ARTHUR TAMASAUSKASMETODOLOGIA DO PROJETO BSICO DEEQUIPAMENTO DE MANUSEIO E TRANSPORTEDE CARGAS - PONTE ROLANTE- APLICAONO-SIDERRGICADissertaoapresentadaEscolaPolitcnicadaUniversidadedeSoPauloparaobtenodottulodeMestreemEngenharia MecnicaSO PAULO, 2000IIAgradecimentosAoorientadorprof.Dr.PauloCarlosKaminskipelasemprepresente e eficaz orientao;Ao prof. Dr. Gilberto Marta de Souza pela motivao e apoio;Aosmeuscolegasengenheiroseprofessoresque,dealgumaforma, contriburam para a realizao deste trabalho;minhaesposaMnicaeaosmeusfilhosIgor,NicholaseIuri; por tudo.IIIMetodologia do projeto bsico de equipamento demanuseio e transporte de cargas - Ponte Rolante -aplicao no siderrgicaResumoNestetrabalhoapresentam-seodesenvolvimentodaseqncia,modeloseprocedimentosquepossibilitamoprojetobsicodeumequipamentodemanuseioetransportedecargas-PonteRolante-aplicao no-siderrgica.Aborda-se mais especificamente o modelo para determinao doscomponentesprincipais,bemcomoumasugestoparaverificaomecnica e estrutural destes componentes.A partir deste modelo, desenvolveu-se uma seqncia objetiva doponto de vista de engenharia para a configurao do equipamento.NoApndiceBapresentadoodesenvolvimentodoprojetobsico de um dos subconjuntos de uma Ponte Rolante.IVMethodology for material handling equipment- ElectricOverhead Traveling Crane - industrial type - basicdesignAbstractInthisworkisbeingpresentedthedevelopmentandproceduresthat enable the basic design of anElectric Overhead Traveling Crane.Inparticularareshowedmodelsformainpartsspecificationandsuggestions for performing mechanical and structural analysis.Basedonthismodel,anobjectiveformulationoftheprojectengineering point of view is used for choosing the configuration of basicdesign.In appendix B is showed the development of a subassembly for anElectric Overhead Traveling Crane.Vndice GeralItem Pg.1- INTRODUO1.1 Objetivos............................................................................................... 11.2 Configurao do Equipamento Objeto da Metodologia....................... 21.3 Desenvolvimento Proposto................................................................... 32 - FUNO E CLASSIFICAO DAS MQUINAS DE ELEVAO ETRANSPORTE DE CARGAS2.1 Comentrios Gerais............................................................................... 52.2 Classificao dos Mecanismos e Estruturas......................................... 82.3 Informaes Tcnicas Necessrias para a Configurao doEquipamento......................................................................................... 82.4 Fluxograma Geral do Projeto................................................................ 10 2.5 Anlise das Normas Citadas para o Projeto .......................................... 113 - MOVIMENTO VERTICAL DA CARGA3.1 Requisitos Necessrios......................................................................... 123.2 Comentrios Gerias.............................................................................. 183.3 Mecanismo de Elevao....................................................................... 194 - MOVIMENTO DE TRANSLAO DO CARRO (DIREO)4.1 Comentrios Gerais............................................................................... 304.2 Mecanismo de Translao do Carro (Direo)..................................... 335 - ESTRUTURA DO CARRO5.1 Configurao da Estrutura do Carro..................................................... 435.2 Determinao do Centro de Foras do Carro........................................ 475.3 Anlise dos Resultados......................................................................... 50VI6 - ESTRUTURA DA PONTE6.1 Determinao Preliminar das Vigas Principais..................................... 536.2 Localizao da Seo Crtica das Vigas Principais, Devido a Flexocom Seco Constante e sem Singularidades de uma Ponte Rolante..................... 556.3 Clculo das Tenses na Seo Crtica.................................................. 577 - MOVIMENTO DE TRANSLAO DA PONTE ROLANTE7.1 Configuraes Usuais........................................................................... 637.2 Determinao dos Motores de Translao da Ponte............................. 647.3 Sugesto para Determinao do Dimetro das Rodas da PonteRolante.................................................................................................. 658 - SISTEMAS DE COMANDO DA PONTE ROLANTE8.1 Comentrios Gerais............................................................................... 719 - DISCUSSO DOS RESULTADOS E CONCLUSO9.1 Comentrios Gerais............................................................................. 7210 - REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS............................................................ 7411 - APNDICESA - SISTEMAS MAIS USUAIS DE CONTROLE DE ROTAO DE MOTORES ELTRICOS ALIMENTADOS EM CORRENTE ALTERNADAA.1 Freio de Corrente de Foucault............................................................ 77A.2 Sistema de Controle com Frenagem Dinmica - Com Injeo de CC. 78A.3 Sistema de Controle com Resistor no Secundrio............................... 80A.4 Sistema de Controle de Dupla Velocidade.......................................... 82A.5 Sistema de Controle com Resistor no Secundrio e Freio deFoucault............................................................................................... 83A.6 Sistema de Controle por Contratorque................................................. 84A.7 Sistema de Controle com Infinitos Pontos de velocidade.................... 86A.8 Sistema de Controle com Velocidade nica........................................ 89VIIB - EXEMPLIFICAO DA METODOLOGIA, PARA UM CASOESPECFICO, DE UM MECANISMO DE LEVANTAMENTO DE CARGAS DE UMA PONTE ROLANTE, APLICAO NO- -SIDERRGICA.B.1 Dados Tcnicos de Entrada Necessrios Para a Configurao Bsica da Ponte Rolante.................................................................................. 91B.2 Mecanismo do Sistema de Levantamento........................................... 95VIIIListas de FigurasPg.Figura 1 - Equipamento de Manuseio e Transporte de Cargas - Ponte Rolante Convencional - Aplicao noSiderrgica2Figura 2a - Fluxograma Geral do Projeto 10Figura 2b - Normas X Componentes 11Figura 3 - Requisito para a Especificao Tcnica doMecanismo do Sistema de Levantamento 13Figura 4 - Conjunto do Bloco do Gancho 19Figura 5a - Sistema de Cabeamento Exponencial 20Figura 5b - Sistema de Cabeamento Simples 20Figura 5c - Sistema de Cabeamento Gmeo 20Figura 6a - Sistema Gmeo de Cabeamento - 4 cabos 21Figura 6b - Sistema Gmeo de Cabeamento - 8 cabos 22Figura 6c - Sistema Gmeo de Cabeamento - 16 cabos 22Figura 7 - Desenho Esquemtico do Tambor 24Figura 8 - Desenho Esquemtico do Mecanismo de Levantamento 26Figura 9 - Desenho Esquemtico da Conexo Tambor X Redutor 29Figura 10 - Requisito para Especificao Tcnica do Mecanismo do Sistema deTranslao do Carro 30Figura 11 - Sistema de Translao tipo A-1 - Carro 33Figura 12 - Grfico Potncia X Tempo 37Figura 13 - Carga Relativa / Fator rm39Figura 14 - Dimetro da Roda / Resistncia Especfica ao Deslocamento 40Figura 15 - Carro da Ponte Rolante 43Figura 16 - Posicionamento do Redutor de Levantamento naViga 1 do Carro 44Figura 17 - Localizao da Viga 2 do carro 44Figura 18 - Travessa de Interligao Viga 1 e Viga 2 45IXFigura 19 - Indicao da Linha de Centro dos Mancais dasRodas do Carro 46Figura 20 - Configurao da Estrutura com as Bases deAssentamento dos Componentes 46Figura 21 - Esquematizao para Determinao das Reaespor Roda do Carro 47Figura 22 - Esquematizao para Reaes 47Figura 23a - Esquematizao de Carregamento 48Figura 23b - Indicao do Carregamento nos Respectivos Ns 49Figura 24 - Requisito para Anlise Estrutural do Carro 50Figura 25 - Localizao da Seo Crtica de Viga da Ponte RolanteDevido a Flexo, com Seco Constante e sem Singularidade 55Figura 26 - Esquematizao de Cargas no Carro 56Figura 27 - Grfico de Tenso X Deformao 59Figura 28 - Requisito para Anlise Estrutural da Ponte 60Figura 29 - Sistema de Translao tipo A-1 63Figura 30 - Sistema de Translao tipo A-2 63Figura 31 - Sistema de Translao tipo A-3 63Figura 32 - Sistema de Translao tipo A-4 63Figura 33 - Sistema de Translao tipo A-5 64Figura 34 - Sistema de Translao tipo A-6 64Figura 35 - Disposio dos Componentes para Translao A-4 64Figura 36 - Desenho Esquemtico da Ponte Rolante 65Figura 37 - Desenho Esquemtico em Planta da Ponte Rolante 66Figura 38 - Desenho Esquemtico para Indicao daResultante 66Figura 39 - Desenho Esquemtico para o Peso da Ponte Exceto Carro 67Figura 40 - Desenho Esquemtico para Cabine 67Figura 41 - Desenho Esquemtico Indicando o Carro semCarga 68Figura 42 - Requisito para Especificao do Mecanismo doSistema de Translao da Ponte 69Figura 43 - Curva de Torque X Rotao - Injeo de C.C. 79XFigura 44 - Curva de Torque X Rotao - Resistor noSecundrio 81Figura 45 - Curva de Torque X Rotao - Dupla Velocidade 82Figura 46 - Curva de Torque X Rotao - Resistor noSecundrio e Freio de Foucault 84Figura 47 - Curva de Torque X Rotao - Contratorque 85Figura 48 - Curva de Torque X Rotao - "Infinitos Pontos deVelocidade" 87Figura 49 - Diagrama de Blocos - Movimentos Verticais 88Figura 50 - Diagrama de Blocos - Movimentos Horizontais 89Figura 51 - Curva de Torque X Rotao - Velocidade nica 90XINotaoNotao Unidade Descrioa1[mm] Distncia entre o incio das primeiras ranhuras ao centro do tambora2[mm] Distncia entre oclip de fixao do cabo de ao e o flange externodo tambora3[mm] Distnciadocentrodeforasdopesoprpriodosistemadetranslao da ponte ao ponto de apoioa4[mm] Distnciadalinhadecentrodaaodaresultantenocarro(determinada entre Ft c e SL - carga de servio) roda mais prximado carro.ac[mm] Passo do cabo de aoap[m/s2] Acelerao da pontear[mm] Distncia entre rodas do carroav[mm] Vo do carrob [mm] Largura til do boleto de um trilhob1[mm] Distnciaentrealinhadecentrodacargaearodamaisprxima,ou mxima aproximao do gancho em relao s lateraisb2[mm] Distnciaentrealinhadecentrodoganchoaopontodeapoioouaproximao do gancho, lado opostob3[mm] Distnciadocentrodeforasdopesoprpriodacabineaopontode apoioXIINotao Unidade Descrioc1[Adim] Coeficienteaplicadopressolimiteemumaroda,sendofunoda rotao da mesmac2[Adim] Coeficienteaplicadopressolimiteemumaroda,sendofunodo grupo a que pertence o mecanismoCc[N.m] Conjugado do motor considerando a ponte operando com carga tilCr[Adim] Conjugado relativoCv[N.m] Conjugado do motor considerando a ponte operando sem carga tildc[mm] Dimetro externo do cabo de aodcp[mm] Dimetro externo do cabo de ao padronizadoDep[mm] Dimetro de enrolamento das polias mveis e fixasDepc[mm] Dimetro de enrolamento da polia equalizadoraDet[mm] Dimetro de enrolamento do tamborDr[mm] Dimetro da rodaDrc[mm] Dimetro da roda do carroDrp[mm] Dimetro da roda da ponteF' [N] Peso prprio total do sistema de levantamentoF'' [N] Peso prprio estimado da estrutura do carroF''' [N] Peso prprio estimado do sistema de translao do carroF3[N] Peso prprio devido cabine de comandofac[mm] Flecha total nas vigas principaisfc[mm] Flecha devido ao carro e cargafc1[mm] Flecha devido ao carro e carga, considerando-se a viga selecionadafc2[mm] Flechadevidoaoprpriopesodaviga,considerando-seavigaselecionadaXIIINotao Unidade Descriofc3[mm] Flechadevidocabinedecomando,considerando-seavigaselecionadaFcmx[N] Carga mxima estimada na roda do carroFcmn[N] Carga mnima estimada na roda do carrofct[mm] Flecha total na viga principal, estimativaFp[N] Peso prprio total da ponte exceto carro e cargaFpc[N] Peso prprio total a ser transladado da ponte, incluindo o carroFpmx[N] Carga mxima estimada na roda da ponteFpmin[N] Carga mnima estimada na roda da pontefr[Hz] Frequncia - 60 HzFrc[daN] Carga mdia nas rodas do carroF'rc[daN] Carga mdia estimada na roda do carroFrp[daN] Carga mdia estimada na roda da ponteFt[N] Peso prprio do sistema de translao (1 conjunto)Ftc[N] Peso prprio estimativo total do carro, exceto carga tilFtc1[N] Peso prprio do carro exceto acessrios e