Ergonomia - Empilhadeiras I.doc

7/23/2019 Ergonomia - Empilhadeiras I.doc

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO

SUL

ESCOLA DE ENGENHARIA

MESTRADO PROFISSIONAL EM ENGENHARIA

AUTOMOTIVA

Análise Ergonômic! Pne" Elás#ico $In%á&el em Em'il()eirs Mo#ri*es

Ale$n)re +, [email protected]

Cl")i Cris#in Tre&i*n Sl)n([email protected]

Cl")io An)r- S Tre&i*n

[email protected]

."lin(o Al/er#o +ene)e##[email protected]

Hori*on#in 0 RS

Fe&ereiro1 2334

mailto:[email protected]










RESUMO:

A movimentação de materiais realizada com uma empilhadeira é uma

atividade de risco cada vez mais elevado em função do ritmo de trabalho. Aolongo de um ano de trabalho, a maioria dos operadores destes equipamentos

apresenta algum tipo de estresse, contribuindo para a ocorrência de acidentes.

As condições ergonômicas s quais os operadores estão submetidos e!ercem

forte influência sobre esta situação e portanto devem ser alvo de estudos. "

presente trabalho tem como ob#etivo comparar a amplitude das vibrações

transmitidas aos operadores de empilhadeiras motrizes equipadas com pneus

convencionais $pneum%ticos& e com pneus el%sticos operando sob as mesmascondições de modo a avaliar o grau de conforto proporcionado ao operador em

ambas as situações.

" método e!perimental adotado consiste em medir, através de um

analisador de vibrações, a vibração transmitida ao assento do operador na

direção longitudinal dos pés cabeça durante o deslocamento da empilhadeira

em uma tra#et'ria previamente definida.

(alavras)chave* ergonomia, conforto, vibração, an%lise, assento ,operador,frequência, pneu.



1 - INTRODUÇÃO

"s pneus para aplicações industriais se desenvolveram

consideravelmente nos +ltimos anos e a gama de pneus disponveis é muito

e!tensa. A escolha entre um pneu convencional $ pneum%tico & e um s'lido se

d% principalmente pelas condições de operação, incluindo as condições

ergonômicas do operador e a e!posição potencial para o dano da carga.

As tendências de mercado indicam o crescimento do pneu el%stico em

substituição aos pneum%ticos. -stima)se que /0 das empilhadeiras novas

utilizadas no e!terior são equipadas com pneus el%sticos. 1o 2rasil, no

entanto, os el%sticos representam apenas 3/ a 450 do mercado, contra 650

dos pneum%ticos. 7ma das principais barreiras para a utilização deste tipo depneu é o aspecto cultural. "s operadores de empilhadeiras brasileiros alegam

que o pneu el%stico machuca a coluna e d% dores nas costas, devido a sua

rigidez.

" ob#etivo deste trabalho é comparar a amplitude das vibrações

transmitidas aos operadores de empilhadeiras motrizes equipadas com pneus

convencionais $pneum%ticos& e com pneus el%sticos operando sob as mesmas

condições, de modo a avaliar o grau de conforto proporcionado em ambas assituações.



2 - EMBASAMENTO TEÓRICO

4.3 8 -9-:;"< =A >:2?A@" 1" B"?(" C7DA1"

As vibrações são transmitidas ao ser humano, em qualquer meio $%gua,terra, ar&, através das partes do corpo que estão em contato com a fonte,

gerando uma grande variedade de fenômenos de transmissão através do

corpo. -las agem sobre diversos receptores mecEnicos do corpo e provocam

diferentes conseqFências.

-!istem basicamente três tipos de e!posição humana vibração*

$i& >ibrações transmitidas simultaneamente toda superfcie do

corpo ou partes substanciais deleG

$ii& >ibrações transmitidas ao corpo como um todo, através da

superfcie de sustentação, como os pés de um homem em pé, as

n%degas de um homem sentado ou a %rea de apoio de um

homem reclinado.

$iii& >ibrações dirigidas a partes especficas do corpo, como a cabeça

ou membrosG

"s fatores que determinam a resposta humana s vibrações são

comple!os e os dados quantitativos desta resposta quase ine!istentes. A

norma :<"4HI3J6 é utilizada como guia quanto aos limites permissveis de

e!posição do homem vibração. -stes limites foram estabelecidos visando a

preservação do conforto, sa+de e segurança do operador e sua eficiência no

trabalho. <ão denominados Klimites de redução do confortoL, Klimite m%!imo de

e!posiçãoL e Kfadiga limite de redução de proficiênciaL, respectivamente.

A escolha do limite para avaliação depende do tipo de tarefa e!ecutada

e da situação de trabalho que se quer avaliar. "s limites de vibração de

preservação de eficiência no trabalho são os menos rgidos. Mogo a seguir, vêm

os limites m%!imo de e!posição quanto sa+de e segurança, sendo que, os

mais rigorosos, portanto os que aceitam os menores nveis de vibração, são os

limites para o critério de preservação do conforto.

A tabela 3 mostra os limites de vibração para preservação do conforto

conforme norma :<"4HI3.

Limites para Preservação do Conforto Reações esperadas



N 5,I3/ mJs4 1ão desconfort%vel5,I3/ a 5,HI mJs4 (ouco desconfort%vel

5,/ a 3,5 mJs4 Doderadamente desconfort%vel5,6 a 3,H mJs4 =esconfort%vel3,4/ a 3,/ mJs4 Duito desconfort%vel

O 4 mJs4 -!tremamente desconfort%vel

;abela 3 8 ?eações de conforto associadas a amplitude da vibração 8 9onte* :<"4HI3

"s limites de e!posição recomendados são definidos nas direções

longitudinal !, P e z. As direções do sistema coordenado para vibrações

mecEnicas que influenciam os seres humanos são mostrados na fig. 3.

9ig. 3 8<istema de coordenadas de referência para efeitos de vibração no homem

" corpo humano não vibra como uma massa uniforme, com uma

freqFência natural, e!istindo freqFências naturais em diferentes partes do

corpo. " corpo inteiro é mais sensvel na fai!a de Q a 6Cz, especialmente a /

Cz $ ressonEncia na direção vertical, ei!o z &. 1a direção horizontal e lateral, as

ressonEncias ocorrem com freqFências de 3 a 4 Cz.

4.4 8 (1-7< :1=7<;?:A:<

Atualmente, e!iste disponvel uma grande variedade de pneus para

aplicações industriais. A principal diferença entre um e outro est% na maneirade construção que pode ser dividida em quatro categorias* pneum%ticos



$convencionais&, s'lidos el%sticos $superel%sticos&G s'lidosG pneum%ticos com

enchimento em poliuretano.

"s pneus do tipo pneum%ticos são pro#etados com a finalidade de

manter uma almofada de ar entre a empilhadeira e o piso. -les oferecem uma

boa estabilidade e proteção contra furos.

A fig. 4 mostra de forma esquem%tica a seção de um pneu pneum%tico.

9igura 4 8 ?epresentação -squem%tica da seção do pneu do tipo pneum%tico

A fig. I mostra de forma esquem%tica a seção de um pneu el%stico.

9igura I 8 ?epresentação -squem%tica da seção do pneu do tipo el%stico.

$A& 2anda de rodagem.

$2& Bamada de 2orracha super )

el%stica.

$B& ;alão reforçado com lonas de nPlon.



3 - PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS

I.3 8 DR;"=" -S(-?:D-1;AM

" método e!perimental adotado consiste em medir, através de um

analisador de vibrações, a vibração transmitida ao assento do operador na

direção longitudinal dos pés cabeça durante o deslocamento da empilhadeira

em uma tra#et'ria previamente definida.

A fim de padronizar as condições de operação, possibilitando a

comparação entre os valores obtidos, alguns cuidados são necess%rios e devem

ser considerados, tais como*

$i& =efinição prévia da tra#et'ria de modo levando em conta as

caractersticas do pisoG

$ii& >elocidade de deslocamentoG

$iii& Balibragem do pneu convencional conforme especificações do

fabricanteG

$iv& (osicionamento do sensorG

$v& Danutenção da posição durante o tra#etoG

I.4 8 B A?AB;-?T<;:BA< =A -D(:MCA=-:?A

(ara realização das medições foi utilizada uma empilhadeira motriz da

marca CPster, modelo // A da série Bhallenger. -sta m%quina é equipada com

motor UD Q.3/3. " sistema de transmissão é mecEnico, de quatro velocidades

frente e quatro ré com embreagem em banho de 'leo. A direção, totalmente

hidr%ulica, é nas rodas traseiras. " sistema de freios é instalado nas rodas de

tração e acionado hidraulicamente mediante cilindro mestre de simples est%gio.

"s sistemas hidr%ulicos de elevação são alimentados por uma +nica bomba

hidr%ulica com divisor de flu!o integral, que regula o flu!o do sistema de direção.

I.I 8 B A?AB;-?T<;:BA< ="< (1-7<

As tabelas I e Q mostram as caractersticas dos pneus utilizados na

medição*

Dedidas Monas (ressão Bapac .;ração Bapac. direção Boef.-lasticidade

H/5 ! 35 34 335Mbs 35/ Vg55 ! 3/ 34 335Mbs I55Vg



;abela I 8 Baractersticas do pneu pneum%tico

Dedidas Monas (ressão Bapac .;ração Bapac. =ireção Boef.-lasticidade

H/5 ! 35 W 335Mbs W 365Vg55 ! 3/ W 335Mbs IH55Vg W

;abela Q 8 Baractersticas do pneu el%stico

I.I ) D-=:@" =A >:2?A@"

(ara medição das vibrações, utilizou)se o analisador e medidor do tipo

1V355, fabricado por ;-V1:VA" :nd. e Bom. Mtda . " equipamento possui um

acelerômetro com amplificador interno, chamado de 1V45. A alimentação ou

sinal de vibração é de ±/> em =B. " 1V 45 é de aço ino! A<;D I3H possui uma

rosca D)6 para fi!ação da base magnética ou haste. <ua resposta em freqFência

é linear na fai!a de /.5 a 35.555Cz com ressonEncia em 45.555Cz. (ara medir a

vibração em mJs4 foi utilizada a medida em ?D<J:<"

A aquisição dos dados foi realizada via computador. A fig. H mostra a

representação do esquema geral de medição.

9igura Q 8 -squema Ueral de Dedição

(ara medição da amplitude global da vibração, conecta)se o sensor de

vibração 1V45 em umas das sadas, através de um cabo espiral. " sensor deve

ser colocado em contato fsico com a superfcie da m%quina, na posição e no

sentido em que dese#a)se medir a vibração. 1o caso em estudo, o sensor foi



posicionado na direção X, em contato com o banco da empilhadeira, como mostra

a fig. /

9igura / 8 (osicionamento do sensor durante as medições

" con#unto sensor, base e superfcie da m%quina deve estar bem

acomodado, pois em alguns casos a vibração pode provocar ressonEncia no

con#unto, o que induzir% vibrações no sensor, e consequentemente, medidas de

vibrações maiores do que a real.

1o processo de medição foi escolhido uma pista de rolamento revestida

com asfalto de médio atrito, plano e uniforme com e!tensão de / metros.

"s resultados mostrados neste trabalho foram obtidos ap's três repetições

para cada amostra conforme mostrado nos gr%ficos em ane!o ) item Q.

"s valores limites para oscilações verticais para manutenção da

capacidade de desempenho para e!posições de 4/ minuto a 3H horas, conforme

:<"Y356Z.

9igura H ;empo de e!posição do operador a vibração

mJs4 35

/

4 4/min

3 3h

5,/ Qh

5,4 6h5,3 3Hh

5,/ 3 4 Q 6 45 /5 Cz



4 – RESULTADOS OBTIDOS

PNEU ELÁSTICO COM CARGA

Grá!"# $% %&'(!)*$+ $% %"+(+r%,#

5

5,5/

5,3

5,3/

5,4

5,4/

5,I

5 Q .

[ Q

3 Q 3

3 6 6

4 I Q

4 6 3

I 4 6

I . H

Q 4 I

.r+/*01"!% 2345

A " + ( + r % , - #

PNEU ELÁSTICO SEM CARGA

Grá!"# $% %&'(!)*$+ $% %"+(+r%,#

5

5,4

5,Q

5,H

5,6

3

3,4

5 4 /

/ 3

. H

3 5 4

3 4 .

3 / 4

3 . 6

4 5 I

4 4 [

4 / Q

4 . [

I 5 /

I I 5

I / /

I 6 4

Q 5 .

Q I I

.r+/*+1"!% 2345

A " + ( + r % , - # & 6 7 8 2 5



PNEU IN.LÁ9EL COM CARGA

Grá!"# $% %&'(!)*$+ $% %"+(+r%,#

5

5,3

5,4

5,I

5,Q

5,/

5,H

5 3 /

I 5

Q H

H 3

. H

[ 3

3 5 .

3 4 4

3 I .

3 / 4

3 H 6

3 6 I

3 [ 6

4 3 I

4 4 [

4 Q Q

4 / [

.r+/*+1"!% 2345

A " + ( + r % , - # & 6 7 8 2 5

PNEU IN.LÁ9EL SEM CARGA

Grá!"# $% %&'(!)*$+ $% %"+(+r%,#

5

5,3

5,4

5,I

5,Q

5,/

5,H

5

3 H

I I

Q [

H H

6 4

[ 6

3 3 /

3 I 3

3 Q 6

3 H Q

3 6 5

3 [ .

4 3 I

4 I 5

4 Q H

4 H I

.r+/*+1"!% 2345

A " + ( + r % , - # & 6 7 8 2 5



- CONCLUS;ES:

A diferença entre o pneu el%stico e pneum%tico est% no valor do V,

constante de rigidez entre a capacidade de carga do pneu e sua deformação.

Bom este resultado numérico confirmou)se na pr%tica as relações do pneu

el%stico com carga e sem carga. "s gr%ficos acima mostram esta tendência, os

valores, principalmente do pico da vibração são menores quando utilizado o pneu

com carga. -stes picos medidos são provavelmente das falhas$os salavancos& na

pista de rolamento.

(or outro lado, o pneu infl%vel sem carga se caracterizou levemente melhor em relação ao mesmo pneu com carga, conforme os gr%ficos acima. ;ambém, o

pneu infl%vel é percebido pelo operador uma sensação de absorver mais as

vibrações durante deslocamento com carga.

"s resultados obtidos nas condições da pista, desconsiderando os picos,

estão dentro da especificação do fabricante que é de 5,46/mJs4 amplitude de

vibração para o modelo analisado.

-ste tipo de an%lise comparativa dei!a evidente a melhor condição parauso do pneu el%stico nas condições analisadas, tanto com carga como sem carga.

"utros fatores contribuem para uso deste pneu* maior segurança, calibração

constante, não é muito agredido por agentes cortantes, tem vida longa e maior

estabilidade em tr%fego.

A vibração analisada na demonstração gr%fica deve ser melhor analisada,

principalmente, quando a empilhadeira rola sobre superfcies irregulares. -stas

superfcies pela qual a empilhadeira rola, geralmente tem ondulações na pista

provocadas pela deformação ou por não ter uma base consistente ou ainda por

e!cesso de peso do con#unto empilhadeira. ;ambém, pode ser por falhas em

emendas no final desta superfcie.

A norma :<" 4HI3 conforme tabela 3, estabelece os padrões para pro#eto

em pista lisa sem irregularidade $emendas, ondulações, crateras&. "s picos nos

gr%ficos são devido a estes defeitos, que o operador de empilhadeira não pode

controlar, a não ser que desloque)se em velocidade e!tremamente bai!a.



(ara prevenir esta vibração é aconselh%vel, combater a fonte das

vibrações, outra , sempre que for possvel trafegar com a empilhadeira com carga.

\uanto maior o peso, maior é a massa, menor é a vibração.

9azer manutenção regular, principalmente em partes e con#untos que

afrou!am e provocam desbalanceamento. ?eduzir a transmissão da vibração,

com isolação, co!ins para apoio do motor e principalmente na plataforma do

operador. -m ultimo caso, proteger a pessoa, assentos sempre devem estar em

bom estado. R prefervel o uso de assentos com apoio e evitar tempos grandes

de e!posição a vibração..



.

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