DESENVOLVIMENTO GRUA

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DESENVOLVIMENTO E ELABORAÇÃO DO PROJETO
Características físicas e mecânicas da madeira
O guindaste ou grua foi construido utilizando madeira compensada, também conhecida como contraplado, a seguir as características da madeira, o desenvolvimento do projeto e pontos observados durante a elaboração do trabalho.
A madeira é um material de origem biológica, formado por uma matéria heterogénea e anisotrópica elaborada por um organismo vivo, sendo este a árvore. É constituída pelas paredes rijas e resistentes das células mortas do lenho, vindo a maioria do material lenhoso do tronco da árvore que, para além de constituir o suporte do organismo vegetal durante a vida da árvore, desempenha a função de condução das matérias necessárias ao processo de fotossíntese (seiva bruta) e de armazenamento de substâncias elaboradas e de água, durante os períodos de menor actividade fisiológica ou mesmo de repouso. O seu conjunto e arranjo (estrutura anatómica) são característicos de cada espécie florestal, variando também com a idade e as condições de crescimento (solo, clima, altitude, exploração florestal, queimadas, etc). O crescimento da árvore em diâmetro decorre através da adição de novas células produzidas pelo câmbio, produzindo assim lenho para o interior, bem como casca e entrecasco para o exterior, enquanto se afasta progressivamente da medula (Cruz e Nunes, 2007).
Pode-se olhar a madeira em três níveis de organização: pela Ultraestrutura (tecidos das paredes celulares) que é responsável pelo comportamento de retracção/inchamento; pela Microestrutura (disposição das células) que é responsável pela rigidez transversal/longitudinal; e finalmente pela Macroestrutura (defeitos de crescimento), sendo esta responsável pela variabilidade da resistência mecânica (Negrão, 2000). A madeira tem como principais elementos o carbono (em grande percentagem com cerca de 50%), o oxigénio (44%) e numa pequena percentagem o hidrogénio (6%). Relativamente aos compostos orgânicos, é constituída por celulose (70%), hemicelulose, lenhina (20-28%) e sais minerais (0,2-1%).
Contraplacado
Obtido pelo desenrolamento ou corte de troncos em folhas; estas são secas, escolhidas, pulverizadas com cola hidrófuga, dispostas em sobreposição contínua (Figura 9). A colagem das lâminas é feita em número ímpar, estando a direcção das fibras de folhas alternadas disposta perpendicularmente entre si (Rodrigues et al, 2004).
Vantagens: Construção de placas de maiores dimensões; redução da retracção e do inchamento devido à perpendicularidade das fibras; Resistência semelhante nas duas direcções da placa.
Figura 14-Madeira Compensada
Fonte: Livro Quimar,2008
Desenho mecânico
Forma de expressão gráfica que tem por finalidade a representação de forma, dimensão e posição de objetos de acordo com as diferentes necessidades requeridas pelas diversas modalidades de engenharia e também da arquitetura(Ardevan, 1985).
O guindaste foi projetado conforme o escopo, com 700 mm de altura, a espessura com 135 mm. Abaixo as vistas ortogonais e perspectiva isométrica:
 Desenho mecânico
9
Esquema Elétrico
Usar símbolos gráficos para representar uma instalação elétrica ou parte de uma instalação é o que denominamos como diagramas elétricos. A correta leitura e interpretação de diagramas são essenciais para a carreira de um bom eletricista, pois o diagrama elétrico garante uma linguagem comum a qualquer eletricista, pois o desenho é uma representação visual universal. Desta maneira se você sabe ler um diagrama elétrico aqui no Brasil você vai saber ler um diagrama elétrico lá na China, a escrita é totalmente diferente, mas o fundamento do diagrama vai ser o mesmo. De acordo com a proposta do projeto segue o esquema elétrico abaixo:
Figura 19-Chave H-H de reversão polaridade
3.1.3 Desenvolvimento dos Cálculos (estrutura e motor).
O motor elétrico é amplamente utilizado para fornecer a potência principal de máquinas industriais, produtos de consumo e equipamentos de serviço (MOTT, 2015).
Utilizando como base os cálculos será usado algumas grandezas essenciais da mecânica básica para o motor DC.
Figura 20-Vista explodida do motor
Fonte : Livro Elementos da máquina
3.1.3.1 Dados do motor
RPM: 60rpm CORRENTE: 1,3 A TENSÃO: 12V POTÊNCIA:0,58W 
3.1.4. O comprimento:
É a grandeza essencial que localiza a posição de um ponto no espaço. A partir do comprimento é possível descrever com exatidão a dimensão de um sistema físico. No sistema internacional de unidades (SI), a unidade básica de comprimento é o metro (m).
