APS_ENGENHARIA_MECANICA_UNIP_V_SEMESTRE

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UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP CAMPUS FLAMBOYANT 
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA E MECATRÔNICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS 
“Ponte Rolante” 
 
 
 
 
COMPONENTES DO GRUPO 
 
B07052-8 – LEONARDO DA SILVA SETTI [EA5P42] 
C01IJE-0 – LUCIANO NERES AZEVEDO [EM5Q42] 
C21GGG-0 – PLINIO RENAN RODRIGUES DE OLIVEIRA [EM5Q42] 
B685DA-2 – VERÔNICA DA SILVA BORGES [EA5P42] 
C32FCI-1 – VICENTE RAPHAEL SOUZA FREITAS [EM4P42] 
 
 
 
Goiânia 
2016 
[Ficha]
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA E MECATRÔNICA 
LEONARDO DA SILVA SETTI 
LUCIANO NERES AZEVEDO 
PLINIO RENAN RODRIGUES DE OLIVEIRA 
VERÔNICA DA SILVA BORGES 
VICENTE RAPHAEL SOUZA FREITAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS 
“Ponte Rolante” 
 
 
Trabalho de pesquisa e desenvolvimento 
de protótipo apresentado a Universidade 
Paulista Campus Flamboyant como 
exigência parcial para aprovação no 5º 
semestre do Curso de Engenharia 
Mecânica e Mecatrônica. 
 
Professor Orientador: Roberto Bueno 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Goiânia 
2016 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FICHA CATALOGRÁFICA 
 
 
 Azevedo, Luciano Neres, 2016 
 Relatório de Atividades Práticas Supervisionadas: Ponte 
Rolante 
 Goiás / Luciano Neres Azevedo 
 Goiânia – Goiás, 2016. 
 
 
 Orientador: Prof. Eng. Roberto Bueno. 
 Atividades Práticas Supervisionadas (Graduação) 
 Universidade Paulista Campus Flanboyant – UNIP. 
 Inclui biografia. 
 
 1. Ponte Rolante. 2. APS. 3. UNIP. 
 
 
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA 
LEONARDO DA SILVA SETTI 
LUCIANO NERES AZEVEDO 
PLINIO RENAN RODRIGUES DE OLIVEIRA 
VERÔNICA DA SILVA BORGES 
VICENTE RAPHAEL SOUZA FREITAS 
 
 
 
ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS 
“Ponte Rolante” 
 
 
Trabalho de pesquisa e desenvolvimento 
de protótipo apresentado a Universidade 
Paulista Campus Flamboyant como 
exigência parcial para aprovação no 5º 
semestre do Curso de Engenharia 
Mecânica e Mecatrônica. 
 
Professor Orientador: Roberto Bueno 
 
 
 
Aprovado em __/__/__ 
 
BANCA EXAMINADORA 
 
 
__________________________________ 
Prof. Eng. Roberto Bueno 
Docente na Universidade Paulista Campus Flamboyant 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
“A gravidade explica os movimentos dos 
planetas, mas não pode explicar quem 
colocou os planetas em movimento. Deus 
governa todas as coisas e sabe tudo que é ou 
que pode ser feito.” 
(Isaac Newton) 
RESUMO 
 
O presente trabalho tem como predominante proposta à pesquisa, planejamento e 
desenvolvimento de um protótipo de uma ponte rolante que opere com motores 
elétricos de 12V e permita o levantamento e transporte de uma massa padrão para 
posições pré-estabelecidas. Este relatório tem o objetivo de apresentar em pauta 
acadêmica o passo a passo da construção através de ilustrações (fotos), além de 
descrever os materiais e ferramentas utilizadas, expor o esboço do projeto, 
metodologia, conclusões finais e referências bibliográficas. Todo o trabalho, tanto 
protótipo quanto parte escrita, está em conformidade com o edital disponibilizado pela 
coordenação do curso de engenharia da Universidade Paulista Campus Flamboyant. 
 
Palavras chaves: Ponte Rolante, Motores Elétricos, Transporte de Cargas. 
 
 
ABSTRACT 
 
The following work has the mainly propouse of the research, the plaining and the 
developing of a overhead's crane prototype using eletric powred engines with 12v able 
to lift and transportare a standart load to predefined positions. This report has the 
objective introduce as a academic work the full process bu showinh pictures, and also 
de description of the materials, the tools, the sketches and the methods and all the 
references. All this work, both the prototype and the theoric work its fully according to 
the rules defined in the notice published by engineering coordenation of University 
Paulista Campus Flamboyant. 
 
