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Meios de elevação

Eliezer Bohneberger Stark¹ Ireno Toller Junior² José Luís Fucks Morais³ 4

William Z. Rodrigues

Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões-URI- Campus Santo Angelo -Engenharia Mecânica Rua Universidade das Missões, 464 - CEP: 98.802-470 Santo Ângelo-RS - Fone : (0XX) 55 3313 7900

Resumo: O presente trabalho tem por objetivo o esclarecimento da movimentação de cargas por meios de talhas , guinchos e guindastes apontando suas principais diferenças . Trata-se de um resumos ,sendo necessária a consulta de textos especializados para aprofundamento. Palavras chave: Talha ,guinchos , guindastes .

1-Introdução Com o processo industrial acelerado e com a competitividade acirrada visando o lucro a produção em série predomina nas plantas industriais ,com isso houve a necessidade de agilidade na movimentação de cargas sem afetar a saúde dos colaboradores ,assim os engenheiros tiveram que criar mecanismos para suprir estanecessidade . A movimentaçao de cargas representa uma atividade de extema importância na indústria, pois pesquisas mostram que os gastos com esta representam de 15 à 70 % do custos totais de um produto ,dentro da mesma destaca-se que de 3 à 5 % do material movimentado sofrerá alguma avaria. Dentre os outros meios de transportes dentro da área industrial vamos destacar as polias ,talhas helicoidais , talhas de engrenagem frontal , talha elétrica , carros de ponte para talhas ,guinchos de cremalheira ,macaco de rosca , macaco hidráulico ,guinchos manuais ,guincho móvel manual , guicho acionado por motor elétrico ,guindaste de ponte ,guindaste móveis de parede , já os guindates de cavaletes ,ponte de embarque e guindaste de cabo são de uso externo.

1-Acadêmico de Engenharia Mecânica-URI Santo Angêlo- [email protected] 2- Acadêmico de Engenharia Mecânica-URI Santo Angêlo- [email protected] 3- Acadêmico de Engenharia Mecânica-URI Santo Angêlo- [email protected] 4- Acadêmico de Engenharia Mecânica-URI Santo Angêlo- [email protected]

2-Objetivos Os principais benefícios dos equipamentos de movimentação de cargas ,além de outros, destacamse a agilidade nos serviços , segurança nas operações , precisão nos processos de execução ,excelente custo beneficio. A escolha dos equipamentos de elevação e movimentação de cargas otimiza a produção e. além de outros meios de moventaçao de cargas destacaremos as polias , talhas ,carros pontes para talha, guinchos ,macacos e guindastes. 2.1 Polias: Com o intuito de facilitar os esforços mecânico e a transmissão de força com sua aparência simples, porém quando se trata de projeto nota-se que existe uma grande dificuldade devido à aplicação, tipo, material e o esforço que a polia irá sofrer. Polias são elementos mecânicos circulares simples, constituídas de uma roda de material rígido, este elemento pode ou não ter canais periféricos, acoplados a eixos motores e movidos por máquinas e equipamentos, para funcionar, há a necessidade presença de vínculos chamados correias, cordas ou correntes. Elas giram em torno de um eixo central e quando em funcionamento, as polias e correias podem transferir e/ou transformar movimentos de um ponto para outro da máquina. Como dito anteriormente sempre haverá transferência de força. Uma polia é constituída de uma coroa ou face, na qual se enrola a correia, a face é ligada a um cubo de roda mediante disco ou braços. As polias são dispositivos que têm a função de mudar a direção, porém mantendo a intensidade da força de tração de uma correia, corda, corrente ou fio, são comumente usadas para aumentar ou diminuir a intensidade de uma força. As polias são determinadas segundo a forma da superfície na qual a correia se assenta são classificadas da seguinte maneira podendo ver suas diferenças na figura 1: 1. Polia de aro plano; 2. Polia de aro abaulado; 3. Polia escalonada de aro plano; 4. Polia escalonada de aro abaulado; 5. Polia com guia; 6. Polia em "V" simples; 7. Polia em "V" múltipla; 8. Polia para correia dentada; 9. Polia para correia redonda. .