Dimensões da Grua
Base: 830 mm x 500 mm Altura total: 600 mm
Tempo:
Pode ser definido como o intervalo entre dois eventos consecutivos. Medições desse intervalo podem ser realizadas por comparações, como por exemplo, eventos repetitivos tal como a rotação da Terra ao redor de seu próprio eixo. No sistema internacional de unidades (SI), a unidade básica de tempo é o segundo (s). Como o presente curso trata apenas dos problemas de estática, a quantidade tempo não possui influência significativa na solução dos problemas, porém em problemas de dinâmica, o tempo é uma grandeza muito importante para descrever as variações de posição, velocidade, aceleração e forças em um corpo.
O tempo para içar o peso de 1,5 kg será de 15 s +/- 1s
Massa:
A massa de um corpo representa uma quantidade absoluta que independe da posição do corpo e do local no qual o mesmo é colocado. No sistema internacional de unidades (SI), a unidade básica de massa é o quilograma (kg). A massa representa uma propriedade da matéria que permite comparar a ação de um corpo em relação a outro e de um modo geral pode ser interpretada com a resistência que um corpo oferece a mudanças em seu movimento de translação.
Força: Pode ser definida como a ação de um corpo em outro corpo. Como um corpo não pode exercer uma força em um segundo corpo a menos que este ofereça uma resistência, pode-se concluir que uma força nunca existe só, ou seja, as forças sempre ocorrem aos pares, e as duas forças possuem a mesma magnitude e sentidos contrários. No sistema internacional de unidades (SI), a unidade básica de força é o Newton (N), que é representado a partir da seguinte relação, 1 N = 1 kgm/s².
Frequência:
E o número de ciclos que um ponto material descreve em um segundo, movimenta-se em trajetoria circular, para calcular a frequencia utilizamos a seguinte formula:
f= n/60
f: Frequencia;
n: numero de voltas; 60: Tempo (segundos).
Período:
E o tempo necessario para que um ponto material, movimentando-se em uma trajetória circular, complete um circulo, para calcular-mos periodo usamos a formula T= 1/f
T = periodo;
1 = uma volta; 
f= frequência.
(2)
Velocidade Angular:
E a relação entre o deslocamento angular e o intervalo de tempo, para calcular a velocidade angular utilizaremos a formula a seguir, ω = 2 * π / T
ω = Velocidade Angula; π = valor de pi (3,14);
T = Periodo;
Com base nos dados acima segue o cálculo de velocidade angular do nosso projeto:
(3)
Potência:
Denomina-se potência a relação entre um trabalho realizado e o tempo para tal realização.
Para obter a potência utiliza-se a formula P = A * V
(4)
Momento Torçor ou Torque:
Eficiencia que uma determinada força possui em rotacionar um corpo. Produto entre a força tangencial e o raio da circuferência da peça. Para calcular usa-se a formula: Mt = Fxd.
Mt = Momento torçor ou torque F =Força
d= distancia
Segue o calculo baseado no nosso projeto:
(5)
Velocidade Linear
Para uma partícula que realiza movimento circular, notamos que esta partícula percorre uma distância linear dada pelo comprimento do arco Δs = r.Δθ.
O deslocamento do arco Δs ocorre num intervalo de tempo Δt, então a velocidade linear é:
v= 
 
(6)Polia
As polias ou roldanas servem para mudar a direção e o sentido da força com que puxamos um objeto (força de tração). As polias podem facilitar a realização de algumas tarefas, dependendo da maneira com que elas são interligadas. O cálculo será representado através da eq. (7).
(7)
Cálculo estruturais
O cálculo estrutural é utilizado para analisar o comportamento de estruturas submetidas à esforços diversos, aplicados em várias direções, com o objetivo de verificar a resistência adequada dos elementos estruturais sob combinações de carregamentos extremos ao longo de sua vida útil e também de prever as deformações das mesmas sob combinações normais de carregamento durante sua utilização. Asiim sendo, o material escolhido para a contrução da grua foi o compensado de madeira.