carga tilFtcc[N] Peso prprio total estimativo do carro mais carga tilg1[m/s2] Acelerao da gravidadeH1[Adim] Coeficiente que incide sobre o dimetro de enrolamento dos cabossobrepoliasetamboresefunodogrupoaquepertenceomecanismoH2[Adim] Coeficiente que incide sobre o dimetro do enrolamento dos cabossobre polias e tambores e funo do sistema de cabeamentohl[mm] Altura de elevao ou curso til do bloco do ganchoI(%) [Adim] Intermitncia para os motores ou fator de marchaXIVNotao Unidade DescrioIx[mm4] Momento de inrcia para a viga da ponte devido ao carro e cargaIxl[mm4] Momento de inrcia das vigas laterais do carro (x)Iyl[mm4] Momento de inrcia da travessa do carro (y)Ixs[mm4] Momento de inrcia estimativo para seleo da viga da ponte (x)Ixt[mm4] Momento de inrcia da travessa do carro (x)Ixv[mm4] Momento de inrcia da viga selecionada (x)Iyt[mm4] Momento de inrcia das vigas laterais do carro (y)KI[Adim] Coeficiente de segurana no caso I de solicitaoKm[Adim] Quocienteobtidodividindo-seoconjugadomximopeloconjugado nominal do motorlp[mm] Vo da ponte rolantelt[mm] Comprimento do tamborMc[N.m] Torque proveniente da carga no eixo onde aplicado o freioMcc[N.m] Torque do motorMF3[N.mm] Momento devido cabine de comandoMfc[N.m] Mnimo torque de frenagemMFt[N.mm] Momento devido ao peso prprio do sistema de translao da ponteMFtc1[N.mm] Momentodevidoaopesoprpriodocarroexcetoacessriosecarga tilMG1[N.mm] Momento devido carga distribudaMG2[N.mm] Momento devido s cargas concentradasMGT[N.mm] Momento total devido aos pesos prprios e cargas distribudasMH[N.mm] Momento horizontalML[N.mm Momento devido a carga de servioXVNotao Unidade DescrioMtl[N.m] Mnimotorquedefrenagempara1freioaplicadonosistemadelevantamento, considerando um sistema de controle de rotao domotor "no mecnico"Mx[Adim] Coeficiente de majorao aplicvel no clculo das estruturasnc[Adim] Nmero total de cabos de sustentao da cargane[Adim] Nmero de pares de engrenagensnl[rad/s] Rotao do eixo do motornp[Adim] Nmero de polias em rotao a contar da compensadora, para umsistema gmeo de cabeamentonpm[Adim] Nmero de polos do motor eltriconrc[Adim] Nmero de rodas do carronrt[Adim] Nmero total de ranhuras no tambornru[Adim] Nmero de ranhuras teisnt[rad/s] Rotao do eixo do tamborP [KW] PotnciaP1[KW] PotncianecessriadeummotoreltricoparaomovimentodelevantamentoPa[KW] Potncia de aceleraoPf[KW] Potncia de frenagemPlim[daN/mm2] Presso limite sobre uma rodaPmt[KW] Potncia trmica equivalentePr[KW] Potncia de regimePs[KW] Potncia de seleoPst[KW] Potncia de seleo pelo critrio da potncia trmica equivalentePvt[KW] Potncia necessria do ponto de vista trmicoXVINotao Unidade DescrioQ [Adim] Coeficiente para determinao do dimetro dos cabos de aoqv[N/mm] Carga distribuda na vigar [Adim] Fator de carga relativorm[Adim] quocienteentreapotnciadecatlogodomotoreapotnciaderegime a plena cargaR1[N] Fora resultante entre Ftc1 e SLRil[Adim] Relao de transmisso do redutor de levantamentoSL[N] Solicitao devida carga de serviot [s] TempoT [s] Tempo total do cicloTc[daN] Esforo mximo de trao dos cabos de aota[s] Tempo de aceleraote[s] Tempo do motor energizadotf[s] Tempo de frenagemtr[s] Tempo de regimev [m/s] velocidade de translaovL[m/s] Velocidade de elevao de cargavtc[m/s] Velocidade de translao do carrovtp[m/s] Velocidade de translao da ponteW [KN] Fora peso total a ser transladadaW' [Kg] Massa total transladadaWt[N/KN] Resistncia especfica ao deslocamentoWu[N] Carga til iadaWx/y[mm3] Mdulo de resistnciaXVIINotao Unidade Descriox [mm] Distncia da linha de centro do trilho da ponte at a seo da vigaonde corre o momento mximo [Adim] Deformao (%) [Adim] Coeficientequelevaemconsideraoainrciadasmassasgirantes reduzidas ao eixo do motor [Adim] Coeficientedinmicoaseraplicadosolicitaodevidavelocidade de levantamento1[Adim] Rendimentomecnicodosistemadereduoentreomotoreotambor2[Adim] Rendimento mecnico do mancal de apoio do tambora1[MPa] TensoadmissvelatraooucompressonocasoIdesolicitaoc[Adim] Rendimento mecnico do sistema de cabeamentoe[MPa] Tenso limite de escoamentoI[MPa] Tenso atuante no caso I de solicitaomx[MPa] Tenso mximamect[Adim] Rendimento mecnico do sistema de translaoo[Adim] Coeficiente funo do tipo de equipamentop[Adim] Rendimento mecnico do mancal da poliaXVIII1. Introduo1.1 ObjetivosHistoricamente,aabordagemsobreasMquinasdeElevaoeTransporte de Cargas (METs)temincioemmodelosjconfigurados.Comochegaraestesmodelos?AliteraturatradicionalsobreoassuntoaindabastanteutilizadacomoostrabalhosdeH.Ernst [04] eRudenko[05].Estestextosbuscamnortearodesenvolvimentodoprojetoeparaoengenheiroqueiniciaoestudo,existeumalacunaentreoexistente,queserverificado,eaformaqueoequipamentoirpossuir,partindo-sedosobjetivosaserematendidos, na viso macro.As normas que regulamentam asMETsnotecemcomentriossobreos modelos matemticos nem sobre o desenvolvimento da configurao.DopontodevistaprticodaEngenhariadeProjetos,seriaconveniente,apartirdeumaseqncia,adefiniodaconfiguraopossveldas METs, para ento, a utilizao dos modelos matemticos e recomendaesnormalizadas.Paratanto,necessrioconstruiraseqnciamacro,desdeosobjetivosqueasMETsdevematendernoprocessoatasuaconfiguraobsicaerespectivasimplicaesnosistema.Esteoobjetivocentraldestetrabalho.XIX1.2 Configurao do Equipamento Objeto da MetodologiaAFigura1representaesquematicamenteumaponterolanteconvencional no-siderrgica.A seqncia proposta similar a esta configurao.Figura1.Equipamentodemanuseioetransportedecargas-Ponterolanteconvencional - Aplicaono-siderrgica [13]Comosepodeobservarnafigura1,omovimentodesubidaedescidadacargaexecutadopelosistemadelevantamento,omovimentohorizontalperpendicularaslateraisdoprdioexecutadopelosistemadetranslaodocarroeomovimentolongitudinalexecutadopelosistemadetranslaodaponte.Ca mi nho de Rol a me nt oPont eCarroVi gaTest ei r aSi s t emadeLe va nt a me nt oBl ocodoGanchoSi s t emadeTr ans l ao doCarroSi s t emadeTr a ns l a o daPont eXX1.3 Desenvolvimento PropostoPretende-senestetrabalhodesenvolverprocedimentosbsicosquepossibilitem determinar a seqncia, bem como a anlise, de partes mecnicaseestruturaisprincipaisdeumamquinadeelevaoetransportedecargas(MET) - Ponte Rolante no-siderrgica.Asnormasqueregemosprojetosdeequipamentosdemanuseiodecargasnassiderurgiasimpecritriostcnicosmnimosaseremobservadospelosprojetistas,comoporexemplo,espessuramnimaparaaschapasestruturais, dimetro mnimo do cabo de ao, etc...Trata-semaisespecificamentedaseqnciaparaadeterminaodaconfigurao geral, para um equipamento no siderrgico.AsnormasqueorientamosprojetosdasMETsprocurampadronizarcoeficienteseesforos,aplicadosamodelos,que,emcondiesnormaisdeoperaoemanuteno,atendemaosrequisitosdeseguranaedurabilidade,porm, no tecem comentrios sobre "como o equipamento foi configurado".Portanto, a idia procurar uma seqncia, desde os objetivos a que seprope o equipamento sua configurao bsica e, tambm a anlisepor meiodas ferramentas de engenharia e recomendaes de Normas.Apartirdaconstruodemodelos,pretende-sedesenvolverprocedimentosobjetivos,quepermitamaconfiguraobsicaadequadadoequipamento.Nocaptulo2serofeitasanlisessobreafunoeclassificaodasMETs, tecendo-se comentrios sobre os requisitos mnimos para configuraobsica do equipamento.No captulo 3, comentrios e anlises sero feitos sobre um sistema deelevao de cargas.No captulo 4, ser feita uma proposio para o sistema de translaodo carro.Nocaptulo5,teremosumaproposioparaanliseestruturaldocarro.Nocaptulo6,abordaremosaestruturadoequipamento,ouseja,asvigas. Trata-se de uma proposta para incio da configurao.XXINocaptulo7,seroabordadostpicosparaconfiguraodosistemadetranslaodoequipamento-longitudinal,bemcomoosmaisusuaissistemas de translaes.Nocaptulo8,seroanalisadasaspossveismaneirasdecomandodoequipamento MET.No captulo 9, sero feitas as discusses da seqncia proposta e aindae sugestes para futuros trabalhos.NoapndiceA,serofeitoscomentriosgeraissobreosmaisusuaissistemasdecontrolederotaodemotoreseltricosalimentadosemcorrentealternada, aplicados no levantamento, giro e translaes.No apndice B, ser exemplificado o desenvolvimento da metodologiaproposta,paraumcasoespecfico,deummecanismodelevantamentodecargas de um Ponte Rolante no-siderrgica.XXII2. Funo e Classificao das Mquinas deElevao e Transporte de Cargas2.1 Comentrios GeraisAs atividades inerentes a um processo produtivo esto vinculadas a umtransporte de cargas, seja de forma contnua ou descontnua.Quando se busca uma reduo de custos, um dos fatores importantes oencurtamentodasdistnciaspercorridastantopelamatria-primaquantopelo produto final processado.Olayout[07]deumprocessoestarvinculadoquantidadeproduzida.Portanto,quandoseiniciaumestudodeimplantaoouumamodificaonolayout,deve-selevaremconsideraoosdispositivoseequipamentosdemanuseioetransportedecargas,tantocontnuosquantodescontnuos [31] [32].Uma proposta de classificao dos equipamentos de manuseio de cargapode ser:(I) Equipamentos de manuseio contnuo:-transportadores de "correia";-transportadores de "caneca";-transportadores que utilizam "fusos";-etc.Estesequipamentoscaracterizam-seportransportedemateriaisagranel.(II) Equipamentos de manuseio descontnuo:-sistemas standard de levantamento (talhas);-monovias;-equipamento com levantamento de carga e giro;-pontes rolantes monovigas;XXIII-pontes rolantes com dupla viga (carro apoiado);-prticos rolantes;-semi-prticos rolantes;-guindastes;-etc.Nestesequipamentos,acargaiadapormeiodeumdispositivo,como por exemplo: bloco do gancho, eletroim, caamba, tenaz, barrade carga, etc.Existem tambm os equipamentos mistos:- Descarregadoresecarregadoresdematerialagranelnareaporturia ou siderrgica.H uma gama muito grande de tipos de equipamentos de manuseio decargas-ponte-rolante.E,tambmumavezdefinidootipo,poderemossubdividi-losem(i)deaplicaosiderrgica,(ii)deaplicao"no-siderrgica" e (iii) os equipamentos denominados standards.Paraumatimadisposiodemquinasnoprocessoecirculaodepessoas,devemossemprequepossvelposicionarosequipamentosdemanuseio de cargas em um plano acima do plano de circulao de materiais epessoas. Entretanto, em processos existentes, isto pode ser impraticvel.Dasurgemsoluesrazoveis,taiscomo:prticosemambientescobertos,empilhadeiras,etc.Taisequipamentosresolvemoproblemademanuseio,pormencarecemocustodetransportee,principalmente,provocamanecessidadedeumareamaiorparaoprocesso.Tmadesvantagem, ainda, de contribuir para elevar os nveis de acidentes internos.XXIVDevemos lembrar sempre que o equipamento far parte de um sistema[16], isto , se ele for apoiar em alguma estrutura, que a estrutura do prdio,estatambmfarpartedocustoinicialdeinvestimento.Ocustoinicialdeinvestimentod-senaimplantaoeoscustosdecorrentesdatransformaoda matria-prima so variveis.Sovriosequipamentosdemanuseiopossveisdeseremprojetados.Aconfiguraomacrodoequipamentoestardiretamentevinculadaaomovimento no espao da matria-prima que est sendo transformada.Pelo menos um dos movimentos comum quase grande maioria dosequipamentos.omovimentovertical.Aestemovimentopoderoestarassociados movimentos de translao e rotao.Acadamovimentoestarimplcitoummecanismo.Ouseja,comoexemplo:-movimento vertical: mecanismo de levantamento;-movimentodetranslaoperpendicularslateraisdoprdio:mecanismo de translao do carro (direo);-movimentodetranslaoaolongodoprdio:mecanismodetranslao longitudinal;-movimento de rotao da carga: mecanismo de giro;-movimentodelevantamentodalana(guindaste,porexemplo):mecanismo de levantamento da lana.Como podemos observar, a cada movimento da carga estar associadoum mecanismo independente, que poder ser motorizado ou no, dependendodoesforoenvolvidooutemponecessrioparaaexecuodomovimentopropriamente dito.Nodesenvolvimentodoprojeto,observamosqueemalgunsaspectosouparticularidadesaNBR8400[01]nofazmenoadiretrizesoumesmosugestesdeparmetrosaseremaplicados.Nestasomisses,adotaremosorecomendado em normas internacionais.Ocorrendo conflito, prevalecer o estipulado pela NBR 8400 [01].XXV2.2 Classificao dos Mecanismos e Estruturasumdosaspectosmaisimportantesparaoinciodoestudoqueculminar com a definio