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FACULDADE DE TECNOLOGIA ENSITEC NOME DOS AUTORES ALEXANDRE ANTONIO RADWANSKI GUILHERME SEROA DA MOTTA RAFAEL RAONI DE BARROS RODRIGO STYGAR KLEVERSON GEYSON DA SILVA SISTEMA DE ELEVAÇÃO TALHA ELETRICA CURITIBA 2011

tcc talha eletrica

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FACULDADE DE TECNOLOGIA ENSITEC NOME DOS AUTORES ALEXANDRE ANTONIO RADWANSKI GUILHERME SEROA DA MOTTA RAFAEL RAONI DE BARROS RODRIGO STYGAR KLEVERSON GEYSON DA SILVA

SISTEMA DE ELEVAO TALHA ELETRICA

CURITIBA 2011

ALEXANDRE ANTONIO RADWANSKI GUILHERME SEROA DA MOTTA RAFAEL RAONI DE BARROS RODRIGO STYGAR KLEVERSON GEYSON DA SILVA

Sistema de elevao Talha eltrica

Trabalho de Concluso de Curso apresentado como requisito parcial obteno do grau de Tecnlogo em Mecnica Industrial no curso de Tecnologia em Mecnica Industrial da Faculdade de Tecnologia Ensitec. Orientador: Prof Chiesorin Uhlmann Wagner Frederico

CURITIBA 2011

TERMO DE APROVAO

ALEXANDRE ANTONIO RADWANSKI GUILHERME SEROA DA MOTTA RAFAEL RAONI DE BARROS RODRIGO STYGAR KLEVERSON GEYSON DA SILVA

SISTEMA DE ELEVAO - TALHA ELTRICA

Trabalho de Concluso de Curso aprovado como requisito parcial obteno do grau de Tecnlogo em Mecanica Industrial no curso de Tecnologia em Mecanica Industrial da Faculdade de Tecnologia Ensitec, pelos seguintes examinadores.

Orientadores:

Prof. Prof Wagner Frederico Chiesorin Uhlmann Curso Tcnico em Mecnica, ENSITEC

Prof. Carlos de Oliveira Curso Tcnico em Mecnica, ENSITEC

Prof. Flavio Adalberto Poloni Rizzato Msc Eng Eletronico ; Curso Tcnico em Mecnica, ENSITEC

Curitiba, 30 de junho de 2011

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Aos nossos Pais e amigos que contriburam de alguma forma com o sucesso de nosso projeto.

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AGRADECIMENTOS

Primeiramente, agradecemos a Deus pelo dom que nos deu. Faculdade de Tecnologia Ensitec por disponibilizar os laboratrios e equipamentos torno, freza e solda, que contriburam na atividade de pesquisa no desenvolvimento de nosso projeto Ao Professor Wagner Frederico Chiesorin Uhlmann, pela orientao e apoio nos momentos decisivos do projeto , ao Professor Rubens Alberto dos Reis, Msc pela orientao na parte eltrica , Prof. Carlos de Oliveira, pela orientao na parte de fabricao; Ao Professor Flavio Adalberto Poloni Rizzato Msc que nos ajudou em um dos momentos decisivo do projeto. Agradecemos empresa LBC Serralheria, pelo emprstimo dos componentes utilizados para construo do prottipo Sistema de Elevao. Finalmente, pelos momentos de discusso entre os participantes da equipe com os demais alunos da Faculdade Ensitec, que possibilitaram o desenvolvimento do trabalho em equipe e apontaram os pontos fortes e deficincias do projeto.

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Resumo O projeto um pequeno prottipo de um sistema de elevao, que ser acionado com comandos eletrnicos. Em relao parte mecnica, ter movimentao atravs de motores, fusos e guias. A movimentao do sistema de elevao consiste em trs movimentos, so eles: movimentos em x (direita e esquerda), y (para frente e para trs) e z(para cima e para baixo). Prottipo para cargas leves de at 50 kg conforme o dimensionamento realizado. O principal problema encontrado nesse sistema de elevao foi achar uma soluo pra estrutura suportar o levantamento de cargas sem se romper. Uma das hipteses e a soluo que encontramos foi a de usar um sistema com motor atravs de cabo de ao e que tenha um sistema de segurana para evitar quedas nas elevaes. A metodologia empregada foi fazer uma pesquisa qualitativa, que consiste em entender um fenmeno especfico em profundidade, ao invs de estatsticas, regras e outras generalizaes, a pesquisa qualitativa trabalha com descries, comparaes e interpretaes. Com a realizao do projeto, foi colocado em pratica o que foi aprendido durante o perodo de curso. Para a realizao do projeto, foi designado as tarefas para cada integrante da equipe. No processo de fabricao do sistema de elevao foram utilizados: 3 motores motor redutores tipo CEP da marca BOSCH; 2 fusos; 4 guias; 8 roldanas; 1 bateria; aproximadamente 8 metros de cabo para a ligao eletrnica; 4 mancais ;4 rolamentos; 1 caixa de distribuio eletrnica. O sistema atingiu as expectativa tanto de baixo custo quanto os dimensionamentos calculados.

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LISTAS DE SIGLAS

ABNT- Associao Brasileira de Normas Tcnicas NBR- Associao Brasileira de Normas Tcnicas ASME - O padro para os componentes para reteno de presso PLM - Prtico ligeiro motorizado DIN - Deutsches Institut fr Normung (Instituto Alemo para Normatizao) SAE - Society of Automotive Engineers EUA (Sociedade De Engenheiros Automotivos)

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LISTAS DE SMBOLOS NF Normalmente fechado NA Normalmente aberto A Ampare OHM Medida da resistncia eltrica VCC - Tenso positiva Nm Newton metro W Watts RPM Rotao por minuto V Volts CW - Horrio CCW - Anti-horrio DC - Corrente Continua AC Corrente alternada Mig - Metal Inert Gas Mag - Metal Active Gs] - Tenso de escoamento Cs Coeficiente de segurana Kgf -Kilograma fora W Modulo de resistncia j - Momento de inrcia -Momento fletor

Fr Fora resultante Mpa - Mega Pascal

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Sumario 1Introduo.......................................................................................................... - 11 1.1 Objetivos........................................................................................................ - 11 1.2 Aplicaes........................................................................................................ - 11 1.3 Definio.......................................................................................................... - 12 1.4 Definio de talha no sistema de elevao.................................................... - 12 2 Sistemas de elevao ...................................................................................... - 13 2.1.Guindastes de rotao total............................................................................. - 13 2.2 Prtico ligeiro motorizado (PLM) ................................................................... - 13 3 Apresentao das solues Tcnicas........................................................... - 14 3.1 Estrutura.......................................................................................................... - 14 3.2 Guias de movimentao.................................................................................. -14 3.3 Definio do carro Y....................................................................................... - 14 3.4 Sistema de Elevao...................................................................................... - 15 3.5 Rolamentos Soldados ....... ............................................................................. - 15 3.6 Definio do Esquema Eletrnico ................................................................... - 16 3.7 Solues de segurana .................................................................................. - 16 4 Descrio do equipamento ............................................................................. - 16 5 Materiais............................................................................................................ - 17 6 Dimenses......................................................................................................... - 17 6.1 Estrutura......................................................................................................... - 17 6.2 Estrutura carro para movimento.................................................................... - 17

6.3 Fusos............................................................................................................... - 178

6.4 Rolamentos e mancais................................................................................... - 18 6.5 Guias de movimentao ................................................................................. - 18 6.6 Roldanas ......................................................................................................... - 19 6.7 Motores (movimentao no eixo X e Y)........................................................... - 19 6.7.1 Moto redutor Tipo Cep................................................................................. - 20 6.7.2 Especificao dos motores......................................................................... - 20 6.8 Quanto ao cabo de ao.................................................................................... - 21 6.9 Quanto ao gancho......................................................................................... - 21

7 Funcionamento................................................................................................. - 21 7 .1 Ligao da placa de Ponte H......................................................................... - 22 7.2 Ponte H............................................................................................................ - 23 7.2.1 Funcionamento............................................................................................. - 23 7.2.2 Rels............................................................................................................. - 25 7.2.3 Circuito........................................................................................................ - 26 8 Manuteno....................................................................................................... - 27 8.1 Mancais e rolamentos nos carrinhos X e Y..................................................... - 27 8.2 Guias dos carrinhos X e Y............................................................................... - 27 8.3 Fusos............................................................................................................... - 27 8.4 Cabo de Ao.................................................................................................... - 27 9 Descrio da fabricao .................................................................................. - 28 9.1 Soldagem ........................................................................................................ - 28 9.1.1Soldagem mig/mag........................................................................................ - 28

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9.1.2 Analise.......................................................................................................... - 29 9.2 Roldanas.......................................................................................................... - 29 9.2.1 Processo de usinagem ................................................................................ - 30 9.2.2 Torno............................................................................................................. - 30 9.2.3 Furao ........................................................................................................ - 31 10 Folhas de processo esto em anexo ........................................................... - 31 11 Dimensionamento........................................................................................... - 31 11.1 Clculos de reao de apoio nos pontos de sustentao da Estrutura......... - 31 11.2 - Clculos dos dimensionamentos de fusos................................................. - 31 11.3 - Clculo para flexo na estrutura.................................................................. - 32 11.4 - Clculo do torque no motor......................................................................... - 32 11.5 - Clculo de compresso nos ps.................................................................. - 32 11.6 - Clculo para estrutura do projeto................................................................ - 33 11.7 - Clculo das foras....................................................................................... - 33 11.8 - Clculo momento fletor nas roldanas.......................................................... - 33 11.9 - Dimensionamento da solda de topo na estrutura da talha.......................... - 33 11.10 Dimensionamento do parafuso (solicitao transversal).......................... - 33 11.11 - Dimensionamento do cabo de ao............................................................ - 33 12 Concluso............................................................................................. .......... - 34 13Biografia.......................................................................................................... - 35 14 Anexos .......................................................................................................... -38

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1 Introduo

1.1 - Objetivo:

Projeto para movimentao e elevao de cargas leves, que pode ser remodelado para cargas pesadas. Para a elaborao do sistema utilizou-se os conhecimentos, (de desenho, mecnica tcnica, fabricao, metrologia, elemento de maquina, solidworks etc..). Inicialmente discutiu-se o sistema de talha que faz o transporte de cargas em portos. O professor Carlos de Oliveira observou um sistema de talha com rodas que caminha por sobre os contineres. A talha em questo ter os ps fixos sendo que a movimentao da carga ser realizada pelo conjunto da mesa de coordenadas. O funcionamento do sistema de elevao acontecer pelo uso de fusos, controle eletrnico e motores eltricos, esses vo movimentar a carga nas direes x e y. Um terceiro conjunto, cabo de ao mais motor movimentar a carga na direo z vertical. A talha servir para transportar cargas de no mximo 50 quilos com um cabo de ao de aproximadamente 2 metros.

