Manutenção em elevador

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SUMÁRIO
31	INTRODUÇÃO	�
42	DESENVOLVIMENTO	�
52.1	Desenho técnico	�
52.1.1	Solução apresentada	�
52.1.1.1	Equipamentos	�
52.2	Apresentação em cad	�
62.2.1.1	Ferramentas CAD	�
62.2.1.2	Softwares	�
72.2.1.3	Desvantagens	�
72.3	Volume inicial	�
82.3.1	Representação Gráfica	�
102.3.1.1	Cálculo	�
112.4	ELETRICIDADE E MAGNETISMO	�
112.4.1	Fluxo Magnético	�
132.5	FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL - ENERGIA	�
132.5.1	Volume em operação	�
153	Tabelas	�
153.1	Coeficientes de dilatação linear	�
164	CONCLUSÃO	�
17REFERÊNCIAS	�
18ANEXOS	�
18ANEXO A – Desenho da polia (Manual)	�
19ANEXO B – Desenho da polia em DWG	�
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INTRODUÇÃO
Esta etapa deve conter parágrafos que falem sobre a importância do tema escolhido, sua relevância e aplicabilidade.
O elevador é o meio de transporte mais seguro do mundo e é muito utilizado nas edificações residenciais e industriais, mas para que ele ofereça segurança para seus usuários, é fundamental que ele receba a atenção necessária.
A manutenção de um elevador deve ser prioridade para o seu funcionamento otimizado. A qualidade da manutenção preventiva está diretamente relacionada com um maior tempo de vida útil deste e qualquer equipamento.
Podemos afirmar que a segurança de um elevador e seu desempenho técnico estão diretamente ligados a como é realizada a manutenção mensal.
Para executarmos uma manutenção de qualidade precisamos estudar o equipamento através de desenhos técnicos, elaborados de acordo com as normas técnicas da ABNT. 
As peças devem ser calculadas e verificadas através de critérios rigorosos que permitam analisar falhas, cargas exigidas, atendendo a todos os requisitos técnicos e legais para o bom funcionamento do elevador.
DESENVOLVIMENTO
Desde os anos 1500 a.C, que os egípcios já utilizavam elevadores mais rudimentares, para elevar as águas do rio Nilo. O grego Arquimedes desenvolveu vários sistemas de polias e roldanas para erguer cargas, que os romanos aperfeiçoaram. Mas foi só depois da Revolução Industrial, no século XIX, que a máquina a vapor possibilitou a construção de elevadores fixos para transportar materiais e, principalmente, pessoas. 
O primeiro sistema de segurança que impede a queda do elevador em caso de rompimento das cordas foi criado em 1852 pelo americano Elisha Grave Otis (1811-1861). Era baseado em trilhos serrilhados que prendiam a plataforma se ela perdesse sustentação. 
“Isso permitiu o transporte de seres humanos e tornou possível a verticalização das cidades, pois sem elevadores não poderia haver grandes edifícios”.
 (Antonio Thomazini, Elevadores Otis).
Os primeiros elevadores eram muito lentos; para um passageiro alcançar o oitavo andar de um prédio, levava em média 2 minutos. Atualmente, alguns elevadores são capazes de atingir a velocidade de 550 m/min, o que significa dizer que são mais de 45 vezes mais rápidos do que os seus antecessores.
Os elevadores brasileiros começaram a ser fabricados em 1918. Era o cabineiro, girando uma manivela, que fazia com que o elevador subisse ou descesse. As portas eram abertas e fechadas manualmente.
Com a construção de edifícios mais altos, o transporte movido à manivela foi substituído por sistemas elétricos mais complexos que dispensavam o serviço dos cabineiros. Hoje em dia, os elevadores contam com modernos sistemas, que permitem grande conforto e segurança aos usuários.
desenho técnico
Após um processo investigativo de uma falha em um elevador foi constatado que a polia da máquina de tração, responsável pela transmissão de movimento não foi dimensionada corretamente e não suportou as solicitações mecânicas, levando a mesma à inutilização. 
Solução apresentada
A nova polia será fabricada em ferro fundido, com as novas dimensões: diâmetro externo maior – 500 mm; diâmetro externo menor – 250 mm; diâmetro do furo para encaixe do eixo do motor – 150 mm.
Equipamentos
A polia foi redesenha manualmente, em escala 1:5, conforme novas dimensões para substituição, conforme mostrado no Anexo I.