Keywords: overhead crane, eletric engines, loads tranportarion 
LISTA DE IMAGENS 
 
Figura 2.1: Ponte rolante em siderurgia -------------------------------------------------------------- 14 
Figura 2.2: Movimentação da ponte rolante --------------------------------------------------------- 15 
Figura 2.3: Exemplo de Estrutura Metálica ---------------------------------------------------------- 16 
Figura 3.1: Cálculo das trações na polia -------------------------------------------------------------- 18 
Figura 3.2: Diagrama de forças carro superior ------------------------------------------------------ 19 
Figura 3.3: Reações de apoio carro superior -------------------------------------------------------- 19 
Figura 3.4: Reações de apoio carro inferior --------------------------------------------------------- 20 
Figura 3.5: Reações nas rodas e trilho ---------------------------------------------------------------- 20 
Figura 3.6: Exemplo de motores elétricos ------------------------------------------------------------ 22 
Figura 3.7: Tipos de potenciômetros ------------------------------------------------------------------ 23 
Figura 3.8: Diagrama eletroeletrônico ---------------------------------------------------------------- 24 
Figura 4.1: Reunião para planejamento -------------------------------------------------------------- 26 
Figura 4.2: Estrutura 3D em AutoCAD ---------------------------------------------------------------- 27 
Figura 4.3 – Mesa montada ----------------------------------------------------------------------------- 28 
Figura 4.4: Conjunto eixo, bucha e rolamento ------------------------------------------------------ 29 
Figura 4.5: Conjunto de transmissão ------------------------------------------------------------------ 29 
Figura 4.6: Montagem dos eixos de transmissão -------------------------------------------------- 30 
Figura 4.7: Eixo afixando o motor ---------------------------------------------------------------------- 31 
Figura 4.8: Mancais de rolamento tipo flange ------------------------------------------------------- 31 
Figura 4.9: Rodizio termoplástico ---------------------------------------------------------------------- 32 
Figura 4.10: Mancal adaptado com suporte de rodizio ------------------------------------------- 33 
Figura 4.11: Vista lateral do mancal adaptado ------------------------------------------------------ 33 
Figura 4.12: Sistema de issagem ---------------------------------------------------------------------- 34 
Figura 4.13: Caixa de comando visão interna ------------------------------------------------------- 35 
Figura 4.14: Caixa de comando visão externa ------------------------------------------------------ 35 
Figura 4.15: Plotagem da estrutura -------------------------------------------------------------------- 36 
Figura 4.16: Mesa e carros plotados ------------------------------------------------------------------ 36 
Figura 4.17: Projeto finalizado -------------------------------------------------------------------------- 37 
Figura 4.18: Teste final ----------------------------------------------------------------------------------- 37 
Figura 6.1: Apresentação do protótipo ---------------------------------------------------------------- 39 
Figura 6.2: Avaliação do projeto ------------------------------------------------------------------------ 40 
Figura 6.3: Componentes do grupo -------------------------------------------------------------------- 40 
 
LISTA DE TABELAS 
 
Tabela 01: Custos do projeto ----------------------------------------------------------------------- 38 
 
 
 
 
LISTA DE SIMBOLOS 
 
T1 Tração 01 no cabo de issagem 
T2 Tração 02 no cabo de issagem 
V Volume 
V¹Volume modular 
m massa 
Pr Peso dos rolamentos 
Pp Peso dos porcas e parafusos 
Pm Peso dos motores 
Pc1 Peso do carro 1 
Pc2 Peso do carro 2 
Os Peso da mesa/sustentação 
Pt Peso total da estrutura 
N Reação década roda do carro 1 
Q Reação de cada roda do carro 2 
SUMÁRIO 
 
INTRODUÇÃO ---------------------------------------------------------------------------------------- 12 
 1 OBJETIVO ------------------------------------------------------------------------------------------ 13 
 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA --------------------------------------------------------------- 14 
 2.1 Ponte rolante ------------------------------------------------------------------------------------ 14 
 2.2 Estruturas metálicas ------------------------------------------------------------------------- 15 
 3 METODOLOGIA ----------------------------------------------------------------------------------- 17 
 3.1 Considerações do projeto ------------------------------------------------------------------ 17 
 3.2 Cálculos estrutural ---------------------------------------------------------------------------- 17 
 3.3 Tecnologia empregada ---------------------------------------------------------------------- 21 
 3.3.1 Comandos elétricos -------------------------------------------------------------------------- 21 
 3.3.2 Motores elétricos ------------------------------------------------------------------------------ 21 
 3.3.3 Potenciômetro --------------------------------------------------------------------------------- 22 
 3.4 Circuito elétrico aplicado ------------------------------------------------------------------- 23 
 3.4.1 Diagrama elétrico/eletrônico --------------------------------------------------------------- 23 
 3.4.2 Software para simulação -------------------------------------------------------------------- 24 
4 CONSTRUÇÃO DA PONTE ROLANTE ------------------------------------------------------ 25 
4.1 Materiais e ferramentas utilizadas -------------------------------------------------------- 25 
4.2 Etapas da construção ------------------------------------------------------------------------- 25 
4.2.1 Escolha da tecnologia e do design -------------------------------------------------------- 26 
4.2.2 Construção das mesas ----------------------------------------------------------------------- 27 
4.2.3 Construção do conjunto mecânico -------------------------------------------------------- 28 
4.2.4 Construção do sistema de issagem ------------------------------------------------------- 31 
4.2.5 Caixa de comando ---------------------------------------------------------------------------- 34 
4.2.6 Acabamento ------------------------------------------------------------------------------------ 36 
4.2.7 Teste final --------------------------------------------------------------------------------------- 37 
5 CUSTOS DO PROJETO ------------------------------------------------------------------------- 38 
6 APRESENTAÇÃO DO PROJETO ------------------------------------------------------------ 39 
CONCLUSÃO ----------------------------------------------------------------------------------------- 41 
REFERÊNCIAS --------------------------------------------------------------------------------------- 42 
 
 
 
12 
INTRODUÇÃO 
 
Pontes rolantes são equipamentos usados no transporte e elevação de cargas, 
geralmente em instalações industriais. Trata-se de uma estrutura que fica suspensa, 
normalmente dentro de uma edificação, e que desloca cargas e materiais no sentido 
vertical, transversal e longitudinal, sem composta por três itens essenciais: a viga, o 
carro e a talha. 
Na indústria é possível encontrar 3 categorias de pontes rolantes, que podem 
ser móveis ou fixas. A função da ponte rolante é lidar com cargas industriais grandes 
e pesadas, que não podem ser movidas facilmente de forma manual, em todas as 
etapas do processo de manufatura, sendo muito comuns em indústrias do ramo 
siderúrgico, para o procedimento da fabricação do aço, e também em portos para 
trazer objetos de dentro para fora dos navios ou em movimentação retro portuária. 
Em resposta a proposta apresentada pela coordenação do curso de engenharia 
mecânica e mecatrônica da Universidade Paulista, campus Flamboyant, fora 
construído, segundo as normas do edital disponibilizado, o protótipo de uma ponte 
rolante que fosse capaz de transportar uma carga superior à 100 Newtons seguindo 
os princípios de funcionamento de uma ponte rolante industrial. 
De modo a discorrer e apresentar de forma concreta as atividades e objetos de 
pesquisa já mencionados, além de expor em pauta acadêmica os resultados obtidos 
com o protótipo desenvolvido, este relatório apresenta de forma simplória um pouco 
do estudo e da aplicação de vários conceitos ministrados em sala de aula acerca das 
matérias pertencentes a grade de ensino do curso de Engenharia Básica, as quais 
podemos mencionar Estática das Estruturas, Elétrica Básica, Dinâmica dos sólidos, 
Processos de Fabricação Mecânica e Metrologia. 
 
