Desenvolvimento de Mini Guindaste para Caminhonete

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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS 
Graduação em Engenharia Mecânica 
 
 
 
 
Rafael de Paula Prado 
Rafael Tavares Lanna Vaz 
Rubens Perdigão Diz Oliveira 
 
 
 
 
 
 
 
DESENVOLVIMENTO DE MINI GUINDASTE PARA CAMINHONETE 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Belo Horizonte 
2019
 
 
Rafael de Paula Prado 
Rafael Tavares Lanna Vaz 
Rubens Perdigão Diz Oliveira 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DESENVOLVIMENTO DE MINI GUINDASTE PARA CAMINHONETE 
 
 
Trabalho de Conclusão de Curso para 
aprovação no curso de graduação em 
Engenharia Mecânica da Pontifícia 
Universidade Católica de Minas Gerais. 
 
Orientador: Prof. Vicente Daniel Vaz da Silva, 
MSc 
 
Área de concentração: Sistemas Mecânicos 
 
 
 
 
 
 
 
Belo Horizonte 
2019
 
 
Rafael de Paula Prado 
Rafael Tavares Lanna Vaz 
Rubens Perdigão Diz Oliveira 
 
 
 
 
 
 
DESENVOLVIMENTO DE MINI GUINDASTE PARA CAMINHONETE 
 
 
 
 
Trabalho de Conclusão de Curso para obtenção 
do título de graduação em Engenharia Mecânica 
da Pontifícia Universidade Católica de Minas 
Gerais. 
 
 
 
 
___________________________________________________________________ 
Prof. MSc. Vicente Daniel Vaz da Silva - PUC Minas (Orientador) 
 
___________________________________________________________________ 
Prof. Claudinei José de Oliveira - PUC Minas (Banca Examinadora) 
 
___________________________________________________________________ 
Prof. Márcio Araújo Pessoa - PUC Minas (Banca Examinadora) 
 
 
 
 
Belo Horizonte, 26 de junho de 2019
 
 
RESUMO 
 
Os guindastes são amplamente utilizados em processos de içamento de cargas em 
ambiente industrial e de construções civis em geral. Esses equipamentos costumam 
apresentar um alto custo associado a projetos de grandes dimensões. Muitas vezes, 
sua utilização em determinados setores de trabalho ou no âmbito doméstico se torna 
inviável, até mesmo diante de espaços maiores como em fábricas e obras. O trabalho 
proposto apresenta-se como uma alternativa para aplicações onde seja possível o 
deslocamento de cargas menores envolvidas. O projeto baseia-se em um mini 
guindaste fixado em caminhonetes de aproximadamente uma tonelada de capacidade 
de carga de forma acessível. Possui elementos leves de alta resistência em sua 
estrutura, de utilização intuitiva e fácil operação. Isso torna-se possível por meio de 
acionamentos de baixo custo implementados no guindaste, que cumprindo as normas 
regulamentadoras durante o içamento, seja capaz de elevar cargas de até 250 kg, 
com alcance de até 3 metros. Dessa forma, o trabalho braçal é substituído, evitando 
a ocorrência de lesões e acidentes, melhorando a ergonomia. 
 
Palavras-chave: Guindaste. Içamento de cargas. Mini guindaste. Normas 
regulamentadoras. Sistemas mecânicos. 
 
 
 
ABSTRACT 
 
The cranes are widely used in lifting processes in industrial environment and civil 
construction in general. These equipments usually present a high cost associated with 
large projects. Often, their use in certain sectors of work or in the domestic sphere is 
not worthed, even when they are at larger spaces such as factories and works. The 
proposed work presents itself as an alternative for applications where it is possible the 
displacement of smaller loads involved. The design is based on a mini crane fixed in 
approximately one ton cargo capacity trucks in an accessible manner. It has light 
elements of high resistance in its structure, of intuitive use and easy operation. This is 
made possible by means of low cost drives implemented in the crane, which comply 
with regulatory standards during hoisting, is capable of lifting loads up to 250 kg, with 
a range of up to 3 meters. In this way, the manual work is replaced, avoiding the 
occurrence of injuries and accidents, improving the ergonomics. 
 
Keywords: Crane. Lifting loads. Mini crane. Regulatory rules. Mechanical systems.
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1 - Esquema de máquinas de elevação e transporte de Rudenko ................. 25 
Figura 2 - Guindaste telescópico sobre esteiras ....................................................... 26 
Figura 3 - Base para guindastes de grande porte ..................................................... 27 
Figura 4 - Coluna para guindastes de grande porte .................................................. 28 
Figura 5 - Braço de guindastes ................................................................................. 29 
Figura 6 - Lança telescópica ..................................................................................... 30 
Figura 7 - Sistema de giro ......................................................................................... 30 
Figura 8 - Sistema de estabilização .......................................................................... 31 
Figura 9 - Sistema hidráulico em um guindaste. ....................................................... 32 
Figura 10 - TKA 2000 com lança fechada ................................................................. 33 
Figura 11 - Gráfico de cargas TKA 2000 ................................................................... 34 
Figura 12 - TKA 2000 com lança aberta .................................................................... 34 
Figura 13 - Principais Tipos de Guindastes ............................................................... 36 
Figura 14 - Guindaste móvel LTM 1250-5.1 .............................................................. 37 
Figura 15 - Guindaste telescópico LTR 1100. ........................................................... 38 
Figura 16 - Guindaste articulado linha média ............................................................ 38 
Figura 17 - GR 1600 XL ............................................................................................ 39 
Figura 18 - Guindaste de todo tipo de terreno ........................................................... 39 
Figura 19 - Guindaste sobre esteira .......................................................................... 40 
Figura 20 - Guindaste torre - Grua ............................................................................ 41 
Figura 21 - Guindaste pórtico .................................................................................... 41 
Figura 22 - Seções tubulares .................................................................................... 42 
Figura 23 - Guinchos portáteis .................................................................................. 43 
Figura 24 - Gancho olhal ........................................................................................... 44 
Figura 25 - Gancho giratório...................................................................................... 45 
Figura 26 - Gancho haste .......................................................................................... 45 
Figura 27 - Braços estabilizadores ............................................................................ 46 
Figura 28 - Tipos de elos ........................................................................................... 48 
Figura 29 - Junta de guindastes ................................................................................ 48 
Figura 30 - Princípio de pascal e o motor hidráulico ................................................. 50 
Figura 31 - Freio a tambor ......................................................................................... 51 
Figura 32 - Motor de indução corrente alternada W22 IR2 ....................................... 52 
 
 
Figura 33 - Atuador linear elétrico ............................................................................. 53 
Figura 34 - Soldagem MIG/MAG .............................................................................. 54 
Figura 35 - Corte transversal típico – Cabo 6x7 com alma de aço ........................... 56 
Figura 36 - Esforçosrolamentos radiais ................................................................... 57 
Figura 37 - Esforços rolamentos axiais ..................................................................... 57 
Figura 38 - Limpeza por jateamento ......................................................................... 59 
Figura 39 - Modelo proposto ..................................................................................... 60 
Figura 40 - Fixação da chapa frontal na lança .......................................................... 61 
Figura 41 - Desenho da base ................................................................................... 62 
Figura 42 - Atuador elétrico DC ................................................................................ 63 
Figura 43 – Guincho elétrico Hovam ........................................................................ 64 
Figura 44 – Lança telescópica .................................................................................. 64 
Figura 45 – Corte sistema de giro ............................................................................. 65 
Figura 46 - Modelo proposto (Sistema de Giro 3D) .................................................. 65 
Figura 47 – Corte sistema de estabilização .............................................................. 66 
Figura 48 – Módulo A para dimensionamento .......................................................... 67 
Figura 49 – Módulo B para dimensionamento .......................................................... 69 
Figura 50 – Módulo C para dimensionamento .......................................................... 70 
Figura 51 - Seção tranversal da coluna .................................................................... 72 
Figura 52 – Fuso de elevação .................................................................................. 73 
Figura 53 – Motoredutor MR4-15 .............................................................................. 77 
Figura 54 – Resultados análise MEF: Tensões geral ............................................... 79 
Figura 55 – Resultados análise MEF: Tensões no pino ........................................... 80 
Figura 56 – Resultados análise MEF: Tensões na base da coluna .......................... 80 
Figura 57 – Resultados análise MEF: Deslocamentos ............................................. 81 
Figura 58 – Resultados análise MEF: Deformações ................................................. 81 
Figura 59 – Resultados análise MEF: Deformações na lança .................................. 82 
Figura 60 – Resultados análise MEF: Deformações na coluna ................................ 82 
 
 
 
LISTA DE TABELAS 
 
Tabela 1 - Dados técnicos TKA 2000 ........................................................................ 33 
Tabela 2 - Propriedades mecânicas .......................................................................... 42 
Tabela 3 - Especificações técnicas de veículos indicados ........................................ 47 
Tabela 4 - Relação entre as cargas efetiva e teórica em % ...................................... 56 
Tabela 5 - Guincho elétrico de arraste portátil Hovam 450 kg .................................. 64 
Tabela 6 - Tubo VMB módulo A ................................................................................ 69 
Tabela 7 - Tubo VMB módulo B ................................................................................ 70 
Tabela 8 – Tubo fixo módulo C: propriedades calculadas ......................................... 71 
Tabela 9 – Rosca trapezoidal em aço SAE 1045 ...................................................... 75 
Tabela 10 – Especificações técnicas do motoredutor MR4-15.................................. 77 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 23 
1.1 Justificativa ........................................................................................................ 24 
1.2 Objetivos ............................................................................................................ 24 
1.1.1 Objetivo geral ................................................................................................. 24 
1.1.2 Objetivos específicos ..................................................................................... 24 
 
