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UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP CAMPUS FLAMBOYANT
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA
ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS
“Elevador de cargas”
INTEGRANTES DO GRUPO
C174700 - ALISSON JOSE RAMOS ORDONES
T206758 - ELSON PEREIRA DE BRITO
B991720 - EDUARDA NUNES BARCELOS
C262II0 - JAIRO AUGUSTO SILVA CASTRO
C280933 - JOAO VICTOR SOUZA ALENCAR
C01IJE0 - LUCIANO NERES AZEVEDO
C21GGG0 - PLINIO RENAN R DE OLIVEIRA
C21JHH5 - TIAGO RAMOS DE MATOS
C082FA4 - VALDEIR CRECIANO FERREIRA
C32FCI1 - VICENTE RAFHAEL SOUSA FREITAS
Goiânia 2017
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA
ALISSON JOSE RAMOS ORDONES
ELSON PEREIRA DE BRITO
EDUARDA NUNES BARCELOS
JAIRO AUGUSTO SILVA CASTRO
JOAO VICTOR SOUZA ALENCAR
LUCIANO NERES AZEVEDO
PLINIO RENAN R DE OLIVEIRA
TIAGO RAMOS DE MATOS
VALDEIR CRECIANO FERREIRA
VICENTE RAFHAEL SOUSA FREITAS
ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS
“Elevador de cargas”
Trabalho de pesquisa e desenvolvimento de protótipo apresentado a Universidade Paulista Campus Flamboyant como exigência parcial para aprovação no 6/7º semestre do Curso de Engenharia Mecânica. Professor Orientador: Thiago Pereira
Goiânia 2017
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA
ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS
“Elevador de cargas”
Trabalho de pesquisa e desenvolvimento de protótipo apresentado a Universidade Paulista Campus Flamboyant como exigência parcial para aprovação no 6/7º semestre do Curso de Engenharia Mecânica. Professor Orientador: Thiago Pereira
Aprovado em //__
BANCA EXAMINADORA
__________________________________
Prof. Thiago Pereira Engenheiro Mecânico - CREA 1016013884D-GO Universidade Paulista Campus Flamboyant
“Duas coisas são infinitas: o universo e a estupidez humana. Mas, em relação ao universo, ainda não tenho certeza absoluta. ”
(Albert Einstein)
ABSTRACT
The following work has the main proposal of the research, the planning and the developing of a freight elevator prototype using eletric powred engines with 12v able to lift and transportare a standard load to predefined positions (floor). This report has the objective introduce the step by step of the construction process by pictures, and also description of the materials, the tools, the sketches and the methods and all the references. All this work, both the prototype and the theoric, its fully according to the rules defined in the notice published by engineering coordenation of University Paulista Campus Flamboyant.
Keywords: Freight elevator, Eletric Engines, 12v.
LISTA DE IMAGENS
SUMÁRIO
- Figura 2.1: Elevador de cargas ---------------------------------------------------------------------
- Figura 2.3: Exemplo de estrutura metálica ------------------------------------------------------
- Figura 3.1: Cálculo estrutural -----------------------------------------------------------------------
- Figura 3.2: Relé ----------------------------------------------------------------------------------------
- Figura 3.3: Exemplo de motores elétricos -------------------------------------------------------
- Figura 3.4: Botoeiras ----------------------------------------------------------------------------------
- Figura 3.5: Diagrama eletromecânico ------------------------------------------------------------
- Figura 3.6: Circuito simulado -----------------------------------------------------------------------
- Figura 4.1: Estrutura 3D em AutoCAD ------------------------------------------------------------
- Figura 4.2: Construção da estrutura metálica ---------------------------------------------------
- Figura 4.3: Estrutura metálica ----------------------------------------------------------------------
- Figura 4.4: Montagem de estrutura ----------------------------------------------------------------
- Figura 4.5: Pintura da estrutura metálica --------------------------------------------------------
- Figura 4.6: Estrutura metálica finalizada ---------------------------------------------------------
- Figura 4.7: Relés com bornes ----------------------------------------------------------------------
- Figura 4.8: Montagem do circuito elétrico --------------------------------------------------------
- Figura 4.9: Painel de controle -----------------------------------------------------------------------
- Figura 4.10: Acoplamento do motor ---------------------------------------------------------------
- Figura 4.11: Montagem do conjunto --------------------------------------------------------------
- Figura 6.1: Integrantes do grupo -------------------------------------------------------------------
- INTRODUÇÃO -----------------------------------------------------------------------------------------
- 1 OBJETIVO --------------------------------------------------------------------------------------------
- 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA -----------------------------------------------------------------
- 2.1 Elevador de cargas -----------------------------------------------------------------------------
- 2.2 Estruturas metálicas ---------------------------------------------------------------------------
- 3 METODOLOGIA ------------------------------------------------------------------------------------
- 3.1 Considerações sobre o projeto -------------------------------------------------------------