 
13 
1 OBJETIVO 
 
Conforme edital disponibilizado pela própria Universidade Paulista, este 
trabalho tem como escopo o planejamento, construção e apresentação de um 
protótipo de uma ponte rolante, que permita o transporte de uma massa padrão no 
sentido vertical, transversal e longitudinal. 
As normas de construção da ponte contemplam que o mesma deve ter vão 
superior a 1 metro, capacidade para 10,0kgf, movimentos de translação no carro 
superior e inferior utilizando eletricidade, elevação da carga por motor elétrico de 12 
Volts e velocidade de 1 metro por minuto em sua elevação. O edital disponibilizado 
menciona que a estrutura deve ser construída em aço 1020 (metalon 30x40 mm) tendo 
altura superior a 1 metro. 
Em relação a apresentação do projeto, o protótipo deverá ser apresentado 
próximo as lanchonetes do bloco D, Universidade Paulista, campus Flamboyant. A 
ponte deverá fazer os seguintes movimentos: 
 
1. Içar e mover o corpo de massa padrão (fornecido pelos alunos) da 
posição inicial fazendo o movimento de translação longitudinal da ponte; 
2. Içar e mover o corpo de massa padrão (fornecido pelos alunos) da 
posição inicial fazendo o movimento translação transversal do carrinho; 
3. Içar o corpo de massa padrão (fornecido pelos alunos) até altura de 1m 
com velocidade 1,0m/mim. 
 
Os critério para avaliação englobam o respeito as normas de construção, 
design da ponte, movimento de translação transversal e longitudinal, velocidade de 
elevação, retorno a posição inicial e trabalho escrito. 
 
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
 
O planejamento e a construção do protótipo da Ponte Rolante só foi possível 
graças ao legado de diversos cientistas, matemáticos, físicos, engenheiros, 
professores e outros, que dedicaram uma parcela significativa de suas vidas em prol 
do desenvolvimento científico e tecnológico da humanidade. Alguns deste, bem como 
 
14 
um breve resumo histórico sobre o enfoque do projeto, serão apresentados a seguir. 
Confira. 
 
2.1 Ponte rolante 
 
Inventada por Bolton & Wright no século XIX, a ponte rolante é um equipamento 
utilizado para issamento, ou seja, para elevação de cargas, e são compostas 
basicamente de viga, carro e talha. Podem ser móveis ou fixas, com o propósito de 
manipular objetos classicamente grandes e pesados, e que não podem ser movidos 
facilmente de forma manual. 
Nas indústrias do ramo siderúrgico (Figura 2.1), geralmente são encontradas 
muitas pontes rolantes para lidar com todo o processo de fabricação do aço e estes 
equipamentos são também muito utilizados em quase todos os portos de todo o 
mundo, para trazer objetos de dentro dos navios para fora, ou para movimentações 
na região retro portuária. 
 
Estes guindastes tendem a ser muito grande, apresentam alto custo de 
aquisição, mas a relação custo x benefício pode ser muito vantajosa e valer a penaa 
aquisição de um modelo no caso de movimentação de grandes volumes de materiais. 
Sua construção depende de uma viga que está permanentemente fixada sobre uma 
estrutura de suporte. Isto pode ser realizado através da construção de uma grua em 
Figura 2.1: Ponte rolante em siderurgia 
 
Fonte: DEMAG 
Disponível em: <http://www.demagcranes.com.br/files/content/sites/br/files/B%C3%BChnenbilder 
/Produkte/Prozesskrane/38263-6e.jpg> 
 
15 
uma estrutura, ou através da construção de uma plataforma que detenha a viga. 
Alguns fabricantes de móveis também fazem uso das pontes rolantes, permitindo 
maior flexibilidade, na montagem e expedição dos produtos. 
Neste tipo de guindaste, o mecanismo que opera é montado em um carro que 
corre ao longo do eixo transversal, as pontes podem possuir carros principais e 
auxiliares, dependendo da operação que se deseja realizar. De acordo com as 
aplicações os issamentos podem ser realizados através de cabos de aço, corda ou 
correntes, através do mecanismo do carro, e os objetos podem ser movido 
horizontalmente ao longo do eixo da própria ponte. Diferente de outros guindastes de 
lança flexíveis, que através do balanço, permitem que operadores sejam capazes de 
mover objetos em múltiplas direções, ela só realiza o movimento permitido de 
translação e o movimento do seu carros ao longo do eixo transversal. 
 
2.2 Estruturas metálicas 
 
A estrutura metálica é uma estrutura composta por aço, usada para fabricar 
suportes internos e para fazer revestimentos exteriores. Elas são formadas por 
associação de peças metálicas ligadas entre si por meio de solda ou conectores, além 
Figura 2.2: Movimentação da ponte rolante 
 
Fonte: CASTELETTI 
Disponível em: <http://www.casteletti.com/wp-content/uploads/2012/11/PONTE-ROLANTE-POWER-
POINT.pdf>. 
 
16 
de terem seções transversais e comprimentos limitado em função da capacidade dos 
laminadores e dos transportes disponíveis. 
A estrutura metálica ganhou popularidade no início do século 20 e se difundiu 
mais ainda após a Segunda Guerra Mundial, quando se tornou mais disponível. Essas 
estruturas metálicas se tornaram amplamente aceitas devido à eficiência de custo, 
capacitação de design, além da rápida instalação, sendo hoje muito utilizadas na 
construção de edifícios, pontes, estádios, aeroportos, guindastes e outros. 
A estrutura metálica fornece várias vantagens sobre outros materiais de 
construção, tais como madeira. Por ser totalmente composta por aço, à estrutura 
metálica é um produto “verde”; é estruturalmente sólido e fabricado seguindo 
especificações e tolerâncias rígidas. Ela também é eficiente em termos energéticos e 
extremamente resistente a deformação, tração e dobramento, além de possuir fácil 
instalação. 
 