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .................................................................................. 25 
2.1 Principais grupos de máquinas de elevação e transporte ............................ 25 
2.2 Guindastes ......................................................................................................... 26 
2.2.1 Base ................................................................................................................. 27 
2.2.2 Coluna ............................................................................................................. 28 
2.2.3 Braço da lança ................................................................................................ 29 
2.2.4 Lança ............................................................................................................... 29 
2.2.5 Sistema de giro ............................................................................................... 30 
2.2.6 Sistema de estabilização ............................................................................... 31 
2.2.7 Sistema hidráulico ......................................................................................... 32 
2.3 Mini guindastes ................................................................................................. 32 
2.3.1 Aplicações de guindastes de pequeno porte .............................................. 34 
2.4 Tipos de Guindaste ........................................................................................... 35 
2.4.1 Guindaste móvel ............................................................................................ 36 
2.4.2 Guindaste telescópico ................................................................................... 37 
2.4.3 Guindaste articulado ...................................................................................... 38 
2.4.4 Guindaste de terreno acidentado.................................................................. 39 
2.4.5 Guindaste de todo tipo de terreno ................................................................ 39 
2.4.6 Guindaste sobre esteira ................................................................................. 40 
2.4.7 Guindaste torre ............................................................................................... 40 
2.4.8 Guindaste pórtico ........................................................................................... 41 
2.5 Tubos estruturais .............................................................................................. 41 
2.6 Guinchos portáteis ............................................................................................ 43 
2.7 Ganchos para aplicação de carga ................................................................... 44 
2.8 Braços estabilizadores ..................................................................................... 46 
2.9 Tipos de veículos indicados ............................................................................. 47 
 
 
2.10 Articulações .................................................................................................... 48 
2.11 Acionamentos ................................................................................................. 49 
2.11.1 Acionamentos hidráulicos .......................................................................... 49 
2.11.2 Acionamentos elétricos .............................................................................. 51 
2.11.3 Atuador linear elétrico .................................................................................52 
2.12 Construções soldadas ................................................................................... 53 
2.12.1 Soldagem MIG/MAG ..................................................................................... 54 
2.13 Cabos de aço .................................................................................................. 55 
2.14 Rolamentos ..................................................................................................... 57 
2.15 Preparação da superfície: limpeza mecânica por jateamento .................... 58 
2.16 Pintura (aplicação industrial) ......................................................................... 59 
 
3 DESENVOLVIMENTO ........................................................................................... 60 
3.1 Dados técnicos ................................................................................................. 60 
3.2 Concepção ........................................................................................................ 61 
3.2.1 Instalação da roldana na lança ..................................................................... 61 
3.2.2 Base ................................................................................................................ 62 
3.2.3 Atuador eletromecânico ................................................................................ 63 
3.2.4 Guincho .......................................................................................................... 63 
3.2.5 Lança telescópica .......................................................................................... 64 
3.2.6 Sistema de giro .............................................................................................. 65 
3.2.6 Sistema de estabilização ............................................................................... 66 
3.3 Cálculos ......................................................................................................... 66 
3.3.1 Dimensionamento das lanças telescópicas ................................................ 66 
3.3.2 Dimensionamento da coluna ........................................................................ 71 
3.3.3 Dimensionamento fuso de elevação ............................................................ 73 
3.3.2 Análise pelo método dos elementos finitos ................................................ 78 
3.4 Projeto ............................................................................................................... 82 
 
4 CONCLUSÃO ........................................................................................................ 83 
 
REFERÊNCIAS ........................................................................................................ 84 
 
APÊNDICE A - CATÁLOGO GUINCHOS ................................................................ 89 
 
 
 
APÊNCIDE B - CATÁLOGO DE GANCHOS ........................................................... 90 
 
APÊNCIDE C - MODELO PROPOSTO (MINI GUINDASTE FECHADO) ................ 91 
 
APÊNCIDE D - MODELO PROPOSTO (INDICAÇÃO DOS COMPONENTES) ....... 92 
 
APÊNCIDE E - MODELO PROPOSTO (ALCANCE) ............................................... 93 
 
APÊNCIDE F - MODELO PROPOSTO (PERSPECTIVA ISOMÉTRICA) ................ 94 
 
APÊNCIDE G - CONJUNTO ESTABILIZADOR ....................................................... 95 
 
APÊNCIDE H - MODELO PROPOSTO (VISTA FRONTAL EM 3D) ........................ 96 
 
APÊNCIDE I - MODELO PROPOSTO (PERSPECTIVA 3D) .................................... 97 
 
APÊNCIDE J - MODELO PROPOSTO (BASE 3D) .................................................. 98 
 
23 
 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
As máquinas de elevação e transporte surgiram em função da necessidade de 
se executar trabalhos que estão além da condição humana, como por exemplo, carga 
e descarga de materiais pesados. Conforme a Dominus Guindastes (2018), o 
guindaste é uma invenção grega que foi utilizada e melhorada pelos engenheiros 
romanos Vitrúvio e Heron de Alexandria. Os guindastes mais simples registrados 
pelos engenheiros romanos eram compostos de uma estrutura vertical fincada no 
piso. No topo haviam cordas que atravessavam uma roldana, prendiam os materiais 
e eram operadas por meio de um molinete fixo. Somente depois da revolução 
industrial, foi possível um avanço significativo e tecnológico desses equipamentos. 
Nesse período permitiu-se a mecanização das estruturas, garantindo menos esforço 
físico, mobilidade e produção dos materiais em ferro fundido e aço (DOMINUS 
GUINDASTES, 2018). 
O processo de içamento e movimentação de cargas é amplamente utilizado no 
ramo industrial, em construções civis, em estabelecimentos ou áreas, departamentos, 
fábricas, locais de armazenamento e recarga. Os guindastes surgiram para otimizar 
esse processo e dar conforto ao ser humano. São equipamentos que tornam o 
trabalho mais simples, substituindo o serviço manual de transporte de materiais de 
peso elevado. 
Quando utilizados no ramo industrial e civil, os guindastes oferecem grandes 
vantagens em mobilidade e versatilidade, proporcionando aumento na velocidade das 
operações, bem como o cumprimento das normas regulamentadoras. No entanto, 
essas máquinas geralmente apresentam custo elevado. 
Durante as operações de içamento de cargas, é muito comum se deparar com 
situações de risco para o operador, mas que podem ser evitadas com utilização de 
máquinas apropriadas para tal atividade. O projeto em questão visa o estudo de novas 
formas construtivas de guindastes leves utilizados em veículos de médio porte, com o 
objetivo de ser útil em ambientes de trabalho ou residenciais. 
24 
 
 
1.1 Justificativa 
 
Processos de transporte e içamento de carga não se limitam apenas a grandes 
obras e/ou cargas elevadas. Uma operação mal realizada de levantamento de carga 
manual pode causar danos significativos e permanentes na saúde de um operador. 
Algumas movimentações podem estar limitadas aos espaços e características da 
carga. 
O projeto a ser desenvolvido busca alternativas para fabricação de guindastes 
leves com acionamentos de baixo custo, materiais de alta resistência e fácil operação 
para que seja útil em diversas áreas e acessível para veículos de médio porte, já que 
no mercado não possui diversas opções. 
 
1.2 Objetivos 
 
1.1.1 Objetivo geral 
 
Projetar um equipamento leve e de baixo custo que seja apto a elevar cargas 
de até 250 kg, alcance de até 3 metros e que seja compatível para ser utilizado em 
veículos com capacidades máxima de uma tonelada. 
 
1.1.2 Objetivos específicos 
 
a) Pesquisar diferentes formas construtivas para o projeto do equipamento de 
elevação de carga; 
b) Desenvolver uma solução desejável, com baixo custo e fácil operação; 
c) Dimensionar um equipamento que seja leve, com capacidade de carga até 250 
kg e alcance até 3 metros; 
d) Elaborar desenhos; 
e) Realizar análise por método dos elementos finitos. 
 
25 
 
 
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
 
2.1 Principais grupos de máquinas de elevação e transporte 
 
Para Rudenko (1976), “os principais grupos de máquinas de elevação e 
transporte, classificados pelas características de projetos” (RUDENKO, 1976, p. 5), 
são: máquinas de elevação, equipamentos de transporte, equipamento de superfície 
e elevado, esquematizados na Figura 1. 
 
Figura 1 - Esquema de máquinas de elevação e transporte de Rudenko 
 
Fonte: Adaptado de Rudenko (1976, p. 5). 
 
26 
 
 
Equipamento de elevação é o grupo de máquinas com mecanismo de 
elevação destinado a mover cargas, principalmente em lotes. São os 
elevadores, guindastes, e máquinas com capacidade para transportar cargas 
no eixo vertical. 
Equipamento transportador é o grupo de máquinas que pode não ter 
mecanismo de elevação, movendo cargas em um fluxo contínuo. 
Equipamento de superfície e elevado é o grupo de máquinas que não pode 
ser providode mecanismo de elevação e que usualmente manuseia cargas 
em lotes. (RUDENKO, 1976, p. 5). 
 
2.2 Guindastes 
 
“Guindastes combinam mecanismos de elevação, separados por uma estrutura 
para, apenas, levantar ou elevar e mover cargas, que podem estar livremente 
suspensas ou presas por eles.” (RUDENKO, 1976, p. 9). Com isso, essas máquinas 
devem ser capazes de içar cargas e movimentá-las, em uma trajetória curta, 
otimizando os processos de transporte, como mostra a Figura 2. 
 
Figura 2 - Guindaste telescópico sobre esteiras 
 
Fonte: Liebherr (2018a). 
27 
 
 
Para descrever um guindaste instalado sobre veículos de carga é necessário 
detalhar cada estrutura separadamente. São elas a base, a coluna, o braço, a lança, 
sistema de giro, sistema de estabilização e sistema hidráulico ou elétrico. As 
definições encontradas na norma NBR 14768 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE 
NORMAS TÉCNICAS, 2001), de guindastes articulados montados em veículos de 
carga estão listadas nos tópicos a seguir. 
 
2.2.1 Base 
 
“Estrutura metálica fixada ao chassi do veículo destinada à sustentação do 
equipamento.” (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2001, p. 1). A 
representação da base do guindaste pode ser observada na Figura 3. 
 
Figura 3 - Base para guindastes de grande porte 
 
Fonte: Clube do Concreto (2018). 
 
28 
 
 
2.2.2 Coluna 
 
Geralmente, é um perfil metálico montado na vertical. Trata-se de uma 
“estrutura montada sobre a base, na qual é instalado o braço.” (ASSOCIAÇÃO 
BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2001, p. 1), reproduzido pelo perfil em azul, 
conforme Figura 4. 
 