Figura 1 : Tipos de polias

O material comumente usado para construção das polias é o ferro fundido, porém também encontramos polias de aços, ligas leves e materiais sintéticos. Independente do material utilizado para construção da polia sua superfície não deve apresentar porosidade, pois a correia irá se desgastar rapidamente. Para fazer a elevação de cargas podemos usar as polias nas seguintes configurações , fixa que consiste em uma só polia presa em uma superfície ,figura 2 , ou polia móvel ,figura 3 . Neste caso de polias móveis podemos utilizar um conjunto de polias, existem algumas junções de polias bastante conhecidas, como por exemplo as talhas simples ,figura 4 , moitões, figura 5 , e cadernais figura 6, os quais utilizam um ou mais cabos, dependendo do trabalho a ser executado será utilizada as junções necessárias para realização da atividade.

Figura 2: polia fixa

Figura3: polia móvel

Figura 4 : talha simples l

Figura 5: moitão

Figura 6: cadernal

2.2 Talha Uma talha para elevação , é um material resistente, feito exclusivamente para ajudar a apoiar, elevar ou abaixar cargas muito pesadas. Foi desenvolvido com o intuito de ajudar os funcionários das indústrias ou das obras a poderem carregar essa carga sem sofrer fraturas ou carregarem peso desnecessário. A talha para elevação pode ser utilizada de diversas formas e apresenta segurança independente do peso da carga, devendo apenas ser observado suas recomendações de uso para garantir que funcione conforme o esperado, sem prejudicar o funcionário ou a carga final. Talhas são equipamentos industriais de elevada versatilidade , capazes de realizar movimentos de elevação com segurança e precisão . Como elemento de carga utilizam um cabo de aço, correia ou corrente para a elevação ou deslocamento de cargas. Utilizada em variados segmentos industriais as talhas também são utilizadas em guindastes ,pontes ,estruturas e montagens industriais ,construções ,arraste e estiramento de cargas. O funcionamento das talhas pode ser a partir da transformação de energia elétrica ,pneumática ou humana com movimentação vertical . Dentre os diversos modelos de talha destacaremos Talhas manuais e Talhas elétricas dentro destas as Talhas helicoidais e Talhas de engrenagem frontal.

2.1.1 Talhas Manuais ou Talha Exponencial As talhas manuais, como o próprio nome já diz, têm seu funcionamento acionado pela força do operado, figura 7. Seguras e extremamente fáceis de instalar, possuem ganchos em ambas as extremidades. Além de mais baratas que as talhas elétricas, as talhas manuais também necessitam de pouca manutenção periódica.

Figura7: Talhas manuais

Na figura 8 podemos ver a relação entre polias e a força resultante podemos assim entender o porquê também são chamadas de talhas exponenciais . Nos exemplos abaixo temos um bloco de peso R , na primeira figura temos apenas uma polia fixa e nenhuma polia móvel (PM=0) com isso a força F exercida no cabo é o próprio peso R . Na segunda figura tem uma polia móvel (PM=1) e a força F= R/2 , na seguinte tem-se duas polias móveis (PM=2) e a força F=R/4 com isso concluímos que : 𝐹=

𝑅 2𝑃𝑀

, com essa relação notamos que a força F reduz de forma exponencial.

Onde: F = força exercida no cabo R= peso do bloco PM = número de polias moveis .

FIXA

PM=0

PM=1 PM=2 PM

F = R/2

PM= numero de polias moveis

PM=3 Figura 8: polias fixa e fixa e moveis

2.1.2 Talhas Elétricas A principal característica da talha elétrica,figura9, é a elevação de objetos de difícil locomoção ou pesados, a talha deve ser presa a uma estrutura, como carros de ponte para talhas, um guindaste ou viga de aço presa com firmeza. Além disso, por seu grande diferencial ser a segurança, uma vez que independe da força dos operadores, as talhas elétricas proporcionam maior agilidade na operação com as cargas, característica que a torna essencial nas indústrias, dentre outras estacamos à automobilística e naval , também muito utilizada na construção civil. Nas talhas mais modernas possuem interruptores de segurança para cortar a energia caso houver algum problema, como por exemplo sobrecarga.