do equipamento.Tratando-sedeequipamentosdecustoelevado,ondenecessariamenteocorreramortizaodoinvestimentonotempo,requer-seumestudoaprofundadoparanotornar-seobsoletoemcurtoprazoenemserprojetadomuito acima das expectativas de uso.umadasetapasquejulgamoscomplexa,poisestoenvolvidosfatores internos e externos empresa.Hanecessidadedeprevercomooequipamentoiroperar,isto,apercentagemdecargausualdeoperaoemrelaocargamxima,bemcomo a freqncia de utilizao.Ou seja, desta forma poderemos classificar os mecanismos, bem comoas estruturas, conforme a norma brasileira ABNT NBR-8400 [01].2.3 Informaes Tcnicas necessrias para a ConfiguraoBsica do EquipamentoSonecessriososseguintesdadostcnicosparaodesenvolvimentoproposto:1.objetivo do equipamento;2.classificaodosmecanismoseestruturasconformeanormaNBR-8400[01];3.tenso de alimentao;4.ambiente de trabalho;5.sistemas de controle de rotao dos motores eltricos;XXVI6.carga til;7.tipo de comando (cabine, botoeira, etc.);8.dispositivo de fixao da carga;9.vo (entre centro de trilhos)10. altura de elevao;11. velocidades;12. comprimento do caminho do rolamento;13. disponibilidade fsica e dimensional do local de operao do equipamento;14. intermitncia(%)eclassedepartidaparaosmotoreseltricos,conformeNBR 8400 [01].XXVII2.4 Fluxograma Geral do ProjetoApresentamos, conforme Figura 2a, o Fluxograma Geral do Projeto,objeto deste trabalho:Sistema de ElevaoEstimativa de Peso Prprio paraEstrutura do CarroEstimativa de Peso Prprio doSistema de Translao do CarroConfigurao do CarroConfigurao Estrutural daPonte RolanteConfigurao do Sistema deTranslao da PonteFigura 2a. Fluxograma Geral do ProjetoXXVIII2.5AnlisedasnormascitadasnodesenvolvimentodoprojetobsicoNa tabela, conforme figura 2b, apresentamos genericamente, como oscomponentes mecnicos, estruturais e eltricos, sero abordados:MecanismosNBR 8400[01]CMAA70/83[02]NBR11723[11]Estruturas XDetalhes Construtivos paraEstruturasX XMotores Eltricos XComponentes Eltricos(Exceto Motores)XFigura 2b. Norma X Componentes.Comentrios:A Norma NBR 8400 [01] fixa diretrizes bsicas para os mecanismos eestruturas.Entretantoomissaemalgunsdetalhesconstrutivosestruturais,como por exemplo, as propores dimensionais e a flecha admissvel .Neste caso o recomendado pela CMAA 70/83 [02] ser observado.Tambmnofixadiretrizesparaoscomponenteseltricos.EstasdiretrizesseroextradasdasnormasCMAA70/83[02],NEC-NationalElectricalCode,IEC-InternationalElectricalCodeeNEMA-NationalElectrical Manufacturers Association.XXIX3. Movimento Vertical da Carga.3.1. Requisitos NecessriosOpresentedesenvolvimentoirater-seaumaponterolanteconvencionalno-siderrgica,ouseja,comostrsmovimentosbsicosdacarga: um vertical e dois horizontais.Noseroabordadosequipamentosstandardscomumentechamadosdetalhas,cujosmecanismossocompactoseseusprojetossopatenteados.Estesequipamentosstandardssoempregadosemsolicitaesnomuitointensas, apesar de em alguns casos possurem grande capacidade de carga.Conformeafigura3,apresentamososrequisitosparaaespecificaotcnica do mecanismo do sistema de levantamento.XXXS1 Dispositivo de Manuseio deCargasE1Norma S2 Nmero de Cabos de Ao deSustentao da CargaE2Objetivo S3 Dimetro do Cabo de AoE3Restries Fsicas S4 Tambor para Enrolamentodo Cabo de AoE4Altura de Elevao S5 Polias UtilizadasE5Temperatura Ambiente S6 Motor do Sistema deLevantamentoE6Agressividade doAmbiente S7 Redutor do Sistema deLevantamentoE7Carga til S8 Conexo Tambor X RedutorE8Estado de Solicitao doMecanismo S9 RolamentosE9Classe de Funciona -mento do Mecanismo S10 EixosE10Velocidade deLevantamento S11Freio Parada da CargaE11Tenso de Alimentao S12AcoplamentosE12Intermitncia (%) S13Sistema de Controle deVelocidadeE13Classe de Partida S14Limites Fim de CursoS15PinturaMECANISMODOSISTEMADELEVANTAMENTOS16Protees para osComponentes EltricosE: EntradaS: SadaFigura3.Requisitosparaaespecificaotcnicadomecanismodosistema de levantamentoXXXIComentrios:Entradas - EiE1 - Norma:A norma que rege o projeto a NBR 8400 [1];SeroutilizadasrecomendaesdeNormasInternacionaisondeaNBR8400 for omissa;Em caso de conflitos, prevalecer o recomendado pela NBR 8400 [1].E2 - Objetivo: o objetivo a que se destina o equipamento de manuseio e transporte decargas, no trabalho apresentado uma ponte rolante que opera com a utilizaodeumdispositivodelevantamentodecarga,denominadoblocodogancho,tambm conhecido tecnicamente como moito ou caixa de gancho.E3 - Restries Fsicas:Solimitaesfsicas,impostaspelolocalondeiroperaroequipamento,estaslimitaespodemserdeterminantesparaasuaconfigurao.E4 - Altura de Elevao: o curso til do bloco do gancho.E5 - Temperatura Ambiente:Atemperaturaambienteteminflunciadiretanaespecificaodaproteo das estruturas e componentes mecnicos, bem como na especificaodos componentes eltricos;Emalgumassituaesinfluenciamnoconfortodooperadordoequipamento.XXXIIE6 - Agressividade do Ambiente:Equipamentosqueoperam,comoporexemplo,emambientescorrosivos,possuemproteesespeciaisparaoscomponentesmecnicos,estruturais e eltricos.E7 - Carga til:Carga que sustentada pelo gancho ou outro elemento de levantamento(eletrom, caamba, etc...).E8 - Estado de Solicitao do Mecanismo de Levantamento: obtido analisando-se a solicitao do mecanismo de levantamento emrelao as solicitaes mximas.E9 - Classe de Funcionamento do Mecanismo de Levantamento:Aclassedefuncionamentodomecanismodelevantamentoobtidaanalisando-seotempomdiodefuncionamentodirioestimado,bemcomoadurao total terica da utilizao em horas.E10 - Velocidade de Levantamento: funo das necessidades do processo, distncias e tempos necessrios;Avelocidadedelevantamentoutilizadaparadeterminaodocoeficiente dinmico .E11 - Tenso de Alimentao: funo das fontes de energia do processo.E12 - Intermitncia (%):Tempo do motor energizado sobre o tempo total do ciclo considerado.E13 - Classe de Partida: o nmero de manobras previstos no ciclo para os motores eltricos.XXXIIISadas - SiS1 - Dispositivos de Manuseio de Carga:Estdiretamentevinculadomaneiracomoacargaserfixadaaoequipamento, como por exemplo:materiais a granel: caamba;bobinas: tenaz;perfis: barra de carga.S2 - Nmero de Cabos de Ao de Sustentao:funodovalordacargadeservio,isto,cargatilmaispesoprprio dos acessrios ou dispositivos de fixao.S3 - Dimetro do cabo de ao: funo da fora de trao exercida no cabo de ao e do coeficiente "Q"recomendado pela NBR 8400 [01].S4 - Dimetro do Tambor:funododimetropadronizadodocabodeaoerecomendaesdaNBR 8400 [01].S5 - Polias:Osdimetrosmnimosdaspoliasdeveroestardeacordocomorecomendado pela NBR 8400[01].S6 - Motor do Sistema de Levantamento:De acordo com a NBR 11723 [11].S7 - Redutor de Levantamento:Poderserutilizadoumredutor"standard"disponvel,desdequeselecionado criteriosamente.S8 - Conexo Tambor x Redutor:Conexo por meio de um acoplamento especial.S9 - Rolamentos:Deveroatenderumnmeromnimodehorasprevisto,conformeNBR8400 [01].XXXIVS10 - Eixos:Astensesatuantesdeveroserinferioresstensesadmissveis,conforme NBR 8400 [01];Tambm dever ser feita anlise do ngulo limite de toro.S11 - Freio de Parada da Carga:Normalmenteutilizadosfreiosdesapatas,comtorquesuficienteparafrenagem da carga.S12 - Acoplamento:Normalmenteflexveis ou semi-flexveis.S13 - Sistema de Controle de Velocidade:O sistema deve ser adequado ao tipo de servio do equipamento.S14 - Limites Fim de Curso:Sonecessriosparaquesejamevitadosacidentescomomanuseiodacarga.S15 - Pintura:Pelculaprotetoradadaaoscomponentesmecnicos,estruturaiseeltricos;Deve estar de acordo com o ambiente que opera o equipamento.S16 - Proteo para os Componentes Eltricos:Tambm funo do ambiente onde opera o equipamento.XXXV3.2 Comentrios GeraisOmovimentoverticaldacargapoderdar-seporummecanismodelevantamento mecnico, hidrulico ou pneumtico de acionamento automticoou manual.Amaioriadosequipamentosdemanuseiodescontnuodecargasutiliza cabos de ao no sistema de elevao de cargas. Em algumas aplicaes,so utilizadas correntes.Porm,devidoafatoresdesegurana,apartirdeumcertomomento,ascorrentesforamsubstitudasporcabosdeao,que,quandoemestadoavanadodefadiga,permitemaooperadorasuavisualizao,atravsdorompimentodosfiosexternos,oquenoocorrecomoselosdascorrentes.Estesgeralmenterompem-seinstantaneamente.Porm,convmsalientarque,para aplicaes cuja intensidade de solicitao no elevada, essa concepovoltouaserempregada.Istosedeveaocustomaisbaixodoequipamentoetambmaumpesoprpriototalmenor,devidocompactaodeseuscomponentes.Amanutenodestescasoscriteriosa,substituindo-seascorrentesapsumcertograudedistanciamentoentreoselos,obtidoatravsdeumpadro, ou sua substituio aps um nmero de ciclos pr-estabelecido.XXXVI3.3 Mecanismo de ElevaoIniciaremosodesenvolvimentopressupondo-sequeodispositivodefixao da carga um gancho anzol, conforme figura 4.Figura 4. Conjunto do Bloco do GanchoAcargaserfixadaaoganchopormeiodeelosdesustentao.Existem limitaes dimensionais para forjamento de ganchos. Portanto, para aseleodogancho,almdacapacidadedecarga,necessitamosdeumaclassificaoconformeoservio.Apsaseleo,necessriaaverificaodas seces crticas, com relao s tenses atuantes.Apartirdaconfiguraofsicaobtidaeconseqenteverificaodatravessa do gancho, iremos definir as polias.Porm,comoelassodefinidasemfunododimetrodocabodeao, este dever ser definido inicialmente [01].XXXVIIA NBR-8400 [01] recomenda que o dimetro mnimo do cabo de aoseja dado pela expresso:dc = Q(Tc) [mm]Onde:dc o dimetro externo do cabo de ao, em mm;Qocoeficienteparadeterminaodocabodeao[01]-pg.59,tabela 27;Tc o esforo mximo de trao dos cabos de ao, em daN.Para a fora de trao no cabo de ao (Tc)necessitamosconfigurarosistema de cabeamento. So encontradas algumas variaes, como:-sistema de cabeamento exponencial, conforme figura 5a;-sistema de cabeamento simples, conforme figura 5b;-sistema de cabeamento gmeo, conforme figura 5c.Cabeamento ExponecialCabeamento SimplesCabeamento Gemeo Figura 5a. Figura 5b. Figura 5c.CabeamentoGmeoXXXVIIIDesenvolveremosoestudobaseando-senosistemadecabeamentogmeo,conformeFigura5c.Estesistemacaracteriza-sepelaexistnciadeuma polia de equalizao, ou seja:-a fora de trao no cabo de ao constante;-o comprimento do cabo de ao nico;-, o bloco do gancho que permanece paralelo ao plano horizontal.Existem vrios sistemas gmeos de cabeamento, tais como: 4 cabos, conforme Figura 6a; 6 cabos; 8 cabos, conforme Figura 6b; 12 cabos; 16 cabos, conforme Figura 6c; etc.Figura 6a. Sistema de cabeamento gmeo 4 cabos [13]Ta mb o rEqual i zador aBl ocodoGanchoXXXIXFigura 6b. Sistema de cabeamento gmeo 8 cabos [13]Figura 6c. Sistema de cabeamento gmeo 16 cabos [13]O sistema de cabeamento um elemento redutor.Podemos denominar as polias da seguinte forma:-internas ao conjunto do bloco de ganchos: polias mveis (possuemrotao e translao);-fixas na estrutura onde estar o mecanismo de levantamento: poliasfixas (possuem rotao);-alocadasnoblocodoganchoounaestrutura:poliasequalizadoras(possuem movimento oscilatrio).Pode-se observar, conforme Figura 6a que o sistema gmeo de 4 cabosno possui polias fixas, somente polias mveis e a equalizadora.Ta mb o rEqual i zador aBl ocoSuper i or dePol i asBl ocodoGanchoTa mb o rEqual i zador aBl ocoSuper i ordePol i asBl ocodoGanchoXLApartirdestesistemagmeode4cabosqueseronecessriasaspolias fixas.Para a determinao da fora de trao, necessitamos efetuar a anlisedo sistema de cabeamento utilizado, calculando o rendimento mecnico, que dado pela expresso:c= pnpConforme CMAA#70, Ver. 83 [02], Pg. 62, Tabela 5.2.9.1.1.1-2.onde:c o rendimento mecnico do sistema de cabeamentop o rendimento mecnico domancaldapolia,podemosconsiderarp = 0,99 para os mancais de rolamentonp o nmero de polias em rotao a contar daequalizadora, para umsistema gmeo de cabeamentoPortanto,aforadetraonocabodeaopodeserdeterminadapelaexpresso:Tc = SL. 10-1 [daN]nc .conde:Tc o esforo mximo de trao dos cabos de ao, em daNnc o nmero total de cabos de sustentao de cargaSL a carga de servio (carga til mais peso prprio dos acessrios)Para a determinao dos dimetros das polias e do tambor, temos:Det dcp . H1 . H2[mm]Depc dcp . H1 . H2 [mm]Dep dcp . H1 . H2 [mm]onde:dcp