Figura 4 - Coluna para guindastes de grande porte 
 
Fonte: SPG Robotics Solutions (2018). 
 
29 
 
 
2.2.3 Braço da lança 
 
O braço é um “componente interligado a coluna em uma das extremidades e a 
lança na outra, responsável por um dos movimentos no plano vertical.” 
(ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2001, p. 2). O braço de um 
guindaste telescópico pode ser visto em destaque na Figura 5. 
 
Figura 5 - Braço de guindastes 
 
Fonte: BOB-LIFT (2018). 
 
2.2.4 Lança 
 
A lança é um “componente do guindaste destinado a movimentar a carga nos 
planos horizontal e vertical, dotada de extensões telescópicas com acionamento 
hidráulico ou mecânico.” (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 
2001, p. 2). A lança telescópica permite que o alcance do guindaste seja prolongado, 
atendendo à proposta inicial. Um esquema pode ser observado na Figura 6. 
 
30 
 
 
Figura 6 - Lança telescópica 
 
Fonte: Mach Metals (2018). 
 
2.2.5 Sistema de giro 
 
A norma NBR 14768 divide o sistema de giro em finito e infinito. Neste trabalho 
o sistema abordado será o finito. Por definição, sistema de giro possui “(...) Movimento 
rotativo limitado a um número de graus não inferior a 360° ou uma revolução em torno 
do seu eixo.” (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2001, p. 2). O 
sistema pinhão cremalheira é um dos mais utilizados hoje e pode ser observado na 
Figura 7. 
 
Figura 7 - Sistema de giro 
 
Fonte: Trucado (2018a). 
 
31 
 
 
2.2.6 Sistema de estabilização 
 
Mesmo cargas pequenas, quando içadas a uma determinada altura, podem 
causar acidentes. Para esses casos, foram criados sistemas para estabilização, 
conforme a Figura 8. Conforme a ABNT, “são destinados a garantir a estabilidade do 
conjunto, quando em operação, incorporado à base do guindaste ou não.” 
(ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2001, p. 2). Embora essa 
estrutura não seja obrigatória no projeto de máquinas de elevação, quando aplicada 
em guindastes, torna-se essencial para garantir a segurança durante o içamento. 
 
Figura 8 - Sistema de estabilização 
 
Fonte: Trucado (2018b). 
 
 
32 
 
 
2.2.7 Sistema hidráulico 
 
Segundo ABNT, esse sistema é um “conjunto de dispositivos hidráulicos 
destinados a efetuar os movimentos do guindaste através de comando manual ou 
através de comando por controle remoto (via cabo ou rádio) [...]” (ASSOCIAÇÃO 
BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2001, p. 2). Um sistema hidráulico é 
representado na Figura 9. 
 
Figura 9 - Sistema hidráulico em um guindaste. 
 
Fonte: Gomes (2016). 
 
2.3 Mini guindastes 
 
Os mini guindastes são mais básicos quando comparados a um equipamento 
de grande porte, possuem menos funções embora sejam bastante úteis para 
carregamentos em veículos de médio porte e aptos a serem utilizados no dia a dia. O 
guindaste TKA 2000 é utilizado para içar cargas até 1680 kg. Segue exemplo na 
Figura 10. 
 
 
33 
 
 
Figura 10 - TKA 2000 com lança fechada 
 
Fonte: TKA guindastes (2018). 
 
Mini guindastes normalmente possuem lanças telescópicas com perfil de tubos 
quadrados ou circulares que aumentam o seu raio de ação e não ocupam muito 
espaço. O TKA 2000 foi usado como referência. Os dados técnicos podem ser vistos 
na Tabela 1 e na Figura 11, o gráfico de cargas. 
 
Tabela 1 - Dados técnicos TKA 2000 
Dados técnicos TKA 2000 
Abertura de patolas dianteiras 3,2 m 
Alcance hidráulico horizontal 2,9 m 
Alcance hidráulico vertical 4,7 m 
Alcance máximo horizontal 3,8 m 
Alcance máximo vertical 5,4 m 
Ângulo de elevação da lança 70° 
Ângulo de giro 360° 
Capacidade do reservatório hidráulico 25 l 
Espaço ocupado para operação 0,5 m 
Peso bruto total mínimo para instalação 3500 kg 
Peso da máquina base 440 kg 
Pressão de trabalho 240 bar 
Fonte: TKA guindastes (2018). 
34 
 
 
Figura 11 - Gráfico de cargas TKA 2000 
 
Fonte: TKA guindastes (2018). 
 
2.3.1 Aplicações de guindastes de pequeno porte 
 
Um guindaste de pequeno porte é composto por um braço e lanças com 
acionamentos manuais, hidráulicos ou elétricos. Pode ser utilizado para 
carregamentos e descarregamentos de cargas medianas, como tambor de óleo e 
produtos alimentícios agrícolas com aproximadamente 500 kg. A Figura 12 contém 
um guindaste com lança telescópica e acionamento hidráulico. 
 
Figura 12 - TKA 2000 com lança aberta 
 
Fonte: TKA guindastes (2018). 
35 
 
 
Além de facilitar o içamento de materiais pesados para o ser humano, pode ser 
utilizado também para atender necessidades domésticas. Trata-se de um 
equipamento simples, de baixo custo e adaptável a veículos populares, como 
caminhonetes com capacidade abaixo de 1 tonelada. 
Os guindastes devem ser projetados atendendo principalmente a norma NR-
11, Norma Regulamentadora para Transporte, Movimentação, Armazenagem e 
Manuseio de Materiais. Essa norma estabelece critérios para garantir segurança nos 
locais de trabalho, quando se fazem necessários o transporte, a movimentação, 
armazenagem ou manuseio de materiais, seja de forma mecânica ou manual. É 
baseada nos artigos 182 e 183 da Consolidação das Leis do Trabalho (CLT). Quando 
utilizados ou projetados inadequadamente, podem se tornar equipamentos perigosos 
e causar graves acidentes. 
 
2.4 Tipos de Guindaste 
 
Os guindastes se diferem em suas aplicações, capacidade de carga, formas 
construtivas e modo como são operados. Quanto maior a carga a ser elevada maior 
as dimensões do guindaste para resistir às forças e tensões impostas sobre ele. Em 
relação às diferentes construções, o projeto pode variar elementos básicos, como 
colunas, braços, lanças telescópicas, modo de acionamento, articulações, guinchos, 
ganchos e principalmente dimensões ou materiais de cada um deles. Cada guindaste 
também tem sua forma de operação, dependendo do seu modo de acionamento, que 
pode ser manual, hidráulico ou elétrico. 
Os tipos de guindastes classificados por RUDENKO (1976) estão 
demonstrados na Figura 13. Neste trabalho, serão descritas as principais máquinas 
utilizadas no mercado. 
 
 
36 
 
Figura 13 - Principais Tipos de Guindastes 
 
Fonte: Adaptado de Rudenko (1976, p. 11). 
 
 
2.4.1 Guindaste móvel 
 
Guindastes móveis consistem de lanças telescópicas montadas em uma 
plataforma que se locomove, independente domeio, podendo ser terrestre ou fluvial. 
As plataformas possuem elevadas dimensões e são extremamente compactas, sendo 
utilizadas para carregamentos pesados (Liebherr, 2018b). Guindastes montados 
sobre caminhões são um exemplo de guindastes móveis e podem ser uma boa 
alternativa econômica, como apresentado na 
 
37 
 
Figura 14. 
 
38 
 
Figura 14 - Guindaste móvel LTM 1250-5.1 
 
Fonte: Liebherr (2018c). 
 
2.4.2 Guindaste telescópico 
 
Este tipo de guindaste possui uma lança telescópica como elemento principal 
em sua estrutura. A lança telescópica, ao contrário da lança treliçada, consiste em 
uma série de tubos montados um dentro do outro. Um mecanismo hidráulico estende 
ou retrai os níveis para condições de trabalho ou condições de movimento do veículo, 
sendo uma vantagem por necessitar de menos espaço quando não utilizado (CRANE 
BRASIL, 2018). 
Podem ser montados sobre caminhões, veículos de médio porte e até mesmo 
sobre esteiras, como mostrado na Figura 15. 
 
39 
 
Figura 15 - Guindaste telescópico LTR 1100. 
 
Fonte: Liebherr (2018d). 
 
2.4.3 Guindaste articulado 
 
As articulações deste tipo de guindaste fazem com que o mesmo possa ser 
utilizado em veículos de médio porte, substituindo caminhões em áreas de difícil 
acesso, além de uma redução no custo operacional. Possuem longos alcances e 
devido as articulações conseguem diminuir o espaço utilizado quando retraído para 
posição de repouso (HIDRATEC GUINDASTES, 2018a). A Figura 16 mostra um 
guindaste articulado montado em um caminhão. 
 
Figura 16 - Guindaste articulado linha média 
 
Fonte: Hidratec Guindastes (2018b). 
40 
 
2.4.4 Guindaste de terreno acidentado 
 
Guindastes de grande porte bem compactos para acesso em áreas restritas 
com terrenos irregulares e acidentados, são utilizados em construções civis (DEFINE 
CIVIL, 2018), conforme Figura 17. 
 
Figura 17 - GR 1600 XL 
 
Fonte: Tadano (2018a). 
 
2.4.5 Guindaste de todo tipo de terreno 
 
Forma construtiva semelhante aos guindastes de terreno acidentado e 
guindastes sobre caminhões, portanto, as vantagens de ambos são semelhantes. 
Guindastes de todo tipo de terreno podem elevar cargas com centenas de toneladas 
e se movimentam com facilidade devido ao controle da direção em todas as rodas, de 
acordo com a Figura 18 (DEFINE CIVIL, 2018). 
 
Figura 18 - Guindaste de todo tipo de terreno 
 
Fonte: Tadano (2018b). 
41 
 
2.4.6 Guindaste sobre esteira 
 
Trata-se de guindastes móveis que possuem facilidade de locomoção e 
estabilidade no içamento de cargas. Vantajosos em áreas com terrenos irregulares 
onde guindastes sobre caminhões são incapazes de realizar o trabalho (BRYN 
THOMAS CRANES, 2017). Um exemplo de guindaste sobre esteira é mostrado na 
Figura 19. 
 
