APS - GUINDASTE COM ROLDANAS

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UNIVERSIDADE PAULISTA
GUINDASTE COM ROLDANAS
Atividade Prática Supervisionada
BRUNO ROBERT GOMES ENOCENCIO RA: C3440A-9
EDLER LUIS DE LIMA RA: C73JID-3
IGOR SANTOS VASCONCELOS RA: C6395G4 
JOHNNY BIANCHI FERREIRA RA: C456CA-0
MAURÍCIO DOS SANTOS RA: C760BE-6
RAFAEL FERNANDES BARBOSA RA: C52871-4
VICTOR NURCHIS RA: C7463C-8
SÃO PAULO
2017
1. INTRODUÇÃO
Segundo algumas hipóteses, a roda foi inventada na Ásia, há 6000 anos, na Mesopotâmia. Foi uma invenção de importância extraordinária, não só porque promoveu uma revolução no campo dos transportes e da comunicação, mas também porque a roda, com diferentes modificações, passou a fazer parte de numerosos mecanismos e contribuiu para um incrível impulso ao progresso humano. No início foi destinada a transporte de cargas, diminuindo o esforço humano. Nessa época as rodas eram maciças e de madeira. Aos poucos foi se aperfeiçoando com a introdução de furos até a origem dos raios, tornando-se mais veloz e de fácil manejo (EDWIN TUNIS, 2002).
Com seu movimento giratório, a roda tornou-se logo parte integrante das máquinas que auxiliam o homem a levantar pesos. O guindaste, por exemplo. No guindaste a roda mudou de aspecto, transformando-se em uma roldana, ou seja, em uma roda estriada de modo que uma corda pudesse correr dentro dela, dando origem à polia. Os primeiros guindastes usados pelos gregos e pelos romanos para suspender blocos de pedras, eram formados por traves fortes, chamadas mastros, quase sempre inclinadas. No ponto de encontro fixava-se uma polia. As polias são comumente utilizadas nas academias. Estas equipam a máquina juntamente com um cabo de aço, que será ligado nos pesos (Oliver BACHMANN, HEIZ-HEBERT COHRS, TIM WHITEMAN, BRIGITTE JENNER, 1997).
A necessidade de erguer e transportar objetos pesados impulsionou a criação de estruturas compostas por mecanismos capazes de realizar este tipo de serviço, surgindo assim os primeiros guindastes (MARTINS, 2014).
Os registros mais antigos que relatam utilização de guindastes são dos gregos, descrevendo uma estrutura composta por uma estaca fixa ao chão, sustentada por cabos presos em sua extremidade. No topo existia uma roldana por onde passava uma corda, geralmente puxada por animais, que garantia o içamento de objetos. Tempos depois foi acoplado à estrutura um molinete fixo, permitindo elevar pesos cada vez maiores (MARTINS, 2014). 
2. OBJETIVO
Projetar e construir um guindaste com roldanas, articulável. 
Estudar o ganho de forças através de associação de polia.
Habilitar o guindaste para ser capaz de suportar o peso de 50 N e logo após de 100 N, o cabo ligado a um dinamômetro e obter a carga entre 200 a 400 gramas neste instrumento.
3. DESENVOLVIMENTO TEÓRICO 
3.1. GUINDASTE 
Podemos definir guindaste como sendo um equipamento utilizado para carregar armações, telas, blocos, elevadores, caixas d'água, máquinas de ar-condicionado, além de montagem e desmontagem de gruas. Normalmente são utilizados quando a obra é muito extensa, e possui prejuízo na mobilidade por conta da distância (LARRUBIA, 2005).
Dentre os diversos tipos de guindaste podemos citar (MENDES, 2012):
Grua: conhecida como guindaste universal de torre, auxilia no transporte de cargas tanto na horizontal como na vertical.
Pinça ou multiangular: Tem esse nome por possuir uma pinça elevatória ascendente/ou descendente, contrabalanceada por um peso que proporciona estabilidade.
Pórticos: utilizada em portos, possui capacidade de carga para erguer 12 ou mais containers. 
Grua florestal: utilizada por indústrias madeireiras no transporte das toras até os caminhões ou carretas.
TruckCrane ou Rodoviário: são montadas sobre caminhões ou já possuem seu próprio veículo acoplado a elas. Possui diversas aplicações na construção civil.
Figura 1 – Modelos de guindaste
Fonte – www.pt.dreamstime.com
3.2. ROLDANAS
A polia é utilizada, sobretudo para facilitar a elevação de um fardo, tornar mais fácil o esforço de tração ou assegurar uma transmissão de movimento. É constituída de três partes: o eixo, os braços e a calha, existindo polias maciças que não tem braços. O perfil da calha varia de acordo com a correia que pode ser plana, cilíndrica, trapezoidal ou uma corrente.
Polia ou roldana, consta de um disco que pode girar em torno de um eixo que passa por seu centro. Além disso, na periferia desse disco existe um sulco, denominado gola, dentro da qual trabalha uma correia de transmissão de movimento. As polias, quanto ao modo de operação, classificam-se em fixas e móveis. Nas fixas os mancais de seus eixos permanecem em repouso em relação ao suporte onde foram fixados. Nas móveis tais mancais se movimentam juntamente com a carga que está sendo deslocada pela máquina. Na polia fixa a potência P é igual à resistência Q. Na polia móvel a potência P é a metade da resistência Q. Numa associação de n roldanas móveis, a potência será igual a Q/2 n. Um conjunto de roldanas ou polias associadas a uma mesma peça e girando independentemente constitui um cadernal.