o dimetro externo do cabo de ao padronizado, em mmXLIDet

o dimetro do tambor, em mmDepc

o dimetro da polia equalizadora, em mmDep

o dimetro das polias mveis e fixas, em mmH1umcoeficientequeincidesobreodimetrodeenrolamentodoscabos sobre o tambor, poliaequalizadora,poliasmveisefixas,efuno do grupo de classificao do mecanismo [01] pg. 60; tabela 28H2umcoeficientequeincidesobreodimetrodeenrolamentodoscabossobreotambor,poliacompensadora,poliasmveisefixas,efuno do sistema de cabeamento [01] pg. 60, tabela 29Otambor,geralmenteexecutadoemchapascalandradas,comusinagemderanhurasesquerdaedireita,paraacomodaremumanicacamada o cabo de ao.Ocomprimentodotamborlevaemconsideraoaalturadeelevaomais duas ranhuras de reserva de cada lado quando o bloco do gancho estivernaposioextremainferior,ouseja,namenorcota,geralmenteopisodaplataforma.2 Ranhuras ReservaCada LadoCL tambora2a1lta2Figura 7. Desenho esquemtico do tamborPreliminarmente,ocomprimentodotambor,conformefigura7,podeser calculado como segue:lt = nrt . ac + a1 + 2a2[mm]XLIIonde:lt o comprimento do tambor, em mmnrt o nmero total de ranhuras do tamborac o passo do cabo de ao, em mma1 a distncia entre o incio do ranhuramento do tambor, em mma2 adistnciaentreoclipdefixaodocabodeaoeoflangeexterno do tambor, em mmnrt = nru + 4onde:nru o nmero de ranhuras teisnru = nc . hl. . Detonde:hl a altura de elevao ou curso til do bloco do gancho, em mmNesteestgio,preliminarmente,independentedacargatil,pode-seadotar:a1 = 100 mm.Estevalordeverserverificadoapsaconfiguraofinaldoequipamento,analisando-seongulodeentradadocabonoranhuramento,conforme NBR-8400 [01].a2 = 150 mm.Estevalortambmdeverserverificadoquandofeitoodetalhamentodo clip de fixao do cabo e anlise da espessura do flange do tambor.Casohajanecessidadedeendurecimentodacamadaranhurada,recomenda-seautilizaodeumaocommdioteordecarbono,comtratamentotrmicodetmperarotativalocalizada.Casocontrrio,usualautilizaodeumaodebaixoteordecarbonocompropriedademecnicascontroladas.XLIIINestaetapa,jexisteumaconfiguraobsicadosistemadecabeamento.Sugerimosnaseqnciaadeterminaodapotnciamecnicanecessriaparaaexecuodomovimento,quecalculadaconformeaseguinte expresso:onde:P1 a potncia necessria de um motor eltrico para o movimento delevantamento, em KW1 o rendimento mecnico do sistema de reduo entre o motor e otamborPodemos admitir para engrenagens cilndricas de dentes helicoidais:1 = 0,97neonde:ne o nmero de pares de engrenagens2 o rendimento mecnico do mancal de apoio do tambor2 = 0,99 (admitido para mancais de rolamento)vL a velocidade de elevao da carga, em m/sSL a carga de servio, em N.Segue-seaelaboraodeumadisposiodoscomponentesbsicos,supondo-se acionamento por motor eltrico, vide figura 8.Figura 8. Desenho esquemtico do mecanismo de levantamento [13]TamborMotorFreioAcoplamentoFreio FoucaultRedutor[KW]1000v SP2 1L L1 XLIVNota-senestasugestoqueosistemadecontrolederotaoexecutadocomoauxliodeumfreiodeFoucault,cujascaractersticassoexplicadasnoApndiceAdestetrabalho,equeotamborapoiadoemumnico mancal, tendo-se uma conexo especial com o redutor.Apotnciamecnicacalculadaimplicarnaseleodamquinamotriz,ouseja,omotor.Umaanliseaprofundadadeveserfeitatendoemvistaasimplicaesdadefiniodonmerodeplosdomotor[11][12].Devemos analisar o sistema e no somente o componente [16].Como podemos observar na disposio do sistema de levantamento, osistemadecontrolederotaoeofreiodeparadatambmpertencemaestesistema.Paraaseleodomotor,almdapotnciamecnicanecessria,deveremostambmespecificaraclassedepartida,bemcomoaintermitncia(%), ou seja, o fator de marcha (%ED). Estes dados esto correlacionados coma rea de atuao do equipamento, ou seja, a classificao do mecanismo.Naseqncia,define-seofreiodeparadadacarga,calculando-seotorque de frenagem.Mtl > Mc . 1,25 [N.m]onde:Mtl o mnimotorque de frenagem para um freio aplicado no sistemadelevantamento,considerandoumsistemadecontrolederotaodomotor no-mecnico, em N.mMcotorqueprovenientedacarganoeixoondeaplicadoofreio.(Geralmente aplicado na ponta do eixo secundrio do motor. Recomendaesda CMAA # 70 [02] Rev. 1983 Pg. 43 - item 4.9.1.2.1. ou recomendaes dofabricante do freio de acordo com a aplicao),em N.m.Deve-selevaremcontatambmcomoomecanismodofreioeseuscomponentes eltricos sero solicitados.Comrelaoaosistemadecontrolederotaodomotor,temosasopes abordadas no Apndice A.O redutor do sistema de levantamento poder serstandard, obtido nomercado,desdequeselecionadocriteriosamente,analisando-seosfatoresdeservio e aplicao recomendadospelos fabricantes, bem como verificao dapotncia trmica equivalente.XLVArelaodetransmissonecessriaparaoredutorpodeserdeterminada pela expresso:Ril = nl .ntonde:Ril a relao de transmisso do redutor de levantamentonl a rotao do eixo do motor, em rad/snt a rotao do eixo do tambor, em rad/sPodemos determinar nl como sendo:nl = 12,565 . fr . 0,95 ,em rad/s.nponde:fr a frequncia - 60Hznp o nmero de polos do motor eltricoAdmitindo-se 5% de escorregamento para o motor.Podemos determinar nt para o sistema de cabeamento gmeo, comosendo:onde:vL a velocidade de levantamento, em m/sDet o dimetro do tambor, em mmNaseqncia,deveremosidealizaraconexoespecialtamborXredutor.Estaconexoconstadeumflangesoldadoemumcuboquechavetado no eixo de sada do redutor. Neste flange so soldados trs ou seispinosdefasadosde120ou60respectivamente.Estespinos,cujas[rad/s] Dv n 3141netL ct XLVIextremidades so abauladas, sero conectados ao flange do tambor em buchascilndricas, conforme Figura 9.Quando ocorre a conexo tambor X redutor, esta regio permitir queo movimento de rotao seja possvel, transmitindo o torque necessrio para aelevaodacarga,porm,rotulada,noprovocandodanosaosmancaisdacaixa de reduo nem ao mancal de apoio do tambor.Pinos AbauladosBuchas CilindricasL do TamborCLado do RedutorFigura 9. Desenho esquemtico da conexo Tambor X RedutorAdotando-se o freio deFoucaultcomocontrolederotaodomotordelevantamento,omecanismodosistemadelevantamento,almdosacoplamentos, eixos necessrios e pedestal do tambor, est definido.XLVII4. Movimento de Translao do Carro4.1 Comentrios GeraisConformeFigura10,apresentamososrequisitosparaespecificaotcnica do mecanismo de translao do carro.E1NormaE2Objetivo S1 Motor do Sistema deTranslao do CarroE3Restries Fsicas S2Redutor do Sistema deTranslao do CarroE4Temperatura Ambiente S3 Freio de Parada do CarroE5Agressividade doAmbienteS4 Rodas LivresE6Carga til S5 Rodas de TraoE7Estado de Solicitao doMecanismoS6 RolamentosE8ClassedeFuncionamentodo MecanismoS7 EixosE9Velocidade de Translaodo carroS8 AcoplamentosE10Tenso de Alimentao S9 Sistema de Controle deVelocidadeE11Intermitncia (%) S10 Limites Fim de CursoE12Classe de Partida S11 PinturaE13Tipo do Sistema deTranslaoS12 Protees para osEquipamentos EltricosE14Estimativa do Peso Prpriodo CarroMECANISMODOSISTEMADETRANSLAODOCARROE: EntradaS: SadaFigura10.Requisitosparaaespecificaotcnicadomecanismodosistemadetranslao do carroXLVIIIComentrios:Entradas Ei:E1, E2, E3, E4, E5, E6, E10, E11 e E12, j comentados no captulo 3,item 3.1 deste trabalho.E7 - Estado de Solicitao do Mecanismo de Translao doCarro: obtido analisando-se a solicitao do mecanismo de translao docarro em relao s solicitaes mximas.E8- Classe de Funcionamento do Mecanismo de Translao doCarro:Aclassedefuncionamentodomecanismodetranslaodocarroobtidaanalisando-seotempomdiodefuncionamentodirioestimado,bem como a durao total terica da utilizao em horas.E9 - Velocidade de Translao do Carro:funodasnecessidadesdoprocesso,distnciasetemposnecessrios.E13 - Tipo do Sistema de Translao:Geralmente para a translao do carro adotado o tipo A-1 [02].E14 - Estimativa do Peso Prprio do Carro:Para a definio dos componentes do sistema de translao do carro,hnecessidadenestafasedoprojetodeumaestimativadopesoprpriototal do carro.XLIXSadas - Si:S6, S7, S8, S9, S10, S11 e S12, j comentados no captulo 3, do item 3.1deste trabalho.S1 - Motor do Sistema de Translao do Carro:De acordo com a NBR 11723 [11].S2 - Redutor do Sistema de Translao do Carro:PoderserutilizadoumredutorStandarddisponvel,desdequeselecionado criteriosamente.S3 - Freio de Parada do Carro:NormalmenteutilizadosFreiosdeSapatas,comtorquesuficientepara a frenagem do carro.S4 - Rodas Livres eS5 - Rodas de Trao:Os dimetros das rodas livres e de trao devem ser compatveis comabitoladotrilhodetranslaodocarro,atendendoaorecomendadopelaNBR 8400 [01].LExistemvriasconfiguraesparaossistemasdetranslaodocarro.OpresentetrabalhoserdesenvolvidosobreotipoA-1[02],isto,motorXredutorXfreio,conectadosatravsdeeixosrodas motrizes, conforme Figura 11.Figura 11. Sistema de translao tipo A-1 - Carro [13]4.2 Mecanismo de Translao do Carro (Direo)Paraoinciodesteestudo,necessriaadefiniodapotnciamecnica para o movimento.Algumas estimativas sero necessrias nesta fase, porm, baseando-seem equipamentos com configuraes similares, podemos assumir:F'-Pesoprpriototaldosistemadelevantamento,emN,compostode:1.bloco do gancho;2. cabo de ao;3.polia compensadora;4.polias fixas na estrutura (se aplicveis)5.tambor;6.redutor de levantamento;7.motor de levantamento;Roda MotrizFreioMotorRedutorAcoplamentosRoda MotrizLI1.acoplamentos flexveis e semi-flexveis, se aplicveis;2.eixos (se aplicveis);3.pedestal para apoio do mancal do tambor;4.freio de parada da carga;5.sistema de controle de rotao (se existir o freio de Foucault);6.conexo especial tambor X redutor;7.chaves limites fim do curso de levantamento;8.fiao, dutos e caixas de passagem;9.painis eltricos (se posicionados no carro) e,10. dispositivos auxiliares de fixao de carga. F'' - peso prprio estrutural estimado para a estrutura do carro, em Nonde:Wu a carga til de levantamento, em Nhl a altura de elevao, em mmar a distncia entre rodas do carro, em mmav o vo do carro, em mmNota:AexpressoparadeterminaodovalorestimativodopesoestruturaldocarrofoifornecidapelaSumitomoHeavyIndustriesLtd.,Niihama, Japan, em 1978. F''' - peso prprio estimativo do sistema de translao do carro, em N,que ser composto de:1.motor de translao;2.redutor de translao;3.rodas livres;4.eixos das rodas livres;5.rodas de trao;6.eixos das rodas de trao;[N] 10 a a h W 33 , 1 " F3 75 , 0v14 , 1r14 , 0l26 , 0U LII7.mancais e caixa de mancais das rodas livres;8.mancais e caixa de mancais das rodas de trao;9.freio de parada do sistema de translao;10. acoplamentos flexveis;11. acoplamentos semi-flexveis e,12. eixos de transmisso.Nesta fase, baseando-se em equipamentos com a mesma configurao,podemos propor a seguinte adoo:F''' = 0,08 (F' + F'') [N]Portanto, o peso prprio estimativo total do carro a ser transladado :Ftc = F' + F'' + F'''[N]Deve-se tambm fazer um estudo preliminar do dimetro das rodas.SegundoaNBR8400[01],deveexistirumacompatibilizaoentreodimetro utilizado e a bitola do trilho.Naespecificaocorretadodimetrodasrodas,deveserlevadoemconsiderao:-a carga suportada pela roda;-o material que a constitui;-o tipo de trilho que ela rola;-sua rotao;-o grupo que est classificado o mecanismo.No caso da ponte operar em condies normais, sem estar submetida aexcepcionalidades, a NBR 8400 [01] recomenda que:

