Pontos de material estático

Trabalho de Atividade Complementar do curso apresentado à banca examinadora da faculdade de Engenharia de Produção da Anhanguera Educacional, como requisito parcial a obtenção do grau de graduação sob a orientação da professora Felícia.

São Paulo

2013

INTRODUÇÃO

Neste trabalho verificaremos a física do guindaste: 3ª lei de Newton, força e tração, rabalho da fora peso, energia gravitacional, a empregabilidade dos braços mecânicos em um dos mais importantes equipamentos em relação a uma construção, onde é necessário um guindaste para remoção dos materiais, dentre outros também importantes como será demonstrado no decorrer deste.

A finalidade deste trabalho é oferecer uma explanação geral dos componentes que fazem parte deste tipo de mecanismo utilizado nos sistemas de automação.

O principio que norteia este trabalho, está na abrangência teórica, onde se busca simplificar a tornar acessível a todos os leitores, sem com isso perder o teor técnico necessário para tratar o assunto.

Os estudos aqui apresentados, não estão fixados apenas no campo da mecânica ou eletrônica, haja vista que a física se utiliza ambas as ciências para tornar-se prática e possível.

Desta feita, foram estudados os mais diversos componentes que compõe este complexo mecanismo, atualmente imprescindível nas grandes construções.

Nas duas próximas etapas, este trabalho será apresentado em um protótipo de um guindaste com palitos de sorvete, o que facilitará o entendimento sobre o equipamento.

PASSO 1

ETAPA 1 – Aula Tema: Estática dos pontos materiais.

1. O GUINDASTE

Apesar de não existir registros anteriores, o mais provável é que este equipamento foi desenvolvido pelos gregos ou pelos romanos, utilizado para construir as grandes catedrais na Europa.

É um equipamento de elevação, utilizado para movimentar as cargas de materiais pesados. Existe uma grande variedade dessa máquina mas, todos são utilizados para materiais que devem ser remanejados de uma forma suspensa, devido a capacidade humana não ser efeciente para carregar esses materiais. Ele ergue, movimentar e abaixa materiais. A forma dele é de uma torre, com estruturas temporárias fixas no chão, tem alguns que são montados em cima de veículos.

Alguns são controlados por controles e outros por maquinários (operador de cabine).

Guindaste: Comum em grandes obras de engenharia civil, os guindastes torre são fundamentais para o manejo de materiais como, por exemplo, o aço e o concreto. Tendo observado um canteiro de obras, a quem se pergunte: Como máquinas daquele porte chegaram até a obra se não são vistos transitando pela cidade? Como, mesmo erguendo grandes toneladas, elas não tombam? Nesse artigo, veremos como funcionam os Guindastes Torre. Para entendermos seu funcionamento, devemos, inicialmente, saber quais as partes que o compõe. São elas:

* Base: Suporta o guindaste; Fica fixada em uma enorme base de concreto. É impressionante como super-máquinas como essa se mantém estáveis sem haver nenhum cabo de sustentação. O principal elemento que garante essa sustentação é a base, onde grandes chumbadores são embutidos profundamente no concreto. Essas bases medem em torno de 10 m x 10 m x 1,3 m e pesam em torno de 182 mil kg. Outro elemento importante é o contrapeso, que será visto mais a frente

* Mastro: É a unidade que dar altura ao guindaste;

* Lança: Dotada de um carro com roldanas que corre ao longo de seu comprimento, é a parte do guindaste que suporta a carga;

* Braço Horizontal Menor: É a parte responsável pelos contrapesos (feitos de concreto) e que possui o motor e o sistema eletrônico do guindaste;

* Unidade Giratória e Cabina do Operador.

Para os guindastes comuns, a altura máxima sem carga é 80 m; sua altura pode ser maior caso o guindaste seja escorado no prédio à medida que ele sobe ao redor do guindaste; O alcance máximo é de 70 m e a carga máxima de levantamento é cerca de 19,8 toneladas, tendo em torno de 20 toneladas de contrapeso.

É válido lembrar que quanto mais perto a carga estiver do mastro, mais peso o guindaste pode suportar com segurança. Para assegurar que a carga máxima está sendo respeitada, o guindaste utiliza dois limitadores de carga, sendo eles:

* O controle de carga máxima monitora a tração no cabo e não deixa a carga ultrapassar 18 toneladas;

* Um dispositivo controla o momento da carga e não deixa o operador exceder a relação tonelada-metro do guindaste conforme a carga se move na lança.

O maior guindaste torre do mundo é o K – 10.000, produzido pela companhia dinamarquesa Kroll.

Para serem montados, os gigantes chegam ao canteiro de obras em 10 a 12 carretas, variando com o tamanho da estrutura. Utiliza-se um guindaste móvel para montar a lança e o braço menor em um mastro de 12 metros de altura. Após a montagem, são colocados os contrapesos. A partir dessa base formada, o guindaste torre chega a sua altura máxima da seguinte forma:

Ele vai erguendo sua própria estrutura, correspondente a uma seção do mastro por vez. Segue abaixo o procedimento:

1. A equipe responsável pela estrutura ergue um peso na lança e equilibra com o contrapeso;

2. A unidade giratória do topo do mastro é solta da estrutura. Pistões hidráulicos erguem a estrutura giratória 6 m para cima;

3. O operador usa o guindaste para levantar outra seção do mastro de 6 m e colocá-la dentro do vão criado pela estrutura. Depois de aparafusada a seção, o guindaste fica 6 m mais alto.

Os cabos se movimentam através de motores, que podem ser elétricos ou a vapor. Recentemente já estão sendo utilizados guindastes com motores de combustão interna, que permitem combinar a característica dos motores de vapor "torque máximo em velocidade zero" pela adição de um elemento hidráulico, criando com isso um bom controle de torque.

Alguns guindastes mais modernos, tem