o funcionamento da ponte rolante durante o processo de zincagem por imersÃo a quente

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FACULDADE ENIAC ENGENHARIA DE PRODUÇÃO ALAN SOUSA DA SILVA ANTONIO DUTRA DE SOUZA JUNIOR BRUNO LEANDRO BISPO DOS SANTOS O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE GUARULHOS 2015

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Nas últimas décadas houve um grande crescimento industrial que trouxetambém aumento no volume de resíduos gerados, os quais quando nãocorretamente dispostos ou tratados, podem causar sérios problemas decontaminação ambiental e problemas de saúde aos seres vivos.A indústria da galvanoplastia se apresenta como uma fonte geradora deefluentes contendo metais pesados (cromo, cobre, zinco, níquel, cádmio,chumbo), uma vez que emprega em seus processos de eletrodeposição umavariedade de soluções metálicas e um volume considerável de águas delavagem, o que é agravado ainda mais quando esse processo é exercido deforma manual.Os processos de galvanização geram graves problemas de poluição nosecossistemas aquáticos devido os seus despejos conterem metais pesados,que acima de determinadas concentrações podem ser tóxicos ao ambiente eao ser humano. Apresentam ainda grande quantidade de materiais dissolvidose suspensos, ocasionando altos valores de cor e turbidez, respectivamente.A determinação da turbidez permite evidenciar alterações na água. Aágua que possui turbidez faz com que as partículas em suspensão reflitam aluz, fazendo com que a esta não chegue aos organismos aquáticos. Algunsvírus e bactérias podem se alojar nas partículas em suspensão, se protegendoda ação de desinfetantes, passando a turbidez a ser considerada também sobo ponto de vista sanitário.A cor nas águas pode suprimir os processos fotossintéticos nos cursosd'águas. De forma geral a cor nas águas pode resultar dos processos dedecomposição da matéria orgânica, da presença de íons metálicos naturaiscomo o ferro e o manganês, bem como do lançamento de diversos tipos dedespejos industriais. Até recentemente não eram associados inconvenientessanitários à presença de cor na água, porém com a comprovação no final dadécada de setenta que os materiais dissolvidos, causadores da cor, sãoprecursores de substâncias potencialmente carcinogênicas, atenção crescente 11passou a ser dispensada à sua remoção. Tratar os efluentes produzidos poruma galvanoplástica é fundamental e assegurado por lei.Automatizar um processo de galvanoplastia tornasse mais quenecessário, tornasse fundamental, pois somente de forma automatizada haverámenos perda de água e riscos de contaminações através dos efluentes. Umprocesso automático de galvanização é fundamental também para a saúde dostrabalhadores, uma vez que o contato com os diversos compostos químicosutilizados nesse processo pode ocasionar sérios problemas de saúde.

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Page 1: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

FACULDADE ENIAC

ENGENHARIA DE PRODUÇÃO

ALAN SOUSA DA SILVA

ANTONIO DUTRA DE SOUZA JUNIOR

BRUNO LEANDRO BISPO DOS SANTOS

O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE

ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

GUARULHOS

2015

Page 2: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

ALAN DE SOUSA DA SILVA

ANTONIO DUTRA DE SOUZA JUNIOR

BRUNO LEANDRO BISPO DOS SANTOS

O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE

ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

Orientador: Prof. Luciano Galdino

GUARULHOS

2015

Page 3: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

AGRADECIMENTOS

Primeiramente a Deus, que nos proporcionou saúde e força para chegarmos até aqui, em

seguida aos nossos familiares pela motivação em momentos difíceis.

A instituição na qual se importa com nossa formação, exercendo um modelo inovador e

de sucesso que com certeza ajudará muitas pessoas. Ao professor Luciano Galdino que

nos auxilio no desenvolvimento deste trabalho com sua experiência.

Page 4: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

RESUMO

A Galvanoplastia é hoje indispensável para a indústria. Através da galvanoplástica,

camadas de diferentes tipos de metais são tratadas, possibilitando maior resistência à

corrosão, melhorar as propriedades físicas e mecânicas do substrato, como por exemplo,

resistência à abrasão, condutividades elétrica, proporcionar e manter aspecto decorativo,

alterar dimensões originais de determinadas peças e recuperar peças que sofreram

desgaste. Os processos de galvanização geram em geral graves problemas de poluição

nos ecossistemas aquáticos devido aos seus despejos conterem metais pesados e

grande quantidade de materiais dissolvidos e suspensos, ocasionando altos valores de

cor e turbidez, respectivamente. O efeito acumulativo desses metais pesados pode causar

alterações em órgãos do sistema cardiovascular, lesões no córtex, na capa granular,

perda de coordenação dos movimentos, entre outros. Tratar os poluentes gerados em

indústrias galvânicas é, portanto, indispensável.

Palavras Chaves: Galvanoplastia, efluentes, metais.

Page 5: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

ABSTRACT

The electroplating is now indispensable for the industry. Through galvanoplástica layers of

different metals are treated, providing greater resistance to corrosion, enhance the

physical and mechanical properties of the substrate, for example, abrasion resistance,

electrical conductivity, provide and maintain decorative appearance, alter the original

dimensions of certain parts and recover parts that have experienced wear. The

electroplating processes generate generally serious pollution problems in aquatic

ecosystems due to their dumps contain heavy metals and loads of dissolved and

suspended materials, causing high turbidity and color values, respectively. The cumulative

effect of these heavy metals can cause changes in the cardiovascular system organs,

lesions in the cortex, in granular case, loss of coordination of movements, among others.

Treat the pollutants generated in galvanic industries is therefore indispensable.

Key words : electroplating , wastewater , metals.

Page 6: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

SUMÁRIO

Pág.

LISTA DE TABELAS ....................................................................................................................... 9

INTRODUÇÃO................................................................................................................................. 10

1 TRATAMENTO SUPERFICIAL................................................................................................. 12

1.1 Galvanoplastia ............................................................................................................................. 12

1.2 Efluentes ....................................................................................................................................... 15

1.3 Efluentes líquidos ......................................................................................................................... 16

1.4 Emissões gasosas ......................................................................................................................... 18

1.5 Resíduos sólidos ........................................................................................................................... 18

1.6 Tratamento de efluentes ............................................................................................................... 19

1.7 Legislação .................................................................................................................................... 22

2 DESENVOLVIMENTO DE UMA PONTE ROLANTE PARA UM PROCESSO DE GALVANOPLASTIA DE ZINCO ....................................................................................... 24 2.1 Processo de zincagem em estruturas metálicas ........................................................................... 24

3 MECANISMOS DE LOCOMOÇÃO ................................................................................ 27

3.1 Vigas............................................................................................................................................. 27

3.2 Cremalheira ................................................................................................................................. 28

