os cabos ligados aos limitadores de velocidade, um dos componentes dos mecanismos de segurança de um elevador.
DISPOSITIVOS DE SEGURANÇA Elevadores possuem dispositivos mecânicos de segurança que são acionados caso haja falha que ocasione o excesso de velocidade do carro. Estes dispositivos são o limitador de velocidade e o freio de segurança.
LIMITADOR DE SEGURANÇA O limitador de velocidade é um dispositivo que monitora constantemente a velocidade do elevador e basicamente é constituído de uma polia, sobre a qual corre um cabo de aço.
FREIOS Seu acionamento é dado por limitadores de velocidade, que consiste em uma polia no teto da casa das máquinas apoiando um cabo preso à base da cabine, e a outra polia no poço do elevador, com isso, quando a cabine ultrapassa a velocidade estipulada, o movimento de rotação de uma das polias faz com que pesos sendo rotacionados por ela se afastem por força centrífuga acionando um interruptor que por sua vez cessa a energia do motor e aciona os freios de emergência.
TRILHOS São os responsáveis por manter o carro sem movimento horizontal e também sofrem a ação dos freios de segurança. O deslocamento da cabine sobre os trilhos se dá com um encaixe do tipo C ou através de rodas, estes últimos reduzem as perdas por atrito do deslocamento.
TIPOS ELEVADOR DE CARGAS ELEVADOR COM SISTEMA DE CREMALHEIRA É uma máquina de transporte vertical que funciona por meio da movimentação de engrenagens, que são acionadas por um moto freio de velocidade. A movimentação dessa estrutura garante uma grande força motriz do elevador, fazendo com que ele seja ideal para cargas maiores, garantindo que cargas podem ser elevadas com segurança e eficiência. Com esse tipo de elevador, é possível transportar cargas pesadas em alta velocidade, chegando até 40 m/min.
ELEVADOR DE CANECAS É o meio mais econômico de transporte vertical de material a granel. São fabricados em função do material a ser transportado. Podem ser classificados, de acordo com o tipo de descarga, em centrífugo ou contínuo. As canecas podem ser fixadas em correias ou correntes. É de manutenção fácil e barata, longa vida útil, ocupa pouco espaço e possibilita rápida troca das peças de desgaste. O tipo do elevador é dado em função de seu sistema de descarga - centrífugo ou contínuo - e do meio de ligação das canecas - correia ou corrente..
ELEVADOR DE CANECAS Centrifugo de corrente: São utilizados para materiais de escoamento fácil, não abrasivo, que podem ser escavados do pé do elevador. A roda de acionamento não permite o deslizamento e garante o alinhamento da corrente e das canecas. O deslocamento das canecas é feito em velocidades elevadas, entre 1,10 a 1,52 m/s, para garantir a descarga do material por ação da força centrífuga, quando elas passam pela roda do conjunto da cabeça. As canecas são fixadas a uma corrente central ou a duas laterais. Centrifugo de correia: E normalmente utilizado para materiais finos, abrasivos, secos e de escoamento fácil que não tenham lascas ou pontas que possam danificar a correia. Uma vantagem do elevador centrífugo sobre o contínuo é que o seu ponto de alimentação é consideravelmente mais baixo. Contínuo de corrente: Para materiais mais pesados e de maior tamanho que os elevadores centrífugos. Suas canecas não são projetadas para escavar o material e são normalmente carregados por uma calha, o que exige a elevação do seu ponto de alimentação. A descarga do material é feita por gravidade, e por isto, o conjunto da cabeça é maior que o dos elevadores centrífugos. A velocidade de deslocamento das canecas é menor: 0,64 a 0,76 m/s. Contínuo de correia: Para materiais frágeis, em pó ou fluidos como cal, cimento ou produtos químicos secos. As canecas são pouco espaçadas entre si e a velocidade é baixa. As canecas têm abas laterais no seu fundo para funcionarem como calhas para o material da caneca subsequente.
