MÁQUINAS DE ELEVAÇÃO E TRANSPORTE

PROF.: KAIO DUTRA

AULA 9 – MECANISMOS DE TRANSLAÇÃO

Mecanismos de Translação◦Estes mecanismos são responsáveis pela

locomoção do equipamento em trabalho, epodem ser classificados em mecanismos detranslação para mover carrinhos e guindastessobre trilhos de rolamento e mecanismospara guindastes sem trilhos, com pneus deborracha ou esteiras.

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Mecanismos de Translação Sobre Trilhos

◦ Nestes mecanismos, o equipamento estáinstalação e locomove-se ao longo de trilhos.

◦ Independentemente do projeto, qualquermecanismo de translação de um carrinho reúneos 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.

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Mecanismos de Translação Sobre TrilhosResistência ao Movimento

◦Se designarmos como W a resistência ao movimento numa direçãohorizontal a qual deve ser vencida pelo carrinho carregado (a resistênciaatuando na circunferência das rodas de translação), então o momento deresistência em relação ao eixo da roda pode ser dado por:◦ 𝑊𝑅 = 𝑄 + 𝐺0 𝜇

𝑑

2+ 𝑄 + 𝐺0 𝑘 ∴

𝑊

𝑄+𝐺0

=𝜇𝑑+2𝑘

𝐷

◦ Onde:◦ Q – Peso da carga;◦ G0 – 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.

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Mecanismos de Translação Sobre TrilhosResistência ao Movimento

◦É conveniente designar o temo W/(Q+G0) de R, onde este representao coeficiente de resistência ao movimento ou fator de tração,normalmente dado em Kg/toneladas, ou seja, Kg de resistência aomovimento por tonelada de peso do conjunto. No caso geral, o fatorde tração R é a relação das forças nocivas de resistência pelo pesoda carga movida:

◦R =𝑊

𝑄+𝐺0

=𝜇𝑑+2𝑘

𝐷

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Mecanismos de Translação Sobre TrilhosResistência ao Movimento

◦O coeficiente de atrito 𝜇 nos, mancais dasrodas, tem os seguintes valores médios: 0,1para mancais de deslizamento; 0,01 paramancais de rolamento de esfera e de rolos.O coeficiente k pode ser admitido como0,05cm. Então aplicando 𝜇=0,1 e k=0,05, ofavor de tração em Kgf por tonelada movidaé:

◦R =𝜇𝑑+2𝑘

𝐷=

0,1∙𝑑+2∙0,05 1000

𝐷

◦Para vários valores de D e d é possívelformar o gráfico ao lado.

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Mecanismos de Translação Sobre TrilhosResistência ao Movimento

◦Os valores dos fatores de tração levam em conta somente as forças deatrito nos mancais e a resistência ao rolamento.

◦Todavia, o movimento do carrinho está associado, ainda, com outraresistência adicional, devido ao atrito entre os flanges das rodas e ostrilhos. Ele depende, em alto grau, do estado dos trilhos de rolamento epode ser, aproximadamente, levado em conta por um coeficiente B.Portanto, a formula final para determinar a resistência será:

◦W = 𝐵 ∙ 𝑅 ∙ (𝑄 + 𝐺0)◦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 dedeslizamento.

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Mecanismos de Translação Sobre TrilhosResistência ao Movimento

◦Um outra forma de determinar o fator de resistência R, é usandotabelas, como a mostrada abaixo:

◦Nesta tabela o R é adimensional e não é necessário a utilização dofator B.

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Mecanismos de Translação Sobre TrilhosAcionamento à Motor Elétrico

◦O cálculo da potência do motor elétricopode ser feito com a seguinte equação:

◦𝑃𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟 =𝑊𝑣

𝜂𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

◦Onde:◦ v – velocidade de translado do equipamento;

◦ 𝜂𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 – Rendimento total (considerando-se omotor e o redutor 𝜂𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙= 𝜂𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟 ∙ 𝜂𝑟𝑒𝑑)

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Mecanismos de Translação Sobre TrilhosAcionamento à Motor Elétrico

◦A potência do redutor pode serdeterminada por:◦ 𝑃𝑟𝑒𝑑 = 𝑃𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟𝜂𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟◦A relação de transmissão do redutor édado por:

◦ 𝑖 =𝑟𝑜𝑡𝑎çã𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑎í𝑑𝑎 𝑑𝑜 𝑟𝑒𝑑𝑢𝑡𝑜𝑟

𝑟𝑜𝑡𝑎çã𝑜 𝑑𝑜 𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟=

𝑤𝑠𝑟𝑒𝑑

𝑤𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟

◦ Onde a rotação da saída (wsred) pode ser calculadapor:

◦ 𝑤𝑠𝑟𝑒𝑑 =𝑣

𝜋𝐷

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Mecanismos de Translação Sobre TrilhosSistema de Translação

◦O sistema de translação pode ser movidopor um ou mais motores.