1.2 - Aplicaes: As talhas so aplicadas em vrios segmentos em indstrias em portos, porem essas talhas suportam grandes cargas, pontes rolantes que tem o mesmo principio do sistema de elevao. Em portos elas so usadas nos navios para transporte de grandes cargas (Figura 1) Na indstria as talhas so usadas para transportar cargas leves e pesadas (Figura 2). A talha ser para movimentao de pequenas cargas. Vai ser usado para retirar objetos de bueiro, poos ou lugar de difcil acesso, por ser uma talha de pequeno porte poder ser levado para qualquer lugar. Ou ainda para fins didticos, sendo um exemplo pratico das aplicaes aprendidas durante o perodo letivo de um curso tcnico em mecnica industrial.

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Aqui alguns exemplos de talhas com suas aplicaes :

Figura 1: Pontes rolantes em portos.

Figura 2: Pontes rolantes na indstria com controle eltricos.

1.3 - Definio: Existem vrios tipos de dispositivos para elevao de cargas como elevadores, pontes rolantes guindastes, talhas eltricas e manuais. So dispositivos que podem elevar cargas de quaisquer tipos, peso,conforme suas especificaes. No dicionrio elevao corresponde em sua acepo primeira ao ato ou efeito de elevar ou de levantar algo ou a si mesmo. A carga: 1 Tudo que ou pode ser transportado por homem, animal, carro, navio, trem etc. 2 Ato de carregar; carregamento, carregao. 3 Fardo, peso. 4 Poro, grande quantidade. 1.4 - Definio de talhas no sistema de elevao: Talhas em sistema de elevao ser uma mquina transportadora utilizada, em meio industrial, no iamento e locomoo de cargas de um local para o outro. Conta com trs movimentos independentes ou simultneos (longitudinal transversal e vertical). Sendo longitudinal e transversal com movimentao atravs de fusos e motores e vertical por meio de cabos de ao e gancho. tamanhos e

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2 - Sistemas de elevao:

2.1 - Guindastes de rotao total:

Foi especialmente concebido para ser utilizado no interior de edifcios em que a presena de obstculos impea a rotao de um brao rgido. O brao articulado composto por dois semibraos, que podem rodar de forma independente, mas coordenada; articulao do tipo pantgrafo, que permite que o guindaste abranja uma zona de quase 360 volta da coluna. concebido e fornecido em duas formas de construo - de coluna e de consola - e inclui 86 modelos com cargas de 125 ou 500 Kg de capacidade. Os braos componveis so de 3 a 7 m.

2.2 -Prtico ligeiro motorizado (PLM) O prtico ligeiro motorizado (PLM): dispositivo preparado para elevar uma carga e transport-la sem esforo at ao lugar de destino, graas ao de motores nos dois lados do prtico, e sob o controlo de um s operador.

Consiste num prtico de movimento livre sobre o cho (sem carris), geralmente equipado com um cadernal.

Tambm possvel a configurao de impulso manual , com uma grande flexibilidade de movimentos, dado que se pode mover em qualquer direo, graas suas rodas orientveis, mas que exige dois operadores para a sua deslocao.13

partida, tambm so possveis variantes mais clssicas, como os modelos sobre carris ou fixos ao solo. A gama abrange cargas de 250Kg a 5.000Kg, com distncia entre suportes de 2 a 8 metros, e uma altura mxima sob viga de 5m, nos modelos standard, e noutras medidas a pedido.

3 - Apresentao das solues Tcnicas:

3.1 - Estrutura: Sendo a estrutura de pequeno porte, ou seja, no far grandes movimentaes, no projeto original. No foi definido por onde se retiraria a carga elevada. Porem nas buscas de solues foi removido um tubo da estrutura que serviria para manter a estrutura no esquadro, porem esta modificao no interfere em nada no dispositivo.

3.2 - Guias de movimentao: Conforme o projeto inicial seria adicionado a cada guia uma aba em cada extremidade, para fixao da mesma na estrutura. No entanto desta maneira o meio da estrutura ficaria solto em relao a estrutura, podendo assim gerar esforos desperdiados. Ento buscando meios de solues, a mais vivel seria fazer 4 furos com rosca M 6 nas guias para fixar a estrutura e 4 furos de dimetros 6 [mm] na parte de baixo da estrutura para esconder o parafuso dentro do tubo um furo de 11[mm]

3.3 - Definio do carro Y: O carro de movimento tem tubo quadrados 25x25 mm, deixando a estrutura mais leve , as guias utilizadas para os movimentos sero da mesma especificidade e de igual teor para ambos os movimentos x e y.

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3.4 - Sistema de Elevao: No se sabia como faria o sistema de elevao, pois existe muitas possibilidades, As talhas que foram pesquisadas no mercado so de custo muito elevado, fora dos fins de um prottipo acadmico, a soluo mais vivel e mais barata era montar uma sistema prprio de elevao. O sistema de elevao foi feito em uma chapa de ao de 3 mm de espessura e 220 x 130 mm na mesma contem um rasgo com as dimenses do carretel por onde o cabo de ao passara, alem de contar com furos ajustveis para os suportes dos mancais, contem dois mancais acoplados , para apoiar um eixocarretel aonde ser enrolado o cabo de ao, e na parte inferior foram adicionados atravs de solda dois eixos com 17mm de dimetro para acoplar as roldanas.

3.5 - Rolamentos Soldados : Um dos problemas encontrados foi os dois mancais no carro Y um dos mancais encostava no fuso impossibilitando seu movimento, a forma mais adequada que foi encontrada foi soldar os rolamentos em duas chapas de ao e tambm feito um oblongo possibilitando possveis ajustes evitando que o rolamento encoste no fuso assim conforme figura abaixo:

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3.6 - Definio do Esquema Eletronico : No esquema eltrico anterior teria 3 chaves seletoras de duas posies ,6 Contatores de 12 vcc com contatos de fora para 5 A e 1 contato auxiliar NA + NF, 1 boto de contato 1NF, para o boto de emergncia, 1 fusvel de 2 A, 6 fusveis de 10 A para caixa de fora, uma chave liga desliga, 1 lmpada 12 v e 3 w, 6 leds vermelhos e 6 resistores de 560 OHM. A ligao ter 10 metros de fio eltrico de 1mm.Em conversa com o Professor Flavio, foi dado uma sugesto, que seria de um sistema eletrnico que teria um custo baixo e mais simples composto de Ponte H ;Conector Sindal 12 Bornes 10mm; Chaves direcional e 3 posies auto-centrante;Chave liga desliga 15 A 3.7 - Solues de segurana: Arredondamento das pontas vivas, para evitar o risco de acidentes por corte ponte agudo nas mos durante o manuseio do sistema de elevao.

4- Descrio do equipamento: Sistema de elevao de pequeno porte que poder ser transportada para qualquer tipo de terreno. Construda em uma estrutura de ao 1020 fornece uma resistncia mecnica compatvel com o funcionamento do sistema nas coordenadas X Y movendo- as nos sentidos longitudinal, no sentindo X perpendicular ao sentido Y por meio de fusos trapezoidal. A estrutura de movimentao conta com roldanas de nylon que movimentaram os carros nas coordenadas. Ser de fcil manejo, pois conta com controle eletrnico atravs de chaves seletoras que se aplicam da seguinte forma: Pra frente e para traz no sentido x, esquerda e direita no sentido y, e para cima e para baixo no sentido Z. .Ter como fonte de energia uma bateria de 45 Ampares A talha esta localizada no carro para movimentao Y com uma cabo de ao e um gancho que pode elevar ou suspender uma carga de 50 kgf. . Esse conjunto pode ser usado para busca de objetos que estejam em algum local profundo de difcil acesso.

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5 - Materiais:

Ao 1045 para os fusos Ao 1020 para a estrutura Nylon para as roldanas

6 - Dimenses :

6.1 - Estrutura: Conforme os clculos realizados para o dimensionamento em cima de uma pr-estrutura, que foi fornecida pelo patrocinador com as seguintes dimenses:

Tubo retangular 40x60(mm) com espessura de 1.5mm. Material ao 1020. Dimenses conforme pr estrutura: 1000mm de altura,1000mm de largura e 1000 de comprimento.

6.2 - Estrutura carro para movimento: Movimentar na estrutura fixa, ser utilizado cantoneiras 30X30 de espessura de 2mm ,com material de ao 1020, esta estrutura ser adicionada o sistema de elevao de carga. Tubo quadrados nas dimenses 25x25 de 1,2 mm. Comprimento 900mm . Altura: 200 x 200 mm. 6.3 - Fusos: Foi utilizados dois fusos, ambos esto dimensionados para suportar os mesmos esforos, usando uma boa margem de coeficiente de segurana dimensionamento total para carga de 100Kg. Especificaes: conforme o dimensionamento ficou constatado que o fuso ideal para suportar os esforos ser:17

Dimetro externo de 18mm. O passo da rosca ser de 4mm. Material ao 1045. Com rosca trapezoidal. Porca para rosca trapezoidal de dimetro interno de 18mm foi fixada nos dois carros X e Y.

6.4 - Rolamentos e mancais: Foi utilizado unidade de rolamentos tipo base conforme os

dimensionamentos dos fusos e da carga aplicada sobre os rolamentos; Conforme tabela (em anexo) de unidades de rolamentos tipo base perante os dimensionamentos o mais correto :

Que tem o dimetro interno de 12mm. Resistente uma carga esttica de 1300Kgf. Resistente uma carga em movimento 670Kgf. Especificao do rolamento em que fica o eixocarretel para elevao Dimetro interno (d) 17 mm Dimetro externo (D) 40 mm.

6.5 - Guias de movimentao: So quatro guias que ficaro apoiadas em cima da estrutura. Foram feitos 4 furos com rosca M6 nas guias para fixar na estrutura e na estrutura 4 furos dimetros 6 [mm] e na parte de baixo da estrutura para esconder o parafuso dentro do tubo um furo de 11[mm]18

Tubo redondo x 1,5 mm por de ao 1020 onde deslizara as roldanas. Conforme dimensionamento ideal para a utilizao, uma vez que ficar apoiada em cima da estrutura.

6.6- Roldanas: Largura 35 mm Dimetro externo 52,25mm Altura do canal 39,08 mm Tamanho do canal 19 mm Raio do canal 9,5mm Dimensionamentos; que cada roldana ter que suportar 150 kg. O perfil do tipo U

6.7 - Motores (movimentao no eixos X e Y) Conforme os dimensionamentos o motor ideal atendera satisfatoriamente as necessidades do projeto. Os motores sero acoplados diretamente nos fusos, e tero suportes na estrutura para suport-los. Ser utilizado moto redutores tipo CEP da marca Bosch. Sero alimentados por uma bateria de 45 Ampares e 12 volts.

Nota Analisando os principais tipos de motores para o projeto mecnico sistema de elevao talha eletrica, levando em considerao a parte de custo beneficio ficou determinado que o modelo utilizado ser o moto redutor tipo CEP, pois seu custo baixo e atende totalmente atravs dos dimensionamentos os esforos solicitados.

