ESCOLA TÉCNICA DO RIO DE JANEIRO
Anna Carolina
Brenda Vieira
Robótica Educacional:
Por dentro de um Guindaste motorizado
Rio de Janeiro, 2013
Anna Carolina
Brenda Vieira
Robótica Educacional:
Por dentro de um Guindaste motorizado
Trabalho de avaliação em grupo apresentado
ao Professor Orientador Jorge Ricardo
referente à conclusão do Curso aprovado em 2013.
Professor Orientador: Jorge Ricardo
Conteúdo: Guindaste Motorizado
Turma: 1332
Curso: Eletrotécnica
Rio de Janeiro, 2013
Resumo
Guindaste é uma máquina que, em geral, é equipada com uma grua, cabos ou
correntes e roldanas, e pode ser utilizada tanto para elevar e baixar materiais como
para movê-los horizontalmente. É usado principalmente para levantar itens de peso
elevado e transportá-los para outros lugares. Utiliza-se de uma ou mais máquinas
simples para criar vantagem mecânica e, assim, mover cargas extremamente além da
capacidade normal de um humano. Guindastes são comumente empregados na
indústria do transporte para a carga e descarga de mercadorias, na indústria da
construção para a circulação de materiais e na indústria de transformação para a
montagem de equipamentos pesados.
Abstract
Crane is a machine that, in general, is equipped with a crane, cables, or
chains and pulleys, and can be used both to raise and lower materials such as
to move them horizontally. It is mainly used to lift heavy weight items and
transport them to other places. It uses one or more simple machines to create
mechanical advantage and then move loads extremely beyond the normal
capabilities of a human. Cranes are commonly employed in the transport
industry for the loading and unloading of freight, in the construction industry for
the movement of materials and in the manufacturing industry for the assembling
of heavy equipment.
Sumário
Introdução:...........................................................................................................5
Histórico:..............................................................................................................
6
Um pouco sobre guindastes:...............................................................................6
Levantamento:...................................................................................................10
Movimento horizontal:........................................................................................10
Estabilidade:......................................................................................................10
Informações técnicas: .......................................................................................11
Metodologia:......................................................................................................12
Conclusão:..........................................................................................................
Referências bibliográficas: .................................................................................
Anexos: ..............................................................................................................
Introdução
É uma máquina usada para erguer, movimentar e baixar materiais
pesados. Um guindaste é basicamente constituído de uma torre equipada com
cabos e roldanas e é amplamente utilizado na construção civil e na indústria de
equipamentos pesados.
Na construção civil os guindastes são habitualmente estruturas temporárias
fixadas ao chão ou montadas num veículo especialmente concebido para isto.
Enquanto que na indústria de equipamentos pesados geralmente são utilizados
guindastes suspensos em trilhos elevados que movimenta cargas muito
pesadas.
Os guindastes podem ser controlados por um operador na cabine, ou ainda por
uma pequena unidade de controle remoto que pode comunicar-se via rádio,
infravermelho ou por cabo. Quando se utiliza um guindaste com um operador
na cabine do equipamento, os trabalhadores no chão podem comunicar com o
operador via sinais visuais com as mãos. Uma equipe experiente pode
facilmente posicionar cargas com grande precisão usando apenas estes sinais.
Os primeiros registros de uso de guindastes remontam do século I conforme
mostra um relevo em pedra encontrado em um túmulo em Roma, datado deste
período, onde se vê um guindaste sendo usado para construir um monumento.
Durante a Idade Média os guindastes foram utilizados para construir as
grandes catedrais da Europa. Para isto os guindastes eram fixados no alto das
paredes ou muralhas enquanto estas eram construídas Para içar os materiais
era utilizada a força de homens que giravam duas grandes rodas uma de cada
lado do guindaste.
Os guindastes neste período também começaram a ser utilizados em alguns
portos medievais.
Com uma ampla gama de aplicações para este tipo de equipamento, os
guindastes acabaram adquirindo características especificas e sendo divididos
em grupos especializados. Reconstrução de um guindaste romano
O tipo mais comum de guindaste consiste em uma torre treliçada de aço ou em
uma torre telescópica montada em uma plataforma móvel, que pode ser
constituída de trilhos, rodas, acoplados a caminhões ou ainda sobre esteiras. A
base da torre é articulada, e pode ser suspendida e abaixada por cabos ou
ainda por cilindros hidráulicos. Um gancho no topo da torre é suspenso por
cabos e polias.
