MANUTENÇÃO EM UM ELEVADOR

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SISTEMA DE ENSINO PRESENCIAL CONECTADO
 Engenharia 4º SEMESTRE
Antônio geovane da silva e silva
arthur alves araújo
joão batista dos santos pinheiro júnior
márcio André Sousa dos santos
victor hugo bizinoto
wilker souza vulcão
MANUTENÇÃO EM UM ELEVADOR
Barcarena - PA
2021
Antônio geovane da silva e silva
arthur alves araújo
joão batista dos santos pinheiro júnior
márcio André Sousa dos santos
victor hugo bizinoto
wilker souza vulcão
MANUTENÇÃO EM UM ELEVADOR
Trabalho apresentado à Universidade do Norte do Paraná - UNOPAR, ao Curso de Engenharia como requisito parcial para a obtenção de média nas disciplinas de Cálculo Diferencial e Integral III; Desenho Técnico; Desenho Auxiliado por Computador; Princípios de Eletricidade e Magnetismo; Física Geral e experimental: Energia
Professores: Alessandra Negrini Dalla Barba; Fernando Gargantini Graton; Rennan Otavio Kanashiro; Katielly Tavares dos Santos; Jenai Oliveira Cazetta.
Barcarena - PA
2021
SUMÁRIO
1	INTRODUÇÃO	3
2	DESENVOLVIMENTO	4
2.1	DESENHO DO ELEVADOR	4
2.2	VANTAGENS DE SE UTILIZAR UM SOFTWARE CAD PARA REALIZAÇÃO DO DESENHO TÉCNICO.	5
2.3	ESTUDO DO MOMENTO DE INÉRCIA	6
2.3.1	CONSIDERAÇÕES A RESPEITO DO MOMENTO DA INÉRCIA	7
2.3.1.1	TRANSLAÇÃO E ROTAÇÃO	7
2.3.1.2	O ESTUDO DE CORPOS RÍGIDOS E O MOMENTO DE INÉRCIA	8
2.3.1.3	CORRELAÇÃO ENTRE A PRIMEIRA LEI DE NEWTON E O PRINCÍPIO DA INÉRCIA PARA CORPOS RÍGIDOS	8
2.3.1.4	ELEVADOR COM E SEM PASSAGEIROS.	8
2.4	ANÁLISE DO MOVIMENTO DO ELEVADOR	9
3	CONCLUSÃO	11
REFERÊNCIAS	12
INTRODUÇÃO
A proposta de Produção Textual em Grupo (PTG) deste semestre tem como temática “Manutenção em um elevador”. Com essa temática, foi possível promover a aprendizagem interdisciplinar de conteúdos contemplados nas disciplinas desse semestre.
Neste trabalho foi desenvolvida a atitude de investigação e prática, sistematizando julgamentos baseados em critérios e padrões qualitativos e quantitativos relacionados a uma situação geradora de aprendizagem (SGA), embasados em conhecimentos construídos em cada disciplina.
A situação geradora de aprendizagem consiste na realidade da WL Elevadores, que é uma empresa que atua no ramo de transporte vertical, oferecendo soluções inteligentes nessa área. Ela atua tanto na fabricação de elevadores, com tecnologia de ponta, quanto na manutenção de equipamentos, oferecendo assistência técnica e peças de elevadores em todas as suas instâncias como: componentes, novas tecnologias, legislação, auditorias, sistemas de otimização de energia, uso responsável, sindicatos, montadoras, marcas e modelos, contando com profissionais altamente qualificados para execução dos serviços prestados. 
Nesse contexto, nos foi proposto supor que integramos o grupo de engenheiros da WL responsável por solucionar problemas e efetuar manutenção nos elevadores localizados em edifícios comerciais. Assim, em um de nossos trabalhos, devemos solucionar uma falha mecânica em um determinado elevador, ao qual será necessário alterar o sistema e verificar os ajustes que devem ser realizadas.
DESENVOLVIMENTO
Dessa forma, segue o desenvolvimento das atividades propostas para este trabalho.
DESENHO DO ELEVADOR
Para compreender as dimensões e características do elevador, ao qual será necessária manutenção, a equipe ficou responsável por realizar o desenho técnico da planta baixa do elevador que será trabalhado e sua caixa de corrida. Para o desenvolvimento do desenho técnico do projeto, algumas características foram consideradas: 
• O elevador tem capacidade máxima de 13 pessoas; 
• Paredes da caixa de corrida largura, 15 cm; 
• Espessura da cabina, 30mm; 
• Altura útil (AU) da cabina: 2400mm;
A elaboração do desenho baseou-se no seguinte modelo.
Figura 1
 
 
Fonte: https://www.tkelevator.com/br-pt/produtos-e-solu%C3%A7%C3%B5es/elevadores/amazon/. Acesso em 08/07/2021. 
Também foram utilizados como base os valores da tabela a seguir.
