Máquinas de elevação e Transporte aula 6

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Máquinas de Elevação e transporte
Aula 6: Dispositivos de apanhar carga
Professor: Leonardo Felipe Debrino Leite
Especialista
Engenheiro Mecânico
Ganchos
Em guindastes para finalidades gerais, que transportam cargas de várias formas, a carga é apanhada por meio de lingas, de cabo ou de corrente, fixadas a ganchos.
Ganchos padronizados e ganchos duplos são os projetos mais comuns, usados para essa finalidade.
Ganchos Padronizados Forjados
A figura mostra um gancho padronizado simples, forjado. Todas as dimensões podem padronizadas de ganchos simples e duplos podem ser encontradas em normas (NBR10070).
Ganchos Padronizados Forjados Cálculo das Dimensões
A haste do gancho é verificada à tensão de tração, da seguinte forma:
De	modo	geral	a	tensão	admissível
de
tração não deve exceder 500 Kgf/cm².
2
 	1	
4
Q
t
d
	
Ganchos Padronizados Forjados Cálculo das Dimensões
A
altura	mínima	da	porca	do	gancho	é
determinada
pela	pressão	específica
permissível	na	rosca,	de	acordo	com	a seguinte equação:
t → profundidade da rosca;
d0 → diâmetro maior;
d1 → diâmetro menor da rosca.
p → tensão específica admissível (300 a 350 Kgf/cm².
Ganchos Padronizados Forjados Cálculo das Dimensões
A tensão unitária de tração pode ser encontrada pela formula:
𝑡
𝜎	=
𝑐
𝑄 1 2(𝑥 −𝛾)
𝐹 𝑥	𝑎
> 𝜎
𝑎𝑑𝑚
A tensão unitária de compressão pode ser encontrada pela formula:
𝑐
𝜎	=
𝐹 𝑥
𝑐
𝑄 1 2(𝑥 −𝛾)
𝑎
2+ℎ
> 𝜎
𝑎𝑑𝑚
Onde:
Q – Carga sobre o gancho;
F – área de seção crítica;
x – fator, dependendo da forma de seção transversal e curvatura da viga;
a – diâmetro da boca;
𝑥𝑐 - Distância entre o centroide e o contorno interno;
𝛾 – Distância entre a linha zero e o centroide;
h – altura máxima da seção transversal do gancho.
Ganchos Padronizados Forjados Cálculo das Dimensões
A	tabela	abaixo	fornece	os	principais	valores	de	projeto	para	os ganchos simples padronizados:
Ganchos Simples
Características dimensionais normatizadas das partes forjadas:
Ganchos simples fabricados em matriz:
MF – ganchos sem ressaltos.
MFRP – ganchos som ressalto para trava de segurança, que se projeta internamente além dos contornos da haste. Compreende os números de 006 a 8.
Ganchos Simples
Ganchos MFRP
Ganchos Simples
Características dimensionais normatizadas das partes forjadas:
Ganchos simples fabricados em matriz:
MFR – ganchos com ressalto para trava de segurança parcialmente incorporado à sua haste. Compreendem os números de 10 a 40.
Ganchos Simples
Ganhos MFR
Ganchos Simples
Características dimensionais normatizadas das partes forjadas:
Ganchos simples fabricados por martelamento:
MT – ganchos sem ressalto.
MTR - ganchos com ressalto para trava de segurança.
Ganchos Simples
Tabelas de fabricantes.
Ganchos Simples
Tabelas de fabricantes.
Ganchos Simples
Tabelas de fabricantes.
Ganchos Duplos Forjados
Ganchos duplos são projetados com selas menores do que as dos ganchos simples de mesma capacidade de elevação. Normalmente estes ganchos são utilizados para erguer cargas elevadas.
Ganchos Duplos Forjados
A	norma	NBR10070	também	classifica	est	tipo	de gancho:
Ganchos fabricados em matriz:
MF – ganchos sem ressalto;
MFR – ganchos com ressalto para trava de segurança.
Ganchos fabricados por martelamento:
MT – ganchos sem ressalto;
MTR – ganchos com ressalto para trava de segurança.
Ganchos Duplos Forjados
Para MF e MT (sem ressalto):
Ganchos Duplos Forjados
Para MFR e MTR (com ressalto):
Ganchos Duplos Forjados
Tabela para MF, MFR, MT e MTR:
Ganchos Triangulares Sólidos
Os ganchos triangulares sólidos são, usualmente,	empregados	em guindastes de alta capacidade de elevação (acima de 100t) e ocasionalmente em guindastes médios.
O inconveniente desses ganchos está no fato de que as lingas que sustentam a carga devem passar pelos olhais.
Esses ganchos são fabricados por forjamento em uma só peça.
Ganchos Triangulares Articulados
A fabricação de ganchos triangulares sólidos apresenta várias dificuldades de produção. Por essa razão, no manuseio de cargas pesadas, dá-se preferência aos ganchos triangulares compostos.
