TrabalhoEscritoMecMaq - Elevador Cadeirante

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Instituto Federal Do Ceará - Campus Fortaleza 
Disciplina: Mecânica Das Máquinas 
Professora: Lorena Braga 
Aluno: Hugo José Ribeiro Marques 
 
 
 
 
ELEVADOR PARA CADEIRANTE 
 Cálculo de Potência 
 
 
 
 
 
Fortaleza - Ceará 
Setembro/2020 
 
 
 
HUGO JOSÉ RIBEIRO MARQUES 
 
PROJETO DE ELEVADOR PARA CADEIRANTE 
 
Trabalho apresentado como 
parte da composição da nota 
final da disciplina de Mecânica 
das Máquinas do sexto semestre 
de Engenharia Mecatrônica do 
Instituto Federal de Educação, 
Ciência e Tecnologia do Ceará. 
Professora: Lorena Braga 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fortaleza - Ceará 
Setembro/2020 
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Resumo 
O trabalho se trata de um projeto de elevador de cadeirante, podendo ser 
implementado em ambiente residencial ou comercial, com o objetivo de elevar 
passageiros portadores de algum tipo de deficiência física que limite a sua 
locomoção através de cadeira de rodas. O trabalho tem como principal objetivo 
mostrar as regulamentações impostas pela Norma Técnica 13994 que abrange 
Elevadores para transporte de pessoa portadora de deficiência, dimensionar os 
componentes presentes no projeto, listando parâmetros e executando cálculos 
de potência para demonstrar o funcionamento do mesmo. 
 
Palavras-chave: Elevador. Passageiros. Acessibilidade. 
 
 
 
 
 
 
 
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Abstract 
 
The work is a wheelchair lift project, which can be implemented in a residential 
or commercial environment, with the objective of lifting passengers with some 
type of physical disability that limits their mobility through a wheelchair. The 
main objective of this work is to show the regulations imposed by Technical 
Standard 13994, which covers elevators for the transportation of disabled 
people, dimension the components present in the project, listing parameters 
and performing power calculations to demonstrate the functioning of the same. 
 
Keywords: Elevator. Passengers. Accessibility. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Sumário 
 
Introdução 6 
Dimensionamento 7 
Contrapeso 7 
Potência Estática 8 
Motor 9 
Potência Dinâmica 11 
Cabos de Aço 13 
Tambor e Polias 15 
Redutor 15 
Conclusão 1​6 
Referências 17 
 
 
 
 
 
 
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Introdução 
 
Elevadores são mecanismos que se utilizam de um motor elétrico ou 
hidráulico para realizar o deslocamento de cargas, com ou sem vida, no plano 
vertical ou inclinado. O tipo mais comum são os elevadores elétricos que 
podem ser divididos em algumas categorias: de passageiros, de carga, monta 
carga, monta pratos, entre outros. 
Usualmente elevadores elétricos se utilizam de um motor, que fornece 
um torque a um eixo, apoiado em dois mancais que move uma polia. Nos 
elevadores sem contrapeso, os cabos de sustentação têm uma das 
extremidades presa à cabine e a outra presa a um tambor, que é aquele que, 
neste caso, recebe o torque do motor, e nos demais uma está presa à cabine e 
a outra ao contrapeso. 
O trabalho irá abordar como ponto principal uma plataforma de elevação 
exclusiva para cadeirantes, obedecendo todas as Normas Técnicas que regem 
o assunto a fim de elaborar todo o dimensionamento dos componentes 
necessários. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Dimensionamento 
 
Este tópico, tem como foco apresentar uma análise detalhada do 
problema do trabalho, bem como a busca por informações que possam ser 
úteis para a solução deste problema, portanto, do desenvolvimento do projeto. 
Ao longo do tópico, os parâmetros utilizados e coletados estarão sempre de 
acordo com o problema proposto, ou seja, em dimensões que condizem com a 
situação real na qual deverá ser implementado. 
 