3 METODOLOGIA 
 
O planejamento e construção do protótipo da Ponte Rolante foram regidos 
pelas normas apresentadas nos itens III, IV e V do edital disponibilizado pela 
Figura 2.3: Exemplo de estrutura metálica 
Fonte: Soluções Industriais 
Disponível em: <http://www.solucoesindustriais.com.br/images/produtos/imagens_10018/p_ 
predio-comercial-estrutura-metalica-8.jpg> 
 
17 
coordenação do curso de engenharia da Universidade Paulista Campus Flamboyant. 
Além disso, as demais orientações sobre os critérios de avaliação, trabalho escrito, 
apresentação, postagem do trabalho e sugestão de modelo também estavam contidas 
no documento disponibilizado. 
 
3.1 Considerações sobre o projeto 
 
De modo a manter conformidade com o edital do trabalho, o protótipo da Ponte 
Rolante foi construído a partir de uma estrutura metálica de aço carbono 1020 nas 
dimensões de 40x30 milímetros, também conhecida como metalon. Essa estrutura foi 
dimensionada de modo a contemplar as singularidades do projeto e ao mesmo tempo 
oferecer o menor custo. 
Outros pontos serem avaliados no escopo do projeto são a execução dos 
movimentos de translação longitudinal, transversal e vertical, em que neste último 
deve ser levantado e transportado um corpo com massa superior à 10kg. Esses 
movimentos devem originar de motores elétricos alimentados por corrente elétrica 
contínua com diferencial de potência de 12 Volts, sendo acionados por uma central 
de comandos. 
 
3.2 Cálculo estrutural 
 
Saber-se as reações e os tipos de esforços em um projeto estrutural, bem como 
poder mensurar os seus respectivos valores numéricos, faz total diferença no 
dimensionamento e, principalmente, no funcionamento dos projetos mecânicos. É 
evidente que sem a estimativa desses valores, ainda que com largas precisões, pode 
implicar de maneira pejorativa nos processos de fabricação e no bom êxito do 
protótipo. 
Sabendo disso e após uma minuciosa análise dos itens regidos pelo o edital, 
foram mensuradas as reações de apoio e os esforços resultantes nas estruturas 
metálicas empregada no projeto utilizando conceitos ministrados em sala de aula, ao 
qual podemos destacar as matérias de Mecânica Vetorial e Estática das estruturas. 
Vale ressaltar que os cálculos a serem dispostos a seguir não comtemplam todos os 
fatores que, em uma aplicação real, devem ser estudados e considerados no intuito 
de corresponder, com a maior aderência possível, à situação proposta. 
 
18 
Com base, são necessárias algumas considerações sobre os cálculos 
apresentados a seguir nas imagens: 
 
 O peso da polia (P1) é desprezado e, apesar dos apoios remeterem a 
engastamentos, os momentos e a reação na horizontal são anulados por 
se tratar de um sistema regido pela simetria das forças; 
 A reações (P2) e (P3) não possuem sumário por se tratarem de variáveis 
utilizadas apenas para fins matemáticos; 
 Gravidade adotada sendo igual à 9.76 m/s³; 
 A estrutura metálica de todo o protótipo é simétrica, portanto o somatório 
das reações verticais pode ser feito de maneira direta e os apoios terão 
reações idênticas. 
Note que, em um sistema de issamento que utiliza polias, a força necessária 
para se levantar uma dada carga é dividido em duas componentes de tração. O 
diagrama a seguir mostra como se comportam as reações de apoio no carro superior, 
bem como a ação da tensão cisalhante e o momento fletor. É válido lembrar que a 
simetria na construção da estrutura metálica do carrinho faz a distribuição de maneira 
igualitária sobra o carro superior, e também por toda estrutura, ao qual podemos notar 
ao visualizar o diagrama de forças. Veja: 
Figura 3.1: Cálculo das trações na polia 
 
 
Fonte: Acervo Pessoal 
 
19 
 
Apenas ressaltando que, os esforços relatados na Figura 3.2 são referentes ao 
issamento da carga no sistema polia. Já as reações que associam o peso do carro 
superior estão apresentados na Figura 3.3. 
 
Figura 3.2: Diagrama de forças carro superior 
 
 
Fonte: Acervo Pessoal 
Figura 3.3: Reações de apoio carro superior 
 
 
Fonte: Acervo Pessoal 
 
20 
As mesmas considerações valem para o carro inferior. Portanto teremos: 
O último fator observado acerca da estrutura metálica e seus componentes 
foram os esforços que atuariam nas rodinhas e, consequentemente, no trilho. Veja a 
Figura 3.5. 
 
Figura 3.4: Reações de apoio carro inferior 
 
 
Fonte: Acervo Pessoal 
Figura 3.5: Reações nas rodas e trilho 
 
 
Fonte: Acervo Pessoal 
 
 
21 
3.3 Tecnologia empregada 
 
A partir do cálculos das reações na estrutura metálica do protótipo, o passo 
seguinte referente ao processo de fabricação do protótipo foi a escolha da tecnologia 
a ser empregada. De modo a manter conformidade com as normas regulamentadoras 
apresentadas no edital e a disposição do grupo, acabamos escolhendo o Comando 
Elétrico, associado a componentes eletrônicos, como principal mecanismo a ser 
empregado devido a sua praticidade e extensa aplicação. 
 
