LISTA DE EXERCÍCIOS 1

Máquinas de Elevação e Transporte

1. Fale sobre as correntes de elos soldadas, seus principais tipos, vantagens e

desvantagens, desenhe um elo e aponte suas principais medidas.

2. Suponha que queiramos fazer uma estimativa rápida do diâmetro aproximado do fio de

uma corrente para que a mesma suporte uma carga de 2t. Para esta estimativa use uma tensão

máxima de 250Mpa, informe o diâmetro sem fator de segurança e com fator de segurança de

4. (resp. d=7,13mm e d=14,27mm)

3. As sintas são amplamente usadas em equipamento de media capacidade de carga,

porque? Fale sobre suas vantagens e desvantagens, como são classificadas quanto ao seu

sistema de corres e formato.

4. A figura ao mostra uma operação usando duas sintas, quanto é

possível, esta operação impõe mais segurança no levantamento da carga

pois evita o desempilhamento dos tubos. Supondo que carda pese em

torno de 6 toneladas e esteja bem dividida entre as sintas, escolha as

sintas, utilizando o catálogo de sintas no anexo, determine elas no tipo S1

e no tipo S2.

5. Fale sobre as correntes de rolos, seus aspectos construtivos, aplicações, desenhe uma

corrente de rolos e aponte seus principais componentes.

6. A figura abaixo mostra um cabo de aço, cada linha apresenta um elemento estrutural

do cabo, quais são?

7. Um cabo de aço deve suportar uma carda de 2t, encontre um cabo 6x7 no catálogo em

anexo, sem incluir o fator de segurança, para as classes de resistência IPS e EIPS, dê preferência

aos cabos com maior flexibilidade. A título de comparação, calcule o diâmetro do cabo utilizando

as tensões das classes IPS e EIPS e compare com os diâmetros encontrados na tabela do

fabricante, se existir diferença, comente os motivos. (Resp.: diâmetros calculados: d=3,79mm,

d=3,6mm)

8. As pernas dos cabos de aço podem ter várias configurações diferentes que terminam

suas características básicas. Fale dos 4 principais tipos, aponte suas características e faça um

desenho para ilustrar sua explicação.

9. Classifique os cabos quanto sua alma, mostre os principais tipos e materiais utilizados,

faça desenhos para ilustrar.

10. Compreender a especificação de um cabo é de extrema importância, para os exemplos

abaixo, descreva o cabo designado por suas especificações.

a. ¾ 6x36 WS + AA POL TRD IPS;

b. ½ 6x25 F +AF GAV TRD EIPS;

c. 1/8 6X7 + AF POL TRD IPS.

11. Calcule o alongamento de um cabo de aço ¼” 6X19 S AF com 20 metros de comprimento

suportando 1t. Utilize um módulo de elasticidade médio. (resp.: L=0,265m).

12. Um guincho manual (tifor) do modelo apresentado na

figura é utilizado para arraste de pesos de até 1 toneladas.

Suponha que de forma geral este equipamento não irá arrastar

pesos em superfícies com coeficiente de atrito maior que 0,4.

(a) Utilizando um fator de segurança de 5, escolha um cabo

6x19 AF IPS. (b) Determine o diâmetro mínimo da polia. (c)

Sabendo que o diâmetro do eixo da polia é de 2cm, determine sua eficiência e a força real

exercida pelo cabo após esta polia, considere um fator de atrito de 0,1 na polia. (d) Sabendo que

foi utilizado um tambor de 16cm de diâmetro e a alavanca possui 40cm, determine a força

máxima exercida pelo operador. (Resp.: a) 3/16” (b) D=16,19cm (c) F=2031,12N (d) F=40,62Kg.

