AULA 8 Acionamento e mecanismos de elevação

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MÁQUINAS DE ELEVAÇÃO 
E TRANSPORTE
PROF.: KAIO DUTRA
AULA 8 – ACIONAMENTO E MECANISMOS DE ELEVAÇÃO
Acionamento Manual e Alavanca de Comando
◦Um acionamento manual pode ser
empregado em mecanismos de baixa
capacidade de elevação, onde a carga seja
movida a curta distância, ou para elevações
ocasionais. Por essa razão, acionamentos
manuais somente encontram aplicação em
guinchos com pequena altura de elevação,
em macacos e talhas de pequeno porte.
◦Os principais componentes de um
acionamento manual são: manivela, catracas
e rodas de manobra com correntes.
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Acionamento Manual e Alavanca de Comando
Manivelas
◦Acionamentos manuais a manivela, são
usados em macacos de cremalheira e
pinhão, em macacos de locomotiva,
guinchos de parede e de montagem,
guindastes giratórios manuais, bem como,
em aparelho de elevação acionado
eletricamente, o qual é provido de
acionamento manual de emergência.
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Acionamento Manual e Alavanca de Comando
Catracas
◦Catracas servem como acionamento
manual dos macacos de parafuso.
São mais leves e de fácil operação do
que as manivelas. A figura mostra
uma dessas catracas. O cabo, cujo
comprimento pode ser aumentado
por um pedaço de tubo, oscila
alternadamente, juntamente com a
lingueta de travamento, através de
um pequeno ângulo.
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Acionamento Manual e Alavanca de Comando
Rodas de Manobra
◦Rodas de manobra ou polias são empregas
quando as árvores a serem giradas estão
numa altura bem acima do nível do
assoalho como, por exemplo, nas talhas de
correntes, pontes rolantes manuais etc.
◦A tração em uma corrente de manobra
pode ser maior de que em uma manivela.
A corrente deve ser suficientemente longa
para que sua extremidade inferior esteja
ao nível adequado de operação.
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Acionamento a Motor
◦ Vários projetos de acionamento a motor são
empregados em guinchos e guindastes que
operam com regularidade, e em máquinas
transportando cargas a longas distâncias, ou
manuseando cargas pesadas em grande
quantidade.
◦ Motores podem ser basicamente dos
seguintes tipos:
◦ Motor hidráulico;
◦ Motor Pneumático;
◦ Motor à vapor;
◦ Motor de combustão;
◦ Motor elétrico.
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Acionamento a Motor
Motor Hidráulico
◦Acionamentos hidráulicos são usados são
usados onde se requeiram pequenas
elevações de cargas pesadas. Eles acionam
macacos de serviços pesados.
◦Dispositivos hidráulicos asseguram
excelente ajuste de velocidade dos
mecanismos de comando controlados ou
automáticos. Além disso esses dispositivos
são de pequeno porte, de fácil utilização e
simplificado controle da máquina.
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Acionamento a Motor
Motor Pneumático
◦A potência pneumática é amplamente empregada em
pequenas talhas pneumáticas de suspensão. Um
acionamento pneumático oferece a vantagem do grande
número possível de operações de ligação por unidade de
tempo, o que não pode ser alcançado por acionamento
elétrico.
◦Entre as limitações estão: instalação do sistema de
distribuição de ar, menor distância de deslocamento
horizontal, devido à mangueira de fornecimento de ar e a
necessidade de construção e montagem precisa de suas
partes.
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Acionamento a Motor
Motor à Vapor
◦ Os acionamentos a vapor ainda continuam a manter
sua importância, entre os muitos tipos de acionamento
a motor. Encontram aplicação, principalmente, nos
mecanismos de translação dos guindastes de
locomotivas, para serviços gerais nos desvios
ferroviários, nos pátios das usinas e estaleiros.
◦ O acionamento a vapor possui as seguintes limitações:
◦ Não está sempre pronto para operar;
◦ Grande dimensão e peso;
◦ Baixo rendimento.