Figura 19 - Guindaste sobre esteira 
 
Fonte: Liebherr (2018e). 
 
2.4.7 Guindaste torre 
 
 São definidos como guindastes que auxiliam o transporte horizontal e vertical 
de cargas quando possuem uma base giratória. Já em bases estacionárias esse 
movimento é reduzido e apenas utilizado em ocasiões específicas. Caracterizado por 
uma coluna vertical, normalmente treliçada e lança horizontal necessária para resistir 
as cargas impostas (BARBOSA; SANTANA; LICHTENSTEIN 1987 apud SANTOS, 
2013). 
Segundo Barbosa, Santana e Lichtenstein (1987 apud SANTOS, 2013, p. 25) 
“há três tipos básicos de grua: a grua fixa [...], gruas ascensionais e gruas móveis 
sobre trilhos”. Uma grua fixa é demonstrada na Figura 20. 
 
http://www.guindastes.com.br/ver_video.php?cod=18&cat=1
http://www.guindastes.com.br/ver_video.php?cod=18&cat=1
42 
 
Figura 20 - Guindaste torre - Grua 
 
Fonte: Pingon (2018). 
 
2.4.8 Guindaste pórtico 
 
Guindaste fixo onde o movimento para deslocar as cargas é feito por talhas 
deslizantes sobre trilhos, conforme a Figura 21. Mais comum em galpões industriais 
localizados a uma certa altura do chão de fábrica, não comprometendo o espaço 
utilizado pelos operadores (BRYN THOMAS CRANES, 2017). 
 
Figura 21 - Guindaste pórtico 
 
Fonte: OMIS (2017). 
 
2.5 Tubos estruturais 
 
Para a construção dos elementos estruturais do guindaste como a coluna, 
braço e lança telescópica, é necessário estudar os elevados esforços de compressão, 
torção, cargas combinadas e momento fletor nas operações de içamento. É 
http://www.guindastes.com.br/ver_video.php?cod=16&cat=1
http://www.guindastes.com.br/ver_video.php?cod=16&cat=1
43 
 
necessário a implementação de tubos de material nobre com características e 
propriedades mecânicas que atendam esforços e aplicações, sem falhas, como na 
Tabela 2. 
 
Tabela 2 - Propriedades mecânicas 
 
Aços Estruturais VMB 
Especificações ASTM 
Similares aos Aços VMB 
Designação 
Comercial 
Resistência 
ao 
Escoamento 
(MPa) 
Resistência à 
Ruptura do 
Aço à Tração 
(MPa) 
Norma Grau 
Laminados 
(Circulares) 
VMB 250 ≥ 250 ≥ 400 ASTM A 501 A 
VMB 300 ≥ 300 ≥ 415 EN10210 S275J2H 
VMB 350 ≥ 350 ≥ 485 ASTM A 501 B 
VMB 250cor ≥ 250 ≥ 400 ASTM A 714 Grau IV 
VMB 300cor ≥ 300 ≥ 415 - - 
VMB 350cor ≥ 350 ≥ 485 ASTM A 618 
la, lb e II 
III 
Conformados a 
Frio 
(Quadrados e 
Retangulares) 
VMB 250 ≥ 250 ≥ 400 ASTM A 500 D 
VMB 300 ≥ 300 ≥ 415 ASTM A 500 B 
VMB 350 ≥ 350 ≥ 485 ASTM A 500 C 
VMB 250cor ≥ 250 ≥ 400 ASTM A 500 D (com cobre) 
VMB 300cor ≥ 300 ≥ 415 ASTM A 500 B (com cobre) 
VMB 350cor ≥ 350 ≥ 485 ASTM A 500 C (com cobre) 
Fonte: Adaptado de Vallourec (2018). 
 
Os tubos estruturais são fabricados com seções circulares, quadradas e 
retangulares, de acordo com Figura 22, cujas propriedades mecânicas são requisitos 
fundamentais. Utilizados para pontes, torres, coberturas, estruturas metálicas, 
indústria naval e automobilística. 
 
Figura 22 - Seções tubulares 
 
Fonte: Vallourec (2018). 
44 
 
2.6 Guinchos portáteis 
 
Existem diversos tipos de construções para guindastes e que podem variar 
principalmente na maneira de levantamento das cargas. Guinchos portáteis elétricos 
são uma opção por possuírem cabos de aço galvanizados, presos ao rolo, que 
suportam altas cargas e por serem de fácil acionamento por controle remoto via cabo. 
São equipamentos que possuem bom custo benefício e fácil manutenção para os 
cabos devido ao desgaste corrosivo. Devem possuir freio eletromagnético para 
estabilizar a carga em caso de falta de energia (CSM, 2018a). A seguir, na Figura 23, 
é possível visualizar um modelo e suas características retirados do catálogo de 
produtos 2018 da empresa CSM. Para mais informações sobre guinchos, ver 
apêndice A deste trabalho. 
 
Figura 23 - Guinchos portáteis 
 
Fonte: CSM (2018b).
45 
 
2.7 Ganchos para aplicação de carga 
 
Ganchos são ferramentas que estão interligadas diretamente à lança, também 
podendo estar em conjunto com cabos ou correntes de guinchos portáteis elétricos. 
Estes equipamentos seguem a norma DIN 15400 e suas capacidades de carga são 
especificadas em catálogo dependendo de sua atuação (HELEVAR, 2018). A Figura 
24 exemplifica um gancho tipo olhal, um dos mais utilizados atualmente, suas 
características podem ser encontradas no catálogo de ganchos demonstrado na Erro! 
Fonte de referência não encontrada. deste trabalho. 
 
Figura 24 - Gancho olhal 
 
Fonte: Ari Cabos (2018). 
 
De acordo com a norma NBR 14768:2001, “o gancho deve ser fabricado em 
aço de alta resistência, compatível com as cargas especificadas para cada 
equipamento, devendo possuir trava de segurança”. A Figura 25 e Figura 26, indicam 
outros dois tipos de gancho, os ganchos giratórios e de haste, respectivamente, e suas 
características estão detalhadas na Erro! Fonte de referência não encontrada.. 
 
46 
 
Figura 25 - Gancho giratório 
 
Fonte: Ari Cabos (2018). 
 
Figura 26 - Gancho haste 
 
Fonte: Ari Cabos (2018). 
 
47 
 
2.8 Braços estabilizadores 
 
Braços estabilizadores são equipamentos necessários para apoiar os 
equipamentosde elevação enquanto agem para levantar e deslocar cargas de peso 
elevado em qualquer posição de operação (RUDENKO, 1976). 
Os perfis estabilizadores são apoiados no chão e pertencem ao próprio 
guindaste, sendo acionados por comandos hidráulicos. Os acionamentos do 
estabilizador variam em relação ao tamanho do guindaste, necessitando ou não de 
comandos de válvulas adicionais (TRUCADO, 2018a). 
Os cilindros de apoio podem ou não rotacionar 180° ficando assim na posição 
de transporte. Esse movimento é independente do movimento dos braços 
estabilizadores e pode ser feito por um sistema de acoplamento ou por sistema de 
pinhão e cremalheira, simplificando o trabalho dos operadores (TRUCADO, 2018b). 
A Figura 27 contém um sistema de estabilização de um guindaste móvel. Os 
braços estabilizadores nesse caso são constituídos de perfis telescópicos na 
horizontal, e cilindros nas extremidades (verticais). 
 
Figura 27 - Braços estabilizadores 
 
Fonte: Trucado (2018a).
48 
 
2.9 Tipos de veículos indicados 
 
O mini guindaste proposto para utilização em veículos de médio porte tem como 
objetivo o içamento de cargas de até 250 kg, substituindo o trabalho braçal e 
otimizando a mão de obra por meio do aumento da velocidade de carregamento e 
descarregamento, sem comprometer a ergonomia e a segurança. 
Os veículos selecionados para utilização deste equipamento devem ser 
capazes de suportar o peso do guindaste e da carga a ser levantada sem 
comprometer a estrutura e estabilidade do automóvel. As melhores opções existentes 
no mercado hoje para implementação desse trabalho, são os veículos pick-up com 
capacidade mínima de 650 kg. 
Para encontrar os melhores modelos, foi realizado um levantamento, segundo 
dados disponíveis nos websites e catálogo dos fabricantes, conforme mostrado na 
Tabela 3. 
 
Tabela 3 - Especificações técnicas de veículos indicados 
Veículo Capacidade (kgf) Volume da Caçamba (l) 
Chevrolet Montana 756 1143 
Chevrolet S10* 1220 1570 
Fiat Strada* 705 1220 
Fiat Toro 1000 820 
Ford Courier* 750 1030 
Ford Ranger* 1457 1455 
Mitsubishi L200 Triton Sport 
GLX 
1050 1040 
Nissan Frontier SE 1050 805 
Peugeot Hoggar* 742 1151 
Renault Duster Oroch 650 683 
Toyota Hilux* 1195 1580 
Volkswagen Amarok* 1232 1280 
Volkswagen Saveiro** 712 914 
Fonte: Elaborado pelos Autores. 
 
* Modelos Fabricados até 2013 
** Veículos Cabine Simples 
49 
 
2.10 Articulações 
 
Em um projeto de máquina, é essencial estudar a união dos componentes 
estruturais para garantir resistência, eficiência mecânica e alcançar o objetivo do 
projeto. Em equipamentos de elevação de carga, como o guindaste em estudo, estão 
presentes os elos, juntas e articulações; estes formam as cadeias cinemáticas, que 
serão definidas a seguir. 
Segundo Norton (2010), um elo é definido como um corpo rígido que possui 
pelo menos dois nós, que são pontos para anexar outros elos. A Figura 28 representa 
os tipos de elos, de acordo com os nós. No guindaste em estudo, os elos são os tubos 
estruturais que formam as colunas e os braços telescópicos. 
 
Figura 28 - Tipos de elos 
 
Fonte: Norton (2010). 
 
Para Norton (2010), uma junta é definida como uma conexão entre dois ou mais 
elos, que permite o mesmo movimento entre os conectados. Podem ser classificadas 
pelo tipo de contato, pelo número de graus de liberdade, pelo tipo de fechamento ou 
número de elos unidos. A Figura 29 mostra uma junta de articulação utilizada no 
guindaste Volvo CE 11020809. 
 