13. Um pedreiro usa uma polia de 12cm de diâmetro

externo e 2cm de diâmetro interno (fator de atrito 0,1) e uma

corda de ¼” para erguer uma carga de tijolo de

aproximadamente 40 Kg. Determine a força exercida pelo

pedreiro. Conforme mostrado na figura, é possível notar que

o pedreiro dispõe de duas polias fixas, o que pode ser feito,

caso este queria elevar uma carga maior? (Resp.: 426,03N)

14. O sistema de polias mostrado na figura ao lado mostra um clássico

sistema para ganho de força, onde são utilizadas 12 polias (6 fixas e 6 móveis,

fator de atrito de 0,1 e diâmetro interno de 5cm). Nesta situação, sabendo que o

cabo utilizado é um 5/16” 6x19S AF EIPS, determine o rendimento do sistema de

polias e a força máxima exercida no cabo, após saída do sistema de polias,

sabendo que foi utilizado um fator de segurança de 5 em cima da força ideal

(desconsiderando o atrito nas polias) para escolha do cabo. Considere um fator de atrito de 0,1

nas polias. (F=1073,82tf)

15. Um guindaste de carga nominal 20t, usa um sistema de polias com 3 polias fixas e 3

móveis com a carga saída da polia fixa (coeficiente de atrito 0,1 e diâmetro interno das polias de

4cm), utilizando um fator de segurança de 6, escolha um cabo e calcule o rendimento e a força

suportada pelo cabo na saída do sistema. O novo fator de segurança, considerando-se o

acrescido devido atrito nas polias aumentou ou diminuiu? (Resp.: F=3607Kgf).

16. Um sistema, acionado a motor, usa duas polias de correntes soldadas sem dentes para

direcionar a carga. Sabendo que não existe ganho de força, e que a carga nominal do sistema é

de 10t, determine o diâmetro mínimo das polias e a força que deverá ser exercida para suportar

a carga e o acréscimo de atrito nas polias (considere um coeficiente de atrito de 0,2). (Resp.:

F=10,268tf)

17. Os ganchos são amplamente utilizados nos mecanismos de elevação de carga, fale sobre

este elemento, seus tipos, vantagens, desvantagens, aspectos construtivos, materiais, processos

de fabricação e apresente desenhos esquemáticos.

18. Os tenazes são excelentes ferramentas para aumentar a produção dos processos de

elevação de carga, fale sobre eles, indique suas vantagens e desvantagens, faça um desenho

esquemático do seu uso.

19. Fale sobre os eletroímãs, suas vantagens e as desvantagem.

20. Os freios são de extrema importância nas máquinas de elevação e transporte,

classifique-os quanto ao seu uso nestas máquinas, dê exemplos de aplicações.

21. Os freios de sapata são amplamente utilizados em pontes rolantes, faça um desenho do

mesmo indicado seus componentes e explicando seu funcionamento e sua interação com o

motor.

22. A figura abaixo mostra um mecanismo de elevação de carga com vários elementos,

indique na figura cara um deles explicando sum importância no sistema.

23. Os freios eletromagnéticos cônicos são amplamente utilizados em

guinchos de pequenas cargas, fale sobre seu princípio de funcionamento e

porque é tão utilizado. Faça um desenho esquemático de seu

funcionamento.

24. O mecanisco ilustrado pela figura ao lado possui duas três

polias fixas e 4 míveis e sua capacidade máxima é de 50t. (a) Selecione

um cabo 6x36 AF para o sistema com fator de segurança de 5, (b)

determine o diâmetro das polias móveis e fixas e seu redimento total

(fator de atrito 0,1 e diâmetro do eixo interno 5cm). (c) Sabendo que

o diâmetro do tambor é 70cm determine a potência do motor

necessária para erguer a carga a uma velocidade de 7m/min

(considere uma eficiente do redutor de 0,99 e uma eficiência do

motor de 0,89). (resp.: a) 7/8” b) 0,918 c)24,5hp)

25. Determine a potência necessária em um motor elétrico para

acionamento de um guincho de carga nominal de 2t, que possui um tambor de

40cm de diâmetro. O redutor (coroa sem fim, rendimento 0,95) aplica uma

redução i=1:60. Considere um motor com rotação de 880rpm com rendimento de

0,85. (resp.:P=8,36KW)

