Resistência Dos Matérias

INTRODUÇÃO

Através dos estudos selecionar três materiais para confecção de vigas para aplicação de pontes rolantes que transportarão cargas de até 45t. Realizar todos os cálculos necessários para o dimensionamento.

PONTE ROLANTE

Ponte rolante é uma máquina de elevação do tipo guindaste de ponte. Os principais equipamentos que fazem parte das máquinas de elevação são os seguintes: guindaste, ponte rolante, elevador e guincho. No Brasil a norma da ABNT que rege o projeto e a construção de máquinas de elevação é a NBR 8400 - Cálculo de Equipamentos para Elevação e Movimentação de Carga - de 1984. Tamasauskas afirma que são necessários os seguintes dados técnicos para o desenvolvimento de um projeto de uma ponte rolante: objetivo do equipamento, classificação dos mecanismos e estruturas conforma a norma NBR 8400, tensão elétrica de alimentação, ambiente de trabalho, sistemas de controle de rotação dos motores elétricos, carga útil, tipo do controle de movimentos, dispositivo de fixação da carga, vão, altura de elevação, velocidades dos movimentos, comprimento do caminho de rolamento, disponibilidade física e dimensional do local de operação do equipamento e intermitência (%) e classe de partida para os motores elétricos, conforme a norma NBR 8400.

Figura 1

Fonte : http://espirito-santo.all.biz/ponte-rolante-dupla-viga-processo-350-g91820

APLICAÇÕES:

- Indústrias: oficinas, caldeirarias, usinagem, ferramentarias, pátios de chapas, etc.

- Usinas térmicas e hidráulicas;

- Estações de abastecimento e tratamento.

PRINCIPAIS PARTES DE UMA PONTE ROLANTE:

- Vigas principais;

- Viga cabeceira;

- Sistema de translação da ponte;

- Alimentação da ponte e carro;

- Carro da ponte;

- Sistema de direção do carro;

- Sistema elevação;

- Conjunto do moitão;

- Para choques da ponte;

- Cabine da ponte;

- Painéis de alimentação, controle e proteção;

- Controles de fim de curso de elevação.

MATERIAIS EMPREGADOS

Concreto

Observação geral: neste item a fábrica deverá estabelecer especificações de qualidade dos materiais a empregar, assim como os procedimentos de controle, objetivando alcançar a resistência e a durabilidade requeridas para o produto, de preferência como parte de um sistema mais abrangente de Garantia da Qualidade.

Aços

Observação geral: os mesmos cuidados relativos ao controle de qualidade deverão ser tomados pela fábrica, como parte de um sistema de Garantia da Qualidade.

• Aço de protensão: cordoalhas de 7 fios/CP-190RB

• Aço comum: barras e fios/CA-50 e telas soldadas

VIGAS

Vigas: fabricadas em moldes metálicos que atende os diversos tipos de projetos, podendo ser armadas e/ou protendidas em perfis “ “ ou retangular.

Vigas–calha: em concreto armado e/ou protendido, são largamente usadas em nosso processo construtivo, para apoio de telhas e direcionamento das águas para os dutos embutidos nos pilares.

Vigas para ponte rolante: são confeccionadas em concreto armado e protendido com perfis “ ” ou retangular, atendendo diversos vãos e sobrecargas de ponte rolante.

NBR 8400:1984

Esta Norma fixa as diretrizes básicas para o cálculo das partes estruturais e componentes mecânicos dos equipamentos de levantamento e movimentação de cargas, independendo do grau de complexidade ou do tipo de serviço do equipamento, determinando:

a) solicitações e combinações de solicitações a serem consideradas;

b) condições de resistência dos diversos componentes do equipamento em relação às solicitações consideradas.

