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UNIVERSIDADE PAULISTA – CAMPUS CHÁCARA SANTO ANTÔNIO CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO EP5P07 - ALAN PEREIRA CLAUDINO - F022DB6 EP4P07 – HALLANA SANTOS COSTA - F0714G8 EP5P07 – ISABELLA D. FERNANDES D. SILVA – N440GE4 EP4P07 – LUCCAS KENJI M. MAGDANELO - F109CD3 EB5P07 – MARIA CLARA SOUZA ZILLO – N471JE9 EB5P07 – VINÍCIUS RODRIGUES M. – N433JG6 APS – ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADA: Guindaste com Roldonas São Paulo – SP 2021 ALAN PEREIRA CLAUDINO – F022DB6 HALANNA COSTA DA SILVA – F0714G8 ISABELLA D. FERNANDES D. SILVA – N440GE4 LUCCAS KENJI M. MAGDANELO – F109CD3 MARIA CLARA SOUZA ZILLO – N471JE9 APS – ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVIVIONADA: Guindaste com Roldanas Relatório final, apresentado a Universidade Paulista Campus Chácara Santo Antônio, como exigência para a obtenção da nota de APS para aprovação no 4º/5º semestre no curso de Engenharia de Produção. São Paulo – SP 2021 ALAN PEREIRA CLAUDINO HALLANA SANTOS COSTA ISABELLA D. FERNANDES D. SILVA LUCCAS KENJI M. MAGDANELO MARIA CLARA SOUZA ZILLO VINICÍUS RODRIGUES MARTA APS – ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVIVIONADA: Guindaste com Roldanas Aprovado em: Relatório final, apresentado a Universidade Paulista Campus Chácara Santo Antônio, como exigência para a obtenção da nota de APS para aprovação no 4º/5º semestre no curso de Engenharia de Produção. BANCA EXAMINADORA ___ _/ /__ Professor(a): Universidade Paulista - UNIP _/ /__ Professor(a): Universidade Paulista - UNIP _/ /__ Professor(a): Universidade Paulista - UNIP _/ /__ RESUMO Por meio desta obra, apresenta-se o conhecido guindaste, cuja fama foi construída ao longo dos séculos e sua funcionalidade adaptada, iniciado por modelos mais singelos até os mais recentes e sofisticados, utilizados em grandes indústrias e construções. A necessidade do carregamento de cargas fora dos padrões humanos fez com que o maquinário se tornasse imprescindível, tomando diferentes formas e dimensões para campos de atuação específicos e para a atividade exercida ali. Um conteúdo rico se tratando do histórico do equipamento, além do projeto estruturado de um guindaste com roldanas de autoria do grupo. ABSTRACT Through this work is presented the well-known crane, whose fame was built over the centuries and its adapted functionality, initiated by more simple models even the most recent and sophisticated, used in large industries and constructions. The need to load loads outside human standards made the machinery indispensable, taking different shapes and dimensions for specific fields of activity and for the activity performed there. A rich content when it comes to the history of the equipment, in addition to the structured design of a crane with pulleys authored by the group. Keyword: LISTA DE ILUSTRAÇÕES Imagem 1 – Grua Ascensional....................................................................... 12 Imagem 2 – Grua com Torre Fixa.................................................................. 13 Imagem 3 – Grua com Torre Móvel............................................................... 13 Imagem 4 – Guindaste Pinça ou Multiangular............................................... 14 Imagem 5 – Guindaste Pórtico...................................................................... 15 Imagem 6 – Desenho em Ftool..................................................................... 16 Imagem 7 – Desenho em AutoCad............................................................... 17 Imagem 8 – Desenho Técnico....................................................................... 18 Imagem 9 – Cálculo do Projeto...................................................................... 19 LISTA DE TABELA Tabela 1 – Planilha de Custo do Projeto.......................................................... 