Para este desenho foi utilizado prancheta com papel A4, régua paralela, esquadros 30º e 45º, lapiseiras 0,5mm e 0,7mm. O desenho foi elaborado seguindo as normas ABNT para desenho técnico:
NBR 8196 - Desenho Técnico – Emprego de Escalas
NBR 10068 – Folha de Desenho, Leiaute e Dimensões
NBR 8402 – Execução de Caractere para Escrita em Desenho Técnico
NBR 8403 – Aplicação de linhas em desenho, tipos de linhas e larguras das linhas
NBR 10126 – Cotagem em desenho técnico
NBR 10582 – Apresentação da folha para desenho técnico
NBR 12298 - Representação de área de corte por meio de hachuras em desenho técnico.
apresentação em cad
Após análise e aprovação do desenho manual o desenho foi redesenhado em CAD, para uma melhor apresentação e visualização da peça, conforme Anexo II.
Ferramentas CAD
O CAD, “Desenho assistido por computador” (do inglês: Computer Aided Design) é o nome genérico de sistemas computacionais (software) utilizados para facilitar o projeto e desenho técnicos.
Em 1950, houve o inicio de aplicações de computadores em auxílio das engenharias. criação de gráficos monocromáticos a partir de um computador. Nos anos seguintes apareceram os primeiros terminais gráficos e impressoras, dispositivos de aquisição de dados.
Em 1970, a IBM revoluciona o mercado CAD com a padronização da linguagem gráfica e técnicas computacionais para 3D. Em 1980 começam a desenvolver sistemas que interliguem os softwares diretamente à produção e assim foram evoluindo rapidamente até os programas atuais.
Estes sistemas fornecem ferramentas para construção de entidades geométricas planas (como linhas, curvas, polígonos) ou mesmo objetos tridimensionais (cubos, esferas, etc.). Também disponibilizam ferramentas para relacionar essas entidades ou esses objetos, por exemplo: criar um arredondamento (filete) entre duas linhas ou subtrair as formas de dois objetos tridimensionais para obter um terceiro. 
Existem modelos de CAD específicos que simulam as condições de fabricação, ou seja, as ferramentas usadas no desenho são as mesmas disponíveis no chão de fábrica (estes são geralmente chamados programas CAM). Também na arquitetura existem CADs específicos que desenham paredes, telhados e outras construções automaticamente. Os softwares mais avançados de CAD usam o chamado modelagem paramétrica, que permite modificações do desenho pela simples entrada de números indicando dimensões e relações entre as entidades ou objetos desenhados.
Softwares
O programa mais utilizado em projetos de engenharia é o AUTOCAD. Outros softwares como o MICROSTATION também são amplamente utilizados na área petrolífera.
Além destes temos outros específicos, como por exemplo: 
a) SOLIDWORK
b) SKETCHUP
c) LIBRECAD
d) CYPECAD
e) CADMULTIPLUS
f) EPLANT 
Vantagens
As principais vantagens em utilizar os softwares CAD são:
a) 	Menores custos de desenvolvimento de produtos.
b) 	Aumento da produtividade.
c) 	Melhoria na qualidade do produto.
d) 	Melhor visualização do produto final.
e) 	Maior precisão no desenvolvimento e dimensionamento.
f)	Analisar as variantes de design.
g)	Redução do uso de protótipos físicos.
h) 	Maior rapidez na recuperação, modificação ou atualização de desenhos.
i) 	Envio ou recebimento de desenhos por processos eletrônicos.
j) 	Melhor gerenciamento dos desenhos 
Desvantagens
As principais desvantagens do uso do CAD são:
a) 	Custo associado à aquisição do software.
b) 	Cada software possui uma aplicação específica para determinado tipo de produto (o seu custo vai depender das necessidades específicas de cada Empresa. 
c) 	Custo associado à formação dos utilizadores.
d) 	Impacto no desenvolvimento dos profissionais (referente ao conhecimento técnico para criação do desenho) tornando-os operadores muitolimitados ao uso do software.
volume inicial
Para verificarmos se a polia está adequada ao sistema, calculamos o volume inicial da mesma utilizando integração tripla.
Para esta integração consideramos a polia com base nos eixos “x” e “y” onde fizemos uma transformação das variáveis cartesianas (x e y) em coordenadas polares (r e teta) e altura da polia no eixo “z”.
Representação Gráfica
Segue abaixo a representação da polia nos eixos tridimensionais para análise e cálculo do volume.
.
Figura 1 – Polia de acionamento (Volume Inicial Total Vo)
Figura 2 – Parte maior (V1)
Figura 3 – Parte menor (V2)
Figura 4 – Furo (V3 - Descontar)
Cálculo
ELETRICIDADE E MAGNETISMO
A polia será acoplada ao eixo de um motor elétrico, responsável em gerar a força necessária para deslocar o elevador. 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 e deve possuir internamente um fluxo magnético de 0,5 Wb.