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Histórico
Os primeiros guindastes foram inventados pelos gregos antigos, e eram movidos
por homens ou animais de carga. Estas máquinas foram usadas para a construção de
edifícios. Na Alta Idade Média, guindastes portuários foram introduzidos para carregar
e descarregar navios e ajudar com a sua construção - alguns foram construídos em
torres de pedra para conferir força e estabilidade extra. Os primeiros guindastes foram
construídos a partir de madeira, mas o ferro fundido e o aço assumiram a composição
destas máquinas com o advento da Revolução Industrial.
Por muitos séculos, o poder foi fornecido pelo esforço físico de homens ou animais,
embora guinchos em moinhos de água e moinhos de vento poderiam ser
impulsionados pela energia cinética natural reaproveitada. O primeiro poder mecânico
foi fornecido por motores a vapor: datam dos séculos 18 ou 19, com muitos
permanecendo em uso no começo do século 20. Guindastes modernos normalmente
usam motores de combustão interna ou motores elétricos, e sistemas hidráulicos para
fornecer uma maior capacidade de levantamento do que era possível anteriormente,
embora guindastes manuais ainda sejam utilizados quando o fornecimento de energia
não teria viabilidade econômica.
Guindastes existem em uma enorme variedade de formas - cada uma adaptada a um
uso específico. Às vezes, os tamanhos vão desde os menores guindastes de lança,
utilizados no interior de oficinas, para os guindastes torres mais altas, utilizados para a
construção de edifícios. Finalmente, podemos encontrar guindastes flutuantes
maiores, geralmente utilizados para construir plataformas de petróleo.
Um pouco sobre guindastes
É uma máquina usada para erguer, movimentar e baixar materiais pesados.
Um guindaste é basicamente constituído de uma torre equipada com cabos e
roldanas e é amplamente utilizado na construção civil e na indústria de
equipamentos pesados.
Na construção civil os guindastes são habitualmente estruturas temporárias
fixadas ao chão ou montadas num veículo especialmente concebido para isto.
Enquanto que na indústria de equipamentos pesados geralmente são utilizados
guindastes suspensos em trilhos elevados que movimentar cargas muito
pesadas.
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Os guindastes podem ser controlados por um operador na cabine, ou ainda por
uma pequena unidade de controle remoto que pode comunicar-se via rádio,
infravermelho ou por cabo.
Quando se utiliza um guindaste com um operador na cabine do equipamento,
os trabalhadores no chão podem comunicar com o operador via sinais visuais
com as mãos. Uma equipe experiente pode facilmente posicionar cargas com
grande precisão usando apenas estes sinais.
Durante a Idade Média os guindastes foram utilizados para construir as
grandes catedrais da Europa. Para isto os guindastes eram fixados no alto das
paredes ou muralhas enquanto estas eram construídas Para içar os materiais
era utilizada a força de homens que giravam duas grandes rodas uma de cada
lado do guindaste.
Os guindastes neste período também começaram a ser utilizados em alguns
portos medievais.
O tipo mais comum de guindaste consiste em uma torre treliçada de aço ou em
uma torre telescópica montada em uma plataforma móvel, que pode ser
constituída de trilhos, rodas, acoplados a caminhões ou ainda sobre esteiras. A
base da torre é articulada, e pode ser suspendida e abaixada por cabos ou
ainda por cilindros hidráulicos. Um gancho no topo da torre é suspenso por
cabos e polias.
Os cabos são movimentados através de motores que operam com uma variedade de
tipos de transmissões. Os motores podem ser a vapor, elétricos, ou ainda de
combustão interna (IC). Enquanto que com relação à transmissão esta costuma ser à
base de embreagens principalmente em equipamentos mais antigos. Recentemente
este padrão começou a ser modificado com o uso de motores de combustão interna
que permitem combinar a característica dos motores de vapor "torque máximo em
velocidade zero" pela adição de um elemento hidráulico, criando com isso um bom
controle de torque. As vantagens operacionais deste arranjo são conseguidas através
do controle eletrônico de movimentação hidráulica.