Figura 9: Talha elétrica

2.1.2.1 Componentes básicos de uma talha elétrica 2.1.2.1.1- Sistema De Elevação A talha apresenta um motor de curto-circuito com rotor cilíndrico de polos comutados e com freio e motor incorporado. Os motores e os freios foram projetados para serviço intermitente, e com fator de utilização elevada, assegurando frequência de utilização constante. Projetado com um par de arranque, dimensionado para o perfeito equilíbrio com um baixa intensidade de arranque, permite economizar o dimensionamento da instalação em relação a outros motores. Os freios são eletromagnéticos de disco e de corrente continua, com guarnições de faces planas, e aplicação de amianto, assegurando uma grande segurança de funcionamento, travamento automático por falta de energia e grande duração das guarnições. Os freios vêm regulados da fábrica, não necessitando de qualquer regulagem posterior. 2.1.2.1.2- Redutor Robusto e compacto, situado no lado externo, possibilitando fácil acesso ao mesmo. Dentado helicoidal de todas as engrenagens, usinadas com grande precisão, em aço cementado, assegurando um funcionamento silencioso e garantindo confiabilidade e extensa vida útil. O ataque do eixo motor é direto sobre o redutor, evitando-se desta forma, peças intermediárias predispostas à eventuais defeitos. Todas as engrenagens encontram-se lubrificadas em banho de óleo, no interior de um cárter hermeticamente fechado, usinado nos assentos em máquinas de alta precisão. 2.1.2.1.3- Tambor E Guia Cabo O tambor segue o dimensionamento da norma FEM-96.Construído em tubo de aço laminado, ranhura do conforme norma DIN-15061. O ranhurado realiza-se atendendo á particular disposição das saídas do cabo, segundo seja de 1 ou 2 saídas. Para o apoio do tambor no mancal, são utilizados, com lubrificação permanente evitando desgastes prematuros e não precisando manutenção. O ataque do redutor é centralizado sendo do tipo ataque direto mediante eixo estriado. 2.1.2.1.4- Limitador De Carga As talhas são equipadas com um limitador de ónus eletromecânico (controle electrónico). Dito limitador compõe-se principalmente de 2 partes: Célula electrónica a tração. Um mecanismo.

2.1.2.1.5- Fim De Curso Normal Do tipo rosca sem fim na coroa localizada no eixo do tambor, permitindo a limitação do curso do gancho, entre as posições mais alta e mais baixa. Em todas as talhas padrão, esta presente o fim de curso de segurança de elevação como prevenção a eventuais acidentes.

2.1.2.2 Carros de Ponte para Talhas São equipamentos, resistentes, projetados para atender os mais diversos esforços e contribuem para a otimização dos espaços e agilidade dos processos de elevação e movimentação de cargas, figura10. O equipamento é composto por três itens: viga, cabeceira e talha. Para, assim, garantir uma maior praticidade no manuseio de cargas, são construídas adotando as mais modernas técnicas e aplicações das normas especificas.

Figura 10:carro ponte

2.1.2.2 Talhas Helicoidais O que as diferencia das outras talhas é que na parte do seu redutor todas as engrenagens são fabricadas de maneira helicoidal conforme a figura11 .

Figura 11:Engrenagens helicoidais da caixa do redutor da talha

2.3GUINCHO DE CREMALHEIRA

São utilizados cremalheiras, figura12,como sistema de elevação para erguer a carga.

Figura11: Cremalheira usada em guinchos.

.

Na figura abaixo ,figura 12, temos um elevador de cremalheira e seus componentes.