3.4 Trolley e talha .............................................................................................................................. 29

4 CUSTO DE VIABILIDADE PARA IMPLANTAÇÃO DA PONTE ................................... 31

5 CÁLCULOS DE MOVIMENTOS VERTICAIS (GANCHEIRA) ....................................... 32

5.1 Velocidade .................................................................................................................................... 32

5.2 Aceleração ................................................................................................................................... 32

5.3 Espaço .......................................................................................................................................... 33

5.4 Tempo de movimentação da gancheira entre os banhos ............................................................. 33

5.5 Força de subida da gancheira (Fs).............................................................................................. 33

5.6 Força de Descida ......................................................................................................................... 34

5.7 Cabo de Aço ................................................................................................................................. 34

5.8 Coeficiente de segurança (K) ....................................................................................................... 34

5.9 Diâmetro ...................................................................................................................................... 34

5.10 Diâmetro Tambor e Polias ......................................................................................................... 34

5.11 Rotação da Polia e Tambor ....................................................................................................... 35

5.12 Velocidade angular .................................................................................................................... 35

5.13 Frequência ................................................................................................................................. 35

Page 7: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

5.14 Rotação da Polia ........................................................................................................................ 35

5.15 Potência Motor Vertical............................................................................................................. 35

5.16 Redutor de Rotação com Polias. ................................................................................................ 36

5.17 Torque ........................................................................................................................................ 37

6. CÁLCULOS DE MOVIMENTOS HORIZONTAIS: ......................................................... 37

6.1 Força Movimento horizontal ....................................................................................................... 38

6.2 Potência do motor ........................................................................................................................ 38

6.3 Rotação do pinhão ....................................................................................................................... 39

6.4 Torque no pinhão: ........................................................................................................................ 39

6.5 Relação de transmissão: .............................................................................................................. 39

6.6 Fator de durabilidade: ................................................................................................................. 40

6.7 Calculo da pressão admissível: ................................................................................................... 40

6.8 Fator de Serviço: ......................................................................................................................... 40

6.9 Diâmetro Primitivo (D1) .............................................................................................................. 40

6.10 Módulo ....................................................................................................................................... 40

6.11 Módulo Normalizado ................................................................................................................. 40

6.12 Volume mínimo do pinhão ......................................................................................................... 41

6.13 Largura do pinhão ..................................................................................................................... 41

6.14 Flexão no pé do dente ................................................................................................................ 41

6.15 Força tangencial ........................................................................................................................ 41

6.16 Fator de forma ........................................................................................................................... 41

6.17 Características Geométricas do Pinhão .................................................................................... 42

6.18 Passo (p) .................................................................................................................................... 42

6.19 Vão entre os dentes (v) ............................................................................................................... 42

6.20 Altura da cabeça do dente (a): .................................................................................................. 42

6.21 Altura do pé do dente (b): .......................................................................................................... 42

6.22 Altura total do dente (h): ........................................................................................................... 42

6.23 Espessura do pé do dente (e): .................................................................................................... 42

6.24 Folga da cabeça (c): .................................................................................................................. 43

6.25 Diâmetro primitivo (d1): ............................................................................................................ 43

6.26 Diâmetro interno (di): ................................................................................................................ 43

6.27 Diâmetro externo (de):............................................................................................................... 43

6.28 Passo (p) .................................................................................................................................... 43

6.29 Altura da cabeça do dente (a) .................................................................................................... 43

Page 8: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

6.30 Altura do pé do dente (b) ........................................................................................................... 44

6.31 Altura total do dente (h) ............................................................................................................. 44

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................. 45

APÊNDICE A ..................................................................................................................... 47

DEDUÇÕES ...................................................................................................................... 47 LISTA DE FIGURAS Figura 1.1 – Barras catódicas ............................................................................................ 14

Figura 1.2 – Tratamentos de Efluentes .............................................................................. 21

Figura 1.3 – Controle de PH .............................................................................................. 21

Figura 2.1 - Layout do processo de galvanização ............................................................ 25 Figura 2.2 - Dimensionamento dos tanques e da gancheira............................................. 25 Figura 2.3 - Diagrama de forças verticais e orientais ........................................................ 26 Figura 3.1 - Eixos de referência da viga ........................................................................... 28 Figura 3.2 - Barra de Cremalheira .................................................................................... 28 Figura 3.3 - Motoredutor ................................................................................................... 25 Figura 3.4 - Desenho Técnico da talha ............................................................................. 31 Figura 5.2 - Caixa redutora ............................................................................................... 37 Figura 5.3 - Diagrama de força horizontal ......................................................................... 39 Figura 5.4 - Conjunto Redutor .......................................................................................... 40

Page 9: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 – Resultado dos cálculos .................................................................................. 48

Tabela 4.1 –Custo total ponte rolante................................................................................ 35

Page 10: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

10

INTRODUÇÃO

Nas últimas décadas houve um grande crescimento industrial que trouxe

também aumento no volume de resíduos gerados, os quais quando não

corretamente dispostos ou tratados, podem causar sérios problemas de

contaminação ambiental e problemas de saúde aos seres vivos.

A indústria da galvanoplastia se apresenta como uma fonte geradora de

efluentes contendo metais pesados (cromo, cobre, zinco, níquel, cádmio,

chumbo), uma vez que emprega em seus processos de eletrodeposição uma

variedade de soluções metálicas e um volume considerável de águas de

lavagem, o que é agravado ainda mais quando esse processo é exercido de

forma manual.

Os processos de galvanização geram graves problemas de poluição nos

ecossistemas aquáticos devido os seus despejos conterem metais pesados,

que acima de determinadas concentrações podem ser tóxicos ao ambiente e

ao ser humano. Apresentam ainda grande quantidade de materiais dissolvidos

e suspensos, ocasionando altos valores de cor e turbidez, respectivamente.

A determinação da turbidez permite evidenciar alterações na água. A

água que possui turbidez faz com que as partículas em suspensão reflitam a

luz, fazendo com que a esta não chegue aos organismos aquáticos. Alguns

vírus e bactérias podem se alojar nas partículas em suspensão, se protegendo

da ação de desinfetantes, passando a turbidez a ser considerada também sob

o ponto de vista sanitário.

A cor nas águas pode suprimir os processos fotossintéticos nos cursos

d'águas. De forma geral a cor nas águas pode resultar dos processos de

decomposição da matéria orgânica, da presença de íons metálicos naturais

como o ferro e o manganês, bem como do lançamento de diversos tipos de

despejos industriais. Até recentemente não eram associados inconvenientes

sanitários à presença de cor na água, porém com a comprovação no final da

década de setenta que os materiais dissolvidos, causadores da cor, são

precursores de substâncias potencialmente carcinogênicas, atenção crescente

Page 11: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

11

passou a ser dispensada à sua remoção. Tratar os efluentes produzidos por

uma galvanoplástica é fundamental e assegurado por lei.