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6.7.1 - Moto redutor Tipo CEP: Quando necessrio alto torque reduzido, os moto redutores tipo CEP representam o que h de melhor atualmente,So aparelhos versteis com vrias opes de torque,rotao,tenso e consumo,que possibilitam inmeras aplicaes em mquinas e equipamentos cujo os movimentos exijam um motor robusto com grande durabilidade. O seu sistema redutor composto de engrenagem de polioximetileno (Delrin1000) injetado diretamente no eixo,que faz com que o motor posa suportar trabalho continuo com baixo ndice de rudos. Alguns modelos so dotado de sistema de parada automtica que, aps desenergizado o motor,faz com que rota do seu eixo pare sempre na mesma posio,alem disso ,tambm podem ser monitorados por sistemas eletrnicos para funcionamento intermitente, podendo tambm funcionar com sentido de rotao anti-horrio Aplicaes j desenvolvidas: Camas hospitalares Cadeiras e mesas oftalmolgicas Painis de propaganda rotativos Mquinas para fabricao de velas Esteiras rolantes Mquinas de embalagens Mquinas grficas

6.7.2 - Especificao dos motores Para a movimentao nos eixos X, Y e Z, atravs dos dimensionamentos foi estipulado que sero utilizados 3 moto redutores tipo CEP da marca Bosch (pra-brisa) com as seguintes especificaes tcnicas : Numero do tipo 9390453042(conforme catalogo bosch) Tenso 12 (vcc)20

Consumo de 7 (A) Potncia mxima 84 (w) Torque mximo 25 Nm Velocidades 1 Rotao 96 (RPM) Sentido de giro CW / CCW CW HORARIO CCW ANTIHORARIO Em anexo a descrio completa do moto redutor

6.8 - Quanto ao cabo de ao: Os movimentos so para cima e para baixo So acionando atravs de moto redutor Fixao de carga em grampo (elevao ) Cabo para 604 kgf com Classe 6x7 AF / AFA Nmero de grampos por emenda = 2 Grampo 3/16 Espessura do tambor 4mm Comprimento do cabo 3 metros. 3,18mm ou 1/ 8 polegadas

6.9 - Quanto ao gancho: Especificao:1/4 Olhal:13mm Capacidade:800kg

7- Funcionamento: O sistema de elevao funciona por meio de um painel eletrnico. Com 3 chaves direcional e 3 posies auto-centrante. Que quando acionados faro os movimentos para frente e para traz no eixo X , esquerda, direita no eixo Y e para baixo e para frente na talha (sistema de elevao). O projeto tem um21

sistema de PONTE H construda com reles, tem uma bobina (NF) normalmente fechada, esta bobina ser energizado conforme o acionamento dando o

sentido de giro do motor contar ainda com Conector Sindal 8 Bornes 10mm. Para ligar o painel usado um boto liga desliga de 15 Ampare. A fonte de energia ser uma bateria de 12 v 45 A.

7.1 Ligao da placa de Ponte H A ligao da placa dever ser feita do seguinte modo:

Fio Verde Rocho Amarelo Laranja

Ligao Chave de direo do motor 1 Chave de direo do motor 2 Chave de direo do motor 3 Motor 1, 2 e 3

Vermelho Positivo (+) da alimentao Preto Negativo da Alimentao

Obs: Os fios verde, rocho e amarelo ligados ao Positivo (mesmo barramento do fio vermelho) deve ser ligado em comum na chave de direo)

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7.2 - Ponte HIntroduo O circuito utilizado, apesar de simples, muito utilizado em automao. Trata-se de uma Ponte H. Este circuito utilizado para controlar a direo de rotao de um motor DC (Corrente Continua), tal como controlar um motor com reduo. O circuito Ponte"H" utilizado ser utilizado para controlar o sentido de rotao dos motores utilizados no projeto (horrio e anti-horrio).

7.2.1 - Funcionamento Ao ligar um motor DC uma bateria, observa-se que ele gira numa velocidade constante e numa nica direo. Portanto, pode-se alterar o sentido de rotao desse motor, basta efetuar a inverso em seus terminais em relao aos terminais da bateria. Para que no seja necessrio fazer essa operao manualmente, pode-se utilizar um circuito conhecido como Ponte H. Uma Ponte H pode ser confeccionado utilizando chaves simples, rels ou transistores. Uma ponte H bsica composta por 4 chaves mecnicas ou eletrnicas posicionadas formando a letra H, sendo que cada uma localiza-se num extremo e o motor posicionado no meio.

Figura 1 Representao de uma Ponte H23

Assim, para o funcionamento do motor, basta acionar um par de chaves diagonalmente opostas, o que faz com que a corrente flua do plo positivo para o negativo atravessando o motor e fazendo-o girar. Para inverter a rotao, desligamos essas chaves e acionamos o outro par de chaves, o que faz com que a corrente siga na direo oposta e, consequentemente, o sentido da rotao do motor ser alterada.

Figura 2 Funcionamento da Ponte H Um cuidado especial deve ser tomado: no acionar as chaves de um mesmo lado do H simultaneamente. Isso provoca um fluxo de corrente direto do plo positivo para o negativo, causando um curto-circuito, o que seria fatal fatal para a fonte de alimentao e para os componentes eletrnicos envolvidos no circuito. Como j dito antes, em circuitos de Ponte H, podero ser utilizados vrios tipos de chaves, porm os mais utilizados em eletrnica so: transistores, rels, chaves bipolares, entre outros. Desta forma, sero utilizados rels como elementos chave, por ter um funcionamento que se adapte melhor ao circuito proposto.

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7.2.2 - Rels Os rels so chaves eletromagnticas usadas para o acionamento de cargas de alta tenso e/ou alta corrente a partir de um circuito de baixa tenso, conforme as caractersticas do rel usado.

Figura 3 - Modelos de Rels O rel tem sua construo baseada num contato metlico que se abre ou fecha sob a influncia de campo eletromagntico induzido numa bobina em seu interior. Assim, quando os contatos da bobina do rel so percorridos por uma corrente eltrica ele atrai o contato metlico e abre ou fecha o contato, conforme o modelo de rel utilizado. Os rels que ligam circuitos quando percorridos por corrente eltrica so chamados de NA ou normalmente abertos, enquanto que os desligam circuitos quando percorridos por corrente so denominados NF ou normalmente fechados. H ainda aqueles que alternam entre um e outro contato de modo que um fique ligado enquanto o outro est desligado, e vice-versa e por isso so chamados de comutadores. O rel pode ser acionado com controles que fornecem baixa corrente, ao contrrio de outras mquinas industriais, que consomem dezenas de ampres de corrente e que so controlados por dispositivos eletrnicos simples ou por computadores que no suportam elevada corrente. Desse modo, com apenas um circuito bem simples pode-se controlar mquinas robustas, como as presentes em instalaes industriais.

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No projeto sero utilizados rels METALTEX ATRC2, com tenso de bobina de 12 VDC, permitindo um controle de cargas de 120 VAC e corrente de 15 A.

Figura 4 Rel utilizado na Ponte H 7.2.3 - Circuito O circuito composto de dois rels, onde possuem enrolamentos NA e NF, trabalhando de forma alternada. Como necessrio que o motor fique inicialmente parado e s entre em funcionamento quando as chaves forem acionadas, foi necessrio uma alterao no circuito original da Ponte H (figura 5). Desta forma, teremos as sadas NF ligadas ao terminal GND, fazendo com que ao acionar uma das chaves, o motor seja acionado em um sentido (horrio ou anti-horrio). Como so utilizados trs motores, sero utilizado uma Ponte H para cada um.

Figura 5 Ponte H utilizando rels26

8 - Manuteno: 8.1 - Mancais e rolamentos nos carrinhos X e Y: Para desmontar os rolamentos das roldanas dos carrinhos X e Y basta usar uma chave de boca 17 e tirar ela trocando os rolamentos caso esteja defeituoso. Pode-se verificar que o rolamento precisa ser trocado por estar com rudos estranhos, pela temperatura, inicio de desgastes ou ainda outras causas. Quando percebe-se que o rolamento esta preso pode-se usar um desengripante (liquido anticorrosivo ) para retirar o excesso de sujeira que esteja nele, tambm para lubrificar, usando pouca quantidade de graxa de alta temperatura apenas o suficiente para sua lubrificao e o excesso de graxa pode causar defeito no rolamento. 8.2 - Guias dos carinhos X e Y :Conforme o carro X ou Y trabalham para frente e para traz, pode-se verificar que as roldanas no deslizam corretamente.

Foram feito 4 furos com rosca M 6 nas guias para fixar

a estrutura e 4 furos de dimetros 6 [mm] na parte de baixo da estrutura para esconder o parafuso dentro do tubo um furo de 11[mm]. Utilizando uma Allen 4, ajusta-se os parafusos que esto prendendo as guias. 8.3 - Fusos : Manuteno dos fusos verifica-se visualmente. Se os fusos esto prendendo de mais usamos um desengripante para retirar alguma sujeira e lubrificar a rosca trapezoidal para que ela deslize melhor. 8.4 Cabo de ao:

O cabo deve ser devidamente armazenado para se evitar danos ou deteriorao

O procedimento de retirada do cabo de uma bobina ou de um rolo deve obedecer a recomendao do fabricante. Deve-se tomar cuidado para evitar ns ou introduo de toro no cabo

Antes de se cortar o cabo devem ser tomadas as precaues para evitar o desenrolamento das pernas27

Durante a instalao devem ser tomadas precaues para evitar o atrito do cabo com o cho, ou sobre objetos que possam raspar, amassar ou formar cantos vivos

O cabo deve ser mantido sempre bem lubrificado. O lubrificante aplicado na manuteno deve ser compatvel com o lubrificante original. O lubrificante no deve impedir a inspeo visual do cabo. Os trechos do cabo que estiverem localizados sobre polias ou pouco visveis, durante a inspeo e manuteno, requerem ateno especial quando os cabos forem lubrificados. A finalidade da lubrificao do cabo de se reduzir o atrito interno e prevenir contra a corroso

9- Descrio da fabricao: ESPECIFICAES: A confeco da estrutura, e a sua montagem foi realizada atravs dos integrantes da equipe, colocando em pratica o conhecimento adquirido durante o perodo do curso.

9.1 - SOLDAGEM. A Soldagem o processo de unio de materiais (particularmente os metais) mais importante do ponto de vista industrial sendo extensivamente utilizada na fabricao e recuperao de peas, equipamentos e estruturas. A sua aplicao atinge desde pequenos componentes eletrnicos at grandes estruturas e equipamentos (pontes, navios, vasos de presso, etc.). Existe um grande nmero de processos de soldagem diferentes, sendo necessria a seleo do processo (ou processos) adequado para uma dada aplicao. Analisando os tipos de soldagem e comparando-as, ficou restrito a utilizao de trs tipos so elas:

9.1.1 - SOLDAGEM MIG/MAG. O uso do processo MIG/MAG esta cada vez mais freqente, sendo que atualmente o mtodo mais utilizado na Europa ocidental, estados unidos e Japo. Isto ocorre, entre outras coisas, devido sua elevada produtividade e28

facilidade de automao. Pode-se afirmar que a flexibilidade a principal caracterstica do processo, pois permite soldar ao de baixa liga, aos inoxidveis e alumnio, em espessuras a partir de 0,5mm, em todas as posies de soldagem. O MIG/MAG um processo de soldagem compatvel com todos os requisitos de proteo ambiental.