ELEVADOR HIDRAULICO A força de tração fará com que aconteça o movimento de sobe e desce de um elevador. Mas, existe outro conceito de elevador. Este diferente modelo de elevador consiste do uso de fluido para o movimento da cabine, dispensando a energia elétrica como foco principal para que aconteça o movimento. Neste modelo de elevador, chamado hidráulico, existe uma bomba hidráulica e um pistão dirigido por fluxos montados dentro de um cilindro. Em geral, usa-se o material fluido incompressível óleo, que percorre pelo cilindro que é conectado na bomba hidráulica. Compõe o sistema um tanque, que trabalha como reservatório, a bomba hidráulica e uma válvula entre o cilindro e o tanque. A bomba hidráulica força o fluido do tanque em um tubo, levando-o ao cilindro.
Elevador elétrico sem casa de maquinas Com o desenvolvimento e aprimoramento dos elevadores elétricos, superou-se o conforto aos passageiros durante a viagem. Novas tecnologias surgiram e permitiram a instalação de elevadores elétricos sem a necessidade da presença da casa de máquinas, permitindo a sua aplicação mesmo em locais com espaço limitado. Mais uma vantagem do equipamento elétrico é o menor ruído gerado por seu funcionamento porque os elevadores hidráulicos necessitam de uma moto-bomba. Aliado a um menor custo de manutenção, esse tipo de equipamento também são mais eficientes energeticamente, características que são altamente desejáveis em uma instalação residencial.
Componentes de elevadores elétricos
APLICAÇÕES TIPOS ELEVADORES Elevador Utilização Elevador Hidráulico Utilizado em oficinas mecânicas e indústrias automotivas, por conta da sua capacidade de carga e também por ter uma altura de elevação baixa, devido ao sistema. Elevador Elétrico Elevador Tipo Caneca Possui inúmeras aplicações devido a sua grande versatilidade e segurança. Grande representatividade nas indústrias em geral, para transporte vertical de cargas, e em prédios residenciais. Meio mais econômico de elevar produtos a granel, torna-se muito utilizado na indústria alimentícia, e também em estações portuárias. Possui manutenção fácil e de baixo custo Elevador De Cremalheira Principalmente na construção civil, devido à grande força motriz gerada, garantindo o transporte seguro de grandes cargas em alturas elevadas.
NORMATIZAÇÃO Como toda máquina, existem normas a serem seguidas, seja no projeto, na instalação, na operação ou na manutenção. Para o elevador de carga, que é o tema abordado neste trabalho, tem-se a norma NBR 14712 da Associação Brasileira de Norma Técnica (ABNT), que tem como objetivo estabelecer requisitos de segurança para a construção e instalação de elevadores elétricos de carga. Segundo a norma citada à cima os elevadores elétricos de carga são definidos como uma máquina de elevação destinada principalmente para transporte de carga e no qual somente o ascensorista e a pessoa necessária para a carga e a descarga são permitidos viajar e podem ser classificados conforme as classes abaixo:
NORMATIZAÇÃO Classe A: Carga comum, o peso é distribuído onde que nenhuma peça exceda o limite de ¼ da carga nominal do elevador. O carregamento e a descarga são manuais por empilhadeiras manuais. Neste carregamento a carga nominal mínima deve ser calculada a base de 250 kg/m 2 da área útil da cabina. Classe B: Carga automotiva, usado para transporte de automóveis utilitários ou de passageiros, até a carga nominal do elevador. A carga nominal mínima deve ser calculada a base de 150 kg/m² da área útil da cabina. Classe C: Carregamento feito por empilhadeiras motorizadas á qual è transportadas ou não pelo elevador. Durante o carregamento a carga na plataforma do carro não deve ultrapassar 150% da carga nominal e em nenhum caso a empilhadeira deve exceder 50% da carga nominal do elevador. Para este tipo de carregamento, a carga nominal mínima deve ser calculada a base de 250 kg/m 2. Durante a viajem, o peso da empilhadeira e da carga não deve ultrapassar a carga nominal do elevador.
CONCLUSÃO Com a apresentação deste trabalho, o grupo concluiu que é extremamente importante a análise do projeto de movimentação e transporte industrial, para que se possa avaliar a viabilidade de implementação de elevadores de carga em uma empresa.