CÁLCULO DAS VIGAS

P= 45T = 450KN = 450000N

I= 8,5M = 85000MM

Mmáx= PXT/4 = 9562,5X 10^5 Nmm

• AÇO ABNT 1040

Definição: Aço é uma liga metálica formada essencialmente por ferro e carbono, com percentagens deste último variando entre 0,008 e 2,11%. Distingue-se do ferro fundido, que também é uma liga de ferro e carbono, mas com teor de carbono entre 2,11% e 6,67%. O carbono é um material muito usado nas ligas de ferro, porém varia com o uso de outros elementos como: magnésio, cromo, vanádio e tungstênio. O carbono e outros elementos químicos agem com o agente de resistência, prevenindo o deslocamento em que um átomo de ferro em uma estrutura cristalina para passa para outro. A diferença fundamental entre ambos é que o aço, pela sua ductibilidade, é facilmente deformável por forja, laminação e extrusão, enquanto que uma peça em ferro fundido é muito frágil. O Aço possui Boa forjabilidade e soldabilidade. e Má usinabilidade.

Aplicação: Aço para haste de amortecedor, alavanca de freio, barra de distribuição, biela, eixo, parafuso de ancoragem, peças forjadas.

adm = 290x10^6/ 4 = 72,5x10^6

adm = Mmáx / w

W = 9562,5x10^6 / 72,5x10^6 = 131,8 mm³

• ALUMINIO 2024

Definição: A 2024 alumínio é uma liga de alumínio em que o utilizado cobre como um elemento principal na liga. Usado em aplicações que requerem resistência rácio / peso e mais elevada tem uma boa resistência à fadiga. Você não pode ser um soldado, e usinabilidade média. Tem baixa resistência á corrosão, por isso é muitas vezes revestido com alumínio ou de Al-1Zn para protegê-lo, mas pode reduzir a resistência á fadiga. Tem uma densidade de 2,78 g / cm ³ a condutividade elétrica de 30% IACS, o módulo de Young de 73 GPa (10,6 msi), e o seu ponto de fusão a 500 graus Celsius. A composição da liga contém entre 4,3 e 4,5 por cento de cobre , 0,5 a 0,5% de manganês , 1,3 a 1,5% de magnésio , menos de 0,5% de silício , zinco , níquel , crómio , chumboe bismuto. As propriedades mecânicas das ligas 2024 dependem basicamente do material endurecido.

Aplicação: Peças de avião; Veículos e máquinas submetidos a al- tas tensões; Peças forjadas que precisam de alta resistência.

adm = 338 x10^6/ 4 = 84,5x10^6

adm = Mmáx / w

W = 9562,5x10^6 / 84,5x10^6= 113,1 mm³

• NÍQUEL

Definição: É um metal de transição de coloração branco-prateada, condutor de eletricidade e calor, dúctil e maleável, porem não pode ser laminado, polido ou forjado facilmente, apresentando certo caráter ferromagnético. É encontrado em diversos minerais, em meteoritos (formando liga metálicacom o ferro) e, em princípio, existe níquel no núcleo da Terra. É resistente a corrosão, e só pode ser utilizado como revestimento poreletrodeposição. O metal e algumas de suas ligas metálicas, como o metal Monel, são utilizados para manejar o flúor e alguns fluoretos porque reage com dificuldade com essas substâncias.

Aplicação: Aproximadamente 65% do níquel consumido é empregado na fabricação de aço inoxidável (austenico ou corrente) e outros 12% em superligas de níquel. O restante 23% é repartido na produção de outras ligas metálicas, baterias recarregáveis, reações de catálise, cunhagens de moedas, revestimentos metálicos e fundição.

adm = 310 x10^6/ 4 = 77,5x10^6

adm = Mmáx / w

W = 9562,5x10^6 / 77,5x10^6= 123,3 mm³

CONCLUSÃO

Com os estudos apresentados podemos concluir como são feitas as pontes rolantes e os cálculos de suas vigas, com os materiais: Aço 1040, Alumínio 2024 e Níquel. Suportando uma carga de 45T.

REFERENCIAS

• http://espirito-santo.all.biz/ponte-rolante-dupla-viga-processo-350-g91820

• http://pt.wikipedia.org/wiki/Ponte_rolante

• http://www.tecnicodepetroleo.ufpr.br/apostilas/engenheiro_do_petroleo/resistencia_de_materiais_I.pdf