3.3.1 Comandos elétricos 
 
Por definição, os comandos elétricos são dispositivos elétricos ou eletrônicos 
usados para acionar motores elétricos, como também outros equipamentoselétricos, 
sendo compostos por uma variedade de peças e elementos como contatores, botões 
temporizadores, relés térmicos e fusíveis. 
Permitem um controle sobre o funcionamento das máquinas, evitando, ao 
mesmo tempo, manejo inadequado pelo usuário e, além disso, dispõe de mecanismos 
de proteção para a máquina e para o usuário, melhorando o conforto para manejar 
máquinas e possibilitando também controle remoto das máquinas. 
 
3.3.2 Motores elétricos 
 
Um motor elétrico é um dispositivo que funciona com corrente alternada ou 
contínua e que converte a energia elétrica em movimento ou em energia mecânica. 
Desde sua invenção, os motores elétricos são ferramentas muito úteis para realizar 
diversos tipos de tarefas e se encontram em diversos objetos como ventiladores, 
eletrodomésticos, automóveis e etc. 
Bases de um motor elétrico: Todo motor se baseia na ideia de que o 
magnetismo produz uma força física que move os objetos. E depende de imãs que 
podem atrair ou repelir outro imã. Nos motores é utilizado a eletricidade para criar 
campos magnéticos que se opõe entre si, de modo que movam uma parte giratória 
chamada Rotor. No Rotor se encontra a bobina que tem o campo magnético oposto 
ao da parte estática do motor. O campo magnético desta parte gera imãs permanentes 
 
22 
e a ação repelente destes polos opostos é o que faz com o que o rotor começa a girar, 
transmitindo energia mecânica. 
 
 
Os motores de corrente contínua são mais primitivos que os de corrente 
alternada porém podem ser úteis em lugares que não exista uma fonte de corrente 
elétrica. A engenharia moderna realizou grandes invenções e o motor elétrico é um 
exemplo disso. Apesar do magnetismo ser estudado por muitos anos, a utilização 
disso para criar energia mecânica é algo novo. 
 
3.3.3 Potenciômetro 
 
Potenciômetro é um componente eletrônico que cria uma limitação para o fluxo 
de corrente elétrica que passa por ele, e essa limitação pode ser ajustada 
manualmente, podendo ser aumentada ou diminuída. Os potenciômetros e o 
resistores tem essa finalidade de limitar o fluxo de corrente elétrica em um circuito, a 
Figura 3.6: Exemplo de motores elétricos 
 
Fonte: Portal Eletricista 
Disponível em: <http://www.portaleletricista.com.br/wp-content/uploads/ 
2015/02/motores-eletricos.jpg> 
 
23 
diferença é que o potenciômetro pode ter sua resistência ajustada e o resistor comum 
não pode pois ele possui um valor de resistência fixo. 
O potenciômetro comumente possui três terminais e um eixo giratório para 
ajuste da sua resistência, e normalmente são usados em controle de volumes de 
aparelhos de som, controle de posicionamento em controles de vídeo games, controle 
de brilho e contraste em telas LCD. 
 
3.3 Circuito elétrico aplicado 
 
De fato, foi necessário adaptar vários dispositivos elétricos e eletrônicos para 
que fosse possível alcançar a funcionalidade do protótipo, mas foram mantidos todos 
os princípios fundamentais acerca do emprego de comandos elétricos. Isso se fez 
preciso porque, normalmente, essa tecnologia é empregada em equipamentos de 
grande porte, principalmente em industrias. 
 
3.3.1 Diagrama elétrico/eletrônico 
 
A parte eletroeletrônica do protótipo da Ponte Rolante, ao qual engloba a caixa 
de comando e o sistema de força, foi constituído basicamente de botoeiras de 
Figura 3.7: Tipos de potenciômetros 
 
Fonte: Como fazer as coisas. 
Disponível em: <http://www.comofazerascoisas.com.br/posts/arquivos-posts 
/235/potenciometros-pst.jpg> 
 
 
24 
acionamento tipo ponte H, potenciômetro do tipo giratório e motores elétricos que 
trabalham em corrente contínua à 12V. Confira a seguir o diagrama elétrico/eletrônico. 
 
Vale lembrar que o circuito exposto na Figura 3.8 faz menção a apenas um 
motor elétrico, situação que é repetida nos outros dois motores, totalizando três 
circuitos como este para operar o protótipo inteiro. 
 
3.3.2 Software para simulação 
 
De modo a facilitar o entendimento sobre quais operações o circuito iria 
executar através do acionamento de cada chave e também possibilitando a 
visualização do caminho percorrido pela corrente elétrica, foi utilizado o software 
Proteus. Desenvolvido empresa inglesa Labcenter Electronics, é um software para 
simulação de microprocessadores, captura esquemática, e placa de circuito impresso 
(PCB design). Além disso, o Proteus agrega o ambiente de simulação de circuitos 
eletrônicos ISIS e o programa para desenho de circuito impresso Ares professional, 
possuindo interface de usuário comum e a ajuda totalmente sensível ao contexto para 
fazer um processo de aprendizado rápido e fácil. 
 
 
Figura 3.8: Diagrama eletroeletônico 
 
Fonte: Acervo Pessoal 
 
25 
4 CONTRUÇÃO DA PONTE ROLANTE 
 
4.1 Materiais e ferramentas utilizadas 
 
Segue abaixo a lista contendo todos os materiais e as ferramentas utilizadas 
durante o processo de fabricação e montagem do protótipo da Ponte Rolante: 
 