◦ As vantagens do acionamento a vapor:
◦ Alta confiança operacional;
◦ Simples operação e manutenção.
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Acionamento a Motor
Motor de Combustão
◦ São empregados em guindastes móveis para estradas
e serviços em geral (guindastes montados em
automóveis e tratores).
◦ Um acionamento a motor de combustão oferece as
seguintes vantagens:
◦ Sempre pronto para partir;
◦ Não consome combustível quando o guindaste está parado;
◦ Altas capacidades;
◦ Rendimento mais alto do que os dos acionamentos a vapor.
◦ As desvantagens são:
◦ Requer embreagem para acionamento, por não poder partir
em carga;
◦ Uso mais complexo, em relação a outros motores.
◦ Maior custo de aquisição do motor.
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Acionamento a Motor
Motor Elétrico
◦Possui operação extremamente segura,
de fácil e conveniente controle. A
velocidade da carga manuseada pode ser
ajustada dentro de uma larga faixa.
◦O acionamento a motores elétricos é
normalmente superior aos outros sob o
ponto de vista econômico.
◦O acionamento pode ser suprido com
corrente contínua, corrente trifásica ou
monofásica. O motor de corrente
alternada é de projeto mais simples e é
mais barato do que o motor de corrente
contínua.
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Mecanismo de Elevação
◦ O mecanismo de elevação de carga é o
principal elemento em cada aparelho de
elevação. Independentemente do projeto,
ele incorpora os seguintes elementos:
◦ Acionamento a motor ou manual;
◦ Transmissão entre arvores movidas e motoras
(redutores);
◦ Tambor ou roda dentada para colher o cabo
ou corrente;
◦ Elemento flexível de elevação;
◦ Dispositivo de manuseio da carga;
◦ Freio;
◦ Armação ou estrutura de base.
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Mecanismo de Elevação
Acionamento à mão
◦ Um diagrama desse mecanismo é mostrado pela
figura. O movimento é transmitido da árvore de
manivela I através de três pares de engrenagens
cilíndricas de dentes retos para um tambor ajustado na
arvore IV com um raio R, no qual o cabo de elevação
se enrola quando a carga Q é elevada.
◦ O rendimento do mecanismo é dado por:
◦ 𝜂 =
𝐾𝑜
𝐾0+𝑊
◦ Onde: K0 é empregada na manivela sem atrito e W a
resistência devido ao atrito.
◦ A relação total de transmissão do mecanismo pode ser
obtida pelas seguintes relações:
◦ 𝑖 =
𝑇𝑜𝑞𝑢𝑒 𝑛𝑜 𝑡𝑎𝑚𝑏𝑜𝑟
𝑇𝑜𝑞𝑢𝑒 𝑛𝑜 𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟∙𝜂
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Mecanismo de Elevação
Acionamento por Motor Elétrico
◦A potência é transmitida do motor elétrico para o
redutor, que é composto por engrenagens ou polias,
e então aciona o tambor ou polia.
◦A relação de transmissão entre o motor e o tambor
é:
◦ 𝑖 =
𝑤𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟(𝑅𝑜𝑡𝑎çã𝑜 𝑑𝑜 𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟)
𝑤𝑡𝑎𝑚𝑏𝑜𝑟(𝑅𝑜𝑡𝑎çã𝑜 𝑑𝑜 𝑡𝑎𝑚𝑏𝑜𝑟)
◦A velocidade do cabo no tambor é:
◦V𝑐𝑎𝑏𝑜 = 𝑊𝑡𝑎𝑚𝑏𝑜𝑟𝜋𝐷
◦Onde D representa o diâmetro do tambor.
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Mecanismo de Elevação
Acionamento por Motor Elétrico
◦Os redutores são de dois tipos:
◦ Redutor coroa e rosca sem fim;
◦ Redutor de engrenagens.
