RELATÓRIO DE FABRICAÇÃO DE GUINDASTE UTILIZANDO PALITOS DE MADEIRA

Sumário

Introdução        

Objetivo        

Métodos        

Desenvolvimento e Cálculos        

Cálculo da Força Resultante        

Montagem Final        

Referências        

Introdução

   Nas disciplinas de engenharia, na área de projetos, nós alunos nos deparamos com a necessidade de projetar diversos componentes e sistemas mecânicos, a partir dos quais o aluno consolida os conhecimentos adquiridos nas disciplinas. Neste relatório, serão apresentados o projeto e o processo de construção de um guindaste tipo grua utilizando palitos de sorvete em madeira os conhecimentos de equilíbrio, aplicação de forças e cálculos equivalentes adquiridos na disciplina de Estática do curso de engenharia de Produção da Faculdade ETEP de Taubaté.

Objetivo

   Construir um guindaste utilizando palitos de madeira em uma estrutura de treliça que suporte içar pesos com massas especificadas.

Métodos

   Para que o guindaste consiga levantar os pesos especificados será necessário construir a estrutura do guindaste através de treliças.

   Treliças são conjuntos de elementos de construção (barras redondas,

(chatas, cantoneiras, I, U, etc.), interligados entre si, sob forma geométrica triangular, através de pinos, soldas, rebites, parafusos, que visam formar uma estrutura rígida, com a finalidade de resistir a esforços normais. O material utilizado para unir as treliças no caso da construção do guindaste foi à cola específica para madeira. A denominação treliça plana deve-se ao fato de todos os elementos do conjunto pertencerem a um único plano. A sua utilização na prática pode ser observada em pontes, viadutos, coberturas, guindastes, torres, etc.

   Para dimensionar as treliças podemos utilizar dois métodos. O de análise de nó que visa verificar o equilíbrio das treliças determinando as reações de apoio, a identificação do tipo de solicitação em cada barra (Tração e Compressão) e a verificação do equilíbrio de cada nó da treliça.

   O método de seção permite determinar as cargas axiais atuantes nas barras da treliça. Para tal determinação as treliças são secionadas em partes, verificando o equilíbrio em partes para que através da equação de equilíbrio possa avaliar as incógnitas das forças ativas e reativas, repetindo o procedimento até que todas as barras estejam calculadas.

Software Ftool Two-Dimension Frame Analysis Tools

   Para facilitar o desenvolvimento dos cálculos, o grupo encontrou um programa utilizado analisar os esforços atuantes nos nós e nas barras das treliças seccionadas.

   O Ftool Two-Dimension Frame Analysis Tools, é um programa disponível para download na internet desenvolvido pela Universidade PUC - Rio que facilita o desenvolvimento e a interpretação dos cálculos e das análises de esforços que as treliças, pilares, vigas e barras são submetidas. Entre os seus recursos é possível desenhar a treliça seccionada e informar ao programa os esforços estimados em cada nó, suas forças reativas na barra bem como a densidade e material que esta sendo utilizado.

[pic 3]

Figura 1 – Interface Inicial Ftool

Desenvolvimento e Cálculos

   Antes de executarmos as análises dos esforços da treliça é necessário definir algumas informações a respeito dos materiais utilizados. Como dito anteriormente, foram utilizados palitos de madeira e cola específica para madeira na estrutura principal. A seguir lista de materiais utilizados.

• 1300 palitos de sorvete;
• Cola branca Cascorez específica para madeira;
• Base fixa e móvel para fixar o guindaste em MDF;
• Manivela metálica para movimento do gancho;
• Gancho metálico para içar objetos;
• Corda em Nylon 3mm;
• Contrapeso
• Fitas hellerman para auxilio momentâneo de fixação.

   As tesouras foram construídas utilizando ângulos internos de 60° e as ponteiras com ângulo de 30° para possibilitar a fixação da torre na base e do braço do guindaste na torre, fechando assim a estrutura do projeto. Estes ângulos são convencionais utilizados em treliças, pois geram triângulos eqüiláteros que permitem que os cálculos dos nós sejam iguais em todos os pontos variando apenas o sentido e atuação da força. As tesouras fora dimensionadas com 115mm de base e 113mm de altura.

[pic 4]

Figura 2 – Construção das tesouras

   Os palitos de sorvete utilizados tem dimensão aproximadamente de 115x8,4x2,0mm e resistência mecânica conforme abaixo.

Dados Palito de Sorvete (115x8,4x2mm)
Tração	90 kgf ou 882,9N
Compressão	4,9 kgf ou 48,07N
Módulo de Elasticidade Longitudinal	7350 MPa

Tabela 1 – Resistência Mecânica dos Palitos de Sorvete

[pic 5]   Após coleta de dados sobre o material utilizado, é necessário desenhar a treliça seccionada no programa para a avaliação dos esforços conforme abaixo.