20 7 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO .......................................................................................................... 8 2. OBJETIVO ................................................................................................................ 9 3. HISTÓRIA DO GUINDASTE................................................................................... 10 4. DEFINIÇÕES DO GUINDASTE .............................................................................. 12 4.1 - 2 ROLDANAS (OU POLIAS) ......................................................................................... 12 4.2 - PINÇA OU MULTIANGULAR ........................................................................................ 15 4.3 – PÓRTICO ..................................................................................................................... 15 5 - LISTA DE FIGURAS ................................................................................................ 17 5.1 - DESENHO EM FTOOL ................................................................................................. 17 5.2 - DESENHO EM AUTOCAD ............................................................................................ 18 5.3 - DESENHO TÉCNICO .................................................................................................... 19 6 - CÁLCULOS UTILIZADOS ........................................................................................ 20 6.1 CÁLCULO DO PROJETO ............................................................................................... 20 7 - PLANILHA DE CUSTO DO PROJETO .................................................................... 21 8. ETAPAS DE CONSTRUÇÃO ................................................................................... 22 9 - CONCLUSÃO .......................................................................................................... 23 10 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................................... 24 8 1. INTRODUÇÃO Esse projeto tem como finalidade, o planejamento e o desenvolvimento de um exemplar de um guindaste com roldanas seguindo os moldes requisitados pela Universidade Paulista. Portanto, será uma oportunidade de testar o quanto, em grupo, podemos aplicar a nossa criatividade e os nossos conhecimentos na elaboração desse projeto. Utilizaremos construções originais de programas usados para realizar a simulação e a geração dos formatos das peças, a construção, os materiais, o esquema e a estrutura completa do guindaste com roldanas. Nosso projeto, será a construção de um guindaste com roldanas, onde as mesmas são conhecidas como polias, utilizadas para facilitar a execução do trabalho diminuindo a força aplicada para movimentar os objetos. 9 2. OBJETIVO O desafio proposto neste semestre é de desenvolver a construção de um guindaste com roldanas. Para isto, reunimos informações de diversas fontes referentes a importância da implementação desse projeto. 10 3. HISTÓRIA DO GUINDASTE A invenção do guindaste teve como principal objetivo, auxiliar a movimentação de cargas horizontais e verticais pesadas. Há aproximadamente 4.500 anos, a elevação dos blocos de pedra que os egípcios usavam para as pirâmides, ocorreu por um sistema de rodas presas a um eixo, com uma correia queaplicava força e a outra resistência para elevação, conhecida como talha. Os primeiros guindastes tinham como material, a madeira, e para seu funcionamento, eram movimentados por homens ou animais, como por exemplo, o burro de carga. Mais tarde, para transportar as cargas de forma vertical, criaram as rampas de acesso. Foi durante o Império Romano, com o avanço da construção civil, destacando os engenheiros Vitruvio e Heron, de Alexandria, que o guindaste ganhou destaque. Acredita-se, que os primeiros guindastes de torre