Na roldana fixa, numa das extremidades da corda aplica-se a força motriz F (aplicada, potente) e na outra, a resistência R. Na móvel, uma das extremidades da corda é presa a um suporte fixo e na outra se aplica a força motriz F --- a resistência R é aplicada no eixo da polia.
Na polia fixa a vantagem mecânica vale um, sua função como máquina simples e apenas a de inverter o sentido da força aplicada, isto é, aplicamos uma força de cima para baixo numa das extremidades da corda e a polia transmite a carga, para levantá-la, uma força de baixo para cima. Isso é vantajoso, porque podemos aproveitar o nosso próprio peso (ou um contrapeso) para cumprir a tarefa de levantar um corpo.
Fonte:
http://www.mademil.com.br/empresa/a-polia 23/05/2017
http://br.geocities.com/saladefisica7/funciona/guindaste.htm
4. METODOLOGIA
4.1. MATERIAIS UTILIZADOS
A parte da estrutura do guindaste foi obtida, através de doação pelo pai de um membro do grupo, que é marceneiro. Possibilitou a diminuição do custo total para concretização do projeto.
As peças utilizadas foram:
Viga de madeira laminada para a estrutura 900 mm;
Duas vigas para o braço 800 mm;
6 roldanas, 4 moveis e uma fixa 40mm;
1m de linha de nylon 0,90mm;
Aro de bicicleta para sustentar as roldanas;
4.2. CÁCULOS UTILIZADOS
I) A polia móvel raramente é utilizada sozinha, dado o inconveniente de ter que 'puxar' o ramo de corda da potência 'para cima'. Normalmente vem combinada com uma polia fixa, conforme ilustramos abaixo. Para tal montagem tem-se F = R/2; VM = 2 e d p = 2.d r. Assim, para que a carga suba de "1 m" o operador deve puxar seu ramo de corda para baixo, de "2 m".
Polia
I) Talha Exponencial: É o acréscimo sucessivo de polias móveis, como indicamos na sequência abaixo, que leva-nos à montagem de uma talha exponencial.
Polia
Na talha exponencial com uma polia fixa e duas móveis tem-se F = R/4 = R/2^2 ; com uma fixa e três móveis tem-se F = R/8 = R/2^3 e assim sucessivamente, de modo que para n polias móveis teremos: F = R/2^n.
 
Fonte:
http://www.mademil.com.br/empresa/a-polia 23/05/2017
http://br.geocities.com/saladefisica7/funciona/guindaste.htm
4.3. DESENHO TÉCNICO
Vista Superior e vista de trás
Vistalateral
4.4. CONTRUÇÃO DO GUINDASTE
A base do guindaste é formada por uma viga de madeira (900mm x 120mm).
O braço do guindaste foi construído com madeira de espessura (50mm x 25mm). Composto por dois pares de peças com formato retangular.
Figura 2 – partes do guindaste a ser montado
Fonte – Do autor
Figura 3 – teste das roldanas
Fonte – Do autor
Testes preliminares 
À medida que o guindaste ganhava forma, alguns testes foram realizados com a finalidade de corrigir pequenos erros e fornecer aos projetistas a oportunidade de efetuar ajustes.
O primeiro teste realizado foi o das roldanas, destinado á verificação do sistema de roldanas e se conseguiria suportar o peso de 50N. O teste efetuado aprovou as roldanas e seu funcionamento, restando a verificação com o peso de100N.
 Após os ajustes necessários, o guindaste estava pronto para funcionamento.
5. CONCLUSÃO 
O trabalho realizado na Atividade Prática Supervisionada com proposta para construção de um guindaste com utilização de roldanas alcançou os objetivos esperado pelo grupo. O projeto obteve êxito ao atender as determinações técnicas de estrutura física.
O grupo também obteve êxito ao habilitar o guindaste no levantamento do peso de 50 e 100N, obtendo no dinamômetro a carga entre 200 a 400 gramas neste instrumento.
Observando a atividade proposta por essa disciplina, o grupo pode constatar um pouco do que a profissão de engenharia exigirá. Cobrando empenho em dar solução a problemas apresentados, organizar ações e plano de execução, estabelecer funções e trabalhar com interação de ideias e avaliação do que precisa ser corrigido ou reajustado no projeto. Toda essa experiência foi entendida pelo grupo como enriquecedora. 
6. ORÇAMENTO 
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
MARTINS, Luciano Camargo. O Guindaste. Disponível em http://www.mundofisico.joinville.udesc.br/index.php?idSecao=3&idSubSecao=&idTexto=112#topo. Acesso em: 01 de nov de 2016.
MENDES, Rafael. Guindastes. 2012. Disponível em < http://brasilguindaste.blogspot.com.br/2012/10/guindaste.html>. Acesso em: 01 de nov de 2016.
MUSSOI, Fernando Luiz Rosa. Fundamentos de eletromagnetismo. Centro Federal de Educação, 2007.
NETO, Mário de Souza Nogueira; DOS SANTOS, Carlos Roberto; PRADO, Álvaro Camargo. Equipamentos portuários de movimentação de contêineres: portêiner e guindaste móvel sobre pneus. Disponível em http://www.fatecguaratingueta.edu.br/fateclog/artigos/Artigo_129.PDF.