26. A talha mostrada na figura possui capacidade de 3000Kg.

Segue os dados gerais do fabricante: Capacidade (Kg): 3000

Classe de proteção do motor: ip44 / ip54

Dimensões (A x L x C) (mm): 620 x 680 x 1.150

Motor de elevação: (kw): 4,5; (rpm): 880 (ef=0,89)

Motor de translação (Kw): 0,4

Peso (Kg): 364

Diâmetro do tambor: 40cm Calcule a redução necessária para atender os requisitos acima e qual

será a velocidade de subida da carga (considere a redução com uma

eficiência de 0,98). (resp.: 1:77,5, v=14,26m/min)

27. A talha mostrada na figura possui capacidade nominal de 5t e

usa um redutor de 1:84 (eficiência 0,98). Calcule a potência necessária

para acionamento do motor elétrico com rotação de 880rpm (efi 0,92).

Considere que o sistema formado por 2 polias móveis e uma polia fixa

(diâmetro externo de 25cm e interno de 4cm e coeficiente de atrito 0,1),

uma extremidade do cabo é fixa na estrutura da talha e a outra é puxada

pelo tambor que tem diâmetro de 40cm, o sistema usa um cabo de

7/16”. (resp.: 3,54KW)

ANEXOS Catálogo de correntes

Cs de 4 já incluso

Catálogo de Cintas

Catálogo de Cabos

Fatores de Elasticidade

Tabela de polias e tambores

Formulário:

Carga em correntes:

Alongamento de cabos:

Fator de resistência para polias:

𝜖 = 1 + 0,1𝑑

𝐷−10+ 𝜇

𝑑′

𝑅

Polias fixas:

𝜂 =1

𝜖

Polias móveis para ganho de força:

𝜂 =𝑍𝑜

𝑍=

1+𝜖

2𝜖

Sistemas de polias para ganho de força, saindo da polia fixa:

𝜂 =1

𝜖𝑛𝑛

𝜖𝑛−1

𝜖−1 Vcabo=nVcarga

Sistemas de polias para ganho de força, saindo da polia móvel:

𝜂 =1

𝜖𝑛(𝑛+1)

𝜖𝑛+1−1

𝜖−1 Vcabo=(n+1)Vcarga

Polias móveis para ganho de velocidade:

𝜂 =2

(1 + 𝜖)

Diâmetro de polias sem dentes de correntes:

D≥20d – manuais;

D≥30d – motorizadas.

Fator de resistência de polias sem dentes de corrente soldadas:

𝑊 = 𝑄𝑑

𝑅𝜇

Potência do motor elétrico:

𝑃 = 1,1𝑇𝑚𝑜𝑡∙𝑤𝑚𝑜𝑡

𝜂𝑚𝑜𝑡 ou 𝑃 = 1,1

𝐹𝑐𝑎𝑏𝑜∙𝑣𝑐𝑎𝑏𝑜

𝜂𝑟𝑒𝑑∙𝜂𝑚𝑜𝑡

Relação de transmissão do redutor:

𝑖 =𝑤𝑡𝑎𝑚𝑏𝑜𝑟(𝑅𝑜𝑡𝑎çã𝑜 𝑛𝑜 𝑡𝑎𝑚𝑏𝑜𝑟)

𝑤𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟(𝑅𝑜𝑡𝑎çã𝑜 𝑑𝑜 𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟)

Velocidade do cabo: V𝑐𝑎𝑏𝑜 = 𝑊𝑡𝑎𝑚𝑏𝑜𝑟 𝑥 𝜋 𝑥 𝐷

Potência do redutor:

𝑃 =𝑇𝑟𝑒𝑞∙𝑤𝑠𝑟𝑒𝑑

𝜂𝑟𝑒𝑑