- 3.2 Cálculo estrutural -------------------------------------------------------------------------------
- 3.3 Tecnologia empregada ------------------------------------------------------------------------
- 3.3.1 Comandos elétricos ---------------------------------------------------------------------------
- 3.3.2 Relé ------------------------------------------------------------------------------------------------
- 3.3.3 Motor elétrico ------------------------------------------------------------------------------------
- 3.3.4 Botoeira -------------------------------------------------------------------------------------------
- 3.4 Circuito elétrico aplicado ---------------------------------------------------------------------
- 3.4.1 Diagrama eletromecânico --------------------------------------------------------------------
- 3.4.2 Simulação do circuito --------------------------------------------------------------------------
- 4 CONSTRUÇÃO DO ELEVADOR DE CARGAS --------------------------------------------
- 4.1 Materiais e ferramentas utilizadas ---------------------------------------------------------
- 4.2 Etapas da construção -------------------------------------------------------------------------
- 4.2.1 Escolha dos parâmetros e design ----------------------------------------------------------
- 4.2.2 Construção da estrutura metálica ----------------------------------------------------------
- 4.2.3 Montagem do circuito elétrico e painel de controle ------------------------------------
- 4.2.4 Montagem do conjunto ------------------------------------------------------------------------
- 5 CUSTOS DO PROJETO --------------------------------------------------------------------------
- 6 APRESENTAÇÃO DO PROJETO -------------------------------------------------------------
- CONCLUSÃO ------------------------------------------------------------------------------------------
- REFERÊNCIAS ----------------------------------------------------------------------------------------
- ANEXO A – CÁLCULO ESTRUTURAL ---------------------------------------------------------
- ANEXO B – DECLARAÇÃO -----------------------------------------------------------------------
INTRODUÇÃO
Muito usados em fábricas, armazéns, centros comerciais, entre outros locais, os elevadores de carga desempenham uma função muito importante: transportar cargas pesadas de um patamar ao outro. Eles seguem as normas da ABNT NBR NM 267 e NBR 14712 e são divididos em tipos, de acordo com sua capacidade de carga. Na construção civil, esse tipo de equipamento é essencial, principalmente quando pensamos em grandes construções em altura, para o transporte eficiente e rápido de funcionários, equipamentos e material de construção durantes as etapas intermediarias e finais das etapas de projeto. Sem eles, pode-se dizer que a construção civil se tornaria um processo praticamente inviável no que diz respeito a grandes construções. Em resposta a proposta apresentada pela coordenação do curso de engenharia mecânica da Universidade Paulista, campus Flamboyant, fora construído, segundo as normas do edital disponibilizado, o protótipo de um elevador de cargas controlado por comando eletromecânico que fosse capaz de transportar uma carga superior à 100 Newtons seguindo os princípios de funcionamento de um elevador de cargas industrial. De modo a discorrer e apresentar de forma concreta as atividades e objetos de pesquisa já mencionados, além de expor em pauta acadêmica os resultados obtidos com o protótipo desenvolvido, este relatório apresenta de forma simplória um pouco do estudo e da aplicação de vários conceitos ministrados em sala de aula acerca das matérias pertencentes a grade de ensino do curso de engenharia mecânica, as quais podemos mencionar estática das estruturas, elétrica básica, dinâmica dos sólidos, processos de fabricação mecânica e usinagem, metrologia, projeto de elementos de máquinas e teoria das estruturas metálicas.
2.1 Elevador de cargas
Os elevadores de cargas são muito utilizados em fábricas, construções, armazéns, centro comerciais, entre outros locais, e desempenham a função de transportar cargas pesadas de um patamar a outro com rapidez e segurança. Acredita-se que em 1500 a.C, os egípcios já utilizavam rudimentares elevadores para elevar as águas do rio Nilo, através de tração animal e humana. Entretanto, somente em 1852, a história confere ao americano Elisha Graves Otis a invenção um dispositivo de segurança que possibilitou o uso de elevadores como meio de transporte de passageiros e cargas muito mais seguros e populares.
Figura 2.1: Elevador de cargas
Fonte: CONSTRUINDODECOR Disponível em . Na construção civil, o elevador de cargas é essencial, principalmente quando pensamos em grandes construções em altura, para o transporte eficiente e rápido de funcionários, equipamentos e material de construção durantes as etapas intermediarias e finais das etapas de projeto. Sem eles, pode-se dizer que a construção civil se tornaria um processo praticamente inviável no que diz respeito a grandes construções.
2.2 Estruturas metálicas
A estrutura metálica é uma estrutura composta por aço, usada para fabricar suportes internos e para fazer revestimentos exteriores. Elas são formadas por associação de peças metálicas ligadas entre si por meio de solda ou conectores, além de terem seções transversais e comprimentos limitado em função da capacidade dos laminadores e dos transportes disponíveis.