Automatizar um processo de galvanoplastia tornasse mais que

necessário, tornasse fundamental, pois somente de forma automatizada haverá

menos perda de água e riscos de contaminações através dos efluentes. Um

processo automático de galvanização é fundamental também para a saúde dos

trabalhadores, uma vez que o contato com os diversos compostos químicos

utilizados nesse processo pode ocasionar sérios problemas de saúde.

Page 12: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

12

1 TRATAMENTO SUPERFICIAL

1.1 Galvanoplastia

De acordo com o Dicionário Rosseti de Química, podemos definir

galvanoplastia como a tecnologia responsável pela transferência de íons

metálicos de uma dada superfície sólida ou meio líquido denominado eletrólito,

para outra superfície, seja ela metálica ou não. Este processo usa a corrente

elétrica, sendo chamado de “eletrólise”. A galvanoplastia foi desenvolvida por

Galvani, físico e químico que fazia estudos sobre a eletricidade.

No processo de galvanoplastia as reações não são espontâneas, então

é necessário fornecer energia elétrica para que ocorra a deposição dos

elétrons (eletrólise). A galvanoplastia é, portanto, um processo de

eletrodeposição no qual o objeto que vai receber o revestimento metálico é

ligado ao pólo negativo de uma fonte de corrente contínua e se torna cátodo. O

metal que vai dar o revestimento é ligado ao pólo positivo e vai ser o ânodo. O

objeto a ser revestido deverá conduzir corrente elétrica. No caso do objeto ser

de plástico, que não é um bom condutor, um tratamento superficial o tornará

condutor.

A eletrodeposição está relacionada ao revestimento de superfícies, é

esse o processo utilizado na prateação, na niquelação, na cromação, e etc.

A Galvanização ou electroformação é todo o processo eletrolítico que

consiste em revestir superfícies de peças metálicas com outros metais, mais

nobres. Este revestimento é feito, geralmente, para proteger a peça da

corrosão e/ou como acabamento estético / decorativo.

A galvanização consiste em utilizar dois eletrodos mergulhados numa

solução eletrolítica ligados a uma fonte de corrente contínua ou corrente

alternada, transformada em corrente contínua e retificada. A peça a ser

revestida deve funcionar como cátodo, ou seja, deve estar ligada ao pólo

negativo da fonte de corrente elétrica. O ânodo, ligado ao polo positivo da

fonte, pode ser de um material inerte (grafite, chumbo, aço inoxidável, titânio

platinizado, etc..) ou constituído pelo metal que se quer revestir a peça. A

solução eletrolítica deve conter como eletrólito um sal que contem cátions do

mesmo metal.

Page 13: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

13

Quando o ânodo é constituído pelo metal que se quer revestir a peça, o

processo eletrolítico ocorre com uma transferência do metal deste eletrodo

para a peça, através da solução eletrolítica. Exemplo: Revestimento de uma

peça com prata, utilizando ânodo de prata (prateação). Dependendo do metal

que é revestido a peça ou objeto a galvanização recebe nomes especiais:

douragem (ouro), cromagem (cromo), pratear (prata), niquelagem (níquel) e

outros.

Os princípios que regem a galvanoplastia de acordo com (PASQUALINI,

2004, P.5) são o Princípio da Deposição Metálica: os íons metálicos que se

encontram na solução eletrolítica, carregados positivamente, são transportados

por átomos metálicos, através do recebimento de números de elétrons

correspondentes e, sendo átomos metálicos, sob certas condições, formam

uma camada metálica sobre um objeto qualquer. Sendo que a deposição

metálica pode ocorrer com ou sem fonte de eletricidade externa. O Princípio da

Deposição Metálica com Fonte de Energia Elétrica: onde a deposição galvânica

dos metais de baseiam em fenômenos eletrolíticos através de corrente

contínua. E o Princípio da Deposição Metálica sem Fonte Elétrica Externa:

onde os elétrons necessários para a deposição metálica são produzidos

diretamente na solução, através de uma reação química.

Para o material estar pronto para receber o revestimento eletrolítico,

deve estar limpo, isento de graxas, gorduras, óxidos, restos de tintas e outras

impurezas quaisquer, e não deverá ter falhas, nem apresentar poros e lacunas,

sendo estes últimos os mais perigosos. Nestas lacunas se acumulam sujeiras

de massa politriz, ou de outra espécie qualquer, o qual evitará a deposição da

camada de revestimento (PUGAS, 2007, p. 4). O processo de galvanoplastia

consiste em uma sequência de banhos que envolvem três etapas (AMARAL,

2001):

O pré-tratamento é a etapa responsável por retirar as imperfeições e

materiais aderidos da superfície das peças. Podendo ser realizada através do

processo mecânico (jateamento, esmerilhamento, polimento, processo manual)

e pelo processo químico (desengraxamento, decapagem, neutralização). O

revestimento e segunda etapa do processo galvânico e refere-se à deposição

eletrolítica, também chamada de deposição metálica. Este processo se dá pela

Page 14: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

14

aderência do metal que se desprende do ânodo atravessando o banho, a qual

se chama eletrólito, pela ação da eletricidade. Neste processo são usados

vários tipos de metais, sendo os mais utilizados o zinco, a prata, o ouro, o

cobre e o alumínio. Por último a passivação azul brilhante onde esta etapa tem

por finalidade dar um acabamento à peça, tipo espelho. É muito utilizado para

fabricação de peças com utilização em fins decorativos. Após passar por todas

essas etapas as peças são encaminhadas para secar.

As reações de limpeza e revestimento das peças ocorrem em tanques,

normalmente de ferro, revestido internamente com polipropileno ou cloreto de

polivinila providos de duas barras laterias (barra anódica) de cobre onde são

posicionados os eletrodos positivos (anodos solúveis ou insolúveis), que se

oxidam durante as reações. As peças (cátodo), onde ocorrem às reações de

redução, são presas em suportes denominados gancheiras e dispostos em

uma terceira barra metálica fixada na porção central do tanque que são barras

catódicas mostradas na Figura 1.1 (PUGAS, 2007, p. 3).

Figura 1.1 Barras catódicas. Fonte: PASQUALINE, 2004.

A lavagem é no processo de eletrodeposição a certeza de qualidade. Ela

atua na diluição ou diminuição da quantidade de sais arrastados pelas peças

Page 15: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

15

de um banho a outro, os quais influenciam negativamente na eletrodeposição.

