Projeto Integrado Guindaste

1. O PROJETO

Através dos estudos realizados em sala e de outros realizados para realização projeto encontramos algumas características necessárias para a execução da função de puxar a corda e levantar a massa em tempos diferentes pré-estabelecidos no percurso de 200 mm, dividindo assim o projeto integrado em 3 partes mecânica, motor e elétrica

Na primeira parte é estabelecido as funções finais ou o resultado das partes futuras, já tratando do movimento necessário para erguer a massa, descrevendo conceitos como a velocidade, aceleração e força; já na segunda parte ou em motor; e por fim na primeira parte descreve o acionamento do motor caracterizado pelos resistores que limitam a corrente que chega ao motor diferenciando assim os tempos com 2 chaves distintas.

1.1. Mecânica

Tendo ciência que será necessário empregar uma força na massa para ergue-la verticalmente está veio ser primeira definição a ser calculada. Pois a partir desta é que o projeto será definido e dada a forma ao motor e ao circuito de acionamento do motor.

1.1.1. Velocidade

Valendo-se da informação que deve-se erguer uma massa a 200 mm a 12 e a 8 segundos foi iniciado a partir da velocidade do motor.

V = Δs / Δt

Onde os valores de Δs em metros é 0,2 -0 e Δt em segundos é 12 – 0 ou 8 – 0, sendo assim a velocidade que o motor que o motor deve possuir para o seu funcionamento ideal é de:

V = 0,01666 m\s e V = 0,025m\s

Sendo que os valor de 0,01666 é valido quando o tempo for de 12 segundos e o de 0,025 quando o tempo for de 8 segundos.

1.1.2. Aceleração

Tendo a velocidade necessária de operação pode ser definida a aceleração do motor dada por:

a = Δv / Δt

Os valor de Δv em m\s é de 0,01666 – 0 quando Δt for em segundos de 12 – 0 e de Δv em m\s é de 0,025 – 0 quando Δt for de 8 – 0 possuindo as respectivas velocidades de:

a = 0,001388333 m\s² e a = 0,003125 m\s²

1.1.3. 2 ª Lei de Newton

A força necessária para erguer a massa de 110 gramas, é uma resultante da força da gravidade puxando a massa para baixo (peso) e a força necessária realizada pelo motor para erguer está massa, definindo inicialmente o peso exercido temos:

P = m . g

P = 0,11 . 9,8

P = 1,078 N

Onde m corresponde a massa do objeto que foi convertida em quilos e g a força gravitacional, onde seu produto é o valor da Força empregada na massa. Após essa definição é necessário calcular a força resultante para mover o objeto.

Em 12 segundos a força necessária será de:

Fr = m .a

Fm –P = m .a

Fm – 1,078 = 0,11. 0,001388333

Fm = 0,11.0,001388333 + 1,078

Fm = 1.078152717 N

Em 8 segundos a força necessária será de:

Fr = m .a

Fm – P = m .a

Fm – 1,078 = 0,11 . 0,003125

Fm = 0,00034375 + 1,078

Fm = 1,07834375 N

Nesta Fm é a força produzida pelo motor, P é o peso da massa, m a massa pôr fim a é a aceleração necessária para erguer o objeto em 8 ou 12 segundos.

1.1.4. Trabalho

O motor deverá executar a função de erguer a carga durante um percurso de no mínimo 0,2m sendo que este deslocamento e feito verticalmente com a força já calculada anteriormente, obtemos o trabalho realizado a partir do conceito de trabalho de uma força. Onde:

w = F.d.cos Θ

w = 1,07834375 . 0,2 . cos 0°

w = 0,21566875 J

1.1.5. Potência

Está é definida atráves do conceito de potência útil desenvolvida onde é o razão do trabalho pelo tempo sendo assim com o trabalho executado no item anterior e o tempo já conhecido definimos a potência que o motor devera possui para erguer o objeto tanto em 8s como nos 12s uma vez que esta segunda velocidade é uma redução do potencial de entrada.

Pw = w/ Δt

Pw = 0,21566875 / 8s

Pw = 0,26958593W ou 269,58593 mW

Em 12 s

Pw = 0,21566875/12

Pw = 0.017972395 W ou 17,972395 mW

1.2. Motor

Inicialmente o motor foi planejado ser construído contudo a corrente que seria necessária para criar um campo eletromagnético capaz de interagir com o campo magnético do imã seria alta, exigindo uma combinação de fontes demasiadamente elevada ou de um gerador de corrente sendo ambas inviáveis uma vez que não é permitido a utilização de fontes de corrente e a utilização de várias fontes de tensão daria uma dimensão maior ao projeto tornando-o desnecessariamente grande, como última hipótese seria a de aumentar o número de rolamentos tentativa na qual executamos sem sucesso.

Após tentativas sem sucesso, remodelamos totalmente a parte que gera o movimento ou o motor ao invés de construí-lo optamos por fazer a utilização de um motor pronto no qual utilizamos o conhecimento obtido nos estudos durante a tentativa de construção, para extrai o máximo possível de informação a respeitos destes.

1.2.1. Teoria sobre motores

Motores elétricos são maquinas bastantes simples e de grande diversidade de implementação desde brinquedos como carrinhos elétricos a outros objetos como batedeiras, liquidificadores e aplicações maiores e de maior potência.

A constituição básica de um motor elétrico é de comutador, escovas, rotor eixo e imã, no motor onde a corrente sai da bateria