foram construídos e idealizados por Leonardo da Vinci, no final da Idade Média. Destarte, foi modernizando-se, passando por diversos locais e épocas. Na Alta Idade Média, sua padronização passou a ser importante com a necessidade de cargas e descargas em embarcações no porto. Com a chegada da Revolução Industrial, os materiais usados para produzir o guindaste, também foram modernizados, começando a serem produzidos por aço e ferro fundido. Diga-se de passagem, que grande parte da mão de obra humana, nessa época, foi substituída por máquinas a vapor. Hick & Rothwell produziram em Bolton, um guindaste que tinha capacidade de 2 toneladas. E em 1838, na Alemanha, construiu-se um guindaste igual. Em 1850, o Sir William Fairbairn criou o guindaste a vapor com capacidade de içar até 12 toneladas, com 9,1m de altura, raio de 9,8m e acionado manualmente. Logo depois, também acionado manualmente, criaram o guindaste com capacidade de 60 toneladas. Em 1878, Stothert & Pitt criou um guindaste a vapor com comprimento de 7,6 m, que pesava 120 toneladas e possuía alcance vertical de 12 m em um raio máximo de 11m. Equipado ainda com cadeira vertical interna, para produzir vapor usado no acionamento de dois cilindros, um para o giro e outro para a corrente de içamento. 11 Com a expiração da patente, outros fabricantes produziram equipamentos similares, acionados por vapor, sistemas hidráulicos ou eletricidade. E desde então, o guindaste vem ganhando o mundo e construindo diversas modernizações. 12 4. DEFINIÇÕES DO GUINDASTE Em suma, é o maquinário de maior eficiência na indústria e construção civil na operação de transporte de cargas, materiais pesados e estruturas. As divisões que o tomam são denominadas: Base: Responsável por suportar o guindaste com o maior trabalho sendo realizado, é fixada numa enorme barra de concreto. Mastro: É o componente que promove a altura do guindaste. Lança: Parte responsável por suportar as cargas; opera em conjunto de um carro com roldanas que percorre o seu comprimento. 4.1 - 2 ROLDANAS (OU POLIAS) Espécie de rodas acopladas à um ou mais cabos de resistência, são presentes para diminuir e dividir a tensão nos cabos. Seu uso é de extrema importância não apenas para evitar acidentes com a queda de cargas por conta da ruptura dos cabos, como também, garante rapidez e praticidade nas locomoções. Existem diferentes campos de atuação para um guindaste, considerando o local e a espécie da carga; como também variados modelos para o melhor funcionamento e execução do serviço (podem ser fixos ou atrelados em outras máquinas e até em veículos). Alguns exemplos destes são: Grua: Conhecido também por guindaste de torre, esse modelo disponibiliza movimentação tanto vertical quanto horizontal dos materiais de forma ágil e facilitada. Se tornou um equipamento indispensável, levando em conta sua segurança, rapidez na montagem e desmontagem, pouco espaço ocupado, a produtividade que oferece, a economia de tempo e mão-de-obra ligada às demandas das construções cada vez mais verticais e exigentes, consequentemente muito instalada nos canteiros de obra (principalmente), em processos industriais, nos portos e montagens na área petroleira e naval. Esse modelo possui tipos distintos para o melhor transporte das cargas, como: 13 Grua ascensional: Sua montagem acontece no próprio local da atividade. Normalmente fixada no fosso de um elevador e também nas aberturas de laje, a grua vai erguendo através do conjunto estrutural presente, conforme o acréscimo de pavimentos. São indicadas para construções com muitos andares e menor necessidade do carregamento de cargas. Imagem 1 - Grua ascensional Fonte: google.com Grua com torre fixa: A padrão utilizada nas construções. Sua base é chumbada num bloco de concreto, enquanto a lança pode ou não conservar controle de altura. Essa espécie de guindaste é posicionada do lado externo da edificação, tendo que ser sustentado por estais ou presos ao corpo do edifício. Em decorrência do tamanho de determinadas lanças, o risco de interferência em imóveis alheios é maior; a carga horizontal provocada pelo estaiamento da torre no edifício é de responsabilidade do calculista envolvido no projeto. Sua capacidade de carga é maior do que as gruas ascensionais, porém o custo também toma o mesmo caminho. 