Dimensionamento de uma ponte rolante

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A força a ser suportada, será a da carga somado com todo equipamento que compõe a viga principal que ao todo dá aproximadamente 1t+1,152t da própria viga principal. Então o peso total a ser suportado será de 7,152t toneladas. Para seguir com os cálculos, foi adotado a classe métrica ISO de propriedades de parafusos de porcas, cujo material de facbricação é o aço, esses valores são tabelados e que respeitam a norma NBR 9527 para parafusos da ABNT.

Para dar base aos cálculos, será escolhido um parafuso, mas a consideração de um coeficiente de segurança igual a 10, pois está lidando com um ambiente de livre circulação de pessoas e oferece um grau elevado de perigo. A tabela seguir mostra que a classe métrica escolhida foi o Padrão 5,8 ISO, tal classe apresenta resistência mínima de prova σp= 380 Mpa, resistência mínima ao escoamento σesc= 420 Mpa e resistência mínima a tração σult= 520 Mpa, com variação de diâmetro de 5 a 24 mm.

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Para a definição do parafuso, também foi usado como base a área encontrada com os cálculos de acordo com a tabela baseada na ISO. Para respeitar o limite encontrado que foi de 96,65 mm², a tabela abaixo de dimensões de roscas de parafusos métricos, a escolha está destacada e mostrando o menor valor acima da área calculada.

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d = 14 mm (diâmetro maior)

dr= 11,55 mm (diâmetro menor)

p = 2,0 mm (passo)

Para respeitar os padrões de rosca grossa ISO comum de 14 mm de diâmetro e 2 mm de passo (M14,0X2,0)

Em relação às demais características, se adotará um parafuso de porca (passante), com uma porca hexagonal padrão ou sextavada, um dos mais comumente fabricados e encontrados no mercado. Além disso, foi escolhido um tipo de rosca triangular simples (avanço igual ao passo) para o conjunto parafuso-porca, pois é a mais indicada para a união de peças e máquinas em geral. Por último, adotamos o aço SAE 1020 para o conjunto porca-parafuso, uma vez que a categoria escolhida (4,8) permite aços de baixo ou médio carbono.

4. DIMENSIONAMENTO DO CABO PARA SUSTENTAR A CARGA

Ao se levar em conta esse cálculo, deve-se ser sabido que o cabo será responsável pela elevação da carga livre, ou seja, será admitido que a carga máxima elevada seja de 5 toneladas.

Para dimensionamento de cabos para elevação de carga, usa-se um coeficiente de segurança em uma determinada faixa, para este caso 8 ≤ CS ≤10 então resolveu-se adotar o maior possível , ou seja, CS=10.

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Considerando o fator de segurança calcula-se P=50.10= 500 kN. Então prossegue com a força aplicada no cabo de aço:

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E assim prossegue calculando a carga mínima de ruptura do cabo e para isso deve-se calcular baseando-se no fator de segurança escolhido CS=10.

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Será utilizado o cabo de aço polido 6x25 Filler 1+6+6+12 AF IPS e assim, é possível definir o diâmetro do cabo através da tabela a seguir:

OBS: Fmin= 250 kN= 25,49 tf.

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A conclusão que se chega com essa tabela é que o cabo escolhido, deve ser de 19 mm ou de 3/4’’.

5. DIMENSIONAMENTO DO MOTOR

Para calcular o motor requerido, deve-se ter noção da força atuante sobre esse motor e a velocidade de elevação. É sabido que a cara a ser elevada não pode ultrapassar as 5 toneladas, e a velocidade de deslocamento deve ser no máximo 0,4 m/s.

O cálculo deve ser o seguinte:

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Um motor que satisfaz suficientemente as exigências de elevação de carga é um da WEG W22 IR4 Super Premium com as seguintes especificações que seguem na tabela abaixo:

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6. Referências:

Projeto de Máquinas, uma abordagem integrada, Vol. único; NORTON, Robert L, Editora Bookman, 4ª Ed.

Projeto de Engenharia Mecânica,Vol. único; SHIGLEY,