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Máquinas de elevação e transporte Prof. Álvaro José de Mauro

Transp & Elev. 01

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Page 1: Transp & Elev. 01

Máquinas de elevação e

transporte

Prof. Álvaro José de Mauro

Page 2: Transp & Elev. 01

Máq. Elv. Transp.

Veículos de Transporte

Meios de Elevação

Transportadores Contínuos

Classificação

Page 3: Transp & Elev. 01

Veículos de Transporte

Veículos para transporte manual (carrinhos,

carros)

Veículos motorizados (carro, trator,

empilhadeira). Elétricos, diesel ou gás.

Classificação

Page 4: Transp & Elev. 01

Máq. Elv. Transp.

Veículos de Transporte

Meios de Elevação

Transportadores Contínuos

Classificação

Page 5: Transp & Elev. 01

Meios de Elevação

Talhas Guinchos Guindastes

Classificação

Page 6: Transp & Elev. 01

Classificação

Meios de Elevação

• Talhas

– Polias

– Talhas helicoidais

– Talhas de engrenagem frontal

– Talhas elétricas

– Carros de ponte para talhas

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Classificação

Meios de Elevação

• Guinchos

– Guinchos de cremalheira

– Macaco de rosca

– Macaco hidráulico

– Guinchos manuais

– Guincho móvel manual

– Guinchos acionados por motor elétrico

Page 8: Transp & Elev. 01

Classificação

Meios de Elevação

• Guindastes

– Guindastes de ponte (pontes rolantes)

– Guindastes móveis de paredes

– Guindastes de cavaletes (pórticos e semi-pórticos)

– Pontes de embarque

– Guindaste de cabo

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Máq. Elv. Transp.

Veículos de Transporte

Meios de Elevação

Transportadores Contínuos

Classificação

Page 10: Transp & Elev. 01

Transportadores Contínuos

Correias Transportadoras.

Transportadores Articulados

Hélices Transportadoras

Transportadores Oscilantes

Mesas de Rolos

Instalações Pneumáticas e Hidráulicas de

Transporte

Classificação

Page 11: Transp & Elev. 01

Classificação

Transportadores Contínuos

• Correias Transportadoras.

• Transportadores Articulados: Esteira Articulada,

Transportador de Canecas, Transportador Circular,

Transportador Raspador e Transportador de Correntes.

• Hélices Transportadoras.

• Transportadores Oscilantes.

• Mesas de Rolos

• Instalações Pneumáticas e Hidráulicas de Transporte.

Page 12: Transp & Elev. 01

Máq. Elv. Transp.

Veículos de Transporte

Meios de Elevação

Transportadores Contínuos

Classificação

Page 13: Transp & Elev. 01

Veículos de transporte

• O acionamento dos veículos de transporte pode

ser manual ou motorizado. A superfície de

translação pode ser feita com ou sem trilhos.

• Os veículos manuais são utilizados para pequenas

distâncias de deslocamento, normalmente em

trajetos de até 50 m. A capacidade de carga

normalmente não ultrapassa uma tonelada.

Page 14: Transp & Elev. 01

Veículos de transporte

• Os veículos motorizados apresentam uma vasta

aplicação no ambiente industrial.

• O acionamento pode ser: gasolina, diesel,

elétrico/bateria, elétrico/rede, ar comprimido e gás.

• Os principais tipos de veículos são: carros de

transferência, tratores e empilhadeiras (mais complexos

que os manuais).

• A utilização destes veículos pode incluir o uso de

dispositivos especiais para a acomodação da carga,

como por exemplo: paletes, conteiners ou caixas.

Page 15: Transp & Elev. 01

Considerações para o projeto de

um veículo

Especificações do veículo para mineração

Aplicação: Carro de Transferência para Panela de Aço

Líquido

Capacidade de Carga

Carga Máxima de 200 Toneladas

Peso do Aço Líquido de 130 Toneladas

Peso da Panela de 70 Toneladas

Peso do Carro Aproximadamente 60 Toneladas

Velocidade de Translação 40 m/min

Alimentação Corrente Alternada, 440 Volts, 60 Hz

Page 16: Transp & Elev. 01

Determinação da Potência de Translação

Resistência ao Movimento

• A resistência ao movimento em marcha se

compõe de resistência ao rolamento Fr ,

resistência à inclinação Fi e para os veículos

motorizados deve ser considerada a resistência

à aceleração Fa.

Page 17: Transp & Elev. 01

Resistência ao Rolamento (Fr)

• O valor de “R” representa a resistência ao

movimento em um trecho horizontal e pode variar

em função das características da roda do veículo e

da superfície de translação. O valor de “R” pode

ser calculado teoricamente em função das

características de projeto de cada equipamento. A

tabela a seguir apresenta os valores de “R” para as

principais aplicações, conhecidos através de dados

práticos e ensaios.