14 Imagem 2 - Grua com torre fixa Fonte: google.com Grua com torre móvel: Introduzida sobre trilhos devidamente fixados, obtendo o deslocamento sobre rodas da torre. Esta não há fixação no edifício ou no solo, naturalmente havendo uma altura limitada. As gruas com torres móveis se destacam nas edificações com maior volume de trabalho horizontal, como em conjuntos habitacionais, condomínios e centros comerciais. Imagem 3 - grua com torre móvel Fonte: google.com Vale ressaltar que existem as mini gruas, para obras de menor dimensão e que não requerem um transporte de carga pesado. Tudo depende da melhor opção para a aplicação do maquinário. 15 4.2 - PINÇA OU MULTIANGULAR Contando com o seu uso frequente na construção de grandes edificações, sua nomenclatura se dá pela pinça hidráulica que possibilita o manejo dos materiais. Eles são desmontáveis e a operação é por meio do contrapeso que é posto em uma de suas extremidades com o intuito de proporcionar estabilidade à máquina, evitando acidentes. Na outra extremidade se encontra a pinça ou gancho, realizando um trabalho ascendente/descendente constante. Sua base é composta de uma sustentação de torre modular e o motor trabalhando através de roldanas e cabos que requerem super resistência. Imagem 4 - guindaste pinça ou multiangular Fonte: google.com 4.3 – PÓRTICO Seu melhor proveito é visto em aeroportos e portos por conta do molde mais adequado para a elevação e posicionamento de contêineres, podendo carregar até 12 unidades. 16 Imagem 5 – Guindaste pórtico Fonte: google.com Além dos mais convencionais, existe sua versão móvel em dois modelos com maior prática nos setores industriais, sendo eles: Móvel manual: Com a transição favorecida no chão de fábrica, o equipamento é ideal para o descarregamento de cargas e trocas de ferramenta. Móvel elétrico: O seu movimento é único e pré-determinado; voltado para a elevação e o próprio transporte das cargas industriais. 17 5 - LISTA DE FIGURAS 5.1 - DESENHO EM FTOOL Imagem 6 – Desenho em Ftool Fonte: Elaborada pelo Autor 18 5.2 - DESENHO EM AUTOCAD Imagem 7 – Desenho em AutoCad Fonte: Elaborado pelo Autor 19 5.3 - DESENHO TÉCNICO Imagem 8 – Desenho Técnico Fonte: Elaborada pelo Autor 20 6 - CÁLCULOS UTILIZADOS 6.1 CÁLCULO DO PROJETO Imagem 9 – Cálculo do Projeto Fonte: Elaborado pelo Autor 21 7 - PLANILHA DE CUSTO DO PROJETO Tabela 1 – Planilha de Custo Quantidade Material Unidade de ComprimentoUnidade Básica Preço por Unidade 1 Viga de saligna bruto 100x50x700 mm 3,465 kg R$ 9,35 1 Viga de saligna bruto 100x50x600 mm 2,97 kg R$ 8,85 4 Parafuso-gancho 30x80 mm 0,026 kg R$ 15,60 6 Roldanas 40 mm 0,070 kg R$ 11,81 1 Chapa de MDF para base 100X300x100 mm 1 kg R$ 5,00 1 Fio 0,50mm - R$ 50,69 14 Parafuso 40 mm - R$ 0,55 1 Parafuso 95x30 mm 2 kg R$ 99,90 3 Viga de saligna bruto 100x50x70,7 mm 0,345 kg R$ 0,95 1 Contrapeso 95x30 mm 2 kg R$ 99,90 Total: 302,60 Fonte: Elaborada pelo Autor 22 8. ETAPAS DE CONSTRUÇÃO Ferramentas necessárias: Parafusadeira, serra para madeira, Montagem: Fixamos a torre de saligna bruto de 100x50x700 mm na chapa de MDF para base, utilizando 4 parafusos de madeira para maior fixação. Em seguida, usando 4 parafusos, fixamos o braço de saligna bruto de 100x50x600 mm na torre. Cortamos as pontas das 3 salignas de 100x50x70,7 mm em ângulo de 45 e parafusamos 2 na lateral da base com a torre e outra na parte maior do braço com a torre. Fixamos uma roldana na ponta menor do braço e outra onde ligará as outras até