Figura 12: guincho de cremalheira

2.4 Macacos De Rosca Da Engrenagem Sem Fim As tarefas realizadas por macacos de parafuso de engrenagem sem fim irão variar: elevação, abaixamento, inclinação ou movimentação. Mas em todos os casos, os requisitos da indústria e os parâmetros de potência demandam sistemas de macacos de parafuso de engrenagem sem fim poderosos, confiáveis e completos, fáceis de adaptar a cada aplicação específica. Mas, além dos aspectos técnicos dos macacos de parafuso de engrenagem sem fim, cada vez mais as condições econômicas obrigam os engenheiros a considerar estas realidades: Sistemas de engenharia mecânica devem produzir mais desempenho a custo reduzido – os macacos de parafuso de engrenagem sem fim não são exceção. O requisito pode ser sumarizado assim: "tempos de ciclo mais curtos pelo mesmo preço." Espera-se que os componentes combinem alta confiabilidade, baixos custos de manutenção e serviço de reparo rápido.O numero de fornecedores de macacos de parafuso e a diversidade das partes compradas deve também ser reduzida. Isto demanda conceitos de montagem rigorosos e parceiros competentes, orientados a serviço. 2.5Macaco Hidráulico Velho conhecido dos motoristas, o macaco hidráulico,figura13 , é utilizado quando o pneu fura no meio da rua. Essa ferramenta tem como função elevar o veículo de forma simples para que a troca de pneus seja realizada com segurança. Existem dois tipos de macacos hidráulicos no mercado:

Figura 13: Macaco hidráulico

2.6 Macaco Jacaré Esse modelo consegue elevar automóveis de até 2 toneladas em sentido lateral. Além disso, contém rodas para acompanhar o deslocamento do veículo em casos de inclinação. Esse tipo de macaco hidráulico simplifica ainda mais o seu manuseio, pois com ele você consegue trocar os pneus do seu carro sem grandes esforços e de forma bem rápida.

Figura 14: macaco jacaré

2.7 Macaco Garrafa Esse modelo de macaco hidráulico é capaz de aguentar veículos mais pesados (de até 15 toneladas). Apesar de sua grande resistência, o macaco garrafa é compacto, o que facilita bastante sua armazenagem. Para utilizá-lo corretamente, é preciso que ele proporcione estabilidade ao veículo. Dessa forma, é necessário colocá-lo bem ao nível do solo.

2.8 Guincho Manual Um guincho manual/de alavanca,figura15, é uma ferramenta (que na verdade possui o nome de tirfor) destinada ao arrasto de cargas. É formado por um cabo de aço com gancho que passa por dentro de uma “caixa metálica” contendo uma alavanca que trabalha com duas maxilas e um sistema catracado. Esta alavanca ao ser utilizada movimenta as axilas internas fazendo com que o cabo de aço que está passando pelas mesmas seja movimentado/puxado.

Figura15: Guincho manual

Os guinchos manuais podem ser utilizados para arrastar cargas onde não é possível utilizar um guincho elétrico ou outro equipamento para o fazê-lo. Geralmente é utilizado em obras para movimentação de pequenas cargas. O custo do equipamento é um fator importante também: quando falamos de obras e construções devemos lembrar que existem custos de projeto envolvidos, e nem sempre temos orçamento sobrando para trabalhar com equipamentos super dimensionados, portanto, fazendo com que o guincho manual se encaixe perfeitamente nas situações mais simples do dia-a-dia, sem onerar excessivamente o projeto. Existem outros usos para o guincho manual, no mundo do hobby vamos citar os jipeiros, que também com um orçamento relativamente baixo conseguem adquirir uma

ferramenta que lhes possibilita tirar os jipes de situações complicadas. A principal vantagem do guincho manual é seu custo x benefício. Por um custo relativamente baixo é possível realizar diversas tarefas de arrasto de cargas. 2.9 Guinchos Móveis Os guinchos móveis ,figura 16,são utilizados normalmente em mecânicas para retirada de motores do interior do cofre de carros, pois possuem força para içar cargas, e as quais podem ser carregadas para outros locais utilizando o próprio guincho, não há necessidade de trocar de equipamento para locomoção da carga.

Figura 16: guincho móvel

2.10 Guinchos Acionados Por Motor Elétrico Acompanhados de um motor, o que facilita para o operador não exercer esforço algum ao erguer cargas, normalmente acionado por uma central, o qual tem a opção de erguer e abaixar o objeto com apenas o apertar de um botão.