Page 18: Transp & Elev. 01

Resistência ao Rolamento (Fr)

- Roda Maciça de Borracha com Mancais de Rolamento sobre Asfalto R = 0,012 a 0,014

- Roda Pneumática com Mancais de Rolamento sobre Asfalto R = 0,014 a 0,016

- Roda Pneumática com Mancais de Rolamento sobre Paralelepípedo R = 0,020 a 0,025

- Roda de Aço com Mancal de Rolamento sobre Trilho R ≈ 0,006

- Roda de Aço com Mancal de Deslizamento sobre Trilho R ≈ 0,020

Page 19: Transp & Elev. 01

Resistência ao movimento

• Resistência à Inclinação (Fi): Neste caso

devem ser consideradas as forças devido a

influência da aceleração da gravidade no

plano inclinado.

• Resistência à Aceleração (Fa): Este valor é

dividido em duas partes: massas de translação

(Fat) e massas de rotação (Far).

Page 20: Transp & Elev. 01

Seleção da Motorização e Freio

• O cálculo da potência do motor é efetuado

considerando as condições de resistência ao

movimento.

• A potência do Motor para Velocidade Constante

e Trecho Horizontal (Ph): Deve ser calculado na

expressão a seguir:

Page 21: Transp & Elev. 01

Seleção da Motorização e Freio

• Onde:

• Fr = Ft x R (Ft = massa total sobre as rodas de apoio) – [N]

• V = Velocidade de Translação do Veículo – [m/s]

• η = Rendimento da Transmissão Mecânica – (adimensional)

[W]

VFP r

h

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Potência do motor

• Potência do motor para Velocidade Constante com

Inclinação (Pi): Neste caso devem ser consideradas

as forças conforme um plano inclinado. A expressão

para o cálculo é obtida a seguir:

• Onde:

• α = Inclinação da pista, (normalmente deve ser

considerado valor mínimo de 5%)

[W] )()(

Pi

VSenFVCosF tr

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Potência do Motor para a

Aceleração

• Potência do Motor para a Aceleração do Veículo

em Trecho Horizontal: Durante a partida do

veículo é necessário vencer as forças de inércia do

sistema para alcançar a velocidade de translação.

• Nesta fase do funcionamento é necessário acelerar

as massas em translação e rotação.

Page 24: Transp & Elev. 01

Potência do Motor para a

Aceleração

• O cálculo da potência de aceleração pode ser

efetuado da seguinte maneira:

• Massas em Translação: Neste caso aplica-se os

conceitos básicos da mecânica, obtendo-se a

expressão, considerando ta o tempo de aceleração em

segundos e g a aceleração da gravidade em m/s2:

[W] 2

a

tat

tg

VFP

Page 25: Transp & Elev. 01

Potência do Motor para a

Aceleração

• Massas em Rotação: A aceleração das massas em

rotação do motor de acionamento, das engrenagens,

acoplamentos, etc. requer, no raio da roda motriz uma

força perimetral:

[Newtons]

r

a

r

1 ..........

1F

2redTrred2

221

11ar

Tr

nnn

TrTrr

2

Tr

nn

2

Tr

22

2

Tr

11red

ω

ωΘ............

ω

ωΘ

ω

ωΘΘ

Page 26: Transp & Elev. 01

Potência do Motor para a

Aceleração • Onde:

• Far = Resistência a Aceleração das Massas de Rotação – [Newtons]

• Θ = Momento de Inércia do Componente Rotativo – [kgxm2]

• ε = Aceleração Angular – [1/s2]

• ω = Velocidade Angular – [1/s]

• Θred = Momento de Inércia Reduzido para o Eixo da Roda Motriz – [kgxm2]

• εTr = Aceleração Angular da Roda Motriz – [1/s2]

• ωTr = Velocidade Angular da Roda Motriz - [1/s]

• r = Raio da Roda Motriz – [m]

• a = Aceleração – [m/s2]

Page 27: Transp & Elev. 01

Potência do Motor para a

Aceleração • O valor da Potência de Aceleração das Massas de Rotação será:

• Onde:

• Tar = Torque de Aceleração das Massas Rotativas

• O valor do Torque de Aceleração é definido por:

• Considerando o tempo de aceleração ta em segundos e substituindo o valor

da velocidade angular, temos:

[W]

Trarar

TP

m] [N rFT arar

a

Trt

V a e

r

Vω [W]

2

2

a

redar

tr

VP

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Potência do Motor para a Aceleração

• O cálculo da Potência de Aceleração Pa

• A potência mínima requerida para o motor deve ser escolhida com as

seguintes condições:

• (1) Quando Ph > Pa ou Pi > Pa:

• Pm = Ph ou Pm = Pi

• (2) Quando Pa ≥ Ph ou Pa ≥ Pi

• Pm = (Ph + Pa)/(1,7 a 2,0) ou Pm = (Pi + Pa)/(1,7 a 2,0)

[W] x )2,1 1,1(2

a

ta

tg

VFatéP

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Exercício 01

• Calcular o motor do carro de transferência de panela de aço.

Para o dimensionamento considerar os seguintes valores:

• Resistência estacionária ao movimento: 0,025

• Tempo de Aceleração: 4 s

• Rendimento da Transmissão: 0,75

• Superfície Plana.

• Aceleração da Gravidade: g = 10 m/s2

• Peso Total: Ft = 2600000 N

• Velocidade de Translação: 0,667 m/s

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Até a próxima aula