• 18m Aço 1020 40mm x 30mm 
• 18m de barras rosqueada de 3/8‘’ 
• 60 porcas e 60 arruelas 3/8’’ 
• Broca 3/8’’ 
• 2m de barra rosqueada 3/16’’ 
• 30 porcas e 30 arruelas 3/16’’ 
• Broca 3/16’’ 
• 1 Cola para rosca 
• 2 Suportes de rodas 
• 8 Rolamentos blindados de 20mm 
• 2 Rolamentos para mancais 20mm 
• 9 Abraçadeira 
• 8 Rodas de tecnil 
• 1 Eixo de issagem de tecnil 
• 2,5m de cabo de aço revestido 1/8’’ 
• 2 Fixadores de cabo 
• 1 Rosca soberba 
• 1 Gancho de poço 
• 3 Motores mabuchi 12v 
• 3 Botoeiras de acionamento 
• 3 Potenciômetro 
• 1 Fonte de computador 
• Fio paralelo cristal 2x0,75 
• 20 Conectores fêmeas 
• 1 Caixa de madeira 
• Cola quente 
• Fitas de marcação de solo 
• Furadeira fixa e móvel 
• Fresadora 
• Torno convencional 
• Lixadeira 
• Alicate de pressão 
• Chave de boca n° 15 
• Chave de boca n° 7 
• Arco de serra 
• Morsa 
• Solda 
• Marreta 
 
 
4.1 Etapas da construção 
 
O processo de planejamento e construção do protótipo da ponte rolante 
basicamente ficou dividido em 6 etapas (planejamento, compra dos componentes, 
montagem, ajustes, testes dos carros e teste de issagem), mas é claro que se trata 
de um trabalho bem mais amplo e minucioso do qual não cabe ser empregado à risca 
 
26 
neste documento por sua extensão. Confira a seguir o passo a passo referente as 
etapas mais importantes acerca da criação do projeto. 
 
4.2.1 Escolha da tecnologia e do design 
 
Antes de mais nada, fez-se mais que necessária a escolha dos parâmetros a 
serem seguidos para dar início as atividades referentes a construção do protótipo. 
Após várias pesquisas e discursões sobre qual tecnologia seria utilizada, chegamos à 
conclusão que, assim como mencionado anteriormente, os princípios de sistemas de 
pontes rolantes acionadas por comandos elétrico se adaptaria melhor a nossa 
realidade por sua simplicidade e praticidade, além de manterem conformidade com a 
proposta apresentada pelo edital. 
A partir daí, começou a se pensar no quesito design de modo que 
representasse bem o grupo, expressando originalidade, sofisticação e personalidades 
definidas, o que felizmente foi bem expresso com a proposta de uma ponte rolante 
que seja ajustável, permitindo, por meio de elementos de fixação não permanentes, 
uma maior facilidade acerca dos processos de montagem, regulagem e 
desmontagem. 
Figura 4.1: Reunião para planejamento 
 
 
Fonte: Acervo Pessoal 
 
27 
A partir de então, pensou-se em visualizar como seria propriamente dita a 
estrutura metálica a ser confeccionada, quais as dificuldades a serem encontradas e 
como solucionar eventuais falhas no projeto. Com a ajuda de softwares de 
modelagem, foi possível enxergar com maios clarezas como e quais seriam as 
singularidades do protótipo. A seguir, a Figura 4.2 representa o esboço do projeto em 
3D simulado no AutoCAD. 
NOTA: Para tornar possível o projeto ser auto ajustável, tivemos que fazer 80%das fixações com o conjunto de barras rosqueadas, arruelas e porcas, tendo em vista 
a liberdade de posicionamento no projeto por se tratar de elementos de fixação não 
permanentes. 
 
4.2.2 Construção das mesas 
 
A mesa e os carros foram as únicas partes em que fora utilizada a solda como 
elemento de fixação em virtude de proporcionar mais segurança e estabilidade de 
sustentação no projeto. Todos os recortes foram feitos com um esquadro de 45° em 
suas pontas. Este ângulo foi escolhido com o intuito de fornecer um melhor encaixe 
nas barras de sustentação da mesa, ao qual há um recorte rebaixado em 30 mm para 
Figura 4.2: Estrutura 3D em AutoCAD 
 
 
Fonte: Acervo Pessoal 
 
28 
dispor um perfeito acoplamento as hastes de sustentação e, no caso do carro inferior 
e superior, um melhor acabamento. 
 
 
4.2.3 Construção do conjunto mecânico 
 
Depois de muitos debates, ideias e propostas sobre os mancais, as rodas e 
principalmente sobre a transmissão do conjunto motor-roda, optamos por fabricar 
rodinhas de tecnil nas quais os eixos de transmissão seriam as próprias barras 
rosqueadas e, como mancal, foram utilizados dois rolamentos em cada conjunto de 
transmissão. Tendo em vista que o diâmetro interno dos rolamentos a nossa 
disposição era bem maior que o diâmetro externo da barra rosqueada, decidimos 
usinar buchas em tecnil buchas de modo promover encaixa do rolamento na barra 
rosqueada mediante a um ajuste com interferência, porém, mantendo a facilidade de 
montagem e desmontagem dos componentes. 
 A partir da decisão de como e quais seriam as partes integrantes dos conjuntos 
mecânicos no sistema mancal de rolamento e eixo, começou o processo de usinagem 
e ajustagem dos componentes que iriam promover os movimentos transversais e 
Figura 4.3 – Mesa montada 
 
 
Fonte: Acervo Pessoal 
 
29 
longitudinais dos carros de cima estrutura metálica. Observe a seguir as figuras 4.4 e 
4.5. 
Para realizar a fixação dos eixos de transmissão nos carros, foram usadas 
braçadeiras de 5/8’’ que nos possibilitou liberdade no posicionamento dos rolamentos 
Figura 4.4: Conjunto eixo, bucha e rolamento 
 