Figura 2
 
 
Fonte: <https://www.tkelevator.com/br-pt/produtos-e-olu%C3%A7%C3%B5es/elevadores/amazon/>. Acesso em 08 jul. 2021.
vantagens de se utilizar um software CAD para realização do desenho técnico.
O software Computer Aided Design, denominado CAD, realizou uma grande revolução na forma de representar graficamente os projetos. O conhecimento e domínio das ferramentas disponíveis nestes programas permitem ao profissional trabalhar de forma mais dinâmica, com maior competência e precisão, poupando assim muito, em termos de tempo e custos de projeto.
Nos mais diversos campos da tecnologia os programas de desenho auxiliado por computador revolucionaram verdadeiramente a forma como os projetos são representados e desenvolvidos. O processo de criação e edição, bem como a utilização de programas CAD para imprimir a representação gráfica do projeto, além de atingir grande flexibilidade no processo de desenho, economiza um tempo inimaginável em comparação ao processo manual desenvolvido anteriormente. Além dessas vantagens, novas possibilidades de design, como o desenvolvimento de representações 3D, prototipagem e manufatura digital de produtos, fazem dos programas CAD uma ferramenta importante em todas as áreas de desenvolvimento de projetos.
Estudo do momento de inércia
Um corpo rígido, tal como uma roda, é um sistema que contém um número praticamente infinito de partículas. Ele pode apresentar os seguintes tipos de movimento: translação, rotação ou a combinação de ambos. Levando em consideração o movimento de rotação, temos o conceito de inércia rotacional: um objeto que roda em torno de um eixo tende a permanecer rodando em torno desse mesmo eixo, a menos que sofra algum tipo de interferência externa. 
O momento de inércia é calculado em relação ao eixo de rotação e depende da distribuição de massa em relação a esse eixo. Quanto maior for a distância entre a maior parte da massa de um objeto e seu eixo de rotação, maior será sua inércia rotacional. Considerando o tipo de movimento associado ao deslocamento de um elevador, a equipe analisou o momento de inércia da cabina do elevador. 
Assim, o momento da inercia pode ser calculado a partir da seguinte integral:
Dessa forma, temos...
Calculando a integral:
Assim, pode-se substituir os valores e resolver as equações:
Observando o ponto de y’ e x’, temos:
Assim, pode-se substituir os valores e resolver as equações:
Considerações a Respeito do Momento da Inércia 
Translação e Rotação 
Um dos principais objetivos da física é estudar o movimento de um corpo. Movimento translacional, no qual o objeto se move ao longo de uma linha reta ou curva e a rotação, onde o objeto gira em torno do eixo. 
No movimento translacional, todos os pontos do objeto seguem caminhos paralelos e têm a mesma velocidade. No movimento rotacional, todos os pontos do objeto se movem em um círculo com a mesma velocidade angular. A principal diferença entre o movimento de translação e o movimento de rotação é o centro de massa do corpo. Ao girar, ele não se move em relação a um ponto de referência, como uma pá de ventilador. Em um movimento de translação, o centro de massa se move ao longo de um caminho paralelo.
O Estudo de Corpos Rígidos e o Momento de Inércia 
O corpo rígido gira em torno de um eixo fixo. Um corpo rígido é um corpo único, ou seja, com todas as partes conectadas e não muda sua forma. Um eixo fixo é um eixo que não muda sua posição. Isso significa que não verificaremos objetos como o sol, porque as várias partes do sol não estão conectadas entre si; também não verificaremos objetos como uma bola de boliche rolando na pista, porque a bola gira em torno de uma constante. Um corpo rígido de qualquer formato que gira em torno de um eixo fixo é denominado eixo de rotação. Na rotação pura, todos os pontos do corpo se movem ao longo de um círculo centralizado no eixo de rotação e todos os pontos descrevem o mesmo ângulo ao mesmo tempo. Na translação pura (movimento linear), todos os pontos se movem ao longo de uma linha reta e todos os pontos se movem na mesmadistância ao mesmo tempo.
Correlação entre a Primeira Lei de Newton e o Princípio da Inércia para Corpos Rígidos 
A primeira lei de Newton aprendida no ensino médio diz: “um corpo em repouso tende a permanecer em estado de repouso e um corpo em movimento uniforme em uma linha reta, tende a permanecer em movimento constante”. Na mecânica, a massa representa a resistência de um objeto ao movimento linear e o momento de inércia é a resistência de um objeto à rotação. É uma quantidade que depende da massa do objeto e de como a massa é distribuída em torno do eixo de rotação. Portanto, a correlação entre os dois é o estudo do corpo desde o repouso ao movimento ou rotação.
Elevador com e sem Passageiros. 
No estudo em questão, se o centro de gravidade for alterado, diferente de quando o elevador está vazio, logicamente ocorrerá alteração no momento de inércia. A massa também sofrerá alterações, dependendo da distribuição total dos passageiros.