A estrutura metálica ganhou popularidade no início do século 20 e se difundiu mais ainda após a Segunda Guerra Mundial, quando se tornou mais disponível. Essas estruturas metálicas se tornaram amplamente aceitas devido à eficiência de custo, capacitação de design, além da rápida instalação, sendo hoje muito utilizadas na construção de edifícios, pontes, estádios, aeroportos, guindastes e outros. A estrutura metálica fornece várias vantagens sobre outros materiais de construção, tais como madeira. Por ser totalmente composta por aço, à estrutura metálica é um produto “verde”; é estruturalmente sólido e fabricado seguindo especificações e tolerâncias rígidas. Ela também é eficiente em termos energéticos e extremamente resistente a deformação, tração e dobramento, além de possuir fácil instalação.
Figura 2.2: Exemplo de estrutura metálica
Fonte: Soluções Industriais Disponível em: .
estruturas, projetos de elementos de máquinas e teorema das estruturas metálicas. A seguir, confira os resultados obtidos através do cálculo estrutural
Figura 3.1: Cálculo estrutural
Fonte: Acervo pessoal
Todos os cálculos na íntegra se encontram no anexo A deste documento. Além disso, vale ressaltar que os cálculos dispostos em anexo não comtemplam todos os fatores que, em uma aplicação real, devem ser estudados e considerados no intuito de corresponder, com a maior aderência possível, à situação proposta.
3.3 Tecnologia empregada
A partir do cálculo das reações na estrutura metálica do protótipo, o passo seguinte referente ao processo de fabricação do protótipo foi a escolha da tecnologia a ser empregada. De modo a manter conformidade com as normas regulamentadoras apresentadas no edital e a disposição do grupo, acabamos escolhendo o comando elétrico, associado a componentes eletromecânico, como principal mecanismo a ser empregado devido a sua praticidade e extensa aplicação.
3.3.1 Comandos elétricos
Por definição, os comandos elétricos são dispositivos elétricos ou eletrônicos usados para acionar motores elétricos, como também outros equipamentos elétricos, sendo compostos por uma variedade de peças e elementos como relés, botões temporizadores e fusíveis. Permitem um controle sobre o funcionamento das máquinas, evitando, ao mesmo tempo, manejo inadequado pelo usuário e, além disso, dispõe de mecanismos de proteção para a máquina e para o usuário, melhorando o conforto para manejar máquinas e possibilitando também controle remoto das máquinas.
3.3.2 Relé
Os relés são dispositivos comutadores eletromecânicos que são destinados a produzir modificações súbitas e predeterminadas em um ou mais circuitos elétricos, sendo formados por um magneto móvel que se desloca unindo contatos metálicos. Sua função é fazer atuar o seu sistema de manobra e não interromper o circuito principal. Figura 3.2: Relé
_Fonte: Casa dos Relés Disponível em _
Quando ligados a uma instalação, sua função é permitir o funcionamento de outros aparelhos conectados, sejam ao mesmo ou a outro circuito elétrico que estejam ligados ao relé, por conta de uma alteração no equipamento pela passagem da corrente elétrica.
3.3.4 Botoeira
Botoeiras são dispositivos de comando que tem como função estabelecer ou interromper a carga em um circuito de comando a partir de um acionamento manual. Podem variar quanto às cores, formato e proteção do acionador, quantidade e tipos de contatos, e reação ao acionamento. Figura 3.4: Botoeiras
_Fonte: Athos Eletronics Disponível em _
Quanto ao formato e proteção do acionador temos desde as botoeiras tipo soco, que têm o acionador grande na forma de “cogumelo”, sendo de fácil acionamento, destinadas a situações de emergência; até as botoeiras com acionador protegido por tampa, que evitam o acionamento por toque acidental e somente devem ser operadas conscientemente. A variação quanto à reação ao acionamento consiste de dois tipos: as de retenção que trocam a condição do contado normal aberto ou fechado toda vez que são operadas e permanecem na nova posição até o próximo acionamento e as pulsantes, que trocam a condição do contato somente enquanto existir a pressão externa, voltando às condições iniciais assim que cesse a mesma. As botoeiras possuem cores definidas pela norma IEC73 E VDE 0199 de acordo com sua função: Vermelho: parar, desligar ou botão de emergência;
Amarelo: iniciar um retorno, eliminar uma condição perigosa; Verde ou preto: ligar, partida; Azul ou branco: qualquer função diferente das anteriores.
3.4 Circuito elétrico aplicado
De fato, foi necessário adaptar vários dispositivos elétricos e eletrônicos para que fosse possível alcançar a funcionalidade do protótipo, mas foram mantidos todos os princípios fundamentais acerca do emprego de comandos eletromecânicos.
3.4.1 Diagrama eletromecânico
A parte eletromecânica do protótipo do elevador de cargas, ao qual engloba a caixa de comando e o sistema de força, foi constituído basicamente de botoeiras de acionamento (com trava, pulso e fim de curso), relés 12v com 5 pinos, motor elétricos 12v DC e LEDs pilotos. Confira a seguir o diagrama eletromecânico.
Figura 3.5: Diagrama eletromecânico
Fonte: Acervo pessoal