9.1.2 - ANALISE. Quanto aos tipos de soldagem, ficou determinado que a mais vivel para a utilizao no prottipo sistema de elevao a soldagem MIG/MAG, pois ela atende todas as necessidades, priorizando a qualidade final do produto.

9.2 - Roldanas: As roldanas foram torneadas a partir de tarugos nylon quadradas. Foi serrado 8 pedaos tarugo de nylon 60x60 mm foi presa no torno ate ficar no dimetro de 52,25 mm. Para tornear a roldana foram feitos pelos seguintes parmetros : Avano de desbaste: 0,11mm ; Avano de acabamento : 0,09 mm Profundidade de acabamento : 0,02mm . Para fazer o canal foi confeccionado uma ferramenta chamada de ferramenta de sangria de raio 8,5mm. A rotao usada foi de 800 Rpm.

29

9.2.1 - PROCESSOS DE USINAGEM

A usinagem do Nylon no difere, em sua essncia, da realizada com metais e suas ligas, podendo ser utilizadas mquinas-ferramentas de uso comum, permitindo todos os tipos de operaes. As ferramentas de usinagem devem possuir ngulos de corte negativos ou nulos, serem bem afiadas e fabricadas em ao rpido. O cavaco na usinagem de Nylon do tipo fita contnua; sua ausncia um sinal de imperfeio nas operaes.

interessante em certo casos (peas imersas, variaes higromtricas importantes e de longa durao, ambiente muito mido e variaes de temperatura) e quando se refere a peas de pouca espessura, levar-se as peas taxa de umidade que elas iro adquirir durante a sua utilizao. Desbaste com um sobre-material de 0,5 a 1,0 mm. Umidificao controlada por imerso em gua quente Estocagem no meio ambiente, para uniformizao de absoro de umidade, (podendo-se aguardar at duas semanas para as peas mais importantes) Acabamento nas medidas finais.

9.2.2 - TORNO Velocidade de 50 a 500 m/min, segundo a natureza do trabalho. Avanos: desbaste 0,5 mm/rotao acabamento 0,05 mm/rotao. Profundidade de corte : 0,5 a 10 mm, segundo a natureza da operao.

No tirar abaixo de 0,5mm para conservar um corte com bom acabamento. Deve-se notar que o cavaco saindo sob forma de tiras contnuas indcio de que as condies de corte so satisfatrias.30

9.2.3 - FURAO

Velocidades: 1000 a 3000 rpm Avano: 0,3mm/rotao

Deve-se tomar precaues especiais na operao de abertura de furos para maximizar a qualidade das peas:

Iniciar a furao com broca de 6mm. A seguir com broca de 10mm, em seguida 20mm 25mm; acima desta dimenso, a diferena de

escalonamento no deve ser superior a 10mm. 10 - Folhas de processo esto em anexo:

11 - Dimensionamento 11.1 - Clculos de reao de apoio nos pontos de sustentao da estrutura: Conforme os clculos de dimensionamentos,aplicando-se uma carga de 100Kg em uma estrutura de 1000mm x 1000mm, por 1000mm de altura com ao 1020, e coeficiente 3 obteve-se o momento fletor de 6,25Kgf.M .A tenso que obteve de 766,66Kgf.cm, o modulo de resistncia de 0,815cm. Conforme tabela, o modulo de resistncia adequado ser de:Wy=3,9699cm Wx=4,9663cm A carga que estamos usando pequena para resistncia que o material oferece,por isso o W calculado pequeno em relao ao W tabelado. 11.2 - Clculos dos dimensionamentos de fusos: O dimetro do fuso utiliza material de ao 1045, com coeficiente de segurana 3, sofrendo uma carga de 100Kgf, com comprimento total de 1000mm. Momento fletor : 1000kgf.cm, o dimensionamento o dimetro de 16mm.Toro no eixo do fuso, o dimetro obtido,conforme o dimensionamento, de 6,56mm.31

Enfim,Comparando os clculos de flexo com os clculos de toro, deve-se adotar o valor da flexo dimetro 16mm. Porem foi nos fornecido um fuso de dimetro 18mm que ser de grande garantira o trabalho mecnico 11.3 - Clculo para flexo na estrutura:

Utilizando uma carga de 100kg sobre a estrutura de 1m,o material de Ao1020,a tenso ser de 2300kgf/cm. Coeficiente de segurana: 3 Tenso:766,66kgf/cm Mdulo de resistncia: W=0,328cm Clculo para um motor ideal. Motor: 48N.m acoplado ao fuso de 1m de comprimento aplicando uma carga de 100kg Dimetro: 16mm Raio: 8mm Torque:8N Potncia: 120W O motor ideal seria de 143,31rpm,segundo o clculo. 11.4 - Clculo do torque no motor: Fora de trabalho: 5886 N.m e o motor desempenha uma fora de 6000N.M 11.5 - Clculo de compresso nos ps: Peso:30Kgf Fora total:784,4N divida em 4(nde pernas) ser de 196,2N Tenso de escoamento:0,5109 Tenso do Material Fora total:588,6N distribudo por 4 roldanas ser de 147,15N/mmTenso:0,38N/mm

32

11.6 - Clculo para estrutura do projeto: rea externa:40x60 2400mm rea interna:2016mm rea total:384mm 11.7 - Clculo das foras: Fora total nas divises X e Y:588,6N Fora total a ser puxado pelo motor na direo Z:4,905N.m 11.8 - Clculo momento fletor nas roldanas: Carga:147,15N.mm Momento Fletor:73575N.mm 11.9 - Dimensionamento da solda de topo na estrutura da talha: Espessura da solda b = 1,41 mm Comprimento do cordo L = 272,34 mm Tenso cisalhante = 0,38 mpa

11.10 - Dimensionamento do parafuso (solicitao transversal): F = 60 kgf total dividido por 4 parafusos .d = 1,74 mm Usar parafuso M 10 11.11 - Dimensionamento do cabo de ao: Fixao de carga em grampo ( elevao ) cabo para 604 kgf com Classe 6x7 AF / AFA Numero de grampos por emenda = 2 Grampo 3/16 Espessura do tambor 4mm Os clculos completos esto em anexo 3,18mm ou 1/ 8 polegadas

33

12 - Concluso: No decorrer do trabalho pudemos aplicar os conhecimentos que adquirimos durante o curso. Para a elaborao do projeto foram utilizados: resistncia tcnica, tcnica mecnica, eletrotcnica, fabricao, materiais, Desenho auxiliado pelo computador o solidworks, e principalmente elemento de mquina. O projeto consistiu na fabricao de um sistema que tinha como objetivo a elevao de cargas leves. Para obtermos resultados satisfatrios foi necessrio um processo de pesquisa para o que pudssemos baixar os custos para a fabricao. O sistema atingiu as expectativas, pois o dimensionamento que foi calculado agentou o peso desejado ao fazermos os primeiros testes motores com fusos.

34

13 - Biografia Referencias:LIVROS

[1]

Melconiam, Sarkis, Elementos de mquinas, editora rica 5 edio, ano 2004 [2] Melconiam, Sarkis Mecnica tcnica elementos dos materiais, editora rica 14 edio ano 2004 [3] Catalogo Cabo de responsabilidade CIMAF Manual de cabos. [4] Ferreira, Aurlio Buarque de Holanda ; Dicionario Aurelio, editora Nova fronteira ano 2004 [5] Rizzatto, Flavio Adalberto. Trabalho referente a ponte H e rel.

Internet: [1] http://www.bosch.com.br/br/autopecas/produtos/eletrica/limp_parabrisa.htm Acessado em 21/03/2011 [2] http://www.casaferreira.com.br/bosch/cep.htm Acessado em 21/03/2011 [3] http://www.redutork.com.br/motoredutores.asp# Acessado em 21/03/2011 [4] http://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_de_passo Acessado em 04/04/2011 [5] http://www.bosch.com.br/br/negociosindustriais/produtos/motorVentilador/12V/p df/catalogomt.pdf Acessado em 04/04/2011 [6] http://www.bosch.com.br/br/negociosindustriais/produtos/motoresImp/pg/AHC1 2V.asp Acessado em 04/04/2011

35

[7] http://loja.multcomercial.com.br/ecommerce_site/produto_4557_4689_Motorcom-Reducao-12V-33-RPM-37JB6K-3530-1250-150Acessado em 25/04/2011 [8] http://www.solostocks.com.br/venda-produtos/empacotamento-embalagenslogistica/elevacao-cargas-manipulacao/talha-eletrica-de-100-a-200-kg-240volts-cabo-aco-11-metros-lee-tools-461768 Acessado em 25/04/2011 [9] http://www.casaferreira.com.br/ Acessado em 26/04/2011 [10] http://www.rolmax.com.br/info_tecnicas.htm Acessado em 26/04/2011 [11] http://usabilidoido.com.br/como_fazer_uma_pesquisa_qualitativa.html Acessado em 28/04/2011 [12] http://repositorio-aberto.up.pt/bitstream/10216/9284/2/555 Acessado em 28/04/2011 [13] http://www.ebah.com.br/desmaq-prontoo-doc-a90839.html Acessado em 29/04/2011 [14]http://www.equipecnc.net/2011/03/elementos-de-maquinas-elementos-dede. Acessado em 29/04/2011 [15]http://fabioferrazdr.files.wordpress.com/2008/09/roscas-de-transmissao Acessado em 29/04/2011 [16]http://www.plastoc enter.com.br/roldanas/v.html Acessado em 29/04/2011 [17]http://www.martiaco.com/princdadostec.htm Acessado em 30/04/2011 [18]http://www.metalica.com.br/cantoneira-abas-iguais-1 Acessado em 30/04/2011 [19] http://www.lindegas.com.br/international/web/lg/br/likelgbr.nsf/docbyalias/app_cw_arc_migmag Acessado em : 08/05/2011 [20] http://www.mundoeducacao.com.br/fisica/resistores.htm Acessado em 05/05/201136

[21] http://www.selmetron.com/pt/opc5.htm Acessado em 03/05/2011 [22] http://www.eletronicacentral.com/produto/1490/RELE_AT1RC2__12VDC_15A/ Acessado em 12/06/2011 [23] http://pt.wikipedia.org/wiki/Ponte_H Acessado em 12/06/2011 [24] http://www.vick.com.br/vick/produtos/nylon/nylon60.htm Acessado em 19/06/2011 [25] http://www.ciadoscabos.com.br/html/dicas.html Acessado em 24/06/2011

37

14 - Anexos : 1.1Clculos de reao de apoio nos pontos de sustentao da estrutura.......... -39 1.2 - Clculo para flexo na estrutura................................................................. -40 1.3 - Momento de inrcia no tubo retangular ..................................................... -41 1.3.1 - Calculo da rea da estrutura do projeto................................................. 1.4 - Clculos para o -42

do fuso .......................................................................... -42

1.5 - Toro no eixo do fuso................................................................................ -43 1.6 - Torque do motor......................................................................................... -43

1.7 - Clculo da fora.......................................................................................... -44 1.8 - Torques do motor........................................................................................ -44 1.9 - Momentos fletor da estrutura do projeto..................................................... -45 1.10- Tenso do material nas roldanas............................................................... -46 1.11 - Compresso nos ps................................................................................ -46 1.12- Dimensionamento da Solda de topo na estrura da talha............................ -47 1.13 - Dimensionamento dos parafusos (solicitao transversal)........................ -48 1.14 - Dimensionamento do cabo de ao............................................................ -49 Tabelas ............................................................................................................... -50 Itens comerciais ................................................................................................ -51

Catalogo Gravia Tubo 60x40 mm....................................................................... -52 Moto redutor CEP 9390453042............................................................................ -53 Rolamentos fixo de uma carreira de esferas ...................................................... -54 Mancal unidade de rolamento tipo Base ............................................................ -55 Tabela Soldagem Mig /Mag para ao carbono................................................... -56 Folha de Processo :01R...................................................................................... -57 Folha de Processo: 02R...................................................................................... -58 Folha de Processo: 03R...................................................................................... -59 5w2h................................................................................................................... -60

Histrico................................................................................................................. -61 Cronograma Sistema de Elevao........................................................................ -62 Desenhos ........................................................................................................... -63

38

1.1 Clculos de reao de apoio nos pontos de sustentao da estrutura. Clculo das Reaes de apoio nos pontos de ps da mesa aplicando uma fora de 100 kgf em uma estrutura 1m x 1m x 1m. Ao 1020 coeficiente de segurana 3.