Com a diminuição e controle do arraste é possível diminuir o consumo de água

utilizado no processo de lavagem. (PONTE, 2000, p. 20)

1.2 Efluentes

A Galvanoplastia é um ramo da indústria metal-mecânica onde se realiza

o tratamento de superfícies metálicas ou plásticas mediante processos

químicos ou eletrolíticos, sendo considerada uma das mais tóxicas entre os

mais diversos tipos de indústrias devido à presença de metais pesados e seu

efeito acumulativo, que pode causar alterações em órgãos do sistema

cardiovascular, lesões no córtex, na capa granular, perda de coordenação dos

movimentos, entre outros. Tratar os poluentes gerados em indústrias

galvânicas é, portanto, indispensável, independente do volume de descartes.

Dentre estes poluentes pode-se citar os metais pesados, outro grave

problema para a saúde humana. Metais pesados são elementos químicos de

peso atômico relativamente alto, que em concentrações elevadas são muito

tóxicos á vida. Eles se diferem de outros agentes tóxicos porque não são

sintetizados nem destruídos pelo organismo humano. As atividades industriais

têm introduzido metais pesados nas águas numa quantidade muito maior do

que aquela que seria natural, entre os mais perigosos estão o mercúrio, o

cádmio (encontrado em baterias de celulares), cromo e o chumbo (SANTIAGO,

2008).

Os resíduos gerados pelas empresas de tratamento de superfície,

denominadas galvanoplastia, podem ser considerados os mais tóxicos entre os

mais diversos tipos de indústrias, devido à presença dos metais pesados. O

objetivo da galvanoplastia é prevenir a corrosão, aumentar a dureza e a

condutividade das superfícies, além de tornar os produtos com aparência mais

atrativa através da deposição de uma fina camada metálica sobre a superfície.

Os resíduos das empresas galvânicas quando não recebem correto

gerenciamento poluem o solo, a água e o ar contaminando os organismos

vivos, devido a seu efeito bioacumulativo em toda a cadeia alimentar (trófica).

Alterações em órgãos do sistema cardiovascular, lesões no córtex e na capa

granular do cérebro e perda de coordenação dos movimentos são alguns dos

Page 16: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

16

problemas que o excesso de metais causa no organismo do homem (KAWAI,

2008).

Os efeitos tóxicos dos metais sempre foram considerados como eventos

de curto prazo, agudos e evidentes, como anúria e diarréia sanguinolenta,

decorrentes da ingestão de mercúrio. A manifestação dos efeitos tóxicos está

associada á dose e pode distribuir-se por todo o organismo, afetando vários

órgãos, alterando os processos bioquímicos, organelas e membranas celulares

(VIVA TERRA, 2008). Tratar os poluentes gerados em indústrias galvânicas é,

portanto, indispensável, independente do volume de descartes.

1.3 Efluentes líquidos

Os efluentes líquidos são provenientes do descarte de banhos químicos

e águas de lavagem. Eles são geralmente coloridos, alguns com temperatura

superior à ambiente e emitem vapores, seus pHs atingem os extremos ácidos

ou alcalinos (PUGAS, 2007, p. 11). As fontes de emissão dos efluentes líquidos

(CETESB, 1984) são: os efluentes contínuos de lavagem após o desengraxe

alcalino; os efluentes contínuos de lavagem após a decapagem ácida; os

efluentes periódicos dos tanques de desengraxe alcalino e decapagem ácida.

Pode se segregar os efluentes da tipologia galvânica nas seguintes

classes (PONTE, 2000, p. 10 -11): efluentes crômicos originados de banhos de

cromo em geral, abrilhantadores e passivadores e suas águas de lavagem;

efluentes cianídricos originados de banhos de cobre, zinco, cádmio, prata,

ouro, certas soluções desengraxantes e suas águas de lavagem; efluentes

gerais ácidos originados soluções decapantes, soluções desoxidantes e suas

águas de lavagem; efluentes gerais alcalinos originados de desengraxantes

químicos por imersão e eletrólitos e suas águas de lavagem. De acordo com

Pasqualini (2004, p. 33) os resíduos líquidos provenientes dos processos

industriais deverão ser segregados de acordo com sua classificação ou

características químicas, separadamente dos coletores pluviais, através de

canaletas e/ou tubulações para os tanques de acúmulo (concentração). Os

tanques devem ser dimensionados para o volume que atenta a vazão diária de

descarte de cada efluente, para garantir a execução de manutenção de

Page 17: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

17

equipamentos ou outra eventualidade na operação da Unidade e Tratamento

de Efluente. Na elaboração do projeto para segregar e tratar os efluentes, ele

também ressalta a importância de se fazer o levantamento de todas as

informações sobre a seqüência ou processo de tratamento superficial

envolvido. Devem-se elaborar tabelas e fluxogramas da sequência, com todos

os dados sobre os volumes dos tanques, regime de vazão, frequência de

descargas dos concentrados e informações qualitativas sobre a formulação

básica do banho. Diferentes técnicas podem ser aplicadas e permitir maior ou

menor eficiência no tratamento dos efluentes líquidos galvânicos, de tal modo a

se ter a possibilidade de reuso ou mesmo reciclagem total das águas

residuárias, bem como a recuperação de produtos químicos, podendo reduzir o

volume final dos despejos lançados pelas indústrias.

A osmose reversa e a eletrodiálise são algumas das técnicas indicadas

para o tratamento avançado dos resíduos líquidos da galvanoplastia. O custo

muitas vezes elevado leva certas indústrias a se valerem de outras formas de

tratamento, como, por exemplo, a precipitação química. Os efluentes que

contêm sais de metais pesados podem ser tratados por processos físico-

químicos de coagulação-floculação e sedimentação, técnica geralmente

aplicada quando há precipitação dos compostos insolúveis e a consequente

remoção dos metais pesados complexados (BRESAOLA JUNIOR, 2008).

De acordo com a CETESB (1984) o tratamento mais utilizado para este

tipo de indústria é a neutralização, precipitação e remoção dos sólidos

precipitados. Os efluentes ácidos e alcalinos são misturados em um tanque

com agitação mecânica, onde é feito o acerto do pH pela adição de ácido ou

base, com a formação dos precipitados metálicos na forma de hidróxidos. Os

agentes neutralizantes mais utilizados para os efluentes ácidos são a soda

cáustica, carbonato de sódio e cal, e para efluentes alcalinos, o ácido sulfúrico.

A cal tem a desvantagem de ser pouco solúvel, sendo mais difícil seu

manuseio e sua dosagem, e por outro lado é um produto mais barato e com a

produção de um lodo mais denso e mais fácil de secar. O hidróxido de sódio

tem a vantagem de não necessitar de sofisticados sistemas de dosagem e de

produzir um lodo de menor volume do que o produzido pelo cal.

