Q=20 ton (MUITO BOM)

Universidade Presbiteriana Mackenzie Escola de Engenharia Mecnica

DIMENSIONAMENTO DA PONTE ROLANTE1. Dados do projeto Q= 20 t (Carga mxima a ser transportada) L= 20 m (Comprimento mximo) H= 30 m (Altura mxima do galpo) Comprimento do galpo= 100 m

2. Consideraes sobre a ponte rolante Uso: Carregamento de mquinas completas ou grandes peas fundidas Necessidade de uso dirio: Aproximadamente 32 vezes/dia (8 h/dia) Velocidade de elevao= 10 m/min Velocidade de translao do carro= 80 m/min Velocidade de translao da ponte= 100 m/min Usaremos como base de projeto, a norma ABNT 8400:1984

3. Sistema de Elevao 3.1. Tempo mdio de funcionamento Velocidade de elevao= 10 m/min Tempo de elevao= 3 min/ciclo ( ) Considerado 4 ciclos por operao Tempo mdio de funcionamento dirio= 32x4x3= 384 min= 6,4 h

3.2. Classe de funcionamento, estado de solicitao e grupo de mecanismo 3.2.1. Classe de funcionamento Com base na norma ABNT e considerando o tempo mdio de funcionamento do sistema de elevao, temos que a classe de funcionamento o V3 e a durao toral terica de utilizao de 12500 horas, conforme mostra a Tabela 1:

So Paulo - 2 Semestre de 2008

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Tabela 1. Classe de funcionamento

3.2.2. Estado de solicitao dos mecanismos Considerando que nosso mecanismo est submetido a cargas reduzidas, mdias e mximas, em tempos relativamente iguais, entramos na Tabela 2 e temos que o estado de solicitao de nosso mecanismo de elevao 2 com P= 1/3 (Frao da solicitao mxima).

Tabela 2. Estado de solicitao dos mecanismos 3.2.3. Grupo dos mecanismos Aps determinarmos a classe de funcionamento e o estado de solicitao, entramos na Tabela 3 e temos que o grupo de mecanismo a qual ir pertencer nosso sistema de elevao o 3m.

Tabela 3. Grupo dos mecanismos 3.3. Peso do moito


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O peso mximo do moito obtido atravs da tabela das pginas 67 e 68 do livro: Aparatos de Elevacin y Transporte Hellmut Ernst. Logo, para 20 t de carga mxima suportada, temos: Pmoito= 360 kgf e sistema de 4 cabos com 2 polias. 3.4. Dimetro do cabo Pela norma ABNT 8400, o dimetro mnimo do cabo dado pela seguinte equao:cabo

onde: K= Coeficiente dependente do grupo de mecanismo (K= 0,335 conforme Tabela 4). Fc= Esforo mximo de trao que atua sobre os cabos.

Tabela 4. Valores mnimos de Q ou Kc

Fc= 5090 kgfc

Logo,

c= 23,9 mm

Normalizando o dimetro do cabo para um comercialmente existente, temos que c= 26 mm conforme o catlogo do fabricante escolhido.


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3.5. Dimetro do tambor, polias e polia de compensao Para determinarmos os dimetros, precisamos primeiramente calcular o valor de Wt que nada mais do que o nmero de inflexes do sistema. W= 0 (Para a polia de compensao); W= 1 (Para o tambor); W= 2 (Para cada polia que no gera inverso no sentido de enrolamento no percurso do cabo); W= 4 (Para cada polia que provoca uma inverso no sentido de enrolamento). Logo, para o nosso sistema de 4 cabos e 2 polias, temos que Wt= 3 (Considerando apenas um lado por ser gmeo).

3.5.1. Dimetro do tambor obtido atravs da seguinte equao: tambor= c*H1*H2 Sendo que os valores de H1 e H2 so obtidos atravs das Tabelas 5 e 6. Vale salientar que para as condies requeridas da ponte rolante, utiliza-se cabos normais.


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Tabela 5. Valores de H1

Tabela 6. Valores de H2 Logo, entrando com o valor do grupo de mecanismo e o nmero de inflexes do sistema, temos que H1= 20 e H2=1 Portanto, tambor= 26*20*1 t= 520 mm 3.5.2. Dimetro das polias Utilizando a Tabela 5 novamente, temos que H1=22,4 Portanto, p= 26*22,4*1= 582,4 mm Dimetros Padronizados de Polia (Norma DIN) 25 31 40 50 63 71 80 90 100 112 0 5 0 0 0 0 0 0 0 0

20 0

125 0

Normalizando o dimetro conforme a norma DIN, temos que p= 630 mm 3.5.3. Dimetro da polia de compensao Utilizando a Tabela 5 novamente, temos que H1=16 Portanto, pc= 26*16*1= 416 mm Normalizando o dimetro conforme a norma DIN, temos que pc= 500 mm

3.6. Motormotor elevao

sistema= redutor*mancaiseixopinho*pinhocoroa*mancaiseixodotambor*sist.cabos mancaiseixopinho= 0,98 5



pinhocoroa= 0,97 mancaiseixodotambor= 0,98 sist.cabos= 0,97 (Conforme livro do Ernst para 4 cabos) Para definir o redutor, adotaremos um motor de 4 plos - 60Hz de 1800 RPM.cabo