Equaes de Q e m:

Logo:

W = 0,815 cm

Conforme os clculos de dimensionamentos, aplicando-se uma carga de 100kgf em uma estrutura de 1000mm x 1000mm, por 1000mm de altura com ao 1020, e coeficiente 3 obteve-se o momento fletor de 6,25Kgf.M A tenso que obteve-se de 766,66Kgf.cm, o modulo de resistncia de 0,815cm. Conforme tabela, o modulo de resistncia adequado ser de:

39

Wy=3,9699cm

e Wx=4,9663cm. **A carga que estamos usando muito

pequena para resistncia que o material oferece, por isso o W calculado muito pequeno em relao ao W tabelado.(tabela fornecedor Gravia) 1.2 - Clculo para flexo na estrutura:

Clculo para a estrutura com um tubo 40 x 60 de parede 1,5 de parede. Dados segurana:A

coeficiente 3

de

Dados

Equaes de Q e M: Logo: kgf]

40

W = 0,328 [cm]

O clculo para a flexo na estrutura utilizando uma carga de 100 [kgf] sobre a estrutura de um metro como o material 1020 a tenso ser de 2300 [kgf/cm] com o coeficiente de segurana 3 a tenso ser de 766,66[kgf/cm] e o modulo de resistncia ser de w=0,328 cm. 1.3 - Momento de inrcia no tubo retangular Momento de inrcia:

Produto de inrcia Como os eixos x e y so de sistema, conclui-se que o J x ,y = 0 Momento principais da inrcia:

Como o

=

= 59,65

e

=

conclui-se que

= 0

(eixo de momento mximo coinciede com eixo x) e momento mnimo coincide com y)

= 90 . (eixo de

41

1.3.1 - Calculo da rea da estrutura do projeto: rea externa A= b.h A= 40.60 A = 2400 mm rea interna : A = b.h A= 36. 56 A= 2016 mm Aext A int A= 2400mm - 2016mm A =384 mm

1.4 - Clculos para o

do fuso

Usando um ao 1045 com coeficiente de segurana 3 Clculos de reaes de apoioFy = 0 Rax= 0 Fry = 0 Rax 100kgf+ Rby= 0 Ray+Rby= 100 kgf Equaes de Q e m Ma = 0 Rby. 1m-100kgf.0,5m =0 Rby= -50[kgf.m] Logo: Ray + Rby = 100[kgf.m] Ray= 50kgf 100[ kgf.m] Ray = 50[ kgf.m] Mf Ray . x = 0 Mf = 50. 0,5 Mf = 25 [kgf.m]

d = 1,596 cm

d =16 mm

42

1.5. - Toro no eixo do fuso:= 360.0,7 = 252Mpa 252 [Mpa] Mt = 14 N.m ou 14.000 N.mm

= 6,56mm

Clculos utilizados para dimensionamento dos fusos : O

do fuso utilizando

um material de ao 1045, com coeficiente de segurana 3, sofrendo uma carga de 100[kgf], com comprimento total de 1000mm. Momento toror 14000 [N.mm] , Conforme dimensionamento do de 16mm

Toro no eixo do fuso, o dimetro obtido , conforme o dimensionamento de 6,56 mm. Enfim , comparando os clculos de flexo com os clculos de toro, deve-se adotar o valor da flexo de 16mm.

1.6 - Torque do motor Dados: Torque do motor 48 N.m, Potencia do motor 120w ;Rotao 48 rpm Aplicando uma carga de 100 kgf com o fuso de 8mm. 16mm com r = raio vai ser

Mt = Fr.r Mt= 1000N. 8mm Mt = 8000 N.mm

120 = 8. =

43

Motor ideal seria um motor com rotao de 143,31 [RPM.] Clculo para um motor ideal de 48 N.mm acoplado a um fuso de 1000mm de comprimento, aplicando uma carga de 100 kilos. Ter um fuso de 16 mm seu

raio ser de 8[ N], a potencia do motor de 120 w , segundo o calculo o motor ideal de 143,31 [Rpm]. 1.7 - Clculo da fora.

Peso do carro 10 [kgf] Peso a ser erguido pela talha 50 [kgf] Gravidade (9,81) Fora total

Fora total a ser puxado pelo motor nas direes x e y:

Fora total a ser puxado pelo motor na direo z

1.8 - Torques do motor

44

A fora necessria para puxar o peso de 5886 N.m e o moto desempenha um fora de 6000 N.m, mostrando-se suficiente podendo ser utilizado uma relao de transmisso fuso eixo.

]

1.9 - Momentos fletor da estrutura do projeto

Com uma carga distribuda de valor F= 147,15[N.mm] o

momento ser de 73.575[N.mm].

fletor

45

1.10- Tenso do material nas roldanas.

Fora total = 588,6[ N/mm] N de roldanas = 4 Peso sobre cada roldana = 147,15[ N.mm] rea da estrutura = 384mm

]

A fora total a ser puxado nas divises x, y F= 588,6 com 4 roldanas a ser distribudo o peso F = 147,15 N/mm a tenso ser de 0,38 N/mm.

1.11 - Compresso nos ps:

Peso da estrutura 30 kgf, fora total igual a 784,8 N dividindo em 4 (n de pernas) da talha = 196,2 N

sobre cada perna. O peso da estrutura ser de 30 [kgf] a fora total igual a 784,4N dividindo em 4 n de pernas a estrutura ser de 196,2N ento a.

46

1.12- Dimensionamento da Solda de topo na estrura da talha Espessura do tubo 2 mm Espessura da chapa - 2 mm rea do tubo 384 mm Fora sobre a junta soldada 147,15 N b = espessura efetiva da solda e = espessura da chapa L = comprimento do cordo Espessura da solda:

Comprimento do cordo:

Tenso cisalhante:

47

1.13 - Dimensionamento dos parafusos (solicitao transversal)

Usar parafuso M 10 TABELADO.

48

1.14 - Dimensionamento do cabo de ao:

Fixao de carga em grampo ( elevao ) Cabo para 604 kgf com 1/ 8 polegadas Classe 6x7 AF / AFA Numero de grampos por emenda = 2 Grampo 3/16 3,18mm ou

Espessura do tambor 4mm

Construo

Caractersticas: Cabos de ao de 6 pernas com 5 a 9 arames em cada perna. Possuem excelente resistncia abraso, presso e baixa flexibilidade, sendo a sua aplicao limitada. normalmente fabricado com alma de fibra, podendo ser fabricado com alma de ao. Utilizado em

operaes onde est sujeito a atritos durante a operao e tambm para fins estticos, como estais.

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Tabelas:

Tabela Tenses Ao CarbonoMaterial ABNT 1010 L ABNT 1010 T ABNT 1020 L ABNT 1020 T Tenso de escoamento de [MPa] 220 380 280 480 Tenso de ruptura [MPa] 320 420 360 500

Tabela Tenso do escoamento DIN St 42.11 St 50.11 St 60.11 St 70.11 SAE 1020 1035 1045 1060 2300 2700 3000 3500

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Catalogo Gravia tubo retangular 60x40

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52FACULDADE DE TECNOLOGIA ENSITEC NOME DOS AUTORES ALEXANDRE ANTONIO RADWANSKI GUILHERME SEROA DA MOTTA RAFAEL RAONI DE BARROS RODRIGO STYGAR KLEVERSON GEYSON DA SILVA

SISTEMA DE ELEVAO TALHA ELETRICA

CURITIBA 2011

ALEXANDRE ANTONIO RADWANSKI GUILHERME SEROA DA MOTTA RAFAEL RAONI DE BARROS RODRIGO STYGAR KLEVERSON GEYSON DA SILVA

Sistema de elevao Talha eltrica

Trabalho de Concluso de Curso apresentado como requisito parcial obteno do grau de Tecnlogo em Mecnica Industrial no curso de Tecnologia em Mecnica Industrial da Faculdade de Tecnologia Ensitec. Orientador: Prof Chiesorin Uhlmann Wagner Frederico

CURITIBA 2011

TERMO DE APROVAO

ALEXANDRE ANTONIO RADWANSKI GUILHERME SEROA DA MOTTA RAFAEL RAONI DE BARROS RODRIGO STYGAR KLEVERSON GEYSON DA SILVA

SISTEMA DE ELEVAO - TALHA ELTRICA

Trabalho de Concluso de Curso aprovado como requisito parcial obteno do grau de Tecnlogo em Mecanica Industrial no curso de Tecnologia em Mecanica Industrial da Faculdade de Tecnologia Ensitec, pelos seguintes examinadores.

Orientadores:

Prof. Prof Wagner Frederico Chiesorin Uhlmann Curso Tcnico em Mecnica, ENSITEC

Prof. Carlos de Oliveira Curso Tcnico em Mecnica, ENSITEC

Prof. Flavio Adalberto Poloni Rizzato Msc Eng Eletronico ; Curso Tcnico em Mecnica, ENSITEC

Curitiba, 30 de junho de 2011

2

Aos nossos Pais e amigos que contriburam de alguma forma com o sucesso de nosso projeto.

3

AGRADECIMENTOS

Primeiramente, agradecemos a Deus pelo dom que nos deu. Faculdade de Tecnologia Ensitec por disponibilizar os laboratrios e equipamentos torno, freza e solda, que contriburam na atividade de pesquisa no desenvolvimento denosso projeto Ao Professor Wagner Frederico Chiesorin Uhlmann, pela orientao e apoio nos momentos decisivos do projeto , ao Professor Rubens Alberto dos Reis, Msc pela orientao na parte eltrica , Prof. Carlos de Oliveira, pela orientao na parte de fabricao; Ao Professor Flavio Adalberto Poloni Rizzato Msc que nos ajudou em um dos momentos decisivo do projeto. Agradecemos empresa LBC Serralheria, pelo emprstimo dos componentes utilizados para construo do prottipo Sistema de Elevao. Finalmente, pelos momentos de discusso entre os participantes da equipe com os demais alunos da Faculdade Ensitec, que possibilitaram o desenvolvimento do trabalho em equipe e apontaram os pontos fortes e deficincias do projeto.

