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ILHA SOLTEIRA XII Congresso Nacional de Estudantes de Engenharia Mecânica - 22 a 26 de agosto de 2005 - Ilha Solteira - SP Paper CRE05-TE10 PROJETO DE UM ELEVADOR COM MINIMIZAÇÃO DE CUSTOS Aparecido C. Gonçalves, Danilo F. Tannús e Marcelo A. Bonadio UNESP, Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira, Departamento de Engenharia Mecânica. Av. Brasil, 56, Bairro Centro, Caixa Postal 31, CEP 15385-000, Ilha Solteira, SP E-mail para correspondência: [email protected] , [email protected] . Introdução Este projeto consiste na elaboração de um elevador de pequenas cargas para uma empresa de manipulação de medicamentos, onde este deve ser suficientemente compacto para passar por uma pequena abertura (360 x 320 mm) já existente na laje entre o piso superior e inferior. Sua necessidade foi constatada já que, para manter a higiene necessária do laboratório, não seria interessante a entrada e saída constante de pessoas no ambiente de manipulação para o transporte dos medicamentos já manipulados e para evitar subidas e descidas de escadas. Objetivos Solucionar o problema da empresa em questão, desenvolvendo o projeto e fabricando o elevador de cargas a um baixo custo, ausência de graxa e óleo expostos, baixo ruído em funcionamento, simplicidade de operação e manutenção, bom acabamento externo e capacidade máxima de elevação de 5 kg. Metodologia A idéia inicial do projeto baseou-se em um sistema minimalista, suficiente para atender as necessidades de transporte requeridas, como mínimo custo. Para isso, aproveitou-se a estrutura de alvenaria já existente, devido à pequena carga a ser transportada (menos que 5 Kg), evitando se a confecção de estrutura própria, fazendo com que houvesse uma minimização dos custos. Alem disso o motor e o redutor já estavam pré- determinados uma vez que a empresa já havia adquirido anteriormente e suas adequabilidades ao projeto foram avaliadas. O elevador construído se desloca através de apenas um trilho de alumínio pelo fato deste não necessitar de pintura para garantir uma boa aparência ao equipamento. As caixas de proteção superior, inferior e de carga são de madeira compensada revestida com fórmica branca, de fácil limpeza e do mesmo padrão de acabamento interno da empresa. Algumas considerações foram feitas para execução do projeto, tais como: • Capacidade de carga total de 25 Kg (carga + peso da caixa do elevador); • Classe I, norma DIN 4130 (maquina motorizada para serviços ocasionais, movimento de baixas velocidades, número máximo de operações a plena carga: 6 por hora); • Velocidade de elevação: 10 m/s; • Rendimento total do sistema: 0,8. Em seguida foram feitos os cálculos do diâmetro do cabo, verificação de compatibilidade do motor ao projeto, rotação de saída do redutor e cálculo do diâmetro da polia motora. Resultados Adotou-se uma montagem de cabo de aço semelhante ao funcionamento de uma transmissão por correia, sendo que assim o cabo de aço tanto puxa o carro do elevador tanto para cima quanto para baixo, pois, devido ao baixo peso da caixa do elevador quando vazia, poderia ocorrer do cabo não ficar suficientemente esticado e não se enrolar de forma correta no tambor, como nos sistemas tradicionais. A polia motora transmite o movimento para o cabo por atrito, sendo que o tensionamento adequado deste torna- se então fundamental. Para manter este tensionamento, há uma regulagem no sistema de polias inferior, montado junto com uma mola conforme figura 1, que impede o afrouxamento do cabo quando há dilatação deste devido ao aumento da temperatura ambiente ou seu tensionamento excessivo em dias frios. O sistema de transmissão por atrito junto com a mola de tensionamento, funciona como um sistema de emergência também, visto que em caso de obstrução do elevador por motivos adversos (lembrando que este funciona sem túnel de proteção) há um escorregamento do cabo na polia, evitando sobrecarga excessiva no cabo de aço e no sistema motor redutor. Cronometrado o tempo de subida/descida após a instalação do projeto constatou-se um tempo muito próximo ao tempo estimado em projeto.
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ILHA SOLTEIRA XII Congresso Nacional de Estudantes de Engenharia Mecânica - 22 a 26 de agosto de 2005 - Ilha Solteira - SP
Paper CRE05-TE10
PROJETO DE UM ELEVADOR COM MINIMIZAÇÃO DE CUSTOS
Aparecido C. Gonçalves, Danilo F. Tannús e Marcelo A. Bonadio UNESP, Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira, Departamento de Engenharia Mecânica.
Av. Brasil, 56, Bairro Centro, Caixa Postal 31, CEP 15385-000, Ilha Solteira, SP E-mail para correspondência: [email protected], [email protected].