Figura 29 - Junta de guindastes 
 
Fonte: Canal da Peça (2018). 
50 
 
Norton (2010) também diz que uma cadeia cinemática é definida como um 
conjunto de elos e juntas interconectados de uma maneira que possibilite um 
movimento de saída controlado em resposta a um movimento de entrada fornecido. 
Finalmente, um mecanismo é definido como uma cadeia cinemática em que pelo 
menos uma ligação foi presa à estrutura de referência. 
O estudo de articulações tem finalidade de garantir o perfeito funcionamento do 
guindaste. Os esforços aos quais o equipamento é submetido impactam diretamente 
nas juntas, esteja submetido ou não às cargas nas quais são esperadas. Para o 
correto dimensionamento, é necessário entender sobre as propriedades do material, 
geometria e considerar as condições críticas de trabalho. 
 
2.11 Acionamentos 
 
Qualquer tipo de atuador (elemento que produz movimento) necessita de um 
sistema de acionamento que utiliza energia responsável por produzir esse movimento. 
Nos setores industriais e de serviços os acionamentos são essenciais para uma 
diversidade de aplicações de resultados que influem diretamente no cotidiano das 
pessoas. 
Existem diversos tipos de acionamentos com destaque para os elétricos, a 
combustão, hidráulicos, mecânicos, manuais, cada um com sua concepção própria. 
Nos meios de transporte atuais como carros, motocicletas, aviões e navios, é quase 
necessária a utilização dos acionamentos a combustão. Cada tipo de acionamento é 
constituído de um sistema próprio que mediante a energia atende a necessidade 
específica, atribuindo vantagens e desvantagens entre seus modelos. 
 
2.11.1 Acionamentos hidráulicos 
 
Um sistema hidráulico utiliza de um fluido de acionamento e comando. Esse 
tipo de acionamento geralmente utiliza um motor hidráulico que segue o princípio de 
Pascal: “Uma variação da pressão aplicada a um fluido contido em um recipiente é 
transmitida integralmente a todas as partes do fluido e às paredes do recipiente que o 
contém” (HALLIDAY; RESNICK, 2016), princípio esse implementado posteriormente 
na prensa hidráulica por Joseph Bramah. O funcionamento é basicamente por meio 
51 
 
de êmbolos e fluidos incompressíveis similar a seringas, aproveitando a pressão 
constante em sistemas fechados, conforme Figura 30. 
 
Figura 30 - Princípio de pascal e o motor hidráulico 
 
Fonte: Halliday (2016). 
 
A equação abaixo representa matematicamente, esse sistema que 
descrevemos: 
𝐹𝑠
𝐴𝑠
= 
𝐹𝑒
𝐴𝑒
 
Onde Fs, As, Fe, Ae, são força na saída, área da saída, força na entrada e área 
na entrada, respectivamente. 
“Dispositivos hidráulicos auxiliam a resolver uma variedade de problemas 
adaptando as características dos motores padronizados ao trabalho que eles devem 
desempenhar” (RUDENKO,1976, p. 248), como possuem baixa inércia a relação de 
transmissão de forças utilizando pequenas áreas é extremamente favorável, assim 
como a capacidade de parar e reverter o movimento; são auto lubrificantes o que 
implica em um bom desempenho, agregam um posicionamento preciso de boa 
regulagem e controle. Algumas desvantagens são o custo elevado, a difícil 
manutenção, sensibilidade a sujeira e o risco de acidentes em função da elevada 
pressão (REIS, 2011). 
52 
 
 As aplicações são diversas desde máquinas, controle de aeronaves, a robôs 
industriais e guindastes. A seguir é demonstrado na Figura 31 o uso do dispositivo 
hidráulico em freio a tambor. 
 
Figura 31 - Freio a tambor 
 
Fonte: Bergamim (2007). 
 
2.11.2 Acionamentos elétricos 
 
Os acionamentos elétricos tem em seu princípio básico transformar energia 
elétrica em mecânica. Segundo Souza (2009, p. 3) “um motor só começa a girar 
quando o momento de carga a ser vencido, quando parado, for menor do que seu 
conjugado de partida”. Esses motores são constituídos basicamente pelo estator e o 
rotor. São características do estator: funciona como um ímã; é o circuito magnético, 
com a diferença que se pode controlar a intensidade do fluxo magnético através da 
intensidade da corrente elétrica; detém as bobinas que alojadas de forma correta, 
produzem o campo magnético de giro para a indução. O rotor é um enrolamento 
constituído por barras, geralmente de cobre. Quando a corrente elétrica circula pelas 
espiras que estão inseridas no campo magnético produzido pelo enrolamento de 
campo, atendendo ao princípio do eletromagnetismo,uma força eletromagnética é 
criada nesse condutor, resultando em uma rotação responsável pelo torque no eixo 
(SOUZA, 2009). 
A Figura 32 mostra um motor elétrico por meio de um motor de indução com 
corrente alternada. 
 
53 
 
Figura 32 - Motor de indução corrente alternada W22 IR2 
 
Fonte: WEG (2018). 
 
Esse tipo de acionamento pode ser suprido por corrente contínua ou alternada. 
Ambas são quase equivalentes em operação. 
Algumas vantagens em se utilizar corrente contínua são o grande torque inicial 
com consumo de energia relativamente baixo, operações simples de ligação, 
fornecimento de potência simples. Já a corrente trifásica apresenta um projeto mais 
simples, sem o uso de comutadores e a transmissão e distribuição da corrente 
alternada em grandes distâncias é mais simples e barata (RUDENKO, 1976). 
Em relação aos outros tipos de acionamentos, o elétrico apresenta baixo custo, 
maior aplicabilidade, manutenção menor e mais simples, vida útil elevada, bom 
desempenho dinâmico e alta precisão. 
 
2.11.3 Atuador linear elétrico 
 
São dispositivos elaborados com o intuito de transformar o movimento de 
rotação em um movimento linear, de puxar e empurrar proveniente de um motor. 
Esses equipamentos possuem a característica de promoverem controles mais 
precisos com uma circulação segura, tranquila e limpa. Utilizam menos espaço que 
sistemas hidráulicos, têm uma longa vida útil, praticamente sem manutenção. Os 
atuadores lineares elétricos apresentam uma grande capacidade de adaptação de 
54 
 
necessidades específicas. Garantem o bom funcionamento de suas aplicações em 
uma ampla variedade de objetos como antenas, esteiras, mesa cirúrgica, portões e 
funções em setores industriais (LINAK, 2018). 
O acionamento do dispositivo é por meio de um motoredutor acoplado a um 
eixo interno de perfil rosqueado denominado fuso. Um esquema pode ser observado 
na Figura 33. Quando em rotação, promove o deslocamento axial de uma bucha 
concêntrica com mesmo perfil rosqueado interno que compõe a haste principal de 
movimento, contida em um cilindro guia, resultando em um movimento linear. Alguns 
modelos fabricados pela Asten como o ATL AB30-C V2-050 possuem um sistema 
eletrônico, que por meio de sensores de fim de curso delimitam os movimentos de 
avanço e retorno (ASTEN, 2018). 
 
Figura 33 - Atuador linear elétrico 
 
Fonte: ASTEN (2018). 
 
2.12 Construções soldadas 
 
O processo de soldagem dos materiais é bem antigo. Os primeiros processos 
descobertos foram a brasagem e a soldagem por forjamento. A tecnologia encontrada 
hoje, foi desenvolvida no último século, por meio da revolução industrial. 
55 
 
De acordo com Fodi e Leite (2018), “soldagem é um processo de união entre 
duas partes metálicas, utilizando-se uma fonte de calor para se obter a coalescência 
entre as partes metálicas” (FODI; LEITE, 2018, p. 1). Essa tecnologia ganhou 
destaque ao passar do tempo pela simplicidade, em operações, custo e manutenção, 
tornando viável sua utilização na indústria. 
É possível destacar algumas grandes vantagens do procedimento de solda. 
Dias (1997), cita algumas delas em seu livro, como a maior rigidez das ligações, 
redução de custos, redução da quantidade de aços e melhor acabamento final. 
 
2.12.1 Soldagem MIG/MAG 
 
Na soldagem MIG/MAG, apresentada na Figura 34, “a alimentação de arame 
eletrodo é feita mecanicamente, através de um alimentador motorizado [...], pode ser 
usada em materiais numa ampla faixa de espessura” (MODENESI, 2013, p. 234). 
Modenesi (2013) diz também que esse tipo de solda pode ser usado na 
fabricação e manutenção de equipamentos e peças metálicas, na recuperação de 
peças desgastadas e recobrimento de superfícies. Isso deve-se às suas vantagens 
como alta taxa de deposição, alta versatilidade quanto ao tipo de material e 
espessuras. 
 
Figura 34 - Soldagem MIG/MAG 
 
Fonte: Eutectic (2018). 
 
56 
 
2.13 Cabos de aço 
 
Os cabos de aço são uma tecnologia usada em diversos ramos da indústria. 
Na maquinaria de transporte e elevação, possuem diversas vantagens. Rudenko 
(1976) indica algumas delas como sendo a maior leveza, menor suscetibilidade a 
danos devido a solavancos, operação silenciosa (incluindo em altas velocidades) e 
maior confiança em operação. É possível prever, com facilidade, quando um cabo irá 
falhar e comprometer o carregamento, a necessidade de substituição fica visível e não 
demanda gastos elevados. “Nas correntes, o rompimento ocorre repentinamente, 
enquanto que nos cabos de aço os fios externos, sujeitos a desgastes mais intensos, 
rompem-se antes dos fios internos.” (RUDENKO, 1976, p. 28). Essas características 
de trabalho fazem com que sejam seguros para utilização em diversas áreas. 
A norma NBR 6327 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 
2004) faz algumas definições para o estudo de cabos de aço: 
 
a) Arame: “Fio de aço obtido por trefilação. (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA 
DE NORMAS TÉCNICAS, 2004, p. 3); 
b) Perna: “Conjunto de arames torcidos em forma de hélice, podendo ou 
não ter um núcleo ou alma constituído por um arame, outro material 
metálico ou fibra.” (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS 
TÉCNICAS, 2004, p. 3); 
c) Cabo de Aço: “Conjunto de pernas dispostas em forma de hélice, 
podendo ou não ter uma alma material metálico ou de fibra.” 
(ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2004, p. 3); 
 
A Figura 35 indica uma seção transversal típica encontrada em um cabo de 
aço. 
 