Dados de Projeto 
 
Massa da Cabine: 200kg 
Capacidade máxima: 1 cadeirante + 1 acompanhante 
Massa máxima de carga: 340kg 
● Largura livre da cabina: 110 cm; Profundidade livre da cabina: 
140 cm; Capacidade de carga mínima: 340 kg (na razão de 
210 kg/m²). 
Distância de percurso: 4m 
 
Contrapeso 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Potência Estática 
 
Para o cálculo da potência estática, adotando um percurso de elevação de 4 
metros, consultando catálogos de fabricantes e normas técnicas, foi estipulada 
uma velocidade de elevação da cabine de ​6 m/min​ ou ​0,10 m/s 
 
Potência Estática 
Utilizando para o cálculo da potência estática a fórmula: 
 
Onde: ​m = massa total do sistema + massa a ser levantada (kg), ​g = 
aceleração da gravidade (m/s​2​), ​V = velocidade da cabine (m/s) e ​n = 
rendimento da transmissão mecânica. 
Adotando um rendimento de transmissão mecânica de 90%, calcula-se: 
 
 
 
 
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Para estipular a potência do motor, utilizando um trecho na Norma Técnica 
NBRISO9386, que estipula um ​fator de segurança de 1,6​, temos o cálculo de 
Potência de Motor ​abaixo: 
 
 
 
Motor Escolhido 
 
SEW EURODRIVE DRS80S6 
P​N ​= 0,55 kW; ​n​N​ = 1120 rpm; ​J​M​ = 14,9 [10​
-4​ kgm​2​]; 
Z​0​ = 4800 c/h; ​m​ = 15,2 kg; ​C​H​ ​= 4,69 x 1,8 = 8,44 Nm. 
 
 
 
Onde ​t​a​ ​é o tempo de aceleração​, calculado por: 
 
 
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Momento de inércia da massa externa ​J​X​ (kgm​2​): 
 
Onde: ​m é a massa equivalente (kg); ​V ​é a velocidade da cabine (m/s) e ​n​N é a 
rotação do motor em rpm. 
 
Torque estático do motor/​Momento de carga ​M​L​: 
 
Onde: ​m é a massa equivalente (kg); ​g é a aceleração da gravidade (m/s​2​); V ​é 
a velocidade da cabine (m/s) e ​n​N​ é a rotação do motor em rpm. 
 
Tempo de Partida​ t​A​: 
 
 
Aceleração na Partida​ a​A​: 
 
Onde: ​V ​é a velocidade da cabine (m/s) e ​t​A é o tempo de partida em 
segundos. 
 
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Potência Dinâmica 
 
 
 
Relembrando o valor de ​P​Estática ​igual a ​185W​, sendo a ​P​Dinâmica ​calculada de 
33W​, menor como esperado, é possível afirmar que o motor corresponde às 
necessidades de potência da máquina. 
 
Fator de Aceleração da Massa 
 
 
Com o valor de fator de aceleração encontrado, e utilizando a curva 1 com um 
tempo de trabalho de aproximadamente 16h/d e25c/h, o ​fator de serviço seria 
de aproximadamente​ 1,0​, como demonstrado abaixo: 
 
 
Redutor 
Antes de determinar valores de redutor, se faz necessário estipular uma 
medida de diâmetro para o tambor de enrolamento. Constatando na NBR 
ISO9386-1:2013 que, o diâmetro do tambor não pode ser menor que 21 vezes 
o diâmetro nominal dos cabos de aço e, a mesma Norma estipulando um 
diâmetro mínimo para os cabos de aço de 5mm, portanto serão estipulados os 
cabos de aço. 
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Conforme recomendações de fabricante, assim como levando em conta a 
Norma Técnica que rege a categoria de máquina, adotando um ​fator de 
segurança (FS) ideal para o uso de cabos de aço em elevadores de 
passageiros de ​12​. 
 
Portanto, para uma Massa da Cabine de ​200kg e Massa máxima de carga de 
340kg​, temos um ​Carga Total ​C​T ​ de: 
 
 
Calculando a ​Carga de Ruptura Mínima ​CRM​: 
 
 
 
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Foram estipulados então, Cabos de aço classe 8x19 – Alma de Fibra com um 
diâmetro de 13mm ​ou ​½ polegada​, com uma ​Carga de Ruptura Mínima de 
7,50tf​. 
 