Page 18: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

18

1.4 Emissões gasosas

As emissões gasosas podem ser coloridas ou incolores, e são

geralmente irritantes para as mucosas. Os gases são provenientes de reações

eletrolíticas, reações de decapagem, reações de desengraxe e reações de

corrosão (PONTE, 2000, p. 11). Segundo Pasqualini (2004, p. 23) as emissões

atmosféricas são geradas pela evaporação dos líquidos dos banhos, o que

acontece em maior quantidade em banhos quentes e em solventes, e pelas

reações eletrolíticas que ocorrem nos eletrodos do processo galvânico. As

fontes de emissões gasosas são os tanque de desengraxe; o tanque de

decapagem; o tanque de fluxagem; a estufa de secagem; a cuba de zincagem;

o acabamento (CETESB, 1984). Mas as fontes significativas são a estufa de

secagem, a cuba de zincagem e o acabamento, sendo que os outros itens

podem ou não serem expressivas dependendo das concentrações dos banhos,

capacidade de produção e características de operação (CETESB, 1984).

As emissões gasosas devem estar de acordo com as regulamentações

do ministério do trabalho. As quais recomendam as concentrações máximas

dos diversos tipos de poluentes no ar. De uma forma geral estas emissões são

controladas através da utilização de exautores e lavadores de gases (PONTE,

2000, p. 11).

1.5 Resíduos sólidos

A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) conceitua da

seguinte forma os resíduos sólidos industriais: “são todos os resíduos no

estado sólido ou semi-sólido, resultantes das atividades industriais, ficando

incluídos nesta definição os lodos provenientes dos sistemas de tratamento de

águas, aqueles gerados em equipamentos e instalações de controle de

poluição (...)”. Eles são classificados quanto ao risco potencial ao meio

ambiente e á saúde pública em função das suas características. As normas

que regem a correta disposição, classificação e caracterização destes resíduos

são: NBR 10004, NBR 10005, NBR 10006 e NBR 10007 (PONTE, 2000, p. 13 -

14).

Os resíduos sólidos gerados em indústrias galvânicas são provenientes

de sucatas de metais ferrosos e não ferrosos, precipitação de banhos, lodo/

Page 19: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

19

lamas do processo de tratamento de efluentes líquidos, embalagens de

produtos, etc (PONTE, 2000, p. 12). lamas do tratamento de águas residuárias

e das precipitações dos tanques de lavagem e de decapagem, se caracterizam

por conterem altos teores de ferro, óleos e graxas, e em alguns casos baixo

pH. Metais como zinco e chumbo podem aparecer nos resíduos constituídos

pelas barras do banho de zinco e pó retidos nos filtros de tecidos ou

precipitadores eletrostáticos (CETESB, 1984).

O lodo da estação de tratamento de efluentes deve ser disposto em

lugar apropriado, dependendo da sua classificação pode ser incinerado, co-

processado ou ser disposto em um aterro industrial ou sanitário. Antes da

disposição final há a necessidade de se condicionar esse lodo, principalmente

com relação ao teor de umidade. A redução da umidade tem um impacto direto

no custo de disposição final do resíduo, pois geralmente paga-se por quilo de

lodo a ser depositado nos aterros. O lodo ainda deve ser acondicionado em

sacos plásticos e lacrado em tambor de aço (PASQUALINI, 2004, p. 28).

Para poder dar a devida destinação final a qualquer resíduo industrial,

aconselha se seguir a seguinte seqüência (PONTE, 2000, p. 16 – 17):

caracterização e identificação do resíduo; avaliação do resíduo em função de

sua viabilidade financeira e disponibilidade tecnológica; procurar uma

destinação adequada ao resíduo. Para os resíduos classificados como

recicláveis identificar a empresa e os procedimentos por ela adotados que

gerem o menor volume de resíduos produzidos na recuperação de seu resíduo

industrial. Ter sempre em mente que se deve evitar uma potencialização do

seu resíduo. Para os não recicláveis existem três destinações oficiais: a

incineração convencional, o aterro químico e a incineração.

1.6 Tratamento de efluentes

Após tomar conhecimento das diversas etapas do processamento,

identificar os pontos gerados de efluentes e quantifica-los, estudar e implantar

procedimentos e processos que visem reduzir a carga de poluentes no efluente

final, verificar o impacto de seu lançamento no meio ambiente e, finalmente,

contatar os limites impostos pela legislação vigente no que diz respeito à

Page 20: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

20

disposição de seus efluentes, o técnico da indústria responsável pelo controle

da poluição, estará com todos os dados necessários para encarar o problema

do tratamento dos efluentes líquidos.

Para se determinar quais operações unitárias a serem utilizadas e suas

sequências dentro de um sistema de tratamento completo, necessita-se de

uma análise dos fatores técnicos, práticos e econômicos, que são os seguintes,

resumidamente, o volume das águas de lavagem e variação de vazão;

características físico-químicas das águas de lavagem; legislação sobre

qualidade do efluente; flexibilidade para instalação do sistema, tais como, área,

disposição das unidades, etc; a viabilidade de separação das várias correntes

de despejos dentro da estação para tratamento separado; a viabilidade de se

recuperar metais, cianeto ou água de lavagem; a existência de equipamentos

apropriados para a estação de tratamento e o custo dos novos que podem ser

necessários; os custos de reagentes químicos para efetuar um dado processo

de tratamento; mão de obra necessária; outras despesas operacionais tais

como energia elétrica, manutenção e custos envolvidos a disposição de lodo.

A tecnologia de tratamento de despejos de galvanoplastias encontra-se

bastante desenvolvida e a escolha da melhor alternativa vai depender

essencialmente de fatores econômicos. A segregação dos efluentes é feita, em

geral, conforme exposto no item 3.1 w[e o tratamento dos efluentes é de

caráter químico e físico e tem três objetivos: remoção de cianeto, remoção de

cromo, remoção de todos os outros metais presentes, óleos e graxas e

neutralização. Na figura 1.2 é apresentada uma estação de tratamento de

efluentes. (KAWAI/2000)

Page 21: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

21

Figure 1.2 Tratamento de efluentes. Fonte: BRESAOLA, 2013.

O tratamento de efluentes é feito através de um controle e rigoroso de

PH. Abaixo na figura 1.3, é mostrado como funciona esse controle.

Figure 1.3 Controle de PH. Fonte: BRESAOLA, 2013.

Page 22: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

22

1.7 Legislação

A legislação brasileira e as estaduais definem as responsabilidades pelo

tratamento de efluentes, bem como o sistema de financiamento do tratamento.

Também definem os padrões de qualidade das águas onde os efluentes

tratados devem ser lançados. Na Constituição Federal de 1988: Art. 225 diz

que todos têm direito ao meio ambiente ecologicamente equilibrado, bem de

uso comum do povo e essencial à sadia qualidade de vida, impondo-se ao

Poder Público e à coletividade o dever de defendê-lo e preservá-lo para as

presentes e futuras gerações.