A Figura mostra um gancho composto com uma articulação e um gancho composto, com três articulações.
Órgãos Para Ganchos de Suspensão Pesos de Gancho
Para levantar cargas leves (até 5 t) os ganchos são, frequentemente, fixos diretamente a uma aparelhagem flexível de elevação. Entretanto, nesses casos, o gancho é muito leve para vencer o atrito no mecanismo de elevação, durante a descida.
Por essa razão, deve-se adicionar um peso ao gancho. Para amortecer os choques, o peso do gancho, é, muitas vezes, provido de molas.
Órgãos Para Ganchos de Suspensão Mancais de Rolamento
Mancais axiais de esferas permitem ao gancho carregado girar facilmente no manuseio de cargas. Isso se dá devido a instalação de mancais de rolamentos autocompensadores com anéis de assento esférico.
Órgãos Para Ganchos de Suspensão Travessa Para Ganchos
As travessas dos ganchos são articuladas em placas laterais do aparelho, usualmente reforçados com tiras ou talas de aço. Isso permite que o gancho gire em duas direções entre si perpendiculares. A travessa é forjada de aço e provida, nas extremidades, de dois moentes torneados.
Órgãos Para Ganchos de Suspensão Aparelho Para Granchos
O aparelho é a parte completa da talha suspensa, a qual inclui: dispositivos portadores (ganchos), travessa, polias inferiores e placas da carcaça com talas, em que os eixos das polias e os munhões das travessas são presos.
A figura mostra um aparelho com uma polia e um dispositivo, o qual impede que o cabo escape
Órgãos Para Ganchos de Suspensão Aparelho Para Granchos
Aparelhos para múltiplas polias são projetados com altura normal ou reduzida.
Aparelhos normais (longos), as polias inferiores são mostradas em um eixo preso nas placas laterais do aparelho. O inconveniente desse projeto está na excessiva altura do mecanismo de suspensão.
Órgãos Para Ganchos de Suspensão Aparelho Para Ganchos
No	aparelho
curto,	as	polias	são sobre		os
dispositivos alongados	da
travessa.
munhões Aparelhos
curtos	possibilitam	maior
altura	de
elevação e pesam menos.
Um fator de utilização mais alto e capacidade de manuseio dos órgãos de elevação depende diretamente do tempo requerido para suspender e remover a carga. Esse tempo é reduzido por dispositivos especiais de garras que devem:
Concordar com a forma e propriedades das cargas;
Agarrá-las e soltá-las rapidamente;
Possuir resistência mecânica adequada e segura;
Satisfazer aos requisitos de segurança;
Não danificar a carga;
Ter peso mínimo;
Ser de fácil operação.
Garras de Guindastes para Cargas Unitárias e Peças
As	cargas,	manuseadas	nas	empresas	industriais,	podem	ser	subdivididas	nos seguintes cinco grupos:
Cargas unitárias, regra geral, incômodas; por exemplo; caldeiras, máquinas montadas, estruturas
metálicas etc.
Cargas de peças, em massa: lingotes de aço, fundidos de tamanhos médios, forjados, peças de máquinas, aços laminados, chapas e placas, caixas, barris, fardos etc.
Cargas de peças pequenas, em massa: pequenos fundidos, forjados, peças de máquinas, gusa, parafusos, rebites etc.
Material solto: carvão, coque, cinzas, areia, cavaco metálicos etc.
Materiais líquidos: ferro fundido, aço e outros metais em fusão.
Os primeiros três tipos de carga são manuseados pelos seguintes dispositivos especiais de garras: vigas de suspensão e grampos, plataforma de carga e caçambas e tenazes comuns e de aperto automático.
Garras de Guindastes para Cargas Unitárias e Peças
Garras de Guindastes para Cargas Unitárias e Peças Vigas de suspensão
Estes dispositivos são empregados para mover cargas longas, incômodas e pesadas, tais como locomotivas, vagões ferroviários, caldeiras, laminados longos, chapas e placas de aço etc.
Garras de Guindastes para Cargas Unitárias e Peças Garras de Guindastes e Grampos
Parte similares, como por exemplo,rodeiros, eixos, chapas e placas de aço, rolos de papel, bobinas de fio etc., são manuseados por garras, que se adaptam à forma da carga.
Garras de Guindastes para Cargas Unitárias e Peças Garras de Guindastes e Grampos
Placas espessas são movidas, verticalmente, pelos dispositivos mostrados na figura, nos quais as placas são apertadas pela ação do seu próprio peso. As placas são movidas horizontalmente, por meio de grampos presos em lingas de corrente com quatro pernas.
Garras de Guindastes para Cargas Unitárias e Peças Plataforma de Carga e Caçambas
Estes órgãos são usados para manusear lotes de cargas, em peças (caixas, fardos, barra de aço, peças de máquina etc.) e também cargas de pequenos tamanhos (briquetes, tijolos, ferro gusa, pequenas partes de ferro fundido).