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Mecanismo de Elevação
Acionamento por Motor Elétrico
◦A potência requerida no redutor pode ser estimada pela seguinte
relação:
◦ 𝑃 =
𝑇𝑟𝑒𝑞∙𝑤𝑠𝑟𝑒𝑑
𝜂𝑟𝑒𝑑
◦ Onde:
◦ 𝑇𝑟𝑒𝑞= Torque requerido pelo sistema na saída do tambor = Fcabo*Rtambor.
◦ 𝑤𝑠𝑟𝑒𝑑= Rotação de saída do redutor;
◦ 𝜂𝑟𝑒𝑑 = Eficiência do redutor.
◦O toque do motor pode ser calculado considerando-se o aumento de torque
obtido pelo redutor:
◦ 𝑇𝑚𝑜𝑡 = 𝑇𝑟𝑒𝑞 ∙
𝑖
𝜂𝑟𝑒𝑑
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Mecanismo de Elevação
Acionamento por Motor Elétrico
◦A potência do motor pode ser calculada com a
seguinte formula:
◦ 𝑃 = 1,1
𝑇𝑚𝑜𝑡∙𝑤𝑚𝑜𝑡
𝜂𝑚𝑜𝑡
ou 𝑃 = 1,1
𝐹𝑐𝑎𝑏𝑜∙𝑣𝑐𝑎𝑏𝑜
𝜂𝑟𝑒𝑑∙𝜂𝑚𝑜𝑡
◦ Onde:
◦ 𝑇𝑚𝑜𝑡= Torque do motor;
◦ 𝑤𝑚𝑜𝑡= Rotação do motor;
◦ 𝜂𝑚𝑜𝑡 = Eficiência do motor;
◦ 𝐹𝑐𝑎𝑏𝑜= Força suportada pelo cabo;
◦ 𝑣𝑐𝑎𝑏𝑜= Velocidade de elevação da carga (≈ 10𝑚/𝑚𝑖𝑛)
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Mecanismo de Elevação
Acionamento à Motor para Vários 
Mecanismos
◦Estes mecanismos são projetadospara
guindastes montados em carros e tratores e
guindastes de esteira.
◦Um motor a vapor ou um motor de
combustão interna, é o principal acionador
para todas essas máquinas de elevação.
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Mecanismo de Elevação
Acionamento à Motor para Vários 
Mecanismos
◦No exemplo mostrado pela figura, o movimento
é transmitido do motor aos três mecanismos do
guindaste (alcance da lança, elevação e giro). Da
caixa 12, o movimento é transmitido à arvore 3,
através da caixa de inversão 1, pela arvore
cardan 2. Através do redutor 4, a árvore 3
aciona a árvore principal de transmissão 7 de
onde o movimento é transmitido, por meios de
embreagens e transmissões de parafusos sem
fim 5 e 6, ao tambor 8 (elevação da lança) e 9
(elevação). Além disso, a embreagem 10 pode
transmitir movimento à transmissão de
parafuso 11 do mecanismo de giro.
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Mecanismo de Elevação
Acionamento por Motor Elétrico
◦Exemplo 1:
◦ Determine a potência necessária em um motor elétrico
para acionamento de um guincho de carga nominal de 2t,
que possui um tambor cabo de 35cm de diâmetro. O
redutor (coroa sem fim, rendimento 0,95) aplica uma
redução i=1:60. Considere um motor com rotação de
880rpm com rendimento de 0,85.
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Mecanismo de Elevação
Acionamento por Motor Elétrico
◦Exemplo 2:
◦ A talha mostrada na figura possui capacidade de 3000Kg. Segue
os dados gerais do fabricante:
◦ Capacidade (Kg): 3000
◦ Classe de proteção do motor: ip44 / ip54
◦ Dimensões (A x L x C) (mm): 620 x 680 x 1.150
◦ Motor de elevação: (kw): 4,5; (rpm): 880
◦ Motor de translação (Kw): 0,4
◦ Peso (Kg): 364
◦ Diâmetro do tambor: 45cm
◦ Calcule a redução necessária para atender os requisitos acima e
qual será a velocidade de subida da carga.
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