Frc Plim . c1 . c2[daN/mm2] b . Drconde:Frc a carga mdia na roda do carro, em daNb a largura til do boleto do trilho, em mmDrc o dimetro da roda do carro, em mmLIIIPlimapressolimiteemfunodatensomximadomaterialdaroda, emdaN/mm2 (valoresconformeaNBR8400[01],pgina64,tabela 30)c1 um coeficiente que depende da rotao da roda ou do dimetro evelocidade de translao - NBR 8400 [01] - pgina 65 - tabelas 31 e 32c2 umcoeficientequedependedogrupodeclassificaodomecanismo de translao - NBR 8400 [01] - pgina 65 - tabela 33Uma estimativa para a carga mdia na roda (Frc) pode ser obtida comosegue:Fcmx = Ftc + Wu . [N]nrconde:nrc o nmero de rodas do carroFcmx a carga mxima estimada na roda do carro, em NFcmn = Ftc . .[N] nrconde:Fcmn a carga mnima estimada na roda do carro, em Ne,F'rc a carga mdia estimada nas rodas do carro, em daN.Asrodasnormalmentesoforjadaseadurezadepistadeveserdeaproximadamente321HB.Estadurezapodeserobtidaatravsdetmperarotativaembanhodesalfundente.Ouseja,apistatemdurezaelevadaparapermitirumadequadonmerodeciclos,conformeclassedeservio,eoncleo possibilita a absoro de impactos geralmente provocados pelas juntasdos trilhos, evitando-se assim a fragilizao das rodas.Aseleodosmotoresnatranslaodevelevaremconsideraoqueas pontes rolantes operam em regime intermitente.[01]) 8400 (NBR[daN] 103F F 2' F1min c cmxrc1]1

+ LIVSe o transporte de cargas pelo equipamento conhecido, isto , ocorreumciclodetrabalhodefinido,poderemosselecionarosmotores,conformeabaixo:a) pela potncia trmica equivalenteonde:Pst a potncia de seleo pelo critrio de potncia trmica equivalenteem KWPi eti so potncias e tempos conhecidos, determinados pelo ciclo detrabalho, conforme figura 12.Pi em KW.ti em s.Figura 12. Grfico PotnciaX TempoEsta seleo baseia-se no fato de que o motor pode fornecer a potnciaPst do ponto de vista trmico para o ciclo examinado.( )[KW]Tt P t P P P P t P t PP425 31324 4 323 31222 121st + + + + + P1P2P3P4P5P1t1t2t3t4t1Tt [s]P [KW]LVb) seleo baseando-se em fatores de servioComonagrandemaioriadaspontesrolantesnoseconsegueestabelecerapotnciaemfunodotempo,conformeindicadonatabela(Figura12),pode-secalcularapotnciaderegime,emultiplic-laporumfator de servio que leva em considerao a intermitncia, a carga relativa e aacelerao.Aintermitncia(%)oufatordemarcha(%)podesercalculadopelaexpresso:I (%)

= te . . 100TondeI(%) a intermitncia em percentagem ou fator de marchate o tempo que o motor fica energizado no ciclo considerado, em s.T o tempo total do ciclo considerado, em s.A norma NBR 11723 [11] indica as potncias para os motores eltricospara os valores de intermitncia de 25%, 40%, 60% e 100%.Acargarelativalevaemconsideraooequipamentooperandoemvazio e com carga mxima, e pode ser determinada pela expresso:Cr =

Cv + Cc . [Adim]

2 Cconde:Cr o conjugado relativo.Cv o conjugado do motor para a ponte operando sem a carga til, emN.m.Cc o conjugado do motor para a ponte operando com a carga til, emN.m.Pode-se utilizar aproximadamente os seguintes valores para Cr:Carro de ponte rolante operando com bloco de gancho-Cr 0,65 a 0,75Ponte rolante operando com bloco de gancho- Cr 0,75 a 0,90LVINota: conformeErnst [04], pgina 226, e em funo da carga relativa,pode-se selecionar um motor conforme a tabela (Figura 13), seguinte:Carga Relativa (Cr) 0,55 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00rm =

Pcat.Pr0,74 0,74 0,76 0,83 0,91 1,00Figura 13. Carga Relativa / rmonde:rm o quociente entre a potncia de catlogo, conforme intermitncia ea potncia de regime a plena carga.Nota:conformeErnst[04],pgina226,tabela68,seomotorforselecionado por uma potncia inferior potncia de regime, deve-se observarque o conjugado de partida seja no mnimo o dobro do conjugado de regime aplena carga.c) seleo levando-se em considerao a acelerao e o aquecimentoDurante a partida o motor fornece potncia para acelerao das massasemrotaoetranslaoe,seforutilizadapotnciadomotorparafrenagem,teremosintensidadesdecorrentessuperioressnominais,provocandoumaquecimento no motor.Devido a estes fatos, deve-se verificar:1-seoconjugadodomotorsuficienteparaacelerarasmassasemum tempo determinado2-se, devido as repetidas partidas, o sobreaquecimentodomotornoultrapassa os valores de temperatura limitesPodemos calcular a potncia de acelerao pela seguinte expresso:Pa =W' . v . v . [KW]

ta . mect . 1000onde:Pa a potncia de acelerao, em KWW' a massa total a ser transladada, em Kgv a velocidade de translao, em m/sLVIIta o tempo de acelerao, em s.mect o rendimento mecnico do sistema de translao umcoeficientequelevaemconsideraoainrciadasmassasemrotao e pode ser estimado entre 1,1 a 1,2Tambmdeve-selevaremconsideraoapotnciaderegime,quepode ser calculada pela expresso:Pr =

W . Wt . v[KW]