Plataformas	de	carga	e	caçambas	são
versões	simplificadas	dos	recipientes
empregados pelas ferrovias e outros meios de transporte. São caixas de grande porte, destinadas a comportar qualquer carga
(contêineres).	Elas	são	convenientes
porque	podem	ser	postas	sobre	carros
planos, truques etc., sem a necessidade de
remover seu conteúdo, desde que possam ser simplesmente removidas.
Garras de Guindastes para Cargas Unitárias e Peças Tenazes Comuns e Automáticos
A	tendência	de	reduzir	ao	mínimo	o
trabalho	manual,	no cargas	ou	peças,
desenvolvimento	de	vários	tipos
manuseio	de levou	 ao de
tenazes e outras garras automáticas.
Garras de Guindastes para Cargas Unitárias e Peças Tenazes Comuns e Automáticos
Por via de regra, as tenazes são automáticas, isto é fecham-se sob a ação da carga em manuseio. As tenazes são abertas, normalmente, por meio de uma alavanca especial.
Eletroímãs de Suspensão
Os eletroímãs de suspensão são usados para manuseio de materiais magnéticos de diversas formas (lingotes, vigas, trilhos, chapas e placas de aço, tubos, sucatas, cavacos de metal, ferro gusa, caixas contendo artigos de aço tec.). Os eletroímãs de suspensão tem encontrado ampla aplicação nas usinas metalúrgicas e mecânicas. Suas principais
necessidade	da	suspensão	manual	das	cargas
vantagens	residem	no	fato	de	que	eliminam	a
e
reduzem,	drasticamente,	o	tempo	necessário	para esta operação.
Eletroímãs de Suspensão
Os eletroímãs de suspensão têm, por outro lado, desvantagem de uma certa redução da capacidade útil de suspensão, devido ao peso dos mesmos.
Contudo, os eletroímãs de suspensão podem dar conta de uma considerável quantidade de carga, num tempo mínimo, e aumenta substancialmente, o rendimento dos dispositivos.
Eletroímãs de Suspensão
A	capacidade	de	elevação	do	mesmo
eletroímã	varia	dentro	de	uma	larga	faixa,
dependendo da forma, tamanho, composição química e temperatura dos objetos elevados.
Os	eletroímãs	desenvolvem	a	máxima
potência de elevação quando elevam objetos maciços, com superfície lisa. Se a carga possuir forma irregular e for composta de pequenos artigos, a capacidade de elevação do eletroímã cai acentualmente.
Os eletroímãs devem ser capazes de resistir aos pesados golpes das cargas maciças que atraem e aos choques causados pela queda sobre a carga que elevam.
Dispositivos Agarradores Para Material a Granel Cubas e Caçambas
Cubas autobasculantes são suspensas sobre um gancho de guindaste, por uma alça, elas giram sobre moentes horizontais. O centro de gravidade da cuba carregada deve ser escolhido de tal maneira que possibilite à cuba manter sua posição vertical, durante o movimento, com a ajuda de uma barra de desengate. Quando a barra de desengate é liberada, a cuba tomba e descarrega seu conteúdo.
A	caçambas	são	usadas	para	manusear
cascalho, areia, terra etc., com a ajuda de
guindastes. Elas são superiores às cubas basculante, porque não esparramam muito material na descarga.
Dispositivos Agarradores Caçambas Automáticas
Essas cubas têm capacidade de 1 a 3m³ e,
para	fins	especiais,	até	8m³.	Elas
compreendem	duas	pás,	com	fundo arredondado, articuladas.
As	cubas	com	projetos	mais	antiquados
necessitam	de	trabalho	manual	e
mecanismos	de	carregamento.	Alguns
projetos	requerem	pessoal	de	operação,
mesmo durante a descarga. Esses defeitos tornam irracional a aplicação das cubas, quando grande quantidade de material a granel deve ser manuseado. Ao invés disso, faz-se uso de caçambas especiais,
que	agarram	mecanicamente	e
descarregam automaticamente o material.
Dispositivos Agarradores Caçambas Automáticas
Um exemplo deste tipo são as caçambas automáticas de dois cabos, nas quais a operação de elevação é efetuada por um grupos de cabos, chamado de elevação ou suspensão, e a abertura e fechamento, por outro grupo de cabos, chamado cabo de fechamento.
Dispositivos de Guindastes Para manuseio de Materiais Líquidos.
Cadinhos, são retirados dos fornos e transportados por meio de tenazes.
metais	líquidos,	são	feitas placas		de	aço		e
Panelas,	para	manuseio	de
de tem
revestimento refratário. Elas são suspensas no gancho do guindastes, por meio de alças basculantes especiais.
Dispositivos de Guindastes Para manuseio de Materiais Líquidos.
Cadinhos, são retirados dos fornos e transportados por meio de tenazes.
Panelas, metais
para	manuseio	 de líquidos,		são	feitas	de
placas de aço e tem revestimento refratário. Elas são suspensas no gancho do guindastes, por meio de alças basculantes especiais.