Introdução Este projeto consiste na elaboração de um elevador de pequenas cargas para uma empresa de manipulação de medicamentos, onde este deve ser suficientemente compacto para passar por uma pequena abertura (360 x 320 mm) já existente na laje entre o piso superior e inferior. Sua necessidade foi constatada já que, para manter a higiene necessária do laboratório, não seria interessante a entrada e saída constante de pessoas no ambiente de manipulação para o transporte dos medicamentos já manipulados e para evitar subidas e descidas de escadas. Objetivos Solucionar o problema da empresa em questão, desenvolvendo o projeto e fabricando o elevador de cargas a um baixo custo, ausência de graxa e óleo expostos, baixo ruído em funcionamento, simplicidade de operação e manutenção, bom acabamento externo e capacidade máxima de elevação de 5 kg. Metodologia A idéia inicial do projeto baseou-se em um sistema minimalista, suficiente para atender as necessidades de transporte requeridas, como mínimo custo. Para isso, aproveitou-se a estrutura de alvenaria já existente, devido à pequena carga a ser transportada (menos que 5 Kg), evitando se a confecção de estrutura própria, fazendo com que houvesse uma minimização dos custos. Alem disso o motor e o redutor já estavam pré-determinados uma vez que a empresa já havia adquirido anteriormente e suas adequabilidades ao projeto foram avaliadas. O elevador construído se desloca através de apenas um trilho de alumínio pelo fato deste não necessitar de pintura para garantir uma boa aparência ao equipamento. As caixas de proteção superior, inferior e de carga são de madeira compensada revestida com fórmica branca, de fácil limpeza e do mesmo padrão de acabamento interno da empresa. Algumas considerações foram feitas para execução do projeto, tais como:
• Capacidade de carga total de 25 Kg (carga + peso da caixa do elevador); • Classe I, norma DIN 4130 (maquina motorizada para serviços ocasionais, movimento de baixas
velocidades, número máximo de operações a plena carga: 6 por hora); • Velocidade de elevação: 10 m/s; • Rendimento total do sistema: 0,8.
Em seguida foram feitos os cálculos do diâmetro do cabo, verificação de compatibilidade do motor ao projeto, rotação de saída do redutor e cálculo do diâmetro da polia motora. Resultados Adotou-se uma montagem de cabo de aço semelhante ao funcionamento de uma transmissão por correia, sendo que assim o cabo de aço tanto puxa o carro do elevador tanto para cima quanto para baixo, pois, devido ao baixo peso da caixa do elevador quando vazia, poderia ocorrer do cabo não ficar suficientemente esticado e não se enrolar de forma correta no tambor, como nos sistemas tradicionais. A polia motora transmite o movimento para o cabo por atrito, sendo que o tensionamento adequado deste torna-se então fundamental. Para manter este tensionamento, há uma regulagem no sistema de polias inferior, montado junto com uma mola conforme figura 1, que impede o afrouxamento do cabo quando há dilatação deste devido ao aumento da temperatura ambiente ou seu tensionamento excessivo em dias frios. O sistema de transmissão por atrito junto com a mola de tensionamento, funciona como um sistema de emergência também, visto que em caso de obstrução do elevador por motivos adversos (lembrando que este funciona sem túnel de proteção) há um escorregamento do cabo na polia, evitando sobrecarga excessiva no cabo de aço e no sistema motor redutor. Cronometrado o tempo de subida/descida após a instalação do projeto constatou-se um tempo muito próximo ao tempo estimado em projeto.
Figura 1 – Regulagem do sistema inferior de polias.
Figura 2 – Elevador em fase de montagem.
Conclusões
Com o dimensionamento adequado da polia conseguiu-se a velocidade de elevação bem próxima da desejada pelo cliente, com o motor e redutor existentes. O elevador está construído e funcionando perfeitamente sem apresentar nenhum defeito, desde janeiro de 2005. Há ausência de ruído e contaminação e os clientes estão satisfeitos com os resultados.
Agradecimentos
Gostaria de agradecer aos proprietários da farmácia de manipulação Ouro Preto que permitiu a entrada ao recinto para que as fotografias fossem tiradas. Referências Bibliográficas Rudenko, N., “Máquinas de elevação e transporte”. Ed. Livros Técnicos e Científicos. 1976. Ernest, H., “Aparatos de Elevacion y Transporte”. Editoral Blume, Madri. Ferraressi, D., Rufino, R. T., “Exercícios sobre aparelhos de Elevação e Transporte”., EESC-USP, 1977. Normas ABNT. Catálogos dos fabricantes e Apostila de máquina de elevação e transporte.