mect . 1000ondePr a potncia de regime, em KWW a fora peso total a ser transladada, em KNWt a resistncia especficaao deslocamento, que pode ser obtida databela (Figura 14), conforme Ernst[04], pgina 147, tabela 41:Dr200 250 320 400 500 630 710 800 900 1000 1120 1250Wt10,5 9,5 8,5 8,0 7,5 7,0 7,0 6,5 6,5 6,5 6,0 6,0Figura 14. Dimetro da roda / resistncia especfica ao deslocamentoonde:Dr o dimetro da roda utilizado, em mm.Wtaresistnciaespecficaaodeslocamentoemforaresistentehorizontal por fora peso total transladada.Nota:Aresistnciaespecficaaodeslocamentorefere-seaumarodaduplamente flangeada sobre trilho com mancais de rolamento.E, podemos selecionar o motor pela potncia calculada pela expresso:Ps = Pa + Pr [KW] Kmonde:[mm][N/KN]LVIIIPsapotnciadeseleodomotorpelocritriodeaceleraoeregime,em KW.Kmumcoeficientequelevaemconsideraooconjugadomximodo motor e o conjugado nominal, variando entre 1,7 a 2,0Deve-se verificar, sempre que possvel, a condio de aquecimento domotor, calculando-se a potncia trmica equivalente, pela seguinte expresso:ondePmtapotnciatrmicaequivalenteparaascondiesdeacelerao,regime e frenagem, em KW.Pa a potncia de acelerao, em KW.Pr a potncia de regime, em KW.Pf a potncia para a frenagem eltrica, em KW.t o tempo total do movimento, em s.ta o tempo de acelerao, em s.tr o tempo de regime no deslocamento considerado, em s.tf o tempo de frenagem, em s.Nota: se tf = ta , temos Pf = (Pa - Pr) . 2mectIsto nos possibilita calcular uma potncia necessria do ponto de vistatrmico, considerando-se uma reduo pelo fator r devido a carga relativa.Pvt = Pmt . rmondePvt a potncia necessria do ponto de vista trmico, em KW.rm o fator de carga relativa, conforme tabela (Figura 13)Todas as consideraes sobre as alternativas para selecionar e verificaros motores de translaes foram extradas do Ernst [04], captulo XI (A).( )[KW]tt P t P t P PPf2f r2r a2r amt + + +LIXNoforamlevadosemconsideraoosefeitosdoventoatuantenaestrutura, pressupondo-se ambiente interno.Convmcomentar,tambm,queanormaNBR11723indicaaspotnciasparaosmotores,tambmlevando-seemconsideraoaclassedepartida, ou seja, o nmero de manobraspor hora alm da intermitncia (%) jcitada anteriormente.Paravaloresdereferncia,umavezconhecidaareadeatuaodoequipamento,poderemosutilizaratabela37daNBR8400[01],ondeestoindicadas a intermitncia (%) e a classe de partida para diversas aplicaes.Dos sistemas de controle possveis de serem utilizados nas translaes,o mais usual oreversing plugging ou reverso, cuja explicao encontra-seno Apndice A.O freio de parada deve ser selecionado levando-se em considerao otorque de frenagem, que pode ser calculado como segue:Mfc > 0,5Mcc [N.m]onde:Mfc o mnimo torque de frenagem, em N.m.Mcc o torque do motor, em N.m.RecomendaesdaCMAA#70[02]Reviso1983,pg.44-item4.9.3.5, ou recomendaes do fabricante do freio de acordo com a aplicaoO redutor de translaes pode ser um redutor standard de mercado e asua disposio nolayout dever ser vertical, para que haja uma compactaoadequada dos componentes.Porm, dever possuir um sistema de lubrificao atravs de leo paralubrificaodasengrenagens,queficarodescobertas.Abombadeleodever poder trabalhar nos dois sentidos de rotao do eixo de acionamento.So definidos acoplamentos e eixos necessrios, bem como os mancaisde rodas, de preferncia mancais externos para facilitar a manuteno, pois oequipamento ir trabalhar em um plano superior ao plano do processo.LX5. Estrutura do Carro5.1 Configurao da Estrutura do CarroDefinido-seadisposiodoscomponentesdosistemadelevantamento,teremosumaidiabsicasobreaconfiguraodaestruturadocarro, conforme Figura 15.Buscamosalocalizaodocarregamento,namedidadopossvel,sobrealinhaneutradosperfisestruturais,tentando-seevitaresforosdetoro.Figura 15. Carro da ponte rolanteCom esse estudo preliminar, poderemos definir basicamente o vo docarroeoentre-rodas,jprevendo-seumadistribuioadequadadocarregamento.J possvel, devido a definio dos componentes dos mecanismos delevantamentoetranslao,umaadoodostiposdeperfisevigasqueseroLXIutilizados para posterior verificao das tenses atuantes. As tenses mximasdevemserinferioresstensesadmissveiseasflechasdevemserinferioresaos deslocamentos limites.Tem-se,nestesestgio,oposicionamentodasrodaslivresedasrodasde trao.A configurao do carro pode ser obtida pela seqncia:a)layout do sistema de levantamento, Figura 16.Redutor de LevantamentoL Lateral 1CL Eixo de Sada do RedutorCL Eixo de Entrada do RedutorCL TravessaCFigura 16. Posicionamento do redutor de levantamento na viga 1 do carrob)determinao das linhas de centro 1 e 2, que definiro a posio daslaterais do carro, Figura 17.L Lateral 1CCL TravessaL Lateral 2CL Tambor (Simtrico)CFigura 17. Localizao da viga 2 do carroLXIIAlinhadecentro1seralinhaneutradavigalateral(1),ondeserposicionado o redutor de levantamento.Partindo-sedasuposiodeumtamborsimtrico,temosalinhadecentro do tambor. Graficamente, podemos determinar a linha de centro 2, ondeestar alocada a lateral (2).Comestaseqncia,teremosalinhadecentrodacargaexatamenteentre as vigas laterais do carro.O prximo passo a definio da travessa que ir unir as duas lateraise onde comumente est alocada, na parte inferior, a polia compensadora ou oconjunto de polias (polias fixas e polia equalizadora).A sugesto iniciar este estudo pela linha de centro do eixo de entradado redutor de levantamento.Adota-se,paraposteriorverificao,umatravessaqueuneasduasvigas laterais sem a aba inferior, Figura 18.Vo do CarroL Lateral 1CCL TravessaL Lateral 2CLocalizao das Polias naEstrutura do CarroFigura 18. Travessa de interligao viga 1 e viga 2Noconvmutilizarumavigacaixocomotravessa,poisaestruturanessecasoficarextremamentergida,e,comoconseqncia,nosergarantido o contato rodas / trilhos, devido s dimenses reduzidas do carro.Nessatravessa,emumadasalmas,posicionadooredutordetranslao do carro, alinhando-se a linha de centro do eixo das rodas de trao,que esto afixadas nas laterais, Figura 19.LXIIIVo do CarroEntre Rodas do CarroMancais de Rodas do CarroFigura 19. Indicao da linha de centro dos mancais das rodas do carroComooscomponentesdeacionamento,tantodomecanismodelevantamento como do mecanismo de translao, so alinhados pelos eixos deentrada e sada dos respectivos redutores, normalmente so utilizadas bases deassentamento.Portanto, temos como configurao usual, o indicado na Figura 20.Base de Assentamentos dos Componentes(Esquematicamente)Entre Rodas do CarroVo do CarroNota: "Disco de chapa opcionalFigura 20. Configurao da estrutura com as bases de assentamento dos componentesNota: Piso de chapa opcionalLXIV5.2 Determinao do Centro de Foras do CarroDevemsercalculadasascoordenadasdocentrodefora(CF)paracondio de carro com carga mxima.Clculo das Reaes de ApoioConsiderando viga transversal imaginria que passa pelo CF, Fig. 21:Figura 21. Esquematizao para determinao das reaes por roda do carroFigura 22. Esquematizao para as reaes por roda do carroDeterminamos:RARBVIGA 1R1R2VIGA 2R3R4Paraconfiguraodasseesdasvigasquecompemaestruturadocarropodemos,preliminarmente,defini-laspelacondiodemduloderesistncia.Istopossvelsupondo-seatensoatuanteigualtensoadmissveleobedecendoasproporcionalidadesdimensionaisdosperfis,CFCFLXVconformerecomendadopelaCMAA#70Rev.83,ouimpondo-seacondiode deslocamento limite.Portanto, para as vigasselecionadas, deveremos definir:Viga Lateral caixo (por exemplo)rea da seo transversal mm2Momento de inrcia (Ixl)mm4Momento de inrcia (Iyl)mm4Altura mmLargura mmMomento de inrcia toro mm4Mdulo de resistncia mm3Viga Transversal (travessa)rea da seo transversal mm2Momento de inrcia (Ixt)mm4Momento de inrcia (Iyt)mm4Altura mmLargura mmMomento de inrcia toro mm4Mdulo de resistncia mm3Podemos elaborar a disposio do carregamento, conforme Figura 23a.Figura 23a. Esquematizao do carregamentoLXVIPodemosindicarocarregamentonosrespectivosnsconformefigura23b, abaixo:N Descrio1 Roda de Trao2 Roda Livre3 Roda Livre4 Roda de Trao5 Unio da Travessa com a Lateral 16 Unio da Travessa com a Lateral 27Fora de trao "T" ++ 1/2 Fora Peso do Tambor ++ 1/2 Fora Peso do Cabo de Ao ++ Momento de Transporte para Linha Neutra da Lateral 18 Fora Peso do Redutor de Levantamento9 Fora Peso do Freio de Foucalult.10Fora Peso do Redutor de Translao do Carro ++Momento de Transporte para Linha Neutra da Travessa11 (Nmero de Cabos de Sustentao - 2) Fora de Trao "T".12Fora Peso do Freio de Parada da Translao do Carro ++Momento de Transporte para Linha Neutra da Travessa13 Fora Peso do Motor de Levantamento14 Fora Peso do Freio de Parada do Sistema de Levantamento.15Fora Peso do Motor de Translao do Carro ++ Momento de Transporte para Linha Neutra da Travessa16Fora de Trao "T" + 1/2 Fora do Peso doTambor ++ 1/2 Fora Peso do Cabo de Ao ++ Momento de Transporte para a Linha Neutra da Lateral 2.Figura 23b. Indicao do carregamento nos respectivos nsLXVII5.3 Anlise dos Resultadosimportanteumaanlisepreliminardosvaloresobtidosparaasreaesporrodas,conformesugerido,comparando-oscomosvaloresfornecidos pelo software utilizado.A Figura 24 representa os requisitos para anlise estrutural do carro.E1Norma E2Objetivo E3Restries FsicasE4Temperatura Ambiente E5Agressividade do AmbienteE6Carga til E7Estado de Carga da EstruturaE8Classe de Utilizao da Estrutura E9Velocidade de Levantamento (para determinao do coeficiente dinmico )S1 Estruturado CarroE10Velocidades de Translao do carro e ponte(para clculo dos esforos horizontais)E11Peso Prprio Sistema de Levantamento E12Peso Prprio Sistema de Translao do CarroE13Estrutura ConcebidaEspecificao do Material- Dimenses- Perfis- Carregamento- Localizao do Carregamento na EstruturaE14Estimativa do Peso Prprio do CarroANLISEESTRUTURALDOCARROE: Entrada S: SadaFigura 24. Requisitos para anlise estrutural do carroLXVIIIComentrios:Entradas - Ei:E1, E2, E3,E4,E5eE6,jcomentadosnocaptulo3,item3.1,destetrabalho.E7 - Estado de Carga da Estrutura:Analisando-secomooequipamentosubmetidoemrelaocargamxima obtm-se o estado de carga.E8 - Classe de Utilizao da Estrutura:Aclassedeutilizaodaestruturaobtidaanalisando-se,afreqnciadeutilizaodomovimentodelevantamento,bemcomoonmeroconvencional de ciclos previstos.E9 - Velocidade de Levantamento:Avelocidadedelevantamentoutilizadaparadeterminaodocoeficiente dinmico .E10 - Velocidades de Translao do Carro e Ponte:Asvelocidadesdetranslaodoequipamentosoutilizadasparadeterminao dos esforos horizontais nas estruturas.E11 - Peso Prprio do Sistema de Levantamento:obtidoapsadefiniodoscomponentesdomecanismodelevantamento.E12 - Peso Prprio do Sistema de Translao do Carro: obtido aps a definio dos componentes do mecanismo de translaodo carro.LXIXE13 - Estrutura Concebida: a estrutura concebida com o carregamento proveniente do sistema delevantamento, sistema de translao do carro edisponibilizaofsicadestescomponentes.E14 - Estimativa do Peso Prprio do Carro:O peso prprio final da estrutura do carro ser obtido aps a anlise dastenses e flechas.Sadas - Si:S1 - Estrutura do Carro:AstensesmximascalculadasnaestruturadocarrodevemserinferioresastensesadmissveisrecomendadaspelanormaNBR8400[01],bem como as flechas devem ser inferiores aos deslocamentos limites.LXX6. Estrutura da Ponte Rolante6.1 Determinao Preliminar das Vigas PrincipaisNestecaptulo,abordaremosaestruturaprincipaldoequipamento.Uma sugesto que fazemos para a sua configurao a que se segue.Admite-seumaponterolantecomumcarroapoiadoem2vigas.Asvigas,denominadasprincipais,devemsatisfazeracondiodetensesatuantes menores ou iguais s tenses admissveis, e tambm a flecha atuantedeve ser menor que a flecha admissvel.Comrelaostensesadmissveis,aNBR8400[01]recomendavalores de coeficientes de segurana em relao resistncia ao escoamento domaterialestrutural,dependendodocasodesolicitaoqueestsendoanalisado.Como a NBR 8400 [01] no faz citao de valores limites para flechanasvigasprincipais,sugerimosautilizaodovalorrecomendadopelaCMAA # 70 [02] - Reviso 1983 - pgina 33 - item 3.5.6.1, isto : a flecha naviganodeveexcederovalordovo(entrelinhadecentrodetrilhos)dividido por 800.fac lp . [mm]800onde:lp o vo da ponte, em mmfac a flecha total nas vigas principais, em mmParaumaidiapreliminardasvigasquepoderoserutilizadas,sugerimos a seguinte seqncia:Podemosdeterminar,paraumcarroideal,areaomximacomosendo:Fcmx = (Wu + Ftc) .[N]nrcImpor a condio de flecha mxima admissvel, ou seja, flecha devidaao peso prprio total do carro e carga til a ser levantada, igual a lp/800.LXXIE, sabendo-se que:fc=

Fcmx (lp - ar) [3lp2 - (lp - ar)2].[mm]48 . E . IxOnde:fc a flecha, devido ao peso prprio do carro e carga,em mm.lp o vo da ponte rolante, em mm.ar a distncia entre rodas do carro, em mm.E o mdulo de elasticidade do ao, em MPa.Ix o momento de inrcia para a viga da ponte, em mm4.Determinamosomomentodeinrcianecessrioaocarroecarga.Para uma seleo preliminar da seo da viga principal, pode-se adotar:Ixs = 1,5 IxIxs o momento de inrcia estimativo para seleo da viga da ponteO coeficiente 1,5 leva em considerao a flecha devida ao peso prprioda viga selecionada. uma tentativa.Comaseleopreliminardaviga,podemosentoverificaraflechatotal, como segue:fct = fc1 + fc2 + fc3[mm](aproximadamente)onde:fct a flecha total estimativa na viga principal, em mm.fc1 aflechadevidaaocarroecarga,considerando-seavigaselecionada, em mm.fc2 a flecha devida ao peso prprio da viga, em mm.fc3 a flecha devida cabine de comando, em mm.Calculando-se, temos:fc1=

Fcmx (lp - ar) [3lp2 - (lp - ar)2].[mm]48 . E . Ixvfc2= 5 . qv . lp4. .[mm] 384 . E . IxvLXXIIfc3=

F3 . lp3..[mm] 48 . E . IxvIxv omomentodeinrciadavigaselecionadaeaflechatotaldeverser menor que lp/800.Na seqncia, podemos calcular as tenses atuantes devido a flexo naseo crtica da viga principal,com seco constante e sem singularidades.6.2 Localizao da Seo Crtica das Vigas Principais, Devido aFlexo, com Seco Constante e sem Singularidades de umaPonte RolanteO primeiro passo determinar a localizao da seo crtica das vigasprincipais da ponte rolante, em relao ao ponto de apoio.lp (Vo da Ponte)xSeco CrticaarL do Vo da PonteCFigura 25. Localizao da seo crtica de viga da ponte rolante devido a flexo, comseco constante e sem singularidadeLXXIIIonde:ar a distncia entre rodas do carro, em mm.Fcmx a fora de reao das rodas do carro, em N.x a distncia do ponto de apoio at a seo crtica, em mm.Paraadeterminaodalocalizaodaseocrticaemrelaoaoponto de apoio, devemos proceder conforme segue:a4 adistnciadalinhadecentrodaaodaresultantenocarro(determinada entre Ftc1 - peso prprio -, e SL - carga de servio) rodamais prxima do carro, conforme figura 26, em mm.a4arar / 2b1Roda do CarroCargaSLAcessrioR Resultante Entre Ftc1e SLar / 2FtclRoda daPonteViga da PonteFigura 26. Esquematizao de cargas no carroDaFigura26,supondoopesoprpriodocarrolocalizadoentreasrodas, temos:a4= [

Ftc1 . ar + SL . b1] . 1. [mm] 2(Ftc1 + SL)Portanto:x = (lp - a4) [mm]LXXIVOu seja, quando uma das rodas do carro ultrapassar a distncia a4/2 dalinhadecentrodovo,teremosaseocrtica,considerando-seoscarregamentoscitadosesendoavigacomsecoconstantee,semsingularidades.6.3Clculo das Tenses na Seo CrticaAstensesnaseocrticapodemserdeterminadaspelosmtodosehiptesesutilizadosemresistnciadosmateriais.Aanlisedessastensesnaseocrticaconduzdeterminaodoesforocrticoquesubmetidooequipamento, considerando os pesos prprios, a carga que ele transporta e osefeitos desses esforos conjuntos na referida seo.Iniciaremosestaanlisedeterminandoomomentocausadopelopesoprprio, que inclui a prpria viga, diafragmas, reforos, trilho do carro, chapadedesgaste,fixaesdostrilhos,passadios,eixosdetransmissoparatranslao da ponte, armrios, bancos de resistncia e demais acessrios.Chamaremos de MG1 o momento e "qv" a carga distribuda, em N/mm,devido ao peso prprio, da temos:MG1=

qv . lp2.[N.mm](por aproximao seo crtica) 8Oprximopassodeterminaromomentodevidoscargasconcentradas,quechamaremosdeMG2.Estemomentoasomatriadosmomentos devidos ao carro (MFtc1),translaodaponte(Mt) e cabinedecomando (MF3), em N.mm.Momento devido ao carro:MFtc1=

Ftc1 . (lp - x - ar / 2). x[N.mm] 2lponde:Ftc1 o peso prprio do carro, exceto acessrios, em N.Paraatranslaodaponte,vamossuporqueestadotipoA-4[02],independente e sendo de a3 a distncia do centro de foras do peso prprio datranslao da ponte ao ponto de apoio, sendo seu peso prprio Ft, temos:MFt = Ft . a3 [N.mm]LXXVPara o clculo do momento devido cabine de comando, vamos suporque esta seja localizada no centro do vo. Seu peso prprio F3:MF3 = F3 . lp[N.mm] (por aproximao seo crtica)4O momento total a soma das parcelas calculadas, logo:MG2 = MFtc1 + MFt + MF3 [N.mm]Omomentototaldevidoaopesoprprioaresultantedomomentogerado pelas cargas concentradas e distribudas:MGT = MG1 + MG2 [N.mm]Paradeterminaromomentodevidocargadeservio,admitiremosque SL a resultante da carga transportada somada ao peso do acessrio:ML = SL . (lp - x - b1) . x[N.mm] 2lpAponterolanteestsujeitatambmamomentoshorizontais,determinados a seguir:MH =ap (MGT + ML) [N.mm]g1onde:ap a acelerao da ponte, em m/s2.g1 a acelerao da gravidade, em m/s2.AsolicitaoemestudoseenquadranocasoI[01]conformeanormaNBR 8400 [01], ou seja, "equipamento trabalhando em condies normais deoperao-ambienteinternoesemvento".Apartirdessahiptese,podemosdeterminar as tenses atuantes na seo crtica j citada:onde:Mxofatordemajoraoquedependedogrupodeclassificaodaestrutura e funo do estado de carga e da freqncia de utilizao [01],[MPa] WMHWMG MLMy xTx I