No tocante a Polias, a Norma Técnica ISO 9386-1 estipula: 
 
“As ranhuras devem ser lisas e com cantos arredondados. O assento da 
ranhura deve ter o mesmo perfil que o da ranhura do tambor, porém a 
profundidade da ranhuradeve ser maior ou igual a 1,5 vez o diâmetro 
nominal do cabo​. O ângulo de abertura dos lados das ranhuras da polia deve 
ser de aproximadamente 50°. 
O ​diâmetro das polias​, medido do fundo da ranhura, ​deve ser maior ou igual 
a 21 vezes o diâmetro nominal do cabo​" 
 
Já para determinar o diâmetro do Tambor, com recurso à Norma Técnica, 
constata-se que a mesma determina que ​“o diâmetro do tambor não pode 
ser menor que 21 vezes o diâmetro nominal dos cabos de aço”​. 
Consultando catálogos de fabricante, tem-se: 
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Determinou-se então um valor de ​diâmetro do tambor ​D​Tambor e diâmetro de 
polias ​D​Polia​ ​de: 
 
 
Redutor 
Rotação saída do redutor: 
 
Sendo ​V​ = velocidade de elevação e​ D​ = diâmetro do tambor. 
 
Relação transmissão ​i​: 
 
Sendo ​n​N​ ​a rotação do motor em rpm e ​n​R​ a rotação de saída do redutor. 
Torque de saída do redutor ​M​R​: 
 
 
Sendo ​P​N ​a potência escolhida para o motor e ​n ​redutor a rotação de saída do 
redutor. 
 
 
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Conclusão 
 
Este trabalho tinha como objetivo o dimensionamento e detalhamento de 
um elevador para cadeirante. Passando pelas fases de estudo de 
necessidades especiais de usuário, estudo dos componentes utilizados e 
dimensionamento detalhado desses componentes. 
Dessa forma, o objetivo principal do projeto foi alcançado, visto que 
todas as etapas do mesmo foram cumpridas de forma eficaz, tornando possível 
o dimensionamento do elevador. 
Com a elaboração deste projeto, a maior parte do conhecimento 
adquirido nas aulas de Mecânica das Máquinas pôde ser utilizada. 
Portanto, como este tipo de elevador se faz cada vez mais necessário, de 
forma a proporcionar acessibilidade, é fácil compreender que a aplicabilidade 
deste projeto que se provou algo bem produtivo no que toca ao aprendizado 
acadêmico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Referências 
 
NBR 13994 Elevadores de passageiros - Elevadores para transporte de pessoa 
portadora de deficiência 
http://www.mpf.mp.br/atuacao-tematica/pfdc/institucional/grupos-de-trabalho/inc
lusao-pessoas-deficiencia/atuacao/legislacao/docs/ABNT-NBR-13994.pdf/view 
https://montele.com.br/elevadores-e-normas-de-acessibilidade 
https://montele.com.br/plataforma-elevatoria-acessibilidade 
https://www.thyssenkruppelevadores.com.br/blog/acessibilidade-elevadores-gar
antem-o-direito-de-ir-e-vir-das-pessoas-com-deficiencia/ 
https://www.aecweb.com.br/cls/catalogos/aricabos/CatalogoCIMAF2014Comple
to.pdf 
 
 
 
 
 
 
 
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http://www.mpf.mp.br/atuacao-tematica/pfdc/institucional/grupos-de-trabalho/inclusao-pessoas-deficiencia/atuacao/legislacao/docs/ABNT-NBR-13994.pdf/view
http://www.mpf.mp.br/atuacao-tematica/pfdc/institucional/grupos-de-trabalho/inclusao-pessoas-deficiencia/atuacao/legislacao/docs/ABNT-NBR-13994.pdf/view
https://montele.com.br/elevadores-e-normas-de-acessibilidade
https://montele.com.br/plataforma-elevatoria-acessibilidade
https://www.thyssenkruppelevadores.com.br/blog/acessibilidade-elevadores-garantem-o-direito-de-ir-e-vir-das-pessoas-com-deficiencia/
https://www.thyssenkruppelevadores.com.br/blog/acessibilidade-elevadores-garantem-o-direito-de-ir-e-vir-das-pessoas-com-deficiencia/
https://www.aecweb.com.br/cls/catalogos/aricabos/CatalogoCIMAF2014Completo.pdf
https://www.aecweb.com.br/cls/catalogos/aricabos/CatalogoCIMAF2014Completo.pdf