o contrapeso. Parafusamos 4 parafusos-gancho na parte mais longa do braço, amarramos com o fio na ponta deles para colocarmos as roldanas e ligarmos cada uma até o contrapeso de 2 kg. 23 9 - CONCLUSÃO Neste semestre recebemos da Universidade Paulista o desafio de em equipe, desenvolver cada detalhe sobre o projeto Guindaste com Roldanas. Dentre estes detalhes temos: a história sobre o Guindaste, as definições de sua estrutura, figura ilustrando o projeto em Softwares e no Desenho Técnico, o orçamento dos materiais utilizados para construção, os cálculos realizados para testar a capacidade do guindaste e as etapas de construção deste. Podemos observar que desde a criação do Guindaste, houve uma constante evolução em seu formato tanto estrutural quanto em sua capacidade. Temos comparações como, ser movimentado por homens/animais e atualmente obter um sistema desenhado que pode ser controlado através de simples botões ou até mesmo uma programação que faça o Guindaste agir sem a necessidade do ser humano no comando. Neste projeto, trouxemos as definições da estrutura que compõe o Guindaste e de acordo com o orçamento apresentado, temos a noção de que trata-se de um valor baixo, pois, visa a construção de um protótipo. Esta máquina atua geralmente em obras de grande porte, indústrias, fábricas, construtoras entre outros meios fazem uso do Guindaste. Utilizamos dois softwares para o desenvolvimento da estrutura do Guindaste com Roldanas, uma vez que, estamos impossibilitados de construir fisicamente. O primeiro trata-se do Ftool (Figura 3.1), o segundo é o AutoCad (Figura 3.2) e o terceiro em Desenho Técnico (Figura 3.2). Podemos afirmar que a utilização dos softwares e também de “colocar a mão na obra” aprimorou nosso conhecimento sobre dimensões, desenho, programação, testes de carga e muito mais. Ao longo do trabalho foram encontradas algumas dificuldades, porém, a parte de dimensionar a estrutura do Guindaste foi a que tivemos a maior dificuldade, entretanto, em equipe e com a ajuda de artigos chegamos às devidas conclusões apresentadas durante o projeto. Podemos concluir que, este projeto foi de suma importância para a nossa formação e conhecimento. Também compreendemos o lugar fundamental que o Guindaste com Roldanas ocupa, o quanto estudar corretamente o posicionamento e peso de cada componente do Guindaste influencia na carga que ele irá suportar. Agradecemos a oportunidade de desenvolver e aprender com este projeto. 24 10 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS GUINDASTE COM ROLDANAS. CotaNet, c2018. Disponível em <http://engenharia- construcao.cotanet.com.br/guindastes/guindaste-com-roldanas> acesso em 13/05/21 COMO FUNCIONA OS GUINDASTES TORRES. Construcaocivilpet, 2012. Disponível em <https://civilizacaoengenheira.wordpress.com/2012/12/22/como-funcionam-os- guindastes-torre/> acesso em 13/05/21 GRUAS VIABILIZAM A MOVIMENTAÇÃO DE CARGAS E ELEVAM A PRODUTIVIDADE. AECweb, c2021. Disponível em <https://www.aecweb.com.br/revista/materias/gruas-viabilizam-a-movimentacao-de- cargas-e-elevam-a-produtividade/15677> acesso em 13/05/21 PEREIRA, Caio. O que são gruas?. Escola Engenharia, 2019. Disponível em <https://www.escolaengenharia.com.br/gruas/> acesso em 14/05/21 GRUAS: CONHEÇA OS TIPOS E NORMAS TÉCNICAS. Lonasoline, c2021. Disponível em <https://www.lonasonline.com.br/gruas-conheca-os-tipos-e-normas- tecnicas/> acesso em 14/05/21 GRUAS, MAIS ECONOMICA NA CONSTRUÇÃO CIVIL. TEM Sustentável, c2021. Disponível em <https://www.temsustentavel.com.br/versatilidade-das-gruas-na- construcao/> acesso em 14/05/21 GRUAS PARA CONSTRUÇÃO CIVIL: TUDO O QUE VOCÊ PRECISA SABER. C3 Equipamentos, 2018. Disponível em <https://www.c3equipamentos.com.br/gruas- construcao-civil> acesso em 16/05/21 GUINDASTE E SUAS FUNÇÕES NA ELEVAÇÃO DE CARGAS E MATERIAIS. Lubrimatic, 2018. Disponível em <https://www.lubrimatic.com.br/blog/guindaste-e-suas- funcoes-na-elevacao-de-cargas-e-materiais> acesso em 16/05/21 QUAIS OS PRINCIPAIS TIPOS DE GUINDASTES?. MI Guindastes, 2020. Disponível em <http://www.mlguindastes.com.br/2020/09/02/quais-os-principais-tipos-de- guindastes/> acesso em 16/05/21 ENTENDA A DIFERENÇA ENTRE GUINDASTE E CAMINHÃO MUNCK. Tucuruvi Mudanças e Transportes, 2016. Disponível em <https://www.mudancastucuruvi.com.br/blog/entenda-a-diferenca-entre-guindaste-e- caminhao-munck/> acesso em 17/05/21 CONHEÇA OS TIPOS DE GUINDASTES. Precismec, 2020. Disponível em <https://precismec.com.br/guindastes/> acesso em 17/05/21 GUINDASTES: DIVERSOS TIPOS PARA AS MÚLTIPLAS NECESSIDADES. M&T EPX, 2020. Disponível em <https://www.mtexpo.com.br/pt/noticias/elevacao-de-cargas- http://engenharia-construcao.cotanet.com.br/guindastes/guindaste-com-roldanas http://engenharia-construcao.cotanet.com.br/guindastes/guindaste-com-roldanas https://civilizacaoengenheira.wordpress.com/2012/12/22/como-funcionam-os-guindastes-torre/ https://civilizacaoengenheira.wordpress.com/2012/12/22/como-funcionam-os-guindastes-torre/ https://www.aecweb.com.br/revista/materias/gruas-viabilizam-a-movimentacao-de-cargas-e-elevam-a-produtividade/15677 https://www.aecweb.com.br/revista/materias/gruas-viabilizam-a-movimentacao-de-cargas-e-elevam-a-produtividade/15677 https://www.escolaengenharia.com.br/gruas/ https://www.lonasonline.com.br/gruas-conheca-os-tipos-e-normas-tecnicas/ https://www.lonasonline.com.br/gruas-conheca-os-tipos-e-normas-tecnicas/ https://www.temsustentavel.com.br/versatilidade-das-gruas-na-construcao/ https://www.temsustentavel.com.br/versatilidade-das-gruas-na-construcao/ https://www.c3equipamentos.com.br/gruas-construcao-civil https://www.c3equipamentos.com.br/gruas-construcao-civil https://www.lubrimatic.com.br/blog/guindaste-e-suas-funcoes-na-elevacao-de-cargas-e-materiais https://www.lubrimatic.com.br/blog/guindaste-e-suas-funcoes-na-elevacao-de-cargas-e-materiais http://www.mlguindastes.com.br/2020/09/02/quais-os-principais-tipos-de-guindastes/ http://www.mlguindastes.com.br/2020/09/02/quais-os-principais-tipos-de-guindastes/ https://www.mudancastucuruvi.com.br/blog/entenda-a-diferenca-entre-guindaste-e-caminhao-munck/ https://www.mudancastucuruvi.com.br/blog/entenda-a-diferenca-entre-guindaste-e-caminhao-munck/ https://precismec.com.br/guindastes/ https://www.mtexpo.com.br/pt/noticias/elevacao-de-cargas-e-pessoas/guindastes-diversos-tipos-para-as-multiplas-necessidades25 e-pessoas/guindastes-diversos-tipos-para-as-multiplas-necessidades> acesso em 17/05/21 https://www.mtexpo.com.br/pt/noticias/elevacao-de-cargas-e-pessoas/guindastes-diversos-tipos-para-as-multiplas-necessidades UNIVERSIDADE PAULISTA – CAMPUS CHÁCARA SANTO ANTÔNIO APS – ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADA: São Paulo – SP 2021 APS – ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVIVIONADA: São Paulo – SP 2021 APS – ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVIVIONADA: (1) RESUMO LISTA DE ILUSTRAÇÕES SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO 2. OBJETIVO 3. HISTÓRIA DO GUINDASTE 4. DEFINIÇÕES DO GUINDASTE 4.1 - 2 ROLDANAS (OU POLIAS) 4.2 - PINÇA OU MULTIANGULAR 4.3 – PÓRTICO 5 - LISTA DE FIGURAS 5.1 - DESENHO EM FTOOL 5.2 - DESENHO EM AUTOCAD 5.3 - DESENHO TÉCNICO 6 - CÁLCULOS UTILIZADOS 6.1 CÁLCULO DO PROJETO 7 - PLANILHA DE CUSTO DO PROJETO 8. ETAPAS DE CONSTRUÇÃO 9 - CONCLUSÃO 10 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS GRUAS VIABILIZAM A MOVIMENTAÇÃO DE CARGAS E ELEVAM A PRODUTIVIDADE. AECweb, c2021. Disponível em <https://www.aecweb.com.br/revista/materias/gruas-viabilizam-a-movimentacao-de-cargas-e-elevam-a-produtividade/15677> acesso em 13/05/21 CONHEÇA OS TIPOS DE GUINDASTES. Precismec, 2020. Disponível em <https://precismec.com.br/guindastes/> acesso em 17/05/21
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