Fluxo Magnético
Para cálculo do fluxo magnético vamos primeiro calcular o campo magnético no interior da bobina.
A bobina tem diâmetro de 5 cm (0,05m) e comprimento de 45 cm (0,45m), utiliza um núcleo ferromagnético de ur= 500, com o objetivo de reduzir a dispersão do campo magnético em seu interior. Este indutor quando em funcionamento está submetido a uma corrente de 32 A.
Agora com o campo magnético calcularemos o Fluxo magnético total:
O fluxo magnético de 0,39 Wb, encontrado não atende às necessidades do motor elétrico. Como as medidas do eixo (diâmetro e comprimento) são fixas, a corrente será a mesma e a permeabilidade também não será alterada, verificamos a necessidade de acréscimo de espiras.
Dado a necessidade de um fluxo magnético de 0,5 Wb, calculamos o campo magnético necessário para este fluxo:
Com este campo magnético podemos calcular o número de espiras mínimo necessário que atenda ao motor:
Desta forma, podemos afirmar que para o indutor em questão, dadas as condições de permeabilidade serão necessárias no mínimo 5710 espiras para que o motor possua torque suficiente para movimentar o elevador.
fÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL - ENERGIA
Durante o funcionamento do sistema, o cabo de aço que está acoplado a polia permite que ocorra o atrito eficaz para a tração uniforme no desenvolvimento do movimento. A temperatura inicial da polia, quando o elevador está parado, é de 23ºC. O atrito do cabo com a polia provoca uma variação de temperatura no sistema elevando a temperatura da polia para 50ºC.
Volume em operação
Para analisarmos se haverá interferências na movimentação do elevador em função da dilatação da polia devido ao atrito dos cabos, podemos calcular o volume em operação conforme abaixo:
Volume inicial = 0,0198 m³
Com estes dados, podemos verificar que a variação volumétrica calculada de 0,000891 m³ não deverá impactar na eficiência do sistema de movimentação do elevador.
tabelas
coeficientes de dilatação linear
 Tabela 1 – Coeficientes de dilatação linear
	Substancia
	Coeficiente de dilatação linear
	Niquel e suas ligas
	0,000017
	Latão
	0,000018
	Cobre
	0,000018
	Aço carbono
	0,000012
	Aço inoxidável
	0,000019
	Ferro fundido
	0,000011
	Prata
	0,000020
	Aluminio e suas ligas
	0,000025
	Chumbo e suas ligas
	0,000029
CONCLUSÃO
Após a realização dos desenhos e cálculos, podemos confirmar a importância da manutenção para a eficiência dos equipamentos em geral, especialmente neste caso, dos elevadores, onde por uma falha de operação ou projeto pode acarretar e sérias consequências.
Verificamos também a grande aplicabilidade dos recursos de desenho técnico, softwares CAD buscando agilizar processo e melhor apresentação, bem como a responsabilidade no uso dos conhecimentos adquiridos na engenharia no que tange aos cálculos necessários para o bom dimensionamento de peças, equipamentos e construções em geral
REFERÊNCIAS
DANTAS, Tiago. "História do Elevador"; Brasil Escola. Disponível em <https://brasilescola.uol.com.br/historia/historia-elevador.htm>. 
ABNT. Associação Brasileira de Normas Técnicas
HALLIDAY, Física – Volume 3
ANEXOS
ANEXO A – Desenho da polia (Manual)
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ANEXO B – Desenho da polia em DWG
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Sistema de Ensino Presencial Conectado
ENGENHARIA CIVIL
ANGELO VIDAL DO ESPÍRITO SANTO
RENATO TONON DA COSTA
VINICIUS FERNANDES DE SOUZA
MANUTENÇÃO EM UM ELEVADOR
Macaé-RJ
2018
ANGELO VIDAL DO ESPÍRITO SANTO
RENATO TONON DA COSTA
VINICIUS FERNANDES DE SOUZA
MANUTENÇÃO EM UM ELEVADOR
Trabalho de Engenharia Civil, apresentado à Universidade Pitágoras Unopar, como requisito parcial para a obtenção de média bimestral na disciplina de Princípios de Eletricidade e Magnetismo, Cálculo Diferencial Integral III, Desenho Técnico, Física Geral e Experimental: Energia, Desenho Auxiliado por Computador, Seminário Interdisciplinar IV
Orientador: Prof. Otavio
Macaé - RJ
2018