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++ LXXVI o fator que depende da velocidade de levantamento e = 1 + o vL [Adim]onde:o = 0,6 para pontes rolantes e o mnimo valor para 1,15 (conformea norma NBR 8400 [01]), assim:vL a velocidade de levantamento em m/s.A tenso admissvel para estrutura, para este tipo de equipamento, :a = e.(caso I) [N/mm2] KIPara o caso I [01] de verificao, KI = 1,5, assim o grfico das tensesfica:mxeaICaso I de Solicitao NBR 8400Material Estrutural Figura 27. Grfico de Tenso X DeformaoApsaabordagemtradicional,comoproposto,poderemosutilizarosrecursosdomtododeelementosfinitosparaaanlisedaestrutura.Esteprocedimentovisaumaotimizaoestruturalbemcomoeventualmentedetectar uma singularidade s vezes no evidente no projeto bsico.A Figura 28 representa os requisitos para anlise estrutural da ponte.LXXVIIE1Norma E2ObjetivoE3Restries FsicasE4Temperatura AmbienteE5Agressividade do Ambiente E6Carga tilE7Estado de Carga da EstruturaE8Classe de Utilizao da Estrutura E9Velocidade de Levantamento(paradeterminaodocoeficientedinmico)S1 Estrutura daPonteE10Velocidades de Translaodo carroe ponte (para clculo dos esforos horizontais)E11Flecha Admissvel na Viga E12Peso Prprio Total do Carro (Exceto Acessrios)E13Entre-Rodas do CarroE14Vo do Carro E15Peso Prprio dos Acessrios de Levantamento E16Peso Prprio dos Armrios EltricosE17Peso Prprio do PassadioE18Estrutura Concebida - Especificaes do Material- Dimenses- Perfis- CarregamentoLocalizao do Carregamento na EstruturaANLISEESTRUTURALDAPONTEE: Entrada S: SadaFigura 28. Requisitos para anlise estrutural da ponteLXXVIIIComentrios:Entradas -Ei:E1, E2, E3, E4, E5, E6, E7, E8, E9 e E10, j comentados no captulo 3, noitem 3.1 e, captulo 5, item 5.3, deste trabalho.E11 - Flecha Admissvel na Viga:OValordaflechaadmissvelnavigaserovodapontedivididopor800, conforme recomendaes da CMAA 70/83 [02].E12 - Peso Prprio Total do Carro (Exceto Acessrios):Apsanliseestruturaldocarro,obtm-seopesoprpriototaldocarro;Destevalorsosubtradosospesosprpriosdosacessriosdefixaoda carga;Asomadospesosprpriosdosacessriosmaisacargatilchamadade carga de servio.E13 - Entre Rodas do Carro eE14 - Vo do Carro:Valores obtidos aps a configurao fsica do carro.E15 - Peso Prprio dos Acessrios de Levantamento:Osesforosprovenientesdacargadeservio,isto,acargatilacrescidadospesosprpriosdosacessrios,seroamplificadospelocoeficiente dinmico .E16 - Peso Prprio dos Armrios Eltricos eE17 - Peso Prprio do Passadio:Podemosconsiderarospesosprpriosdosarmrioseltricosepassadio como carga distribuda na viga analisada.E18 - Estrutura Concebida:Aconcepoestruturalfinalserobtidaapsaanlisedastenseseflecha.LXXIXSadas - Si:S1 - Estrutura da Ponte:AstensesmximascalculadasnaestruturadapontedevemserinferioresstensesadmissveisrecomendadaspelanormaNBR8400[01],bem como as flechas devem ser inferiores aos deslocamentos limites.LXXX7. Movimento de Translao da PonteRolante7.1 Configuraes UsuaisSo modelos usuais:Figura 29. Sistema de translao tipo A-1[02]Figura 30. Sistema de translao tipo A-2[02]Figura 31. Sistema de translao tipo A-3[02]Figura 32. Sistema de translao tipo A-4[02]VoVoVoVoLXXXIFigura 33. Sistema de translao tipo A-5[02]Figura 34. Sistema de translao tipo A-6[02]7.2 Determinao dos Motores de Translao da PontePara o clculo da potncia mecnica necessria para o (s) motor (es) detranslaodaponte,devemosobservarojcomentadonoitem4.2destetrabalho.Figura 35. Disposio dos componentes para translao A-4[13]OscomponentesdosistemadetranslaopodemserobservadosnaFigura 35.FreioMotorRedutorAcoplamentoRoda MotrizVoVoLXXXII1.roda de translao da ponte2.acoplamento flexvel3.acoplamento semiflexvel4.redutor de translao da ponte5.motor de translao da ponte6.freio de parada da ponte7.eixos8.mancais das rodas7.3 Sugesto para Determinao do Dimetro das Rodas daPonte RolanteBaseando-se na Figura 36, temos:Carro Carrob1 b2lpCargaMximaReferenciando-se Mesma RodaSem CargaPosio 1 Posio 2b1 - Mxima Aproximao do Gancho com Cargab2 - Aproximao do Gancho - Lado OpostoFigura 36. Desenho esquemtico da ponte rolanteonde:b1 a mxima aproximao do gancho (com carga), em mm.b2 a aproximao do gancho ao lado oposto (sem carga), em mm.Fazercoincidiralinhadecentrodarodadocarrocomalinhadecentro do trilho da ponte.LXXXIIIPonto APonto BL Roda PonteCFigura 37. Desenho esquemtico em planta da ponte rolanteA Figura 37 mostra o ponto A onde sero calculadas as reaes.b1FtcclpFigura 38. Desenho esquemtico para indicao da resultanteFtcc a carga til mais peso prprio estimativo do carro, em N.LXXXIVlpFpFigura 39. Desenho esquemtico para o peso da ponte exceto carroFp ao peso prprio total da ponte exceto carro e carga, em N.b3lpF3Figura 40. Desenho esquemtico para cabineF3 o peso prprio da cabine de comando, em N.b3 a distncia do peso prprio da cabine ao ponto de apoio, em mm.Considerar cabine de comando (se aplicvel).Nota: lembrar que a cabine de comando est em uma das vigas.Reao mxima no ponto A:Fpmx=

Ftcc (lp - b1)+ Fp . [N] (carro ideal) (A) lp 2Reao mnima no ponto A:LXXXVFpmn=

Ftc . b2 + Fp .[N] (carro ideal)(A) lp2onde:Ftc o peso prprio do carro sem carga, em N.b2lpFtcA BFigura 41. Desenho esquemtico indicando o carro sem cargaPara a ponte rolante com 4 rodas, considerando acabinedecomandosob o passadio, temos:Fpmx=

Ftcc . (lp - b1)+ Fp+ .F3 . (lp - b3)[N] (roda)2lp4lpFpmn=

Ftc . b2+ Fp+ .F3 . (lp - b3) [N](roda) 2lp4lpEareaomdianarodadaponterolante,podesercalculadacomosegue:Nota: Sempre lembrando-se que Fpmx e Fpmn referem-se mesma roda.AFigura42representaosrequisitosparaespecificaotcnicadomecanismo do sistema de translao da ponte.[daN]103F F 2F1 min p pmxrp