57 
 
Figura 35 - Corte transversal típico – Cabo 6x7 com alma de aço 
 
Fonte: ABNT (2004). 
 
A norma NBR 6327 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 
2004) define também a classificação dos cabos de aço, podendo ser pelo diâmetro, 
pelo método de construção, composição da perna, tipo de alma, torção, acabamento 
e categoria de resistência. A seleção do cabo deve ser feita conforme as orientações 
da norma e propriedades fornecidas nos catálogos dos fabricantes. 
A resistência dos cabos de aço, pode ser calculada observando o conceito de 
carga de ruptura teórica e efetiva. Melconian (2009) define a carga de ruptura teórica 
como sendo o produto entre a tensão de ruptura dos arames e a área total da secção 
transversal de todos os arames. A carga de ruptura efetiva é menor que a teórica 
devido ao encablamento dos arames, e pode ser obtida por meio de testes em 
laboratório. A Tabela 4 mostra a relação entre as cargas efetivas e teóricas em 
porcentagem. 
 
Tabela 4 - Relação entre as cargas efetiva e teórica em % 
Porcentagem (%) Construção do Cabo 
96 Cordoalha de 3 a 7 fios 
94 Cordoalha de 19 fios 
90 6 x 12,0 
87,5 6 x 24,0 
86 6 x 7,0 
82,5 6 x 25,6 x 19,8 x 19,0 
80 6 x 41,6 x 7,0 
72 6 x 42,18 x 7,0 
Fonte: Adaptado de Melconian (2009, p. 267). 
 
58 
 
Melconian (2009) também diz que a carga de trabalho para cabo não deve 
exceder 1/5 da carga de ruptura mínima efetiva especificada, e indica o fator de 
segurança para cálculo de guindastes de 5,0. 
 
2.14 Rolamentos 
 
Uma das técnicas utilizadas para reduzir o atrito durante a movimentação dos 
sistemas mecânicos, são os rolamentos. Estes dispositivos metálicos ajudam na 
transmissão de movimentos e redução de forças para realizar o trabalho. 
Existem diversos tipos de rolamentos, são classificados de acordo com o tipo 
de esforço que será submetido, encaixe no eixo/peça referente e características do 
sistema mecânico. Os esforços aos quais os rolamentos são submetidos, estão 
demonstrados na Figura 36 (Rolamento Radial) e Figura 37(Rolamento Axial). 
 
Figura 36 - Esforços rolamentos radiais 
 
Fonte: Motion & Control NSK (2018). 
 
 Figura 37 - Esforços rolamentos axiais 
 
Fonte: Motion & Control NSK (2018). 
59 
 
2.15 Preparação da superfície: limpeza mecânica por jateamento 
 
A corrosão é um processo que ocorre nos metais que pode comprometer a 
integridade estrutural das construções metálicas e sistemasmecânicos. Basicamente, 
“na metalurgia, o minério recebe energia para transformar-se em metal, na corrosão, 
o metal retorna a condição de minério, liberando energia” (DIAS, 1997, p. 167). Isso 
ocorre devido à reações químicas do aço com o ambiente ao qual ele está inserido. 
Um dos processos que pode ser realizado e evitar a degradação/desgaste é a 
pintura, que será explicada no item 2.16 deste trabalho. De acordo com Dias (1997), 
o custo de uma tinta é cerca de 25% do valor da estrutura, e 60% do custo de um 
trabalho de pintura, está na preparação dessa superfície. 
“O aço fornecido pelo fabricante é geralmente coberto por camadas de carepa 
de laminação, aparecendo também a ferrugem durante o período de estocagem (...)” 
(DIAS, 1997, p. 189). Para que essas carepas e a ferrugem adquirida no intervalo 
entre a produção do aço e o produto final não sejam prejudiciais no sistema final, 
alguns processos de limpeza podem ser adotados, dentre eles, a limpeza por 
jateamento. 
De acordo com Dias (1997), o jateamento é um dos métodos mais eficientes 
para remoção das carepas, ferrugem, pinturas antigas e garante uma boa rugosidade 
para a superfície, permitindo uma boa aderência nas tintas. Os principais tipos de 
jateamento são realizados com areia, óxido de alumínio ou granalha de aço. A Figura 
38 mostra um processo de jateamento. 
 
60 
 
Figura 38 - Limpeza por jateamento 
 
Fonte: Metálica (2018). 
 
2.16 Pintura (aplicação industrial) 
 
Para garantir um bom acabamento de superfície nas estruturas metálicas e 
proteger contra a ação do ambiente, um dos procedimentos adotados é a pintura. Um 
dos processos eficientes com uma boa relação custo-benefício é a pintura à base de 
resinas epoxídicas. “Se a tinta à base de resina epoxídica for curada com poliamida, 
o filme apresentará maior resistência à água e melhor aderência” (DIAS, 1997, p. 211). 
Segundo Dias (1997), essas pinturas possuem excelentes resistências físicas, 
químicas, boa dureza e flexibilidade. Dessa forma, é umas das mais utilizadas na 
manutenção industrial. 
61 
 
3 DESENVOLVIMENTO 
 
3.1 Dados técnicos 
 
O equipamento em estudo, é concebido com as seguintes características: 
 
Quadro 1 - Especificações técnicas do guindaste 
Guindaste 250 kgf 
Capacidade de elevação 250 kgf 
Alcance horizontal 3 m 
Alcance vertical 0,456 m 
Elementos estruturais Tubos e placas 
Número de estágios telescópicos 2 
Tipo de acionamento Elétrico 
Velocidade de içamento mínima 5 m/min 
Fonte: Elaborado pelos autores. 
 
A seguir, na Figura 39, o modelo proposto pelos autores é apresentado: 
 
Figura 39 - Modelo proposto 
 
Fonte: Elaborado pelos Autores. 
62 
 
3.2 Concepção 
 
O mini guindaste pode ser utilizado para carregamento de máquinas de 
pequeno porte como betoneira, tambor de óleo, materiais de construção civil ou 
cargas que demandam maior espaço e capacidade. O modelo proposto atende essas 
necessidades e os esboços do projeto serão demonstrados a seguir. 
 
3.2.1 Instalação da roldana na lança 
 
A fixação da roldana na lança é por meio de soldas, em uma chapa na 
extremidade, conforme mostrado na Figura 40. 
 
Figura 40 - Fixação da chapa frontal na lança 
 
Fonte: Elaborado pelos Autores. 
 
63 
 
3.2.2 Base 
 
A base do guindaste deve estar montada à estrutura do veículo, o desenho 
básico pode ser visto na Figura 41. 
 
Figura 41 - Desenho da base 
 
Fonte: Elaborado pelos Autores. 
64 
 
3.2.3 Atuador eletromecânico 
 
O modelo de atuador proposto é do tipo eletromecânico e pode ser visto na 
Figura 42. Seu funcionamento é através de dois motoredutores que acionam pinhões 
atuantes na coroa acionadora do fuso. Esta por sua vez possui uma rosca trapezoidal 
em seu centro que se desloca verticalmente devido às rotações da engrenagem. 
 
Figura 42 - Atuador elétrico DC 
 
Fonte: Elaborado pelos Autores. 
 
3.2.4 Guincho 
 
O guincho idealizado para o projeto é o modelo elétrico do fabricante Hovam 
com comando a distância, proteção contra sobrecarga, indicador de carga e de fácil 
utilização, conforme a Figura 43. A especificação técnica pode ser observada na 
Tabela 5. 
 
65 
 
Figura 43 – Guincho elétrico Hovam 
 
Fonte: Unimaq (2019). 
 
Tabela 5 - Guincho elétrico de arraste portátil Hovam 450 kg 
Capacidade 
de Carga 
Comprimen
to do Cabo 
de Aço 
Velocidade 
Diâmetro do 
Cabo de 
Aço 
Potência 
Peso 
Aproximado 
Voltagem 
450 kg 4,6 m 5 m/min 6 mm 1200 W 7 kg 220 V 
Fonte: Unimaq (2019). 
 
3.2.5 Lança telescópica 
 
Trata-se de um conjunto de secção tubular, retangular de aço alta resistência, 
com dois estágios telescópicos. Os perfis tubulares são dotados de furos para 
travamento ao longo do comprimento de trabalho. A lança está representada na Figura 
44 em sua dimensão mais curta e com os estágios prolongados. 
 
Figura 44 – Lança telescópica 
 
Fonte: Elaborado pelos Autores. 
 
66 
 
3.2.6 Sistema de giro 
 
Nesse projeto, foi idealizado um sistema de giro com uso de embreagem 
limitadora de torque, formada por molas e placas de fricção. Esse recurso permitirá a 
prevenção de golpes e movimento danosos para a carga. Um corte do sistema está 
representado na Figura 45. 
 
Figura 45 – Corte sistema de giro 
 
Fonte: Elaborado pelos Autores. 
 
A prevenção de golpes e movimentos danosos é realizada pelo sistema de 
mola, conforme a Figura 46 abaixo. As placas azuis estão presas por parafusos 
exercendo pressão em todo sistema. A chapa vermelha e laranja são soldadas, bem 
como a porca, permitindo que, quando o parafuso seja colocado dentro da mola, gere 
uma pressão e crie atrito nos componentes. 
 
Figura 46 - Modelo proposto (Sistema de Giro 3D) 
 
Fonte: Elaborado pelos Autores 
67 
 
3.2.6 Sistema de estabilização 
 
O mini guindaste dispõe de um braço estabilizador contra balanços da pick-up 
nas manobras de carga e descarga. O desenho é visto na Figura 47. A travessa é 
telescópica ajustável ao tipo de caminhonete. O braço é articulável e altura ajustável 
com trava por pinos. 
 
Figura 47 – Corte sistema de estabilização 
 
Fonte: Elaborado pelos Autores. 
 