Na Lei 10.406 de 2002 - Código Civil: Art. 1.291. diz que o possuidor do

imóvel superior não poderá poluir as águas indispensáveis às primeiras

necessidades da vida dos possuidores dos imóveis inferiores; as demais, que

poluir, deverá recuperar, ressarcindo os danos que estes sofrerem, se não for

possível a recuperação ou o desvio do curso artificial das águas.

Dentre os decretos e leis que devem ser seguidos pelas empresas

emissoras de efluentes estão o:

Decreto 24.643 de 1934 - Código de Águas

Lei 9.433/97 - Lei das Águas de 1997

CONAMA 340/2011: parâmetros para lançamento de efluentes em

corpos d'água.

No Estado de São Paulo e no Brasil os efluentes líquidos industriais e

domésticos devem atender aos Padrões de Emissão (end of pipe) e

simultaneamente não desenquadrar os corpos hídricos receptores, ou seja,

atendimento aos Padrões de Qualidade, em situações críticas de vazão, sendo

adotado normalmente como situação crítica a Q7,10 (vazão mínima anual,

média de 7 dias consecutivos, com probabilidade de retorno de 10 anos). Os

parâmetros e limites a serem obedecidos, tanto para Padrão de Emissão

(efluentes líquidos) como para Padrão de Qualidade (corpos hídricos

receptores), constam do regulamento da Lei do Estado de São Paulo.

997 de 31.05.76, aprovado pelo Decreto 8468 de 08.09.76 e também da

Resolução Federal CONAMA (Conselho Nacional de Meio Ambiente) nº 430 de

Page 23: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

23

13.05.2011. As empresas que trabalham com galvanoplástica devem seguir

também o embasamento legal da:

NBR 10.004 (2004) – Resíduos Sólidos – Classificação;

NBR 12.235 (1992) – Armazenamento de Resíduos Perigosos – Procedimento;

NBR 11.174 (1990) – Armazenamento de Resíduos de Classe A e Classe D;

·NBR 9.800 (1987) – Estabelece Critérios para o Lançamento de Efluentes

Líquidos Industriais no Sistema de Coletor Público de Esgoto Sanitário.

Page 24: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

24

2 DESENVOLVIMENTO DE UMA PONTE ROLANTE PARA UM PROCESSO

DE GALVANOPLASTIA DE ZINCO

Segundo Cabral e Mannheimer (1979), a zincagem (galvanoplastia) é

constituída por um processo químico do qual se dá a proteção superficial,

através de camadas de um metal sobre outro, fazendo com que determinadas

peças tenham maior durabilidade, ficando menos sujeitas aos efeitos de

corrosão.

2.1 Processo de zincagem em estruturas metálicas

Devido a exposição de estruturas metálicas a umidade, chuvas e outras

das mais diversas condições climáticas, é necessário que não se tenha

nenhum tipo de perda em sua estrutura mecânica, ou que ela fique mais

sensível devido a exposição a essas condições.

Por isso a importância do tratamento de zincagem a quente nestas

estruturas. O processo pode ser definido pelos seguintes passos:

Desengraxe: Remoção dos materiais orgânicos, óleos e graxas.

Lavagem: Remoção para retirar qualquer resíduo que permaneça na

peça.

Decapagem: É a imersão em ácido clorídrico para a remoção de

oxidações e impurezas inorgânicas.

Lavagem: As peças são lavadas em água corrente em banhos

subsequentes, para remover resíduos da decapagem.

Fluxagem: Exerce a função umectante (ou mordente) proporcionando

um eficiente molhamento da peça pelo zinco.

Secagem: Diminuir o choque térmico das peças a serem galvanizadas, e

prevenir contra respingos de zinco durante a imersão da peça no zinco fundido.

Banho de Zinco Fundido: A peça é mergulhada em um tanque de

temperatura entre 445ºC à 455ºC, o tempo de imersão pode variar de 10 à 300

segundos, o seu fim se dá ao cessar do borbulhamento da superfície do banho,

Page 25: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

25

quanto mais tempo imerso no tanque mais espessa será a camada de zinco

sobre o aço.

Figura 2.1 layout do processo de galvanização. Fonte: Arquivo do grupo

Para o desenvolvimento da automação do layout do processo de

galvanização mostrado na figura 2.1, foi necessário primeiramente definir o

dimensionamento dos tanques e das gancheiras mostrados na figuras 2.2 e o

desenvolvimento do diagrama de forças tanto no movimento vertical, quanto no

movimento horizontal mostrados na figura 2.3.

Figura 2.2 Dimensionamento dos tanques e da gancheira. Fonte: Arquivo do grupo.

Page 26: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

26

Figura 2.3 Diagrama de forças verticais e horizontais. Fonte: Arquivo do grupo.

Para determinar qual motor e cabo seria utilizado na automação

foram necessários os desenvolvimentos de alguns cálculos apresentados no

capítulo.

Page 27: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

27

3 MECANISMOS DE LOCOMOÇÃO

A locomoção das peças galvanizadas será feita por uma ponte rolante

que irá se deslocar por todo o percurso dos tanques de galvanização. Ela será

composta por vigas com cremalheiras que sustentam uma outra viga na

transversal que é movida por um motofreio ligado a um pinhão que faz o

movimento de avanço e de retroação. Na viga transversal o sistema de

movimentação de material será realizado por uma talha com um trolley elétrico.

O trolley utilizar um sistema de polias que o movimentam por todo o corpo da

viga transversal, já a talha será automatizada junto ao trolley utilizando um

sistema de cabo de aço podendo assim suspender materiais até 990Kg.

3.1 Vigas

As vigas são elementos essenciais no sistema, são elas que suportam

todas as tensões do sistema e o transmitem ao decorrer de todo o seu corpo

para os pontos de apoio, suportando assim todo o esforço a qual foi submetida.

O esforço que as vigas serão submetidas não serão muito grandes, porém o

perfil que apresenta maior resistência mecânica é a de perfil I.

A viga de perfil I suporta um alto índice de momento de inercia no eixo y

devido a sua geometria em relação a esse eixo (Figura 3.1), criando assim uma

maior resistência a fecha, flexão, torção e as tensos que o sistema está

submetido, além de ser uma viga totalmente usual e com um ótimo custo

benefício.

Page 28: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

28

Figura 3.1 – Eixos de referência da viga Fonte: Arquivo do grupo

3.2 Cremalheira

A barra de cremalheira (Figura 3.2) serve para guiar o pinhão do

motofreio através de todo o percurso, guiando-o no avanço e na retroação. Ela

também sofre a força que o motofreio utiliza para poder realizar o trabalho e

com isso sofre um desgaste. Esse desgaste pode ser diminuído com a inserção

de um óleo mineral, para que seja diminuído o atrito entre pinhão e a

cremalheira.