 
Fonte: Acervo Pessoal 
Figura 4.5: Conjunto de transmissão 
 
 
Fonte: Acervo Pessoal 
 
30 
com função de mancal em cada um dos carros. Decidimos por instalar os rolamentos-
mancais o mais próximo possível das rodas (Figura 4.6) para evitar que a flexão dos 
eixos de transmissão, situação ao qual poderia influenciar pejorativamente no correr 
dos carros em seus trilhos. 
 Um dos problemas percebido apenas durante o processo de montagem do 
protótipo envolvia a maneira mais oportuna de se fazer a transmissão de movimento 
entre a engrenagem presente no motor elétrico e a barra rosqueada. Depois de várias 
discursões acerca do assunto, grupo decidiu por abrir um furo na engrenagem do 
motor e fazer o encaixe por meio de rosca, utilizando um macho de 3/8” (três oitavos 
de polegada). 
De modo a garantir que o motor não viesse a se desenroscar durante a 
execução dos movimentos, utilizamos de porcas e arruelas para proporcionar um 
travamento sob pressão, ao qual propôs segurança a conexão e manteve também o 
aspecto modular ao protótipo. 
Ainda sobre os encaixes e ajustes envolvendo os motores elétricos no sistema 
de transmissão de movimento transversal e longitudinal, fora afixado na estrutura 
metálica lateral do carro superior e inferior um único conjunto, em cada carro, com 
uma barra 3/16’’ (três dezesseis avos de polegada) e suas respectivas porcas e 
Figura 4.6: Montagem dos eixos de transmissão 
 
 
Fonte: Acervo Pessoal 
 
31 
arruelas para prender os motores, evitando que este realizasse movimento de rotação 
durante a translação dos carros. 
 
4.2.4 Construção do sistema de issagem 
Figura 4.7: Eixo afixando o motor 
 
 
Fonte: Acervo Pessoal 
Figura 4.8: Mancais de rolamento tipo flange 
 
 
Fonte: Acervo Pessoal 
 
32 
A proposta inicial do sistema de issagem seguiria o esboço 3D feito no 
AutoCad, utilizando chapas de acho 1020 e mancais de rolamento do tipo flange. 
Porém, como nada é perfeito neste mundo, ouve um erro no momento da escolha e 
compra do conjunto mancal rolamento, aonde não foi possível adequar esse tipo de 
estrutura de forma benéfica ao nosso protótipo. 
Diante dessa problemática, procuramos adaptar da melhor maneira possível os 
materiais e componentes que já possuíamos em mãos ao, até então, indissolúvel 
dilema. Pensamos e repensamos até que, semelhante ao curioso caso entre a maçã 
e a cabeça de Isaac Newton, uma ideia brotou como um passe de mágica: utilizar a 
estrutura de aço de dois rodizio termoplásticos, Figura 4.9, comprados ao acaso como 
mancal de deslizamento. 
Este suporte foi aberto através de marteladas e cortado ao meio com o auxílio 
de uma lixadeira, aproveitando-se assim 4 partes iguais a partir de dois rodízios. Os 
furos que já estavam presente na estrutura original foram úteis a nova aplicação do 
componente e, como se pode perceber na Figura 4.10 disposta a seguir, as barras de 
fixação rosqueadas com diâmetro de 3/16” (três dezesseis avos de polegada) 
transpassam a estrutura de metalon da mesma maneira que em todas as outras 
fixações realizadas no projeto. Mais uma vez salientamos a preferência pelos 
Figura 4.9: Rodizio termoplástico 
 
 
Fonte: Cobequi 
Disponível em: < http://www.cobequi.com.br/loja/config/imagens_conteudo/produtos 
/imagensGRD/GRD_1818_1.jpg> 
 
33 
elementos de fixação não permanente, aos quais potencializaram os aspectos 
modulares no protótipo. 
 
Figura 4.10: Mancal adaptado com suporte de rodizio 
 
 
Fonte: Acervo Pessoal 
Figura 4.11: Vista lateral do mancal adaptado 
 
 
Fonte: Acervo Pessoal 
 
34 
Já com os mancais em seus respectivos lugares, fora feito a ajustagem do 
conjunto eixo de issagem, onde fora fabricado uma camisa em tecnil para enrolar o 
cabo de aço durante a suspensão do peso. 
Com a ponte rolante já montada, foi possível realizar todos os testes 
necessários com vários corpos de prova e, obviamente, com o peso padrão de massa 
10kg regulamentado pelo edital. É válido lembrar que o sistema de polia aplicado na 
issagem proporcionou redução de 50% da carga a ser erguida pelo motor, fato melhor 
explicado na seção 3.2 deste documento. Abaixo, segue os links para os vídeos dos 
testes preliminares realizados, disponíveis em plataforma YouTube. 
 
 Teste Estrutural: <https://youtu.be/AR8AFkbI2g8> 
 Teste de Issagem: <https://youtu.be/rtoBw7Xb5VU> 
 
4.2.5 Caixa de comando 
 
A caixa de comando foi feita com o acoplamento das 3 botoeiras de três 
posições em uma caixa de madeira pintada de preto e com detalhes no formato de 
engrenagens em dourado. O sistema elétrico, por sua vez já representado na Figura 
3.8, é alimentado por uma fonte de conversora, retirada de um computador, cujo a 
Figura 4.12: Sistema de issagem 
 
 
Fonte: Acervo Pessoal 
https://youtu.be/AR8AFkbI2g8
https://youtu.be/rtoBw7Xb5VU
 
35 
entrada é 220v em tensão alternada e a saída são 12v de corrente contínua com 
intensidade de 15 A. Veja as Figuras 4.13 e 4.14. 
 
Figura 4.13: Caixa de comando visão interna 
 
 
Fonte: Acervo Pessoal 
Figura 4.14: Caixa de comando visão externa 
 
 
Fonte: Acervo Pessoal 
 
36 
4.2.6 Acabamento 
 
Visando poupar esforços e dar um bom acabamento, usarmos fita para 
marcação de solo para plotar toda a estrutura da ponte rolante, opção que se fez bem 
mais atrativa do que a pintura convencional. 
 
Figura 4.15: Plotagem da estrutura 
 
 
Fonte: Acervo pessoal 
Figura 4.16: Mesa e carros plotados 
 
 
Fonte: Acervo Pessoal 
 
37 
4.2.7 Teste final 
 
Com todos os elementos estruturais já montados, mesa e carros plotados e 
com os controles devidamente instalado na caixa de comandos, fora realizado o teste 
final. Acesse <https://youtu.be/W73yCPTBEk0> e confira o teste final. 
 