Figura17 : Guincho elétrico

2.11 Guindaste De Ponte Rolante Os guindastes de ponte rolante são composto por. 2.11.1 Ponte É a estrutura principal que realiza o movimento de translação (movimento de profundidade dentro de um barracão, por exemplo) da ponte rolante que cobre o vão de trabalho. Uma ponte rolante é constituída por duas cabeceiras e uma uni-viga ou bi-viga. 2.11.2 Cabeceiras Estão localizadas nas extremidades da viga. Nas cabeceiras estão fixadas as rodas, uma das quais geralmente é acionada por uma caixa de engrenagem, que por sua vez é acionada por um motor elétrico, o que permite o movimento de translação da ponte rolante. Estas rodas se movem por sobre os trilhos que compõem o caminho de rolamento. 2.11.3 Viga ou vigas É a viga principal da ponte rolante. Quando o projeto da ponte rolante utiliza apenas uma viga tem-se uma ponte chamada de uni-viga, e quando o projeto da ponte rolante utiliza duas vigas tem-se uma ponte chamada de ponte dupla-viga. Sobre ou sob esta viga, dependendo do tipo de ponte rolante desloca-se o carro da talha. 2.11.4 Carro talha O carro talha se movimenta sobre as vigas principais da ponte e é o mecanismo onde se localiza o sistema de elevação (talha). É responsável pelo deslocamento transversal e vertical da carga. Pelos eixos X e Y é feito esse movimento. 2.11.5Talha A talha pode ser montada no carro ponte e é responsável pelo movimento de elevação da carga. Geralmente a talha utiliza um cabo de aço para levantar um bloco de gancho ou dispositivo de elevação. A parada do movimento de elevação utiliza um motor elétricocom freio eletromagnético, chamado de motofreio. A talha também pode ser montada sob a viga principal da ponte, com o auxílio de um Trolley para permitir o deslocamento na transversal da ponte, não sendo necessário o carro ponte.

2.11.6 Trolley O trolley movimenta a talha sob a viga da ponte rolante. Geralmente o movimento do trolley é realizado por um motor elétrico que aciona uma caixa de engrenagens. É utilizado para movimentação de cargas, por um ambiente, é possível levar a carga de um setor a outro sem exercer esforços físicos pelo operador, o qual pode movimenta-lo livremente, dependendo de como as vigas foram postas. Onde pode ser efetuado os comandos da ponte rolante localizados na própria ponte, para melhor visualização do operador. 2.12 Guindaste De Parede Fixado em uma parede ,ou viga , figura 18 ,tem movimentos limitados de vai e vem e é possível ter o movimento de giro em sua talha

Figura18: guindaste de parede

2.13 Guindastes De Cavaletes ( Porticos E Semi Porticos) Semi Portico O semi pórtico,figura19, é otimizado para facilitar a operação de carga e descarga dentro da indústria, oferecendo melhor desempenho e segurança no ambiente. A principal característica do equipamento é eliminar as colunas no interior da fábrica que impossibilitem ou interfiram na movimentação ou manuseio de peças ou qualquer material. Como o equipamento possui apenas uma perna em sua construção, que é movimentada sobre trilhos motorizados no chão, a outra extremidade é apoiada em um caminho de rolamentos fixados sobre as colunas de concreto da fábrica.Os semi pórticos podem ser encontrados em duas versões, univiga e dupla viga, com características construtivas de capacidade de carga, elevação e vão personalizados de acordo com a exigência do

cliente. São equipamentos muito utilizados, em ambientes internos e externos, para manuseio de chapas de aço, bobinas, carga e descarga, estoque de materiais, entre outros. Por se tratar de um equipamento robusto, necessita de baixa manutenção e oferece um melhor desempenho, prolongando seu tempo de vida útil. É muito útil para aplicações com espaço reduzido

Figura 19: semi pórtico

2.14 Pórticos Possuem mobilidade dos dois lados, vide figura 20, dev...