Figura 3.2 – Barra de cremalheira Fonte: Arquivo do grupo

Page 29: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

29

3.3 Motofreio

O motofreio possui um eletroímã que é acionado por corrente contínua,

o funcionando com tensões contínuas obtidas através de uma ponte

retificadora e alimentada com tensão alternada que é fornecida por uma ponte

retificadora localizada na caixa de bornes que admite três sistemas de ligações,

proporcionando frenagens lentas, médias e rápidas. O motofreio é

desenvolvido para utilização em equipamentos onde são necessárias paradas

por questão de segurança, posicionamento e economia de tempo tais como:

máquinas-ferramentas, transportadores, pontes rolantes, etc.

Figura 3.3 – Motoredutor Fonte: catálogo da empresa SEW

3.4 Trolley e talha

A movimentação na vida transversal é feita por um trolley que possui um

motor independente do sistema que faz o movimento de polias que percorrem

todo o perímetro latitudinal da viga, movimentando assim a talha para que

possa realizar seu trabalho. A talha por sua vez é composta também por um

motofreio e uma caixa de redução que gera uma força para suspender e

sustentar a carga desejada.

Page 30: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

30

Figura 3.4 – Desenho técnico da talha elétrica e seu trolley Fonte: catálogo da empresa Sansei

Page 31: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

31

4 Custo de viabilidade para implantação da ponte

De acordo com a NPC 2 do IBRACON, “Custo é a soma dos gastos

incorridos e necessários para a aquisição, conversão e outros procedimentos

necessários para trazer os estoques à sua condição e localização atuais, e

compreende todos os gastos incorridos na sua aquisição ou produção, de

modo a colocá-los em condições de serem vendidos, transformados, utilizados

na elaboração de produtos ou na prestação de serviços que façam parte do

objeto social da entidade, ou realizados de qualquer outra forma.”

Desta forma, custo é o valor gasto com bens e serviços para a produção

de outros bens e serviços. Exemplos: matéria prima, energia aplicada na

produção de bens, salários e encargos do pessoal da produção.

Custos é uma técnica utilizada para identificar, mensurar e informar os custos

dos produtos e/ou serviços, ela é voltada para a análise de gastos da entidade

no decorrer de suas operações: passado x futuro (verificação de lucros;

controle e decisão) através de um processo ordenado de utilização dos

princípios fundamentais da contabilidade para registrar os custos de operação

de um negócio.

Objetivos da Contabilidade de Custos:

• Resolver os problemas mais complexos de estoques e em registrar detalhada

e convenientemente as informações sobre as operações realizadas pela

empresa, para oportuna composição dessas informações sob diversas formas

objetivando;

• Proceder à operação detalhada dos resultados;

• Auxiliar o controle dos gastos;

• Subsidiar a tomada de decisões.

Utilizando do sistema de custeio, apresentamos o custo total incluindo a

compra de peças prontas e a terceirização do serviço para instalação do

sistema elétrico.

Page 32: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

32

Tabela 4.1: Custo Total Ponte Rolante Fonte: Arquivo do Grupo

5 CÁLCULOS DE MOVIMENTOS VERTICAIS (GANCHEIRA)

5.1 Velocidade

Devido ao tratamento galvânico com nitrato de ouro ser de um alto

custo, devemos evitar o desperdício de materiais, então para evitar respingos a

locomoção da gancheira deve ser bem lenta assim:

:

5.2 Aceleração

2

1 2.800,00R$ 2.800,00R$

16 0,45R$ 7,20R$

16 0,20R$ 3,20R$

32 0,08R$ 2,56R$

16 0,12R$ 1,92R$

4 500,00R$ 2.000,00R$

4 50,00R$ 200,00R$

4 250,00R$ 1.000,00R$

4 1,50R$ 6,00R$

4 0,90R$ 3,60R$

16 10,20R$ 163,20R$

1 540,00R$ 540,00R$

6 540,00R$ 3.240,00R$

32 0,90R$ 28,80R$

32 0,20R$ 6,40R$

64 0,08R$ 5,12R$

32 0,12R$ 3,84R$

1 10.000,00R$ 10.000,00R$

18 300,00R$ 5.400,00R$

2 1.500,00R$ 3.000,00R$

1 4.356,00R$ 4.356,00R$

70:00:00 2.766,60R$

20:00:00 908,30R$

10.000,00R$ 10.000,00R$

7.500,00R$ 7.500,00R$

Extimativa de horas para fabricação

Instalação elétrica

Gastos Gerais de Fabricação

Parte elétrica incluindo painéis

Roldana Guia

Fixador da Roldana

Bucha Espaçadora

Componentes

Viga Principal

Viga de Sustentação

Itens comprados

CUSTOS DE PRODUÇÃO

ROLAMENTO NSK 6206ZZ

VIGA I 5'' 2ª ALMA X 6000

CUSTO TOTAL PARA

PRODUÇÃO:53.942,74R$

BARRA REDONDA LAMINADA 5.1/2'' X 70 MM - (SAE 4340)

BARRA REDONDA TREFILADA 1. 3/4"X160 SAE 4340

TUBO MECANICO ST 52 63 X43X20

VIGA I 5'' 2ª ALMA X 6000

PARAFUSO S.X.T RC 1/2'' X 3''

PORCA SEXTAVADA 1/2"

ARRUELA LISA 1/2"

ARRUELA DE PRESSÃO 1/2"

Motor BMG61/122 - USADO

Barra de cremalheira 20X60X2000

Pinhão

Talha com Trolley Elétrico TES-A01-09E-12 - SANSEI

PONTE ROLANTE

MOVIMENTADOR DE MATERIAIS

ARRUELA DE PRESSÃO 1/2"

ANEL ELASTICO I62

ANEL ELASTICO E28

Componentes

PARAFUSO SEXTAVADO RI 1/2" X 1 1/2"

Chapa lisa 3/8x2000x3000

PORCA SEXTAVADA 1/2"

ARRUELA LISA 1/2"

Page 33: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

33

5.3 Espaço

5.4 Tempo de movimentação da gancheira entre os banhos

*Espaço entre os tanques = 1,8m

Com os dados abaixo podemos definir as forças presentes neste

movimento.

Carga Max: 100 kg (gancheira)

Velocidade:

Aceleração:

Percurso total

5.5 Força de subida da gancheira (Fs)

*Movimento retilíneo uniformemente acelerado.

Page 34: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

34

5.6 Força de Descida

5.7 Cabo de Aço

Segundo (Melconian, 2008), o cabo ideal para ponte rolante é o de 6x41

warrington seale. Considerando a carga máxima da gancheira sendo: 985N

Tc= tensão no cabo

5.8 Coeficiente de segurança (K)

Para ponte rolante o indicado é entre 6 – 8 (Melconian, 2008).