 
3.3 Cálculos 
 
3.3.1 Dimensionamento das lanças telescópicas 
 
 Fatores para dimensionamento: 
 
- Fator de Segurança (FS): 1,5; 
- Concentração de Tensões para Estrutura (estático) (CTE): 1,2; 
68 
 
- Concentração de Tensões para Componente Mecânico (dinâmico) (CTD): 1,7; 
- Fator Dinâmico (FD): 1,15; 
 
 Cálculo da tensão admissível: 
 
O limite de escoamento de 350 MPa foi considerado para os tubos estruturais 
VMB. 
 
Equação 1 - Tensão Admissível 
𝜎𝑎𝑑 =
𝐿𝑖𝑚𝑖𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝐸𝑠𝑐𝑜𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 
(𝐹𝑆 𝑥 𝐶𝑇𝐷 𝑥 𝐹𝐷)
 
 
Onde, 
- FS – Fator de Segurança; 
- CTD – Concentração de tensões para componente mecânico (dinâmico); 
- FD – Fator dinâmico. 
 
𝜎𝑎𝑑 =
3500
(1,5 𝑥 1,7 𝑥 1,15)
= 1194 𝑘𝑔𝑓/𝑐𝑚2 (1) 
 
 Módulo extremo do braço “A” 
 
O módulo A considerada no dimensionamento pode ser observada na Figura 
48. 
 
Figura 48 – Módulo A para dimensionamento 
 
Fonte: Elaborado pelos Autores. 
69 
 
Equação 2 – Carga içada 
𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝐼ç𝑎𝑑𝑎 = 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑥 𝐹𝑎𝑡𝑜𝑟 𝐷𝑖𝑛â𝑚𝑖𝑐𝑜 
 
250 𝑥 1,15 = 287,5 𝑘𝑔 (2) 
 
 
Equação 3 – Carga total 
𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝐼ç𝑎𝑑𝑎 + 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑜 𝐺𝑢𝑖𝑛𝑐ℎ𝑜 
 
𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 287,5 + 35 = 322,5 𝑘𝑔 (3) 
 
 Momento fletor (𝑀𝑓) 
 
𝑀𝑓 = 322,5 𝑘𝑔𝑓 𝑥 92,5 𝑐𝑚 (4) 
𝑀𝑓 = 29.832 𝑘𝑔𝑓. 𝑐𝑚 
 
 Módulo de resistência elástico (𝑊𝑥) 
 
Equação 4 – Módulo de resistênciaelástico 
𝑊𝑥 ≥ 
𝑀𝑓
𝜎𝑎𝑑
 
Onde, 
- Mf – Momento Fletor; 
- 𝜎𝑎𝑑 – Tensão admissível. 
 
𝑊𝑥 = 
29.832 𝑘𝑔𝑓.𝑐𝑚
1194 𝑘𝑔𝑓/𝑐𝑚²
 (5) 
𝑊𝑥 = 24,98 𝑐𝑚
3 
 
 Tubo selecionado 
 
A seleção do tubo deve atender ao requisito mínimo do módulo de resistência 
elástico superior a 24,98 cm³. A Tabela 6 demonstra as especificações para o tubo 90 
x 50 x 5. 
70 
 
 
Tabela 6 - Tubo VMB módulo A 
Dimensões 
Externas 
h x b (mm) 
 
Espessura 
t (mm) 
 
Massa / 
Comprimen
to 
(kg / m) 
 
Área da 
Secção 
Transversal 
(cm²) 
 
Momento de Inércia Módulo de 
Resistência 
Elástico 
𝑾𝒙 (𝒄𝒎
𝟑) 𝐼𝑥 (𝑐𝑚
4) 𝐼𝑦 (𝑐𝑚
4) 
90 x 50 5 10,3 13,2 121 47,4 26,8 
Fonte: Adaptado de Vallourec (2019). 
 
Peso Unitário da Lança: 10,3 
𝑘𝑔
𝑚
𝑥 1,2 𝑚 = 12,36 𝑘𝑔 
 
 Tubo central parte “B” 
 
O Módulo B considerado no dimensionamento pode ser observada na Figura 
49. 
 
Figura 49 – Módulo B para dimensionamento 
 
Fonte: Elaborado pelos Autores. 
 
 Momento fletor (𝑀𝑓) 
 
𝑀𝑓 = (322,5 𝑥 185) + (12,4 𝑥 138,8) (6) 
𝑀𝑓 = 61.383,62 𝑘𝑔𝑓. 𝑐𝑚 
 
 Módulo de resistência elástico (𝑊𝑥) 
 
𝑊𝑥 = 
61.383,62
1194
 (7) 
𝑊𝑥 = 51,4 𝑐𝑚
3 
71 
 
 Tubo selecionado 
 
Além do módulo de resistência elástico superior à 51,4, o tubo do módulo B 
deve ter dimensões maiores ao do módulo A para encaixe. A Tabela 7 indica as 
especificações técnicas do tubo VMB 110 x 80 x 5. 
 
Tabela 7 - Tubo VMB módulo B 
Dimensões 
Externas 
h x b (mm) 
 
Espessura 
t (mm) 
 
Massa / 
Comprimen
to 
(kg / m) 
 
Área da 
Secção 
Transversal 
(cm²) 
 
Momento de Inércia Módulo de 
Resistência 
Elástico 
𝑾𝒙 (𝒄𝒎
𝟑) 𝐼𝑥 (𝑐𝑚
4) 𝐼𝑦 (𝑐𝑚
4) 
110 x 80 5 13,5 17,2 285 174 51,9 
Fonte: Adaptado de Vallourec (2019). 
 
Peso Unitário da Lança: 13,5 
𝑘𝑔
𝑚
𝑥 1,2 𝑚 = 16,2 𝑘𝑔 
 
 Módulo fixo – posição “C” 
 
O Módulo C considerado no dimensionamento pode ser observada na Figura 
50. 
 
Figura 50 – Módulo C para dimensionamento 
 
Fonte: Elaborado pelos Autores. 
 
 Momento fletor (𝑀𝑓) 
 
𝑀𝑓 = 322,5 (275) + 12,36 (228,75) + 16,2 (136,25) (8) 
𝑀𝑓 = 93.584,6 𝑘𝑔𝑓. 𝑐𝑚 
 
72 
 
 
 Módulo de resistência elástico (𝑊𝑥) 
 
𝑊𝑥 = 
93.584,6
1194
 (9) 
𝑊𝑥 = 78,38 𝑐𝑚
3 
 
 Tubo selecionado 
 
O tubo para seleção comercial deve permitir passagem do tubo 110 x 80 x 5 e 
adequar aos cálculos anteriores. Foi selecionada chapa dobrada, aço SAE 1045, com 
secção transversal 132,8 x 112,80 x 4,75. 
 
Tabela 8 – Tubo fixo módulo C: propriedades calculadas 
Dimensões 
Externas 
h x b (mm) 
 
Espessura 
t (mm) 
 
Massa / 
Comprimen
to 
(kg / m) 
 
Área da 
Secção 
Transversal 
(cm²) 
 
Momento de Inércia Módulo de 
Resistência 
Elástico 
𝑾𝒙 (𝒄𝒎
𝟑) 𝐼𝑥 (𝑐𝑚
4) 𝐼𝑦 (𝑐𝑚
4) 
132,8 x 
112,8 
4,75 17,5 22,43 1588 1133 374 
Fonte: Elaborado pelos autores. 
 
Peso unitário da lança: 17,5 
𝑘𝑔
𝑚
𝑥 1,031 𝑚 = 18 𝑘𝑔 
 
3.3.2 Dimensionamento da coluna 
 
O momento fletor máximo utilizado devido à solicitação nas lanças 
telescópicas: 
 
- Momento máximo: 𝑀 𝑚𝑎𝑥 = 93.585 𝐾𝑔𝑓. 𝑐𝑚 
- Reação do fuso: 𝑅𝑏 = 
93.585
25,3
 = 3699 𝐾𝑔𝑓 
- Reação na coluna: 𝑅𝑎 = 4925 − (250 + 12,36 + 16,2 + 18) = 4628 𝐾𝑔𝑓 
 
A área da seção transversal da coluna definida utilizada no dimensionamento 
pode ser observada na figura a seguir: 
 
73 
 
Figura 51 - Seção tranversal da coluna 
 
Fonte: Elaborado pelos autores. 
 
- Área da coluna: 𝐴 = (11,5 ∗ 16,9) – (10,55 ∗ 15,95) = 26,08 𝑐𝑚2 
 
O módulo de resistência elástico foi obtido a partir da seguinte equação: 
 
Equação 5 – Módulo de resistência elástico 
𝑊𝑥 =
1
6
∗ (𝐵 ∗ 𝐻2 − 𝑏 ∗ ℎ2) 
Onde, 
- B – é a base externa; 
- b – é a base interna; 
- H – altura externa; 
- h – altura interna. 
 
𝑊𝑥 =
1
6
(11,5 ∗ 16,92 – 10,55 ∗ 15,952) = 100,1 𝑐𝑚3 (10) 
 
A tensão máxima foi calculada a partir da seguinte equação: 
 
Equação 6 – Tensão máxima 
σm = 
𝐹
𝐴
+
𝑀𝑓
𝑊𝑥
 
 
σm =
4628
26,08
+
93585
100,1
 = 1112,4 𝐾𝑔𝑓/𝑐𝑚2 (11) 
74 
 
3.3.3 Dimensionamento fuso de elevação 
 
O fuso responsável pela elevação do braço foi definido conforme esquema da 
Figura 52. Para ser dimensionado é necessário calcular as forças que são exercidas 
no componente. 
Figura 52 – Fuso de elevação 
 
Fonte: Elaborado pelos autores 
 
Fc – Força de reação no fuso. 
𝐹𝑐 ∗ 25,3 = 93585 (12) 
𝐹𝑐 = 3699 kgf 
 
O material utilizado para o fuso foi o aço SAE-1045, que apresenta uma tensão 
limite de fadiga: 
 
Fadiga 𝑆𝑒 ≅ 85 MPa = 850 
𝑘𝑔𝑓
𝑐𝑚²
 
 
A área da seção do núcleo do fuso foi obtida pela equação 7: 
 
75 
 
Equação 7 – Área do núcleo 
𝐴𝑛 =
𝐹𝑐
𝑆𝑒
 
𝐴𝑛 =
𝐹𝑐
𝑆𝑒
=
3699
850
 (13) 
𝐴𝑛 = 4,35 cm² 
Onde, 
An – é a área da secção transversal do núcleo 
A partir da área obtida, para seleção do fuso comercial, calculamos o diâmetro 
da seguinte forma: 
 
Equação 8 – Área do núcleo 
𝐴𝑛 =
𝜋 ∗ 𝑑𝑛2
4
 
 
4,35 =
𝜋∗𝑑𝑛2
4
 (14) 
Logo, diâmetro mínimo para seleção comercial é: 
 
𝑑𝑛 = 2,35 𝑐𝑚 
 
A partir da Tabela 9 abaixo, e calculado o diâmetro mínimo de 27,16 milímetros, 
selecionamos a rosca trapezoidal Tr 36,3 x 6 mm. 
 