Vcabo= 20 m/min ntambor= 12,2 RPM

tambor

itotal= nentrada/nsada itotal= 1800/12,2 itotal= 147,5 Considerando uma reduo externa por engrenagens igual a 6, verificamos a mxima reduo. iredutor= itotal/iengrenagem= 147,5/6 iredutor= 24,6 imx= inpares de engrenagens= 6= 36 > 24,6. Logo, OK! Para imx= 36, o redutor dever ter 2 pares de engrenagens. Logo, redutor= (0,97)*(0,98)= 0,88 Portanto, sistema= 0,88*0,98*0,97*0,98*0,97 sistema= 0,80 Pmotor= 56,5 CV Pelo catlogo do fabricante, temos que o motor selecionado : Motor Trifsico de Alto Rendimento Plus 4 plos 60HZ Proteo IP 55 Motor WEG N= 60 CV, n= 1780 RPM, Pmotor= 410 kg Carcaa= 225 S/M


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3.7. Redutor de velocidade Para selecionarmos o tipo de redutor de velocidade, utilizaremos o catlogo da FLENDER REDUREX.

Com isso, entramos com o valor do iredutor= 24,6 Normalizando conforme o catlogo do fabricante, iredutor= 25 Portanto, para efeito de clculo, a nova relao de transmisso : imx= inpares de engrenagens= 5,8= 33,64 > 25. Logo, OK! De acordo com o fabricante, selecionamos: 7



Redutor FLENDER REDUREX - Tipo SDN de eixos paralelos de 3 estgios. iredutor= 25 com 56 KW, Predutor= 205 kgf e tamanho de 180. 3.8. Acoplamento Selecionamos dois acoplamentos do fabricante FALK (um para o motor e um para o redutor). Utilizando F.S.= 1,75 (dados do fabricante).

motor

Logo, Mtmotor= 4224,8 kgf.cm= 414,3 N.m Pela tabela, selecionamos para o motor: Acoplamento FALK T10 (Com Tampa Bipartida Horizontal) Tamanho 1050 T, Pacoplamento= 5,47 kg (com graxa) Torque nominal mx.= 435 N.mred.

Logo, Mtred.= 98393,7 kgf.cm= 9649,1 N.m Pela tabela, selecionamos para o redutor: Acoplamento FALK T10 (Com Tampa Bipartida Horizontal) Tamanho 1120 T, Pacoplamento = 81,74 kg (com graxa) Torque nominal mx.= 13700 N.m 3.9. Freio Para selecionarmos o tipo de freio a ser utilizado no sistema de levantamento da ponte rolante, entramos com o valor do Mtmotor= 414,3 N.m no catlogo do fabricante EMH. 8



Pela tabela, temos: Freio modelo FNN 3250 - EMH-Eletromecnica e Hidrulica Ltda. 3.10. Dimenses do tambor 3.10.1. Nmero total de ranhurasru

Nru= 36,7

Nrt= Nru+2= 38,7 aproximando Nrt= 39 3.10.2. Comprimento do tambor B= Dimetro da polia de compensao B= 500 mm A= 3*c= 3*26= arredondamento) Lru= Nru*p ; Lrt= Nrt*p Onde: p passo em funo do dimetro do cabo Utilizaremos a Tabela 7 retirada no livro do Ernst para determinar o passo. Dimet 10 13 16 19 22 27 33 40 44 9 78 mm A= 80 mm (para efeito de



ro do cabo p [mm] r [mm] a [mm] 12 5,5 1 15 7 1,5 18 9 2 22 10,5 2,5 25 12 3 31 15 3,5 37 18 4 45 22 5 49 24 6

Tabela 7. Valores de p em funo do dimetro do cabo Para c= 26mm, temos: r= c/2+2= 26/2+2= 15mm a= 3,5 mm p= c+4 p= 30 mm Logo, temos que: Lru= 36,7*30 Lru= 1101 mm Lrt= 39*30 Lrt=1170 mm Ltambor= 2*A+B+2*Lrt= 2*80+500+2*1170 Ltambor= 3 m 3.10.3. Espessura do tambor Material: Ao com c (tenso de compresso) e f (tenso de flexo)= 500 kgf/cmc

hc= 17 mm hf= 12,2 mm

f

Como hc>hf, temos que a espessura do tambor h= 17 mm 3.10.4. Peso do tambortambor tambor

tambor

Logo, Vtambor= 0,079 m = densidade do tambor= 7,8 ton/m Logo, Ptambor= Vtambor* Ptambor= 618,8 kgf 3.11. ngulo dos cabos E= 3*tambor= 3*520 E= 1560 mm Pela Tabela 8 retirada do livro do Ernst, temos que c=160So Paulo - 2 Semestre de 2008

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Tabela 8. Valor de C em funo da carga til tambor/cabo= 520/26= 20 p/cabo= 30/26= 1,15 Pela Tabela 9 retirada do livro do Ernst, temos que t1= 92

Tabela 9. Mxima inclinao do cabo t1adm

1adm= 5,3 1= 2,2 (1

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