Fc= Força do cabo.

Tc= Tensão do cabo.

K= Coeficiente de segurança.

Utilizando a tabela NBR ISSO 2408: 2008, a carga de ruptura mínima

efetiva em KN do cabo especificado é de 6462 N, com a tabela podemos definir

o diâmetro do cabo.

5.9 Diâmetro

5.10 Diâmetro Tambor e Polias

Segundo Melconian, 2008 o diâmetro deve ser trinta e uma vezes no

mínimo vinte e seis vezes.

Recomendado:

Page 35: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

35

Mínimo:

5.11 Rotação da Polia e Tambor

Para encontrarmos a rotação da polia devemos encontrar a velocidade

angular e a freqüência, dessa forma podemos encontrar a rotação.

5.12 Velocidade angular

5.13 Frequência

Segundo Melconian, (2008), o numero de ciclos que um ponto

movimenta-se em trajetória circular, descreve-se:

f

f

f

5.14 Rotação da Polia

5.15 Potência Motor Vertical

A potência para movimentar a gancheira deve ser:

Page 36: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

36

Pmv = Potencia Motor Vertical

Fs = Força Subida

V = Velocidade

Consultando sites e fornecedores, encontramos um motor de 250 W com

o torque suficiente para nossa aplicação.

Situação Problema:

O motor escolhido possui uma rotação de 820 rpm, porem precisamos

de 6rpm, assim calculamos um redutor com polias.

5.16 Redutor de Rotação com Polias.

RPM motor = 820 rpm

RPM tambor (desejado) = 6 rpm

Desta forma:

Figura 5.2 Caixa redutora. Fonte: Arquivo do grupo.

Page 37: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

37

5.17 Torque

Após o cálculo da caixa redutora podemos calcular o torque que teremos para

movimentar a gancheira.

6. CÁLCULOS DE MOVIMENTOS HORIZONTAIS:

Este movimento deve sem feito em baixa velocidade, igual ao movimento vertical,

visando amenizar o desperdício de material, já que é composto de nitrato de ouro e

qualquer grama é prejuízo certo.

Page 38: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

38

Utilizaremos os mesmos valores que os apresentados no movimento vertical:

Velocidade =

Aceleração =

Espaço =

Tempo =

Dados para definir as forças

6.1 Força Movimento horizontal

Figura 5.3 Diagrama de forças horizontal. Fonte: Arquivo do grupo.

A figura 1 representa as forças presentes neste movimento. A equação a seguir

determina a necessária para movimentar o carro.

*Foram desconsideradas as somatórias das forças, com isso obtivemos uma Força

tangencial muito menor que a real, de qualquer forma buscaremos um motor com

potência suficiente para este projeto.

6.2 Potência do motor

Com o valor obtido buscamos em alguns fornecedores encontramos o motor que

atende a nossa necessidade. Sendo:

Page 39: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

39

P = 250W

Rpm = 820

Devido à alta rotação do motor especificado, é necessário calcular um conjunto

redutor.

Como motor utilizado para movimentação horizontal será o mesmo que o da

movimentação vertical será aproveitado alguns valores já calculados anteriormente

(velocidade angular, frequência e rotação).

Lembrando que os valores de velocidade, aceleração e tempo deve ser

considerado os mesmo que o do movimento vertical.

6.3 Rotação do pinhão

Diferente do conjunto do redutor do movimento vertical, este conjunto redutor

contará com um pinhão no final do conjunto.

Figura 5.4 conjunto redutor. Fonte: Arquivo do grupo.

logo,

Dimensionamento do pinhão

6.4 Torque no pinhão:

MT =

MT = 9554,14 x 41,66

MT = 397877 N.mm

OBS: Rotação será a utilizada no tambor.

6.5 Relação de transmissão:

Page 40: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

40

6.6 Fator de durabilidade:

6.7 Calculo da pressão admissível:

6.8 Fator de Serviço:

Fator de serviço para carga pesada com 10 h de serviço diário:

φ , p/ 10 horas

6.9 Diâmetro Primitivo (D1)

Devido a caixa de redução é necessário que o diâmetro neste caso seja de 200

mm.

6.10 Módulo

m

m

m

6.11 Módulo Normalizado

mn mm

Page 41: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

41

6.12 Volume mínimo do pinhão

x

x

x

x

6.13 Largura do pinhão

b

b

b , mm ou 9 mm

6.14 Flexão no pé do dente

Obs: Tensão admissível p/ SAE 4340 = 170

6.15 Força tangencial

t

t

t , N

6.16 Fator de forma

Segundo Melconian, (2008) o fator forma é determinado pela tabela.

Z1 = 15 dentes

Q= 3,9

Page 42: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

42

6.17 Características Geométricas do Pinhão

6.18 Passo (p)

p mn .

p . ,

p mm

6.19 Vão entre os dentes (v)

6.20 Altura da cabeça do dente (a):

a mn

a mm

6.21 Altura do pé do dente (b):

b ,2 . mn

b ,2 .

b , mm

6.22 Altura total do dente (h):

h 2,2 . mn

h 2,2 .

h , mm

6.23 Espessura do pé do dente (e):

e

Page 43: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

43

e

e 22 mm

6.24 Folga da cabeça (c):

c ,2 . mn

c ,2 .

c 2, mm

6.25 Diâmetro primitivo (d1):

d 2 mm

6.26 Diâmetro interno (di):

di d – (2, . mn)

di 2 (2, . )

di , mm

6.27 Diâmetro externo (de):

de, mn ( 2)

de, ( 2)

de, 2 mm

Características geométricas da cremalheira

6.28 Passo (p)

p mn .

p . ,

p , mm

6.29 Altura da cabeça do dente (a)

a mn

a mm

Page 44: O FUNCIONAMENTO DA PONTE ROLANTE DURANTE O PROCESSO DE ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE

44

6.30 Altura do pé do dente (b)

b , . m

b , .

b 2 ,2 mm

6.31 Altura total do dente (h)

h 2, . mn

h 2, .

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APÊNDICE A

Deduções

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Tabela 1 Resultado dos cálculos. Fonte: Arquivo do grupo

Resultados Critério de pressão (desgaste)

Torque no pinhão MT = 397877 N.mm

Relação de transmissão

Fator de durabilidade (w)

pressão admissível

Volume mínimo do pinhão x

Modulo Normalizado 14 mm

Diâmetro primitivo normalizado 200 mm

Largura do pinhão 9 mm

Verificação da flexão no pé do dente

Força tangencial t , N

Fator de forma q = 3,9

Tensão atuante

Material SAE 4340 = Pinhão aprovado

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