◦O esquema da figura o mostra umsistema movido por apenas um motor. Asrodas diretamente ligadas aoacionamento são denominadas rodasmotrizes e as não ligadas sãodenominadas rodas movidas. Nestescasos são necessários logos eixos queligam o redutor as rodas motrizes.

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Mecanismos de Translação Sobre TrilhosSistema de Translação

◦O esquema da figura mostra uma ponterolante com acionamento por doismotores, neste caso cada motor estáligado diretamente a uma roda motrizresponsável pelo translado da estruturacompleta. Neste caso a força deresistência ao movimento está divididapara os dois motores.

◦É possível observar que o sistema detranslado do carrinho ( mecanismo eelevação) é composto por apenas ummotor ligado diretamente a duas rodasmotrizes.

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Mecanismos de Translação Sobre TrilhosTrilhos de Rolamento

◦Os trilhos são os guias por onde vãotransladas as rodas motrizes emovidas. Existem perfis especiais paratrilhos, mas alguns perfis estruturastipo I, H e T podem ser usados paraesta finalidade.

◦A figura ao lado mostra ummecanismo transladando em vigas I.

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Mecanismos de Translação Sobre TrilhosRodas de Translação

◦Rodas que se deslocam nas abasinferiores inclinadas das vigas I sãosempre montadas aos pares; para umaposição vertical, elas são feitas com umaface cônica de rolamento para ajustar-seao ângulo de inclinação das abas (14%).

◦Rodas dentadas de translação são, emgeral, montadas livremente sobre eixospresos às placas laterais de um carrinhoe rodam sobre buchas de bronze oumancais de rolamento.

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Mecanismos de Translação Sem TrilhosMecanismos de Esteiras

◦Mecanismos de esteiras sãousados em guindastes móveis eem vários carregadores. Asesteiras possuem maior área decontato com o solo, dando maisestabilidade ao guindastes quepode operar nos mais diversostipos de terreno, alguns destesguindastes dispensam o uso deestabilizadores (patolas).

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Mecanismos de Translação Sem TrilhosMecanismos de Esteiras

◦A esteira é formada por umacorrente montada nas sapatas, acorrente, que é articulada emseus pinos, é guiada por roletes euma roda guia e movida pela rodamotriz no equipamento.

◦Quando a corrente se move, seusrolos inferiores rodam sobre ele,que funciona como um trilhocontínuo de translação.

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Mecanismos de Translação Sem TrilhosMecanismos de Rodas de Borracha

◦Os equipamento de elevaçãomontados em pneus possuem agrande vantagem de locomoçãoem grandes distância e aelevadas velocidades, o que nãoé possível com esteiras. Noentanto, os equipamento comrodas não possuem grandeestabilidade, não adaptando-se aqualquer tipo de terreno enecessitando quase que sempredo uso de estabilizadores.

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Mecanismos de Translação Sem TrilhosMecanismos de Rodas de Borracha

◦O uso de pneus sem câmara e com baixaspressões é constante. A resistência queaparece durante o movimento do guindastecom rodas de borracha pode serdeterminado 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.

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Exemplo 1◦ Determine a potência do motor de translado do

carrinho e da estrutura completa para a ponterolante mostrada na figura ao lado. Suacapacidade de carga é de 15t, o carrinho pesa 1,2te a estrutura pesa 2,6t. Adote uma velocidade detranslado do carrinho de 30m/min e umavelocidade de translado da ponte de 60m/min.Determine o fator de redução do redutor para ummotor selecionado com uma rotação de 1730rpm.

◦ Adote rodas movidas iguais a motoras comdiâmetro externo de 300mm e interno de 60mm.

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