Análise do movimento do elevador
Para finalizar a manutenção do elevador, falta conferir o motor elétrico responsável em gerar a força necessária para realizar o deslocamento. Foi informado que recentemente a polia, acoplada ao eixo do motor elétrico, foi substituída. Para conhecimento, nesta polia é preso um cabo de aço, que se enrola ou desenrola conforme o sentido de rotação do motor, permitindo que o elevador suba ou desça.
Dessa forma, para que o motor em questão entre em funcionamento e consiga permitir o movimento do elevador, é necessário que seja gerado, internamente a ele, um determinado fluxo magnético e o estator do motor, gerando o campo magnético que permite a sua rotação, pode ser modelado de forma simplificada como um indutor. A partir dessas considerações podemos avaliar o funcionamento do sistema de forma a determinar o que deve ser feito para garantir o seu funcionamento correto. Para que o motor possua torque suficiente para movimentar o elevador, ele deve apresentar internamente um fluxo magnético de 0,5 Wb. Portanto, dentro da nossa análise simplificada, o indutor deve ser capaz de gerar esse fluxo em seu interior. O indutor do projeto possui formato de um solenoide com 4500 espiras, diâmetro de 5 cm e comprimento de 45 cm. Ele utiliza um núcleo ferromagnético com µr = 500, com o objetivo de reduzir a dispersão do campo magnético em seu interior. Nesse caso, nas equações de permeabilidade vácuo µ0, o valor de µ0 deve ser multiplicado pela permeabilidade relativa.
Uma importante informação foi nos dada a respeito do indutor: quando em funcionamento, é submetido a uma corrente de 32 A. Diante disso: 
Assim, considerando que: φ = B · A (5), Onde: φ = Fluxo Magnético que passa no solenoide dado em Weber (Wb); N= Número de espiras circulares; B= Campo magnético que passa em cada espira circular dado em Tesla (T); A = Área da seção transversal de cada espira que é um círculo dado em m²; Θ é o ângulo entre o vetor campo magnético e o vetor normal a superfície considerada que é um círculo e nesse caso aqui o ângulo é 0 e então o cosseno é1. Temos calculado por leis da física como lei de Biot-Savart ou lei de Ampere que o campo magnético que passa em uma espira circular é: , onde B = Campo magnético que passa em cada espira circular dado em Tesla (T); µ = µ0 · µr é a permeabilidade magnética do meio, µ0 é a permeabilidade magnética do vácuo e µr é a permeabilidade relativa que relaciona a do vácuo e a do meio. Sendo que i é a corrente que passa em cada espira dado em Ampere (A) R é o raio da espira. L é o comprimento do indutor. 
O fluxo magnético (φ) mínimo de torque para movimentar o elevador é de 0,5 Wb, porém, o valor calculado acima não é suficiente, então para se obter o fluxo magnético de 0,5 Wb é necessário aumentar a quantidade de espiras. 
Os resultados revelam que a falha mecânica do elevador do edifício comercial estudado pode ser solucionada, sendo necessário aumentar o número de voltas do indutor de 4500 para 5700, o que proporcionará um fluxo magnético (φ) de 0,5 Wb com um torque mínimo para mover o elevador.
CONCLUSÃO
Este trabalho demonstra a importância do conhecimento de diversos conceitos físicos para o ensino e aprendizagem da engenharia, pois está relacionado aos cálculos matemáticos, auxilia na resolução de problemas do dia a dia. Por meio desses cálculos, verifica-se a viabilidade de fazer ajustes para que o elevador funcione normalmente. Também apontou a importância do uso de tecnologia, neste caso, o software AutoCad pode melhorar a precisão e flexibilidade na execução do desenho.
Através deste projeto, foram desenvolvidos conhecimentos importantes para o mercado de trabalho. O campo dos elevadores, a operação de equipamentos e componentes e os conhecimentos técnicos usados ​​em tais máquinas e equipamentos. Além disso aplicar conteúdos de cálculo, física geral e princípios eletromagnéticos relacionados, para desenvolver e interpretar desenhos mecânicos e arquitetônicos, projeções e projetos dentro de especificações para resolver este problema. 
Conclui-se que para a elaboração deste trabalho a importância do desenvolvimento intelectual e profissional de cada membro do grupo é de suma importância, pois incentiva a todos a procurarem e resolverem o problema com que se deparam.
REFERÊNCIAS
BUENO E FREZZA, José e Ednaldo. Cálculo diferencial e integral III. Londrina - PR: Educacional, 2016. 
ORTHEY, Andre. Desenho auxiliado por computador. Londrina - PR: Educacional, 2017.
SANTOS, Cleudiane. Desenho técnico. Londrina - PR: Educacional, 2016. 
FRÓES, André. Física geral e experimental: energia. Londrina - PR: Educacional, 2016. 
FRÓES, André. Princípios de eletricidade e magnetismo. Londrina - PR: Educacional, 2017.