76 
 
Tabela 9 – Rosca trapezoidal em aço SAE 1045 
Rosca Trapezoidal 30º 
Descrição 
Diâmetro da rosca 
Passo 
Máximo Mínimo 
Tr 12,50x30 12,5 12,35 3 
Tr 14,20x30 14,2 14,05 3 
Tr 16,00x4 16 15,75 4 
Tr18,00x4 18 17,75 4 
Tr 20,00x4 20 19,75 4 
Tr 20,50x5 20,5 20,17 5 
Tr 24,50x5 24,5 24,15 5 
Tr 30,00x6 30 29,6 6 
Tr 36,30x6 36,3 35,95 6 
Tr 39,00x6 39 38,65 6 
Tr 40,60x5 40,6 40,27 5 
Tr 41,10x6 41,1 40,73 6 
Tr 43,80x5 43,8 43,45 5 
Tr 47,00x5 47 46,65 5 
Tr 50,10x5 50,1 49,77 5 
Tr 53,30x5 53,3 52,97 5 
Tr 59,60x5 59,6 59,27 5 
Tr 62,80x5 62,8 62,46 5 
Fonte: Adaptado de Metalacos (2019). 
 
Para o acionamento do fuso de elevação, idealizamos um motoredutor com 
torque máximo disponibilizando 166 (𝑛1) rotações por minuto. 
A relação de transmissão das engrenagens foi estabelecida utilizando pinhão 
com 17 dentes e a coroa com 70 dentes. A redução foi calculada a partir da Equação 
9 
 
Equação 9 – Redução 
𝑖 =
𝑍2
𝑍1
 
 
 𝑖 =
70
17
= 4,18 (15) 
 
Equação 10 – Rotação do fuso 
𝑛2 =
𝑛1
𝑖
 
77 
 
 
𝑛2 =
166
4,18
= 40 𝑟𝑝𝑚 (16) 
 
Equação 11 – Avanço do fuso 
𝑓 = 𝑛2 ∗ 𝑝 
 
𝑓 = 40 ∗ 6 (17) 
𝑓 = 240 
𝑚𝑚
𝑚𝑖𝑛
 
 
Admitindo-se um rendimento (η) de 35%, a potência mínima requerida foi 
calculada pela Equação 12. 
 
Equação 12 – Potência 
𝑃𝑓 =
Fc ∗ f
75 ∗ η
 
Onde, 
- Pf – Potência mínima requerida; 
- Fc – Força de reação no fuso; 
- f – Avanço do fuso; 
- η – Rendimento.𝑃𝑓 =
3699∗
0,24
60
75∗0,35
 (18) 
Pf = 0,56 cv = 420 watts 
 
A potência necessária para o acionamento do fuso foi de 420 watts. Para isso 
foram adotados dois motoredutores de 305 watts, conforme Tabela 10 e Figura 53. 
 
78 
 
Tabela 10 – Especificações técnicas do motoredutor MR4-15 
Especificações técnicas 
Motor 
Tensão 12V - Corrente contínua 
Relação de redução 1/15 
Potência 305 W 
Torque 39 N.m 
Fonte: Adaptado de MKS (2019). 
 
Figura 53 – Motoredutor MR4-15 
 
Fonte: MKS (2019). 
 
Cada motoredutor apresenta 0,41 cv de acordo com a conversão 
305 watts ∗
1 cv 
750 watts 
= 0,41 𝑐𝑣 
 
O diâmetro primitivo do pinhão com módulo de 0,2 cm foi obtido para cálculo 
da força tangencial. 
 
Equação 13 – Diâmetro primitivo do pinhão 
𝑑𝑝 = 𝑚 ∗ 𝑧1 
𝑑𝑝 = 0,2 ∗ 17 = 3,4 𝑐𝑚 (19) 
 
Equação 14 – Torque 
𝑀𝑡 = 71620 ∗
N
𝑛1
 
𝑀𝑡 = 71620 ∗
0,41
166
 = 177 𝑘𝑔𝑓. 𝑐𝑚 (20) 
Equação 15 – Força tangencial 
𝐹𝑡 = 2 ∗
Mt
dp
 
79 
 
𝐹𝑡 =
2∗177
3,4
= 104 𝑘𝑔𝑓. 𝑚 (21) 
 
Utilizamos os fatores de forma (q) e dinâmico (kd) para o cálculo da resistência 
à flexão. 
 
 
Equação 16 – Resistência à flexão 
σf =
Ft ∗ q ∗ FD
𝑏 ∗ 𝑚
 
Onde, 
- Ft – Força tangencial no dente; 
- q – Fator de forma; 
- FD – Fator dinâmico; 
- b – largura da engrenagem; 
- m – módulo da engrenagem. 
 
σf=
104∗3,6∗1,2
2∗0,2
 (22) 
σf = 1123 
𝑘𝑔𝑓
𝑐𝑚²
 
 
3.3.2 Análise pelo método dos elementos finitos 
 
Após o termino do dimensionamento estrutural, foi realizado um estudo para 
comparação com os cálculos e análise dos componentes utilizando o software 
solidworks, devido à facilidade de operação dos autores. Quando o guindaste está em 
pleno uso e erguendo a capacidade máxima tolerada (250 Kg). Para isso, foi utilizado 
o Método dos Elementos Finitos (MEF), trata-se de um procedimento numérico que 
divide o domínio em partes mais simples, de geometria conhecida, identificando cada 
ligação de elementos por nós. O intuito dessa análise é identificar concentração de 
tensões, deformações e deslocamentos ao longo de toda a estrutura, permitindo 
otimizações e resultados mais próximos da realidade. 
A carga aplicada no guindaste para análise foi de 287,5 Kg, mesma indicada 
na Equação 2, considerando o fator dinâmico. 
80 
 
A malha utilizada na análise do guindaste continha 587.689 elementos, com 
820.737 nós e 2.868.858 graus de liberdade. Esses parâmetros permitiram encontrar 
uma tensão máxima em torno de 120 MPa (localizada no pino, na extremidade da 
lança), um deslocamento máximo de 183 milímetros, também na extremidade e uma 
deformação de 0,7%. Os resultados aferidos podem ser observados nas figuras 
 
Figura 54 – Resultados análise MEF: Tensões geral 
 
Fonte: Elaborado pelos Autores. 
 
81 
 
Figura 55 – Resultados análise MEF: Tensões no pino 
 
Fonte: Elaborado pelos Autores. 
 
Figura 56 – Resultados análise MEF: Tensões na base da coluna 
 
Fonte: Elaborado pelos Autores. 
 
82 
 
Figura 57 – Resultados análise MEF: Deslocamentos 
 
Fonte: Elaborado pelos Autores. 
Figura 58 – Resultados análise MEF: Deformações 
 
83 
 
Fonte: Elaborado pelos Autores. 
 
Figura 59 – Resultados análise MEF: Deformações na lança 
 
Fonte: Elaborado pelos Autores 
 
Figura 60 – Resultados análise MEF: Deformações na coluna 
 
Fonte: Elaborado pelos Autores 
 
3.4 Projeto 
 
Os desenhos técnicos do guindaste estão exemplificados com mais detalhes 
nos apêndice C a J deste trabalho. 
 
84 
 
4 CONCLUSÃO 
 
As opções de guindastes disponíveis no mercado para operações de içamento 
de cargas médias e pequenas são escassas, o que muitas vezes resulta na utilização 
de mão de obra braçal, podendo acarretar em problemas de lesões ou acidentes mais 
graves. As pesquisas realizadas que compuseram a revisão bibliográfica, demonstram 
os componentes e equipamentos envolvidos nos guindastes comerciais e também 
concepções e sistemas de funcionamento que foram abordados para o 
desenvolvimento do estudo. 
Através dos cálculos realizados referentes ao momento fletor e peso, foram 
dimensionadas as lanças telescópicas e a coluna do guindaste com os devidos fatores 
de segurança levados em consideração. Estas são constituídas por meio de tubos 
com secção transversal retangular de alta resistência ao escoamento (350 MPa). Para 
tornar o projeto viável, foram implementados acionamentos elétricos, também 
dimensionados no desenvolvimento, uma vez que o intuito é o baixo custo associado. 
Outro objetivo alcançado foram os desenhos técnicos em 2D, parte primordial 
para estudo do aprimoramento e funcionamento do guindaste. Com eles tivemos uma 
base para construção no software de análise pelo método dos elementos finitos. Esta 
por sua vez, foi capaz de demonstrar as tensões e deslocamentos gerados devido à 
carga máxima, para uma confirmação de que a estrutura é capaz de realizar o trabalho 
sem a ocorrência de problemas graves. 
O guindaste telescópico, conforme demonstrado no desenvolvimento deste 
trabalho, se apresentou como a opção mais conveniente para fabricação no mercado, 
pois, além de atender aos objetivos propostos, não ocupa tanto espaço e permite sua 
construção com tubos e chapas. 
 
85 
 
REFERÊNCIAS 
 
ARI CABOS. Catálogo Técnico. São Paulo: Ari Cabos, 2018. Disponível em: 
<http://www.aricabos.com.br/downloads_files/20_.pdf>. Acesso em: 29 out. 2018. 
 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 14768: Guindaste 
Articulado Hidráulico – Requisitos. Rio de Janeiro: ABNT, 2001. 
 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6327: Cabos De Aço 
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