Figura 4.17: Projeto finalizadoFonte: Acervo Pessoal 
Figura 4.18: Teste final 
 
 
Fonte: Acervo Pessoal 
https://youtu.be/W73yCPTBEk0
 
38 
5 CUSTOS DO PROJETO 
 
Bem como qualquer empreendimento, o projeto e a execução da Ponte Rolante 
também tiveram seus custos, além de tempo e dedicação para enfim executar e 
finalizar o projeto com sucesso. Em meio ao planejamento do protótipo, foi visada a 
economia de recursos e materiais desde o início no intuito de reduzir os gastos e 
desperdícios. A seguir, a relação dos materiais utilizados e seus respectivos valores. 
 
Tabela 01: Custos do projeto 
Peça Local Nota Valor 
Rolamentos Dinasol Fiscal 33,00 
Mancal Dinasol Fiscal 16,00 
Barra Rosqueada 3/8 RPM Fiscal 36,00 
Porca RPM Fiscal 3,30 
Arruela RPM Fiscal 2,49 
Rolamentos Dinasol Fiscal 26,00 
Tecnil Casa das chpas Fiscal 22,00 
Chapa 3/8 Ferro e aço dourado Fiscal 20,00 
Ferragista Ferragista Fiscal 18,00 
Ferragista Ferragista Fiscal 25,00 
Caixa de comando Veronica Fiscal 87,00 
Braçadeiras Giseldo Onofre Santos Fiscal 4,00 
Porcas Giseldo Onofre Santos Fiscal 5,75 
Arruela Giseldo Onofre Santos Fiscal 4,75 
Porcas Nacional Borrachas Fiscal 50,00 
Cabos Multi eletricidade Fiscal 4,00 
Roldana/ cabo de aço / fixadores Martins Maquinas e ferramentas Fiscal 23,45 
 Componentes Eletrônicos Sellnet Tecnologia Fiscal 30,00 
Porcas/ barra rosqueada Circular parafusos Fiscal 4,00 
Barra rosqueada/ broca Circular parafusos Fiscal 7,00 
Porcas/ trava parafusos Circular parafusos Fiscal 17,00 
Chapinhas de aço Ferro e aço Dourado Fiscal 20,00 
Barra rosqueada 3/8 RPM Fiscal 12,00 
Organiza fio Mozaico ferramentas Fiscal 5,00 
Fitas adesivas Capitão américa Fiscal 54,00 
Terminal fêmea Santos Dumont Fiscal 4,50 
Rolamentos Dinasol Fiscal 33,00 
Motores, botões, roda DF peças e acessórios LTDA Fiscal 210,00 
Aço 1020 Metalúrgica Regis Fiscal 125,00 
Montagem da Mesa Metalúrgica brasil Anotação 58,00 
TOTAL 960,24 
 
 
39 
6 APRESENTAÇÃO DO PROJETO 
 
A apresentação do protótipo foi realizada no dia 21 de maio de 2016, às 8 horas 
e 30 minutos, No bloco de D da Universidade Paulista de Goiânia (Campus 
Flamboyant). Esta consistia em içar um corpo com massa de 10kg a uma altura de 1m 
com uma velocidade de 1metro/minuto e posteriormente desloca-lo longitudinalmente 
e transversalmente, retornando por fim a posição inicial com a descida da carga. Todo 
este processo foi minunciosamente avaliado e cronometrado pelo professor Eng. 
Roberto Bueno com base nos critérios pré-estabelecidos no edital. 
Figura 6.1: Apresentação do portótipo 
 
 
 
 
Fonte: Acervo Pessoal 
 
40 
Mediante a avaliação do professor Roberto e na ciência de que todos os 
critérios previstos no item V do edital foram respeitados, obtemos nota máxima (4,5) 
no que se refere a apresentação do protótipo. 
 
Figura 6.2: Avaliação do projeto 
 
 
Fonte: Acervo Pessoal 
Figura 6.3: Componentes do grupo 
 
 
Fonte: Acervo Pessoal 
 
41 
CONCLUSÃO 
 
Marcados por grandes desafios e superações, o planejamento, a pesquisa, a 
execução e a apresentação do protótipo da Ponte Rolante como exigência parcial para 
aprovação no 5º semestre do curso de engenharia Mecânica e Mecatrônica se fez 
uma experiência ímpar, cheia de conteúdos que agregam em muito na formação 
acadêmica e pessoal de qualquer indivíduo. 
O contato de aproximação com novas tecnologias que são tendência de 
prosperidade para o futuro nos instigou a querer fazer parte deste processo com mais 
afinco, colocando à disposição do progresso tecnológico e da humanidade os esforços 
que empregamos durante os anos de estudo vivenciados neste início de carreira e 
que ainda teremos pera frente. 
Através de pesquisas e discursões, a temática sobre os princípios de 
funcionamento de uma ponte rolante, bem como sua estrutura e particularidades, nos 
possibilitou formular a fundamentação teórica e execução na prática deste protótipo É 
verídico afirmar o quão rico e fascinante são os conceitos físicos inseridos neste 
contexto que vão deste a física clássica a física atual, utilizando e colocando a prova 
o legado de vários cientistas renomados, como por exemplo, o pai da física moderna, 
Isaac Newton. 
Em resumo, a proposta de atividade supervisionada foi de grande valia para a 
nossa formação acadêmica, levando em consideração toda a temática e dinamismo 
existentes no trabalho apresentado. A pesar dos vários contratempos, conseguimos 
finalizar com êxito o protótipo cerca de dias antes do teste em sala que foi reagendado 
para o dia 21 de maio de 2016, ás 08 horas e 30 minutos no hall de entrada do campus 
da Universidade Paulista de Goiânia (Campus Flamboyant), alcançando nota máxima 
(4,5) pelo desenvolvimento e execução do protótipo. 
 
 
 
 
42 
REFERÊNCIAS 
 
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Direitos exclusivos para a língua portuguesa: LTC – Livros Técnicos e Científicos 
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