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+ LXXXVIE1Norma E2Objetivo S1Motor(es)do Sistema deTranslao da PonteE3Restries Fsicas S2 Redutor(es)do Sistemade Translao da PonteE4Temperatura Ambiente S3 Freio(s) de Parada daPonteE5Agressividade do Ambiente S4 Rodas LivresE6Carga til S5 Rodas de TraoE7Estado de Solicitao doMecanismo S6RolamentosE8Classe de Funcionamento doMecanismo S7EixosE9Velocidade de Translao daPonte S8 AcoplamentosE10Tenso de Alimentao S9 Sistema de Controle deVelocidadeE11Intermitncia (%) S10 Limites Fim de CursoE12Classe de Partida S11 PinturaE13Tipo do Sistema deTranslaoS12 Proteo para osComponentes EltricosE14Estimativa do Peso PrprioEstrutural da Ponte MECANISMODOSISTEMADETRANSLAODAPONTEE: EntradaS: SadaFigura42.Requisitosparaespecificaodomecanismodosistemadetranslao da ponteLXXXVIIComentrios:Entradas - Ei eSadas - Si:Itensjcomentadosnocaptulo4,item4.1,destetrabalho,pormreferindo-se ao mecanismo de translao da ponte.Ressalva feita entradaE13,ondeostiposusuaisparaaconfiguraoda translao da ponte, esto indicados no captulo 7, item 7.1 deste trabalho.LXXXVIII8. Sistemas de Comando da Ponte Rolante8.1 Comentrios GeraisOsequipamentosdemanuseioetransportedecargaspodemsercomandadosdediversasformas:postodecomando,botoeira,cabine,etc.Atendncia atual rdiocontrole.O posto de comando normalmente fixo na estrutura do edifcio, sualimitao o curso longitudinal do equipamento.Botoeirassonormalmenteutilizadasemequipamentoscomvelocidadesdetranslaodocarroedapontenosuperioresa40m/min;podem ser acionadas do piso de operao.Cabines, fixas no equipamento, podem ter as seguintes variaes:-sob o passadio (na extremidade ou no centro);-fixasnocarro,pormnointerferindonoespaoentreasvigas-esta configurao requer uma estrutura auxiliar e,-commovimentoindependentedetranslao,geralmentesobumadas vigas, utilizada para vo acima de 25 metros;Rdiocontrole, que j largamente utilizado em pases desenvolvidos,para toda e qualquer aplicao.Otipoelocalizaodosistemadecomandodependemdeumestudodo manuseio da carga, custos envolvidos, volume de produo, periculosidadeda rea e, principalmente, anlise de ergonomia.LXXXIX9. Discusso dos Resultados e Concluso9.1 Comentrios GeraisNestetrabalhonospreocupamoscomaseqnciaquepossibilitaaconfiguraodoequipamento,paraqueassimpossamosutilizarasferramentas disponveis de engenharia, buscando uma otimizao do projeto.Construiu-seumaseqncia,desdeaanlisedoobjetivoatadefiniodecomponentesbsicosprincipais.oquechamamosdeengenharia bsica de um projeto.Salientamosqueadotamoscritriosimilarnofinaldadcadade70ena dcada de 80 para a padronizao de equipamentos de manuseio de carga,quando engenheiro de Equipamentos Villares S/A - EVSA.Citamoscomoexemplo,asinstalaesdaFIAT emBetim(MG),aimplantao daCIA Siderrgica de Tubaro em Vitria (ES), as expansessiderrgicasocorridasnesteperodoeexpansesdasmontadorasdeautomveis.No foram abordados alguns itens como:-acoplamentos;-eixos;-rolamentos;-vigas testeiras, que so vigas onde apoiam-se as vigas principais;-clip de fixao do cabo de ao no tambor;-passadio;-recomendaes normalizadas dos comandos na cabine do operador;-estudo ergonomtrico;-estudo de visibilidade;-canaletas e dutos de passagem para os cabos eltricos;-sistema de energizao (carro e ponte);-fixaes dos trilhos nas vigas e no caminho de rolamento;-verificao de tenses atuantes no caso de excepcionalidade;XC-ensaios dinmico e esttico;-iluminao sob o equipamento;-chaves limites fim de curso;-diagramas unifilares e sistemas eltricos.No era o objetivo do trabalho o total detalhamento do projeto mas simuma configurao "macro" para iniciar-se este detalhamento.NoapndiceB,apresentamosodesenvolvimentodametodologiaproposta,paraumcasoespecfico,deummecanismodelevantamentodecargas.No desenvolvimento foi adotado o Sistema Internacional de Unidades(SI) e excluiu-se tpicos de detalhamento no objeto deste trabalho.Esperamostercontribudocomestetrabalho,paraquecolegasengenheirospossamdarincioaoestudoeassimculminarcomodetalhamento e anlise tcnica do assunto em questo.Lembramosqueapenasumdosinmerosepossveisequipamentosde manuseio e transporte de cargas.Fica neste trabalho a sugesto.XCI10. Referncias Bibliogrficas[01]NBR8400,ClculodeEquipamentosparaLevantamentoeMovimentaodeCargas,ABNT-AssociaoBrasileiradeNormasTcnicas, So Paulo, 1984.[02]CMAA70/83,SpecificationforEletricOverheadTravelingCranes,Association of Iron and Steel Engineers, Pittsburg, 1983.[03] AISEn6/69, Specification forEletricOverheadTravelingCranesforSteel Mill Service, Association of Iron and Steel Engineers, Pittsburg, 1969.[04]Ernst,H.AparatosdeElevacinyTransporte,vol.IeII,EditorialBlume, Madrid, 1972.[05]Rudenko,N.MaterialHandlingEquipment,PeacePublishers,Moscow, s.d.[06]Shigley,J.E.;Mischke,C.R.MechanicalEngineeringDesign,FifthEdition, MacGraw - Hill, New York, 1989.[07]Olivrio,J.L.Produtos,ProcessoseInstalaesIndustriais,MaterialDidtico de Apoio da Disciplina Produtos, Processos e Instalaes Industriais,Faculdade de Engenharia Industrial, So Bernardo Campo, 1967.[08] Kaminski, P.C. Desenvolvendo Produtos, Planejamento Criatividade eQualidade, Livros Tcnicos e Cientficos Editora, So Paulo, 2000.[09] Marcovici, C.; Ligeron, J.C.Utilisation des Techniques de Fiabilit enMcanique, Technique et Documentation, Paris, 1974.[10]Pages,A.;Gondran,M.FiabilitdesSystmes,CollectiondelaDirection des Etudes et Recherches d'Elecrticit de France, Paris, 1980.[11]NBR11.723,MquinasEltricasGirantes-MotoresAssncronosTrifsicos de Anis para Regime Intermitente,ABNT-AssociaoBrasileirade Normas Tcnicas, So Paulo, 1979.[12]NBR7094,MotoresEltricosdeInduo-Especificao,ABNT-Associao Brasileira de Normas Tcnicas, So Paulo, 1996.XCII[13]P&H.OverheadCranes,InstructionManualBulletinC-7-3,Harnischfeger, Milwaukee, 1968.[14] Telemecanique. Aplicaes de Conversores deFrequnciaemVariaodeVelocidadedeMotoresAssncronos,Vol.1,Telemecanique,SoPaulo,1973.[15] Crosby. General Catalog, The Crosby Group, Tulsa OK, 1994[16]Churchman,C.W.IntroduoTeoriadosSistemas,2aEdio,Editora Vozes, So Paulo, 1972.[17]Takanohashi,S.CaractersticasGeomtricasdasVigasCaixo-Tabelas,MaterialDidticodeApoiodaDisciplinaMquinasdeElevaoeTransportedeCargas,FaculdadedeEngenhariaIndustrial,SoBernardodoCampo, 1983.[18]SMAR.SistemasdeControledeRotaoparaMotoresEltricosAlimentados em Corrente Alternada, Boletim Tcnico, Sertozinho, 1985.[19]EVSA.SistemasdeControledeRotaoparaMotoresEltricosAlimentadosemCorrenteAlternada,BoletimTcnico,SoBernardodoCampo, 1987.[20] Verceze Neto, A.EsforosDinmicosDecorrentesdosAcionamentosemMquinasdeElevaoeTransporte,DissertaodeMestrado,EscolaPolitcnicadaUniversidadedeSoPaulo,DepartamentodeEngenhariaMecnica, So Paulo, 1992.[21]Tvora, P.UnidadesdeMedida, IvanRossiEditora,SoBernardodoCampo, 1975.[22]NBR9608,AosparaConstruo-SriePadronizada,ABNT-Associao Brasileira de Normas Tcnicas, So Paulo, 1986.[23]NBR7007,AosparaPerfiseLaminados-UsoEstrutural,ABNT-Associao Brasileira de Normas Tcnicas, So Paulo, 1981.[24]NBR9763,AosparaPerfis,Laminados,ChapasGrossaseBarrasUsadasemEstruturasFixas,ABNT-AssociaoBrasileiradeNormasTcnicas, So Paulo, 1986.XCIII[25]NBR 8279, RequisitosdeClassificaodosAos,ABNT-AssociaoBrasileira de Normas Tcnicas, So Paulo, 1994.[26] NM-ISO 4948-1, Classificao dos Aos No-Ligados e Ligados, ABNT- Associao Brasileira de Normas Tcnicas, So Paulo, 1996.[27] NBR 8441, Mquinas Eltricas Girantes - Motores de Induo de Gaiola-TrifsicosFechados,ABNT-AssociaoBrasileiradeNormasTcnicas,So Paulo, 1984.[28]Dobrovolski, V. Elementos de Mquinas, MIR, Moscow, 1980.[29]Pfeil,W.;Pfeil,M.EstruturasdeAo-DimensionamentoPrticoSegundo as Normas Brasileiras,LivrosTcnicoseCientficosEditora,SoPaulo, 1983.[30]Dubbel,H.ManualdelConstructordeMquinas,Labor,Barcelona,1977.[31]Moura,A.R.EquipamentosdeMovimentaodeCargaeArmazenagem, Vol. 4, IMAN, So Paulo, 1998.[32]Moura,A.R.;BanzatoE.AplicaesPrticasdeEquipamentosdeMovimentaoeArmazenagemdeMateriais,Vol.5,IMAN,SoPaulo,1998.[33] Tamasauskas, A. Propostas para Anlise do Coeficiente de Segurana naSeo Crtica das Vigas Principais de uma Ponte Rolante, Revista Pesquisa &TecnologiadaFaculdadedeEngenhariaIndustrial,n..18,SoBernardodoCampo, 1999.[34]Tamasauskas,A.MquinasdeElevaoeTransportedeCargas,Material Didtico de Apoio da Disciplina Mquinas de Elevao e TransportedeCargas,FaculdadedeEngenhariaIndustrial,SoBernardodoCampo,1994.XCIV11. APNDICESA. Sistemas mais usuais de Controle de Rotao deMotores Eltricos de Anis Alimentados emCorrente AlternadaA.1 Freio de Corrente de FoucaultDESCRIO GERALO freio deFoucault, ou freio eletrodinmico, consiste em um freio dedescidaeltrico,formadoporumrotorsimplesedeumestatorfixo,queprovoca, eletrodinamicamente, o torque de frenagem.Asuaconstruonoprevcontatosdeslizantes,escovas,aniscoletores ou comutadores, pois orotornotemligaeseltricase,portanto,no proporciona desgaste mecnico.Os enrolamentos do campo (estator) so fixos e recebem excitao emcorrentecontnua,criando-seumcampomagnticoestacionrio,dentrodoqual gira o rotor. De acordo com a intensidade da corrente, a carga ser mais,oumenosfreada.Acorrentenecessriaparaprovocaraexcitaomximamuito pequena, mesmo para otorque mximo, sendo portanto, possvel de sercontrolada com contatores de pequenos porte.O controle nos movimentos de levantamento com motores de correntealternada e freio deFoucault, apresentaregulagensdevelocidadenadescidasuperior conseguida nas pontes rolantes alimentadas em corrente contnua.O freio deFoucaultproporcionacaractersticasexcelentesnarelaovelocidade/carga, e substitui com vantagens o freio mecnico de descida; seufuncionamentomaissuaveepreciso,proporcionaanosdeusoseguro,fcileconstantenascondiesmaisseverascomcargasnominaissemcontudoprovocar choques ou desgastes.Caractersticas Principais:-Absoro de potncia controlada-Alto torque em baixa velocidade-Nenhuma perda de eficincia devido a alteraes de temperaturaXCV-Tempo de resposta rpido-Boa capacidade trmica-Operao em larga faixa de velocidade-Isento de desgastes e sem necessidade de ajustes-Ausncia de escovas, anis coletores ou comutadores-Mancais com rolamentos-Boa ventilao-Montagem por ps-Baixo momento de inrciaA.2SistemadeControlecomFrenagemDinmica-comInjeo de C.C.O sistema de controle de velocidade por frenagem dinmica ou injeodecorrentecontnuaparamotoresdecorrentealternadadeinduo,totalmentemagntico,eutilizacontatoresparaligaromotor,invertersuarotaoepropiciarumaaceleraogradativa,comandadosporumachavemestra ou boto de comando.A injeo de corrente contnua no circuitoestatricodeummotordeanis de corrente alternada, associado rotao do rotor desse motor, devido auma fora externa, provoca a gerao de uma tenso alternada no secundrio.Comaconexoderesistncianosecundriodomotor,ocorreacirculao de correntes, os quais associados ao campo magntico do primriocria umtorquefrenante.Essesistemalargamenteutilizadoparacontrolarvelocidades na descida de cargas. aplicado nos movimentos em que a cargaresidual, ganchos ou dispositivos de levantamento, representam mais de 50 %da carga nominal, pois caso contrrio, o gancho pode no descer.Os contatores de reverso sointertravadosmecnicaeeletricamente,oqueeliminaqualquerpossibilidadedeocorrerumcurto-circuitodevidoaofechamento simultneo dos 2 contatores.XCVICaractersticas Principais:-Obteno de baixas velocidades na descida de cargas-Facilidadedecontroledevelocidade,peloajustedaresistnciarotrica-Nohdesgastemecnicoparacontrole,vistoqueafrenagemobtida pela fora magntica-Em baixas velocidades o torque induzido muito pequeno-Utilizadoondenonecessriaumaregulagemconstantedevelocidade-Pequeno momento de inrcia, pois o motor o prprio freio.Figura 43. Curva de Torque X Rotao - Injeo de C.C. [19]Acaractersticatorque-velocidadedocontroledevelocidadeporfrenagemdinmica,dependedacorrentecontnuadeexcitaodeprimrioeda resistncia do secundrio do motor.XCVIIA.3 Sistema de Controle com Resistor no SecundrioO sistema de controle de velocidade, com resistor no secundrio de ummotor de anis de corrente alternada, largamente aplicado para o controle develocidadedosmovimentosdetranslaesdecarroeponte,giroeagarramento.Estesistematotalmentemagntico,eutilizacontatoresparaligaromotor,invertersuarotaoepropiciarumaaceleraogradativaatravsdavariao das resistncias do circuito rotrico do motor.Estavariaoobtidacurto-cicuitandoouligandoresistnciasporintermdiodecontatorescomandadosporumachavemestraoubotodecomando.Achavemestraeobotodecomandopossuem3ou5posiesemcada sentido, correspondentes aos pontos de velocidade do movimento.Os contatores de reverso sointertravadosmecnicaeeletricamente,oqueeliminaqualquerpossibilidadedeocorrerumcurto-circuitodevidoaofechamento simultneo dos 2 contatores.Comautilizaoderelsdetempo,obtm-seumretardamentoautomticodaatuaodoscontatoresdeacelerao,comumintervalodetempoentreofechamentodedoiscontatoresconsecutivos,independentedarapidez das manobras da alavanca ou boto pelo operador.Portanto,areduodovalorhmicodasresistnciasrotricasgradativa,comintervalosdetemposuficientesparaomotoratingirmaiorvelocidade, antes de ser curto-cicuitado o trecho seguinte da resistncia.Umareduorpidanogradativadasresistnciasnoinstantedepartidadomotor,ouduranteafaseinicialdeacelerao,causariaelevadospicosdecorrenteprejudiciaistantoaomotorquantoparaosmecanismos,devido ao impacto que acarretaria.Estetipodecontrolepermiteaadaptaodosistemadereversocontrolada(plugging),queconsistedeumreldetensoconectadoaosecundriodomotor,oqualacionadoquandorealizadaumareversobruscadomovimento.Estesistemadereversocontroladaevitajustamenteumadesaceleraobruscaquepodecomprometeromecanismo,epodeserusado para a frenagem do movimento.XCVIIICaractersticas Principais:-Possibilidade de controlar uma larga faixa de potncia dos motores-Circuito simples e de fcil manuteno-Possibilita bom controle de velocidade e posicionamento da carga-Aplicvel para baixas velocidadesFigura 44. Curva de Torque X Rotao - Resistor no Secundrio [19]Osresistoresdosecundriosocurto-circuitadossucessivamente,comandadospelachavemestraoubotodecomando,comaogradualdosrels de tempo que evitam a retirada de resistncias bruscamente.Avelocidadederegimedoequipamentoocorrequandootorquedomotor igual ao torque de carga externa. recomendvel os seguintes nmeros detapsdaresistncia(nmerode contatores no secundrio), para esse sistema de controle:- para servio leve, 3 taps e- para servio pesado, 5 taps.XCIXA.4 Sistema de Controle de Dupla VelocidadeOsistemadecontrolemagnticodeduplavelocidadeconsistenaaplicaodemotoresdegaioladeduploenrolamento.Soutilizadoscontatores para ligar o motor, inverter sua rotao e selecionar as velocidades,alm derelsdetempoparapossibilitaraceleraosuave,comandadosporbotoeira ou chave mestra.Abaixavelocidade,aproximadamente25%davelocidadenominal,conseguidaquandoseutilizaoenrolamentodealtapolaridade,eaaltavelocidade, 100% da velocidade nominal, obtida com enrolamento de baixapolaridade.O movimento iniciado sempre em baixa velocidade e, mesmo que ooperador acione o segundo ponto de velocidade na partida, o motor partir nabaixavelocidadee,apsumatemporizao,comutarparaaaltavelocidade,possibilitando uma acelerao suave.Nosmovimentosdelevantamentosoaplicadosmotorescomaltoconjugadomximoedepartida,afimdepossibilitarfcillevantamentodacarga.Nadescida,omotortrabalhacomofreioregenerativo,impedindooaumento excessivo de velocidade.Caractersticas Principais:-Circuito simples, de fcil manuteno-Velocidade independente da carga-Duas velocidades distintas-Baixo custoFigura 45. Curva de Torque X Rotao - Dupla Velocidade [19]CA.5SistemadeControlecomResistornoSecundrioeFreio de FoucaultO sistema de controle de velocidade comresistor no secundrio de ummotordeanisdecorrenteal