4

Resumo O projeto um pequeno prottipo de um sistema de elevao, que ser acionado com comandos eletrnicos. Em relao parte mecnica, ter movimentao atravs de motores, fusos e guias. A movimentao do sistema de elevao consiste em trs movimentos, so eles: movimentos em x (direita e esquerda), y (para frente e para trs) e z(para cima e para baixo). Prottipo para cargas leves de at 50 kg conforme o dimensionamento realizado. O principal problema encontrado nesse sistema de elevao foi achar uma soluo pra estrutura suportar o levantamento de cargas sem se romper. Uma das hipteses e a soluo que encontramos foi a de usar um sistema com motor atravs de cabo de ao e que tenha um sistema de segurana para evitar quedas nas elevaes. A metodologia empregada foi fazer uma pesquisa qualitativa, que consiste em entender um fenmeno especfico em profundidade, ao invs de estatsticas, regras e outras generalizaes, a pesquisa qualitativa trabalha comdescries, comparaes e interpretaes. Com a realizao do projeto, foi colocado em pratica o que foi aprendido durante o perodo de curso. Para a realizao do projeto, foi designado as tarefas para cada integrante da equipe. No processo de fabricao do sistema de elevao foram utilizados: 3 motores motor redutores tipo CEP da marca BOSCH; 2 fusos; 4 guias; 8 roldanas; 1 bateria; aproximadamente 8 metros de cabo para a ligao eletrnica; 4 mancais ;4 rolamentos; 1 caixa de distribuio eletrnica. O sistema atingiu as expectativa tanto de baixo custo quanto os dimensionamentos calculados.

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LISTAS DE SIGLAS

ABNT- Associao Brasileira de Normas Tcnicas NBR- Associao Brasileira de Normas Tcnicas ASME - O padro para os componentes para reteno de presso PLM - Prtico ligeiro motorizado DIN - Deutsches Institut fr Normung (Instituto Alemo para Normatizao) SAE - Society of Automotive Engineers EUA (Sociedade De Engenheiros Automotivos)

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LISTAS DE SMBOLOS NF Normalmente fechado NA Normalmente aberto A Ampare OHM Medida da resistncia eltrica VCC - Tenso positiva Nm Newton metro W Watts RPM Rotao por minuto V Volts CW - Horrio CCW - Anti-horrio DC - Corrente Continua AC Corrente alternada Mig - Metal Inert Gas Mag - Metal Active Gs] - Tenso de escoamento Cs Coeficiente de segurana Kgf -Kilograma fora W Modulo de resistncia j - Momento de inrcia -Momento fletor

Fr Fora resultante Mpa - Mega Pascal

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Sumario 1Introduo.......................................................................................................... - 11 1.1Objetivos........................................................................................................ - 11 1.2 Aplicaes........................................................................................................ - 11 1.3 Definio.......................................................................................................... - 12 1.4 Definio de talha no sistema de elevao.................................................... - 12 2 Sistemas de elevao ...................................................................................... - 13 2.1.Guindastes de rotao total............................................................................. - 13 2.2 Prtico ligeiro motorizado (PLM) ................................................................... - 13 3 Apresentao das solues Tcnicas........................................................... - 14 3.1 Estrutura.......................................................................................................... - 14 3.2 Guias de movimentao.................................................................................. -14 3.3 Definio do carro Y....................................................................................... - 14 3.4 Sistema de Elevao...................................................................................... - 15 3.5 Rolamentos Soldados ....... ............................................................................. - 15 3.6 Definio do Esquema Eletrnico ................................................................... - 16 3.7 Solues de segurana .................................................................................. - 16 4 Descrio do equipamento............................................................................. - 16 5 Materiais............................................................................................................ - 17 6 Dimenses......................................................................................................... - 17 6.1 Estrutura......................................................................................................... - 17 6.2 Estrutura carro para movimento.................................................................... - 17

6.3 Fusos............................................................................................................... - 178

6.4 Rolamentos e mancais................................................................................... - 18 6.5 Guias de movimentao ................................................................................. - 18 6.6 Roldanas ......................................................................................................... - 19 6.7 Motores (movimentao no eixo X e Y)........................................................... - 19 6.7.1 Moto redutor Tipo Cep................................................................................. - 20 6.7.2 Especificao dos motores......................................................................... - 20 6.8 Quanto ao cabo de ao.................................................................................... - 21 6.9 Quanto ao gancho......................................................................................... - 21

7 Funcionamento................................................................................................. - 21 7 .1 Ligao da placa de PonteH......................................................................... - 22 7.2 Ponte H............................................................................................................ - 23 7.2.1 Funcionamento............................................................................................. - 23 7.2.2 Rels............................................................................................................. - 25 7.2.3 Circuito........................................................................................................ - 26 8 Manuteno....................................................................................................... - 27 8.1 Mancais e rolamentos nos carrinhos X e Y..................................................... - 27 8.2 Guias dos carrinhos X e Y............................................................................... - 27 8.3 Fusos............................................................................................................... - 27 8.4 Cabo de Ao.................................................................................................... - 27 9 Descrio da fabricao .................................................................................. - 28 9.1 Soldagem ........................................................................................................ - 28 9.1.1Soldagem mig/mag........................................................................................ - 28

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9.1.2 Analise.......................................................................................................... - 29 9.2Roldanas.......................................................................................................... - 29 9.2.1 Processo de usinagem ................................................................................ - 30 9.2.2 Torno............................................................................................................. - 30 9.2.3 Furao ........................................................................................................ - 31 10 Folhas de processo esto em anexo ........................................................... - 31 11 Dimensionamento........................................................................................... - 31 11.1 Clculos de reao de apoio nos pontos de sustentao da Estrutura......... - 31 11.2 - Clculos dos dimensionamentos de fusos................................................. - 31 11.3 - Clculo para flexo na estrutura.................................................................. - 32 11.4 - Clculo do torque no motor......................................................................... - 32 11.5 - Clculo de compresso nos ps.................................................................. - 32 11.6 - Clculo para estrutura do projeto................................................................ - 33 11.7 - Clculo das foras....................................................................................... - 33 11.8 - Clculo momento fletor nas roldanas.......................................................... - 33 11.9 - Dimensionamento da solda de topo na estrutura da talha.......................... - 33 11.10 Dimensionamento do parafuso (solicitao transversal).......................... - 33 11.11 - Dimensionamento do cabo de ao............................................................ -33 12 Concluso............................................................................................. .......... - 34 13Biografia.......................................................................................................... - 35 14 Anexos .......................................................................................................... -38

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1 Introduo

1.1 - Objetivo:

Projeto para movimentao e elevao de cargas leves, que pode ser remodelado para cargas pesadas. Para a elaborao do sistema utilizou-se os conhecimentos, (de desenho, mecnica tcnica, fabricao, metrologia, elemento de maquina, solidworks etc..). Inicialmente discutiu-se o sistema de talha que faz o transporte de cargas em portos. O professor Carlos de Oliveira observou um sistema de talha com rodas que caminha por sobre os contineres. A talha em questo ter os ps fixos sendo que a movimentao da carga ser realizada pelo conjunto da mesa de coordenadas. O funcionamento do sistema de elevao acontecer pelo uso de fusos, controle eletrnico e motores eltricos, esses vo movimentar a carga nas direes x e y. Um terceiro conjunto, cabo de ao mais motor movimentar a carga na direo z vertical. A talha servir para transportar cargas de no mximo 50 quilos com um cabo de ao de aproximadamente 2 metros.

1.2 - Aplicaes: As talhas so aplicadas em vrios segmentos em indstrias em portos, porem essas talhas suportam grandes cargas, pontes rolantes que tem o mesmo principio do sistema de elevao. Em portos elas so usadas nos navios para transporte de grandes cargas (Figura 1) Na indstria as talhas so usadas para transportar cargas leves e pesadas (Figura 2). A talha serpara movimentao de pequenas cargas. Vai ser usado para retirar objetos de bueiro, poos ou lugar de difcil acesso, por ser uma talha de pequeno porte poder ser levado para qualquer lugar. Ou ainda para fins didticos, sendo um exemplo pratico das aplicaes aprendidas durante o perodo letivo de um curso tcnico em mecnica industrial.

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Aqui alguns exemplos de talhas com suas aplicaes :

Figura 1: Pontes rolantes em portos.

Figura 2: Pontes rolantes na indstria com controle eltricos.

1.3 - Definio: Existem vrios tipos de dispositivos para elevao de cargas como elevadores, pontes rolantes guindastes, talhas eltricas e manuais. So dispositivos que podem elevar cargas de quaisquer tipos, peso,conforme suas especificaes. No dicionrio elevao corresponde em sua acepo primeira ao ato ou efeito de elevar ou de levantar algo ou a si mesmo. A carga: 1 Tudo que ou pode ser transportado por homem, animal, carro, navio, trem etc. 2 Ato de carregar; carregamento, carregao. 3 Fardo, peso. 4 Poro, grande quantidade. 1.4 - Definio de talhas no sistema de elevao: Talhas em sistema de elevao ser uma mquina transportadora utilizada, em meio industrial, no iamento e locomoo de cargas de um local para o outro. Conta com trs movimentos independentes ou simultneos (longitudinal transversal e vertical). Sendo longitudinal e transversal com movimentao atravs de fusos e motores e vertical por meio de cabos de ao e gancho. tamanhos e

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2 - Sistemas de elevao:

2.1 - Guindastes de rotao total:

Foi especialmente concebido para ser utilizado no interior de edifcios em que a presena de obstculos impea a rotao de um brao rgido. O braoarticulado composto por dois semibraos, que podem rodar de forma independente, mas coordenada; articulao do tipo pantgrafo, que permite que o guindaste abranja uma zona de quase 360 volta da coluna. concebido e fornecido em duas formas de construo - de coluna e de consola - e inclui 86 modelos com cargas de 125 ou 500 Kg de capacidade. Os braos componveis so de 3 a 7 m.

2.2 -Prtico ligeiro motorizado (PLM) O prtico ligeiro motorizado (PLM): dispositivo preparado para elevar uma carga e transport-la sem esforo at ao lugar de destino, graas ao de motores nos dois lados do prtico, e sob o controlo de um s operador.

Consiste num prtico de movimento livre sobre o cho (sem carris), geralmente equipado com um cadernal.

Tambm possvel a configurao de impulso manual , com uma grande flexibilidade de movimentos, dado que se pode mover em qualquer direo, graas suas rodas orientveis, mas que exige dois operadores para a sua deslocao.13

partida, tambm so possveis variantes mais clssicas, como os modelos sobre carris ou fixos ao solo. A gama abrange cargas de 250Kg a 5.000Kg, com distncia entre suportes de 2 a 8 metros, e uma altura mxima sob viga de 5m, nos modelos standard, e noutras medidas a pedido.