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Alguns modelos de guindaste que utilizam esta tecnologia podem ser convertidos em
guindastes de demolição adicionando-se uma esfera de demolição, ou em
escavadeiras adicionando uma pá carregadeira, embora alguns detalhes de projeto
possam vir a limitar sua eficácia. Guindaste sobre trilhos, utilizado em portos na
década de 30
Os cabos são movimentados através de motores que operam com uma variedade de
tipos de transmissões. Os motores podem ser a vapor, elétricos, ou ainda de
combustão interna (IC). Enquanto que com relação à transmissão esta costuma ser à
base de embreagens principalmente em equipamentos mais antigos. Recentemente
este padrão começou a ser modificado com o uso de motores de combustão interna
que permitem combinar a característica dos motores de vapor "torque máximo em
velocidade zero" pela adição de um elemento hidráulico, criando com isso um bom
controle de torque. As vantagens operacionais deste arranjo são conseguidas através
do controle eletrônico de movimentação hidráulica,. Alguns modelos de guindaste que
utilizam esta tecnologia podem ser convertidos em guindastes de demolição
adicionando-se uma esfera de demolição, ou em escavadeiras adicionando uma pá
carregadeira, embora alguns detalhes de projeto possam vir a limitar sua eficácia.
Os guindastes móveis podem ser ainda do tipo telescópico, que são um tipo de
equipamento cuja lança consiste em certo número de tubos, cada tubo dentro de outro
tubo. Um mecanismo hidráulico (geralmente um pistão) estende ou retrai os tubos
aumentando ou diminuindo o comprimento da lança. Outro tipo de guindaste bastante
popular é o guindaste montado sobre um caminhão utilizando a plataforma de uma
carreta ou caminhão, o que fornece ao guindaste a mobilidade de um caminhão
convencional. As patolas que são usadas para nivelar e estabilizar o guindaste
estende-se horizontalmente e verticalmente possibilitando a movimentação de
materiais pelo guindaste. Guindaste telescópico móvel.
Ainda falando sobre mobilidade, outro tipo de guindaste que vem se tornando popular
é o guindaste para “terrenos-difíceis”, montado sobre quatro pneus de borracha ele foi
desenhado para operações do tipo pegar e carregar e para aplicações fora de estrada.
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As patolas se estendem horizontalmente e verticalmente estão usadas para nivelar e
estabilizar o guindaste para as operações de içamento. Estes guindastes [hidráulicotelescópicos] são as máquinas de motor-único onde o mesmo motor é usado mover a
lança e o equipamento em si, similar ao modelo encontrado no guindaste da esteira
rolante. Sendo que no guindaste de esteira rolante sua principal característica é ele
ser montado sobre um jogo de trilhas que fornecem para a estabilidade e a mobilidade
do guindaste. Os guindastes móveis e telescópicos têm como principais características
sua mobilidade e a alta capacidade de realizar operações complexas de
movimentação de materiais. Tanto na construção civil quanto em montagem ou
remoção de equipamentos pesado.
Fixo a terra, os guindastes de torre oferecem a melhor combinação de altura e
capacidade, e são usados frequentemente na construção de edifícios altos. Para
conservar o espaço de trabalho na obra, o eixo vertical do guindaste é construído
frequentemente dentro e ao centro da futura edificação, que é então, após o termino
da obra (quando o guindaste é desmontado) convertido ao eixo do elevador. Um eixo
horizontal é balanceado assimetricamente no alto do eixo vertical, a seção curta do
eixo horizontal carrega um contrapeso de blocos de concreto, e sua seção longa
carrega o equipamento responsável pelo içamento. O operador de guindaste senta-se
em uma cabine no alto da torre. Um guindaste de torre é montado geralmente por um
guindaste telescópico com menor capacidade de içamento, mas grande alcance
(altura), e no caso dos guindastes de torre que são içados para construção de
arranha-céus muito altos um guindaste menor será ao termino da obra içado ao
Guindaste de Torre.
Um guindaste de torre pode ser também auto desmontável, quando este se utiliza de
encaixes para se prender/desprender da seção, permitindo que a seção da torre onde
anteriormente ele estava preso seja levada ao nível do solo.
Outro tipo muito comum de guindaste é o guindaste de carga, que consiste
basicamente de um braço hidráulico articulado.
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Este braço hidráulico pode ter numerosas seções articuladas que podem ser
dobradas em um pequeno espaço quando o guindaste não esta em uso. Além disso,
em alguns equipamentos uma das seções pode ser telescópica.
Levantamento
Guindastes podem usar uma combinação de máquinas simples para
ganhar vantagem mecânica e levantar objetos. O primeiro é a alavanca, usada
em guindastes de balanço. A viga do guindaste se equilibra no apoio,
permitindo o levantamento de objetos mais pesados com uma quantidade
menor de força. O segundo é usando um guindaste de lança, que usa polias
para alcançar melhor aproveitamento mecânico (note que todos os guindastes
usam polias; neste caso, as polias são a fonte principal da vantagem
mecânica). O terceiro jeito que um guindaste tem para levantar objetos é
usando um cilindro hidráulico, diretamente ou ajudando um peso ou uma lança.