A madeira pode ser considerada um material estrutural muito resistente quando utilizamos uma espécie adequada na classificação, associado a um sistema estrutural apropriado. A característica estrutural da madeira mais importante é chamada de anisotropia. A anisotropia é responsável por diferentes comportamentos de acordo com a direção de aplicação da carga em relação às fibras (Albuquerque , 1999, p. 5)
APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DE RESULTADOS
Os custos relacionados ao material utilizado está exposto na Tabela 1, conforme abaixo:
Tabela 1-Tabela de custos
	Matérias
	Quantidade
	Valor unitário
	Total
	Madeira (Compensado)
	01
	R$ 81,90
	R$ 81,90
	Motor
	01
	R$ 66,61
	R$ 66,61
	Bateria
	01
	R$ 86,38
	R$ 86,38
	Joystick
	01
	R$ 40,00
	R$ 40,00
	Cola de Madeira
	01
	R$5,80
	R$ 5,80
	Parafusos Porcas e Arruelas
	52
	R$ 0,05
	R$ 2,60
	Placa Metal Perfurada
	01
	R$ 5,00
	R$ 5,00
	Cabo de Aço
	01
	R$ 6,00
	R$ 6,00
	Polia
	01
	R$ 0,00
	R$ 0,00
	Pés
	04
	R$ 2,00
	R$ 8,00
	Fio 1,5mm
	01
	R$ 0,00
	R$ 0,00
	Verniz
	01
	R$ 0,00
	R$ 0,00
	
	
	Total geral
	R$ 291,29
Os cálculos para dimensionamento do material de transmissão mecânica baseiam-se na explicações ministradas em sala. Já os cálculos elétricos foram fornecidos pelo catálogo do fornecedor, não sendo necessário a modelagem matemática.
Durante a elaboração foi evidenciado alguns desvios relacionados ao tempo de iça o Peso, havendo a necessidade de alterar o diâmetro da polia, assim como a potência do motor.
Apesar dos imprevistos, nota-se que o objetivo foi alcançado com êxito, não obstante das dificuldades em relação a escolha do material, montagem e toda escolha do material, sendo elétrico o
Imagem da Grua finalizada
Imagens do desenvolvimento e progresso
CONCLUSÃO
A iniciativa de se construir um Guindaste, contribuiu para que os integrantes deste projeto compartilhassem suas experiências a fim de proporcionar novos conhecimentos agregados ao tema.
Com este projeto espera-se oferecer novas alternativas de criatividade e inovação, buscando a aplicação do mesmo em diversificadas situações e áreas que se julgam necessárias o uso da idéia principal. Conhecer meios alternativos de se conseguir estruturas sólidas, tipos de materiais, dimensionamento de motores, polias, cabos e o vasto campo de suas aplicações foram os propulsores para a pesquisa, aplicando os conhecimentos adquiridos em disciplinas como elétrica, mecânica, desenho técnico e cálculo. E com base nesse tipo de pesquisa que se fez necessário a confirmação da sua importância para estudantes de Engenharia.
Diante desta premissa, foi observado durante a pesquisa que a relação de potência motora, quando não está em movimento de Içamento, possui uma rotação maior, já que seu torque não é exigido . Porém quando colocado em trabalho, seu torque aumenta, diminuindo sua rotação, assim validando os valores medidos e calculados.
Diante dos valores encontrados, seu sistema de transmissão e redução, originário de fábrica, nos remeteu a uma polia de 7 mm de diâmetro, fazendo assim o trabalho de içamento dentro das características de 500mm de altura em 15s com um momento torçor de 7,35Nm.
Assim, foi evidente que se garantíssemos que a massa de 1,5kg sobre um içamento dentro das características já citadas, nos colocaria dentro do alcance do objetivo final do projeto.
Por fim, através deste projeto proposto tivemos a possibilidade de dirimir dúvidas ao longo da elaboração e construção do mesmo, com uma convicção de lograr êxito ao final de sua realização.
REFERÊNCIAS
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE ENGENHARIA E CONSULTORIA ESTRUTURAL (1998). A revolução nos custos. ABECE informa , n.15. São Paulo.
ALMEIDA, F.J. Sistemas Mecânicos de Elementos de Máquinas (2012). Disponível em:. Acessado em: Março 2013.
ANTUNES, I.FREIRE.M.A.C. Elementos de Máquina. São Paulo. Editora Érica, 2000. BUDYNAS, R.G.; NISBETT, J.N. Elementos de Máquinas de Shigley – Projeto de Engenharia Mecânica. 8. ed. Bookman e Mc Graw Hill: Porto Alegre, Brasil, 2011.
MARCO, F. Elementos de Máquinas II – Correias (2013). Disponível em: < http://www.ebah.com.br/content/ABAAAfou0AD/correias-2?part=8>. Acessado em: Abril 2013. 
MELCONIAN, S. Elementos de Máquinas. 7. ed., Editora Érica, 2012