3 - Apresentao das solues Tcnicas:

3.1 - Estrutura: Sendo a estrutura de pequeno porte, ou seja, no far grandes movimentaes, no projeto original. No foi definido por onde se retiraria a carga elevada. Porem nas buscas de solues foi removido um tubo da estrutura que serviria para manter a estrutura no esquadro, porem esta modificao no interfere em nada no dispositivo.

3.2 - Guias de movimentao: Conforme o projeto inicialseria adicionado a cada guia uma aba em cada extremidade, para fixao da mesma na estrutura. No entanto desta maneira o meio da estrutura ficaria solto em relao a estrutura, podendo assim gerar esforos desperdiados. Ento buscando meios de solues, a mais vivel seria fazer 4 furos com rosca M 6 nas guias para fixar a estrutura e 4 furos de dimetros 6 [mm] na parte de baixo da estrutura para esconder o parafuso dentro do tubo um furo de 11[mm]

3.3 - Definio do carro Y: O carro de movimento tem tubo quadrados 25x25 mm, deixando a estrutura mais leve , as guias utilizadas para os movimentos sero da mesma especificidade e de igual teor para ambos os movimentos x e y.

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3.4 - Sistema de Elevao: No se sabia como faria o sistema de elevao, pois existe muitas possibilidades, As talhas que foram pesquisadas no mercado so de custo muito elevado, fora dos fins de um prottipo acadmico, a soluo mais vivel e mais barata era montar uma sistema prprio de elevao. O sistema de elevao foi feito em uma chapa de ao de 3 mm de espessura e 220 x 130 mm na mesma contem um rasgo com as dimenses do carretel por onde o cabo de ao passara, alem de contar com furos ajustveis para os suportes dos mancais, contem dois mancais acoplados , para apoiar um eixocarretel aonde ser enrolado o cabo de ao, e na parte inferior foram adicionados atravs de solda dois eixos com 17mm de dimetro para acoplar as roldanas.

3.5 - Rolamentos Soldados : Um dos problemas encontrados foi os dois mancais no carro Y um dos mancais encostava no fuso impossibilitando seu movimento, a forma mais adequada que foi encontrada foi soldar os rolamentos em duas chapas de ao e tambm feito um oblongopossibilitando possveis ajustes evitando que o rolamento encoste no fuso assim conforme figura abaixo:

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3.6 - Definio do Esquema Eletronico : No esquema eltrico anterior teria 3 chaves seletoras de duas posies ,6 Contatores de 12 vcc com contatos de fora para 5 A e 1 contato auxiliar NA + NF, 1 boto de contato 1NF, para o boto de emergncia, 1 fusvel de 2 A, 6 fusveis de 10 A para caixa de fora, uma chave liga desliga, 1 lmpada 12 v e 3 w, 6 leds vermelhos e 6 resistores de 560 OHM. A ligao ter 10 metros de fio eltrico de 1mm.Em conversa com o Professor Flavio, foi dado uma sugesto, que seria de um sistema eletrnico que teria um custo baixo e mais simples composto de Ponte H ;Conector Sindal 12 Bornes 10mm; Chaves direcional e 3 posies auto-centrante;Chave liga desliga 15 A 3.7 - Solues de segurana: Arredondamento das pontas vivas, para evitar o risco de acidentes por corte ponte agudo nas mos durante o manuseio do sistema de elevao.

4- Descrio do equipamento: Sistema de elevao de pequeno porte que poder ser transportada para qualquer tipo de terreno. Construda em uma estrutura de ao 1020 fornece uma resistncia mecnica compatvel com o funcionamento do sistema nas coordenadas X Y movendo- as nos sentidos longitudinal, no sentindo X perpendicular ao sentido Y por meio de fusos trapezoidal. A estrutura de movimentao conta com roldanas de nylon que movimentaram os carros nas coordenadas. Ser de fcil manejo, pois conta com controle eletrnico atravs de chaves seletoras que se aplicam da seguinte forma: Pra frente e para traz no sentido x, esquerda e direita no sentido y, e para cima e para baixo no sentido Z. .Ter como fonte de energia uma bateria de45 Ampares A talha esta localizada no carro para movimentao Y com uma cabo de ao e um gancho que pode elevar ou suspender uma carga de 50 kgf. . Esse conjunto pode ser usado para busca de objetos que estejam em algum local profundo de difcil acesso.

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5 - Materiais:

Ao 1045 para os fusos Ao 1020 para a estrutura Nylon para as roldanas

6 - Dimenses :

6.1 - Estrutura: Conforme os clculos realizados para o dimensionamento em cima de uma pr-estrutura, que foi fornecida pelo patrocinador com as seguintes dimenses:

Tubo retangular 40x60(mm) com espessura de 1.5mm. Material ao 1020. Dimenses conforme pr estrutura: 1000mm de altura,1000mm de largura e 1000 de comprimento.

6.2 - Estrutura carro para movimento: Movimentar na estrutura fixa, ser utilizado cantoneiras 30X30 de espessura de 2mm ,com material de ao 1020, esta estrutura ser adicionada o sistema de elevao de carga. Tubo quadrados nas dimenses 25x25 de 1,2 mm. Comprimento 900mm . Altura: 200 x 200 mm.

6.3 - Fusos: Foi utilizados dois fusos, ambos esto dimensionados para suportar os mesmos esforos, usando uma boa margem de coeficiente de segurana dimensionamento total para carga de 100Kg. Especificaes: conforme o dimensionamento ficou constatado que o fuso ideal para suportar os esforos ser:17

Dimetro externo de 18mm. O passo da rosca ser de 4mm. Material ao 1045. Com rosca trapezoidal. Porca para rosca trapezoidal de dimetro interno de 18mm foi fixada nos dois carros X e Y.

6.4 - Rolamentos e mancais: Foi utilizado unidade de rolamentos tipo base conforme os

dimensionamentos dos fusos e da carga aplicada sobre os rolamentos; Conforme tabela (em anexo) de unidades derolamentos tipo base perante os dimensionamentos o mais correto :

Que tem o dimetro interno de 12mm. Resistente uma carga esttica de 1300Kgf. Resistente uma carga em movimento 670Kgf. Especificao do rolamento em que fica o eixocarretel para elevao Dimetro interno (d) 17 mm Dimetro externo (D) 40 mm.

6.5 - Guias de movimentao: So quatro guias que ficaro apoiadas em cima da estrutura. Foram feitos 4 furos com rosca M6 nas guias para fixar na estrutura e na estrutura 4 furos dimetros 6 [mm] e na parte de baixo da estrutura para esconder o parafuso dentro do tubo um furo de 11[mm]18

Tubo redondo x 1,5 mm por de ao 1020 onde deslizara as roldanas. Conforme dimensionamento ideal para a utilizao, uma vez que ficar apoiada em cima da estrutura.

6.6- Roldanas: Largura 35 mm Dimetro externo 52,25mm Altura do canal 39,08 mm Tamanho do canal 19 mm Raio do canal 9,5mm Dimensionamentos; que cada roldana ter que suportar 150 kg. O perfil do tipo U

6.7 - Motores (movimentao no eixos X e Y) Conforme os dimensionamentos o motor ideal atendera satisfatoriamente as necessidades do projeto. Os motores sero acoplados diretamente nos fusos, e tero suportes na estrutura para suport-los. Ser utilizado moto redutores tipo CEP da marca Bosch. Sero alimentados por uma bateria de 45 Ampares e 12 volts.

Nota Analisando os principais tipos de motores para o projeto mecnico sistema de elevao talha eletrica, levando em considerao a parte de custo beneficio ficou determinado que o modelo utilizado ser o moto redutor tipo CEP, pois seu custo baixo e atende totalmente atravs dos dimensionamentos os esforos solicitados.

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6.7.1 - Moto redutor Tipo CEP:Quando necessrio alto torque reduzido, os moto redutores tipo CEP representam o que h de melhor atualmente,So aparelhos versteis com vrias opes de torque,rotao,tenso e consumo,que possibilitam inmeras aplicaes em mquinas e equipamentos cujo os movimentos exijam um motor robusto com grande durabilidade. O seu sistema redutor composto de engrenagem de polioximetileno (Delrin1000) injetado diretamente no eixo,que faz com que o motor posa suportar trabalho continuo com baixo ndice de rudos. Alguns modelos so dotado de sistema de parada automtica que, aps desenergizado o motor,faz com que rota do seu eixo pare sempre na mesma posio,alem disso ,tambm podem ser monitorados por sistemas eletrnicos para funcionamento intermitente, podendo tambm funcionar com sentido de rotao anti-horrio Aplicaes j desenvolvidas: Camas hospitalares Cadeiras e mesas oftalmolgicas Painis de propaganda rotativos Mquinas para fabricao de velas Esteiras rolantes Mquinas de embalagens Mquinas grficas

6.7.2 - Especificao dos motores Para a movimentao nos eixos X, Y e Z, atravs dos dimensionamentos foi estipulado que sero utilizados 3 moto redutores tipo CEP da marca Bosch (pra-brisa) com as seguintes especificaes tcnicas : Numero do tipo 9390453042(conforme catalogo bosch) Tenso 12 (vcc)20

Consumo de 7 (A) Potncia mxima 84 (w) Torque mximo 25 Nm Velocidades 1 Rotao 96 (RPM) Sentido de giro CW / CCW CW HORARIO CCW ANTIHORARIO Em anexo a descrio completa do moto redutor

6.8 - Quanto ao cabo de ao: Os movimentos so para cima e para baixo So acionando atravs de moto redutor Fixao de carga em grampo (elevao ) Cabo para 604 kgf com Classe 6x7AF / AFA Nmero de grampos por emenda = 2 Grampo 3/16 Espessura do tambor 4mm Comprimento do cabo 3 metros. 3,18mm ou 1/ 8 polegadas

6.9 - Quanto ao gancho: Especificao:1/4 Olhal:13mm Capacidade:800kg

7- Funcionamento: O sistema de elevao funciona por meio de um painel eletrnico. Com 3 chaves direcional e 3 posies auto-centrante. Que quando acionados faro os movimentos para frente e para traz no eixo X , esquerda, direita no eixo Y e para baixo e para frente na talha (sistema de elevao). O projeto tem um21

sistema de PONTE H construda com reles, tem uma bobina (NF) normalmente fechada, esta bobina ser energizado conforme o acionamento dando o

sentido de giro do motor contar ainda com Conector Sindal 8 Bornes 10mm. Para ligar o painel usado um boto liga desliga de 15 Ampare. A fonte de energia ser uma bateria de 12 v 45 A.

7.1 Ligao da placa de Ponte H A ligao da placa dever ser feita do seguinte modo:

Fio Verde Rocho Amarelo Laranja

Ligao Chave de direo do motor 1 Chave de direo do motor 2 Chave de direo do motor 3 Motor 1, 2 e 3

Vermelho Positivo (+) da alimentao Preto Negativo da Alimentao

Obs: Os fios verde, rocho e amarelo ligados ao Positivo (mesmo barramento do fio vermelho) deve ser ligado em comum na chave de direo)

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7.2 - Ponte HIntroduo O circuito utilizado, apesar de simples, muito utilizado em automao. Trata-se de uma Ponte H. Este circuito utilizado para controlar a direo de rotao de um motor DC (Corrente Continua), tal como controlar um motor com reduo. O circuito Ponte"H" utilizado ser utilizado para controlar o sentido de rotao dos motores utilizados no projeto (horrio eanti-horrio).

7.2.1 - Funcionamento Ao ligar um motor DC uma bateria, observa-se que ele gira numa velocidade constante e numa nica direo. Portanto, pode-se alterar o sentido de rotao desse motor, basta efetuar a inverso em seus terminais em relao aos terminais da bateria. Para que no seja necessrio fazer essa operao manualmente, pode-se utilizar um circuito conhecido como Ponte H. Uma Ponte H pode ser confeccionado utilizando chaves simples, rels ou transistores. Uma ponte H bsica composta por 4 chaves mecnicas ou eletrnicas posicionadas formando a letra H, sendo que cada uma localiza-se num extremo e o motor posicionado no meio.

Figura 1 Representao de uma Ponte H23

Assim, para o funcionamento do motor, basta acionar um par de chaves diagonalmente opostas, o que faz com que a corrente flua do plo positivo para o negativo atravessando o motor e fazendo-o girar. Para inverter a rotao, desligamos essas chaves e acionamos o outro par de chaves, o que faz com que a corrente siga na direo oposta e, consequentemente, o sentido da rotao do motor ser alterada.

Figura 2 Funcionamento da Ponte H Um cuidado especial deve ser tomado: no acionar as chaves de um mesmo lado do H simultaneamente. Isso provoca um fluxo de corrente direto do plo positivo para o negativo, causando um curto-circuito, o que seria fatal fatal para a fonte de alimentao e para os componentes eletrnicos envolvidos no circuito. Como j dito antes, em circuitos de Ponte H, podero ser utilizados vrios tipos de chaves, porm os mais utilizados em eletrnica so: transistores, rels, chaves bipolares, entre outros. Desta forma, sero utilizados rels como elementos chave, por ter umfuncionamento que se adapte melhor ao circuito proposto.

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7.2.2 - Rels Os rels so chaves eletromagnticas usadas para o acionamento de cargas de alta tenso e/ou alta corrente a partir de um circuito de baixa tenso, conforme as caractersticas do rel usado.

Figura 3 - Modelos de Rels O rel tem sua construo baseada num contato metlico que se abre ou fecha sob a influncia de campo eletromagntico induzido numa bobina em seu interior. Assim, quando os contatos da bobina do rel so percorridos por uma corrente eltrica ele atrai o contato metlico e abre ou fecha o contato, conforme o modelo de rel utilizado. Os rels que ligam circuitos quando percorridos por corrente eltrica so chamados de NA ou normalmente abertos, enquanto que os desligam circuitos quando percorridos por corrente so denominados NF ou normalmente fechados. H ainda aqueles que alternam entre um e outro contato de modo que um fique ligado enquanto o outro est desligado, e vice-versa e por isso so chamados de comutadores. O rel pode ser acionado com controles que fornecem baixa corrente, ao contrrio de outras mquinas industriais, que consomem dezenas de ampres de corrente e que so controlados por dispositivos eletrnicos simples ou por computadores que no suportam elevada corrente. Desse modo, com apenas um circuito bem simples pode-se controlar mquinas robustas, como as presentes em instalaes industriais.

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No projeto sero utilizados rels METALTEX ATRC2, com tenso de bobina de 12 VDC, permitindo um controle de cargas de 120 VAC e corrente de 15 A.

Figura 4 Rel utilizado na Ponte H 7.2.3 - Circuito O circuito composto de dois rels, onde possuem enrolamentos NA e NF, trabalhando deforma alternada. Como necessrio que o motor fique inicialmente parado e s entre em funcionamento quando as chaves forem acionadas, foi necessrio uma alterao no circuito original da Ponte H (figura 5). Desta forma, teremos as sadas NF ligadas ao terminal GND, fazendo com que ao acionar uma das chaves, o motor seja acionado em um sentido (horrio ou anti-horrio). Como so utilizados trs motores, sero utilizado uma Ponte H para cada um.

Figura 5 Ponte H utilizando rels26

8 - Manuteno: 8.1 - Mancais e rolamentos nos carrinhos X e Y: Para desmontar os rolamentos das roldanas dos carrinhos X e Y basta usar uma chave de boca 17 e tirar ela trocando os rolamentos caso esteja defeituoso. Pode-se verificar que o rolamento precisa ser trocado por estar com rudos estranhos, pela temperatura, inicio de desgastes ou ainda outras causas. Quando percebe-se que o rolamento esta preso pode-se usar um desengripante (liquido anticorrosivo ) para retirar o excesso de sujeira que esteja nele, tambm para lubrificar, usando pouca quantidade de graxa de alta temperatura apenas o suficiente para sua lubrificao e o excesso de graxa pode causar defeito no rolamento. 8.2 - Guias dos carinhos X e Y :Conforme o carro X ou Y trabalham para frente e para traz, pode-se verificar que as roldanas no deslizam corretamente.

Foram feito 4 furos com rosca M 6 nas guias para fixar

a estrutura e 4 furos de dimetros 6 [mm] na parte de baixo da estrutura para esconder o parafuso dentro do tubo um furo de 11[mm]. Utilizando uma Allen 4, ajusta-se os parafusos que esto prendendo as guias. 8.3 - Fusos : Manuteno dos fusos verifica-se visualmente. Se os fusos esto prendendo de mais usamos umdesengripante para retirar alguma sujeira e lubrificar a rosca trapezoidal para que ela deslize melhor. 8.4 Cabo de ao:

O cabo deve ser devidamente armazenado para se evitar danos ou deteriorao

O procedimento de retirada do cabo de uma bobina ou de um rolo deve obedecer a recomendao do fabricante. Deve-se tomar cuidado para evitar ns ou introduo de toro no cabo

Antes de se cortar o cabo devem ser tomadas as precaues para evitar o desenrolamento das pernas27

Durante a instalao devem ser tomadas precaues para evitar o atrito do cabo com o cho, ou sobre objetos que possam raspar, amassar ou formar cantos vivos

O cabo deve ser mantido sempre bem lubrificado. O lubrificante aplicado na manuteno deve ser compatvel com o lubrificante original. O lubrificante no deve impedir a inspeo visual do cabo. Os trechos do cabo que estiverem localizados sobre polias ou pouco visveis, durante a inspeo e manuteno, requerem ateno especial quando os cabos forem lubrificados. A finalidade da lubrificao do cabo de se reduzir o atrito interno e prevenir contra a corroso

9- Descrio da fabricao: ESPECIFICAES: A confeco da estrutura, e a sua montagem foi realizada atravs dos integrantes da equipe, colocando em pratica o conhecimento adquirido durante o perodo do curso.

9.1 - SOLDAGEM. A Soldagem o processo de unio de materiais (particularmente os metais) mais importante do ponto de vista industrial sendo extensivamente utilizada na fabricao e recuperao de peas, equipamentos e estruturas. A sua aplicao atinge desde pequenos componentes eletrnicos at grandes estruturas e equipamentos (pontes, navios, vasos de presso, etc.).Existe um grande nmero de processos de soldagem diferentes, sendo necessria a seleo do processo (ou processos) adequado para uma dada aplicao. Analisando os tipos de soldagem e comparando-as, ficou restrito a utilizao de trs tipos so elas:

9.1.1 - SOLDAGEM MIG/MAG. O uso do processo MIG/MAG esta cada vez mais freqente, sendo que atualmente o mtodo mais utilizado na Europa ocidental, estados unidos e Japo. Isto ocorre, entre outras coisas, devido sua elevada produtividade e28

facilidade de automao. Pode-se afirmar que a flexibilidade a principal caracterstica do processo, pois permite soldar ao de baixa liga, aos inoxidveis e alumnio, em espessuras a partir de 0,5mm, em todas as posies de soldagem. O MIG/MAG um processo de soldagem compatvel com todos os requisitos de proteo ambiental.

9.1.2 - ANALISE. Quanto aos tipos de soldagem, ficou determinado que a mais vivel para a utilizao no prottipo sistema de elevao a soldagem MIG/MAG, pois ela atende todas as necessidades, priorizando a qualidade final do produto.

9.2 - Roldanas: As roldanas foram torneadas a partir de tarugos nylon quadradas. Foi serrado 8 pedaos tarugo de nylon 60x60 mm foi presa no torno ate ficar no dimetro de 52,25 mm. Para tornear a roldana foram feitos pelos seguintes parmetros : Avano de desbaste: 0,11mm ; Avano de acabamento : 0,09 mm Profundidade de acabamento : 0,02mm . Para fazer o canal foi confeccionado uma ferramenta chamada de ferramenta de sangria de raio 8,5mm. A rotao usada foi de 800 Rpm.

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9.2.1 - PROCESSOS DE USINAGEM

A usinagem do Nylon no difere, em sua essncia, da realizada com metais e suas ligas, podendo ser utilizadasmquinas-ferramentas de uso comum, permitindo todos os tipos de operaes. As ferramentas de usinagem devem possuir ngulos de corte negativos ou nulos, serem bem afiadas e fabricadas em ao rpido. O cavaco na usinagem de Nylon do tipo fita contnua; sua ausncia um sinal de imperfeio nas operaes.

interessante em certo casos (peas imersas, variaes higromtricas importantes e de longa durao, ambiente muito mido e variaes de temperatura) e quando se refere a peas de pouca espessura, levar-se as peas taxa de umidade que elas iro adquirir durante a sua utilizao. Desbaste com um sobre-material de 0,5 a 1,0 mm. Umidificao controlada por imerso em gua quente Estocagem no meio ambiente, para uniformizao de absoro de umidade, (podendo-se aguardar at duas semanas para as peas mais importantes) Acabamento nas medidas finais.

9.2.2 - TORNO Velocidade de 50 a 500 m/min, segundo a natureza do trabalho. Avanos: desbaste 0,5 mm/rotao acabamento 0,05 mm/rotao. Profundidade de corte : 0,5 a 10 mm, segundo a natureza da operao.

No tirar abaixo de 0,5mm para conservar um corte com bom acabamento. Deve-se notar que o cavaco saindo sob forma de tiras contnuas indcio de que as condies de corte so satisfatrias.30

9.2.3 - FURAO

Velocidades: 1000 a 3000 rpm Avano: 0,3mm/rotao

Deve-se tomar precaues especiais na operao de abertura de furos para maximizar a qualidade das peas:

Iniciar a furao com broca de 6mm. A seguir com broca de 10mm, em seguida 20mm 25mm; acima desta dimenso, a diferena de

escalonamento no deve ser superior a 10mm. 10 - Folhas de processo esto em anexo:

11 - Dimensionamento 11.1 - Clculos de reao de apoionos pontos de sustentao da estrutura: Conforme os clculos de dimensionamentos,aplicando-se uma carga de 100Kg em uma est