Movimento Horizontal
O movimento horizontal num guindaste pode ser conseguido de duas
maneiras. A primeira é montar o aparelho inteiro em um eixo rotativo, e
simplesmente girar a corda ou lança que carrega o peso. Isto é bem comum
em guindastes móveis e em alguns modelos fixos usados em construções. O
segundo método é de carregar a carga de lá pra cá em trilhos junto da própria
lança. Isto é bem comum com guindastes fixos em portos e estações
ferroviárias.
Estabilidade
Uma consideração final sobre como os guindastes funcionam é a
estabilidade. Um guindaste é estável quando a soma de todos os movimentos
na base dá zero. De maneira objetiva, isto significa o tamanho da carga
estimada num guindaste deve ser menor do que poderia ser necessário para
virá-lo. Nos Estados Unidos, um guindaste móvel só pode levantar 85% do que
precisaria para virá-lo. Esta margem leva em consideração uma potencial
instabilidade que possa acontecer, dependendo de onda o guindaste
estiver apoiado.
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Informações técnicas
Marca
Tipo de atividade
Coleção/Sortimento
Composição/Material
Objetivo do produto
Alimentação
Dimensões aproximadas do produto (cm) AxLxP
Dimensões aproximadas da embalagem
(cm) - AxLxP
Peso líq. Aproximado do produto (kg)
Peso aproximado da embalagem do produto
(kg)
Mais Informações
Modelo
Referência do Modelo
Modelix
Montagem de robôs e/ou
veículos robóticos
Robótica
Peças metálicas e
termoplásticas perfuradas para
montagem de objetos (com
parafusos e porcas)
Desenvolver conceitos mais
avançados de mecânica e
elétrica, através do uso de
estruturas mecânicas para
redução da velocidade do motor
e aumento da força.
Pilhas
80x50x20cm
47x32x6cm
500g
500g
Voltagem: 6v
506
506
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Metodologia
A tendência do estudo de caso é tentar esclarecer decisões a serem
tomadas. Ele investiga um fenômeno contemporâneo partindo do seu contexto
real, utilizando de múltiplas fontes de evidências. Os estudos de caso podem
ser:
- Exploratórios: Quando se quer encontrar informações preliminares sobre o
assunto estudado. Para estudos de caso exploratórios, uma boa abordagem é
quando se utiliza de considerações rivais, em que existem diferentes
perspectivas aumentando as chances de que o estudo seja um modelo
exemplar.
-
Descritivos:
Cuja
o
objetivo
é
descrever
o
estudo
de
caso.
- Analíticos: Quando se quer problematizar ou produzir novas teorias que iram
procurando problematizar o seu objeto, construir ou desenvolver novas teorias
que iram ser confrontadas com teorias que já existem, proporcionando avanços
do conhecimento. É preciso que tenha diferentes visões teóricas a cerca do
assunto estudado, pois serão a base para orientar as discussões sobre
determinado fenômeno constituem a orientação para discursos sobre a
aceitação ou não das alternativas encontradas. Para isso é preciso que possua
uma mostra de várias evidências.
Primeiro conceito- é um método qualitativo que consiste geralmente em uma
unidade individual. Ela serve para responder questionamentos que o
pesquisador não tem muito controle sobre o fenômeno estudado.
Segundo conceito – São expressões sinônimas que designam um método de
abordagem de investigação em ciências sócias simples ou aplicadas. Consiste
na utilização de um ou mais métodos qualitativos de recolha de informação e
não segue uma linha rígida de informação.
Terceiro conceito – é um instrumento pedagógico que apresenta um problema
mal estudado. O que é um problema mal estudado? É aquele que não tem uma
solução pré-definida, exigindo empenho do aluno para identificar o problema,
analisar evidencias, desenvolver argumentos lógicos, avaliar e propor soluções
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Conclusão
Guindastes de torre são comuns em qualquer canteiro de grandes de
obras. É difícil não notá-los, pois eles costumam ser bem altos.
Eles são usados pela equipe de construção para levantar aço, concreto,
grandes ferramentas como maçaricos de acetileno e geradores, assim como
uma grande variedade de outros materiais de construção.
Com esse projeto iremos desenvolver conceitos mais avançados de mecânica
e elétrica, através do uso de estruturas mecânicas para redução da velocidade
do motor e aumento da força.
Referências bibliográficas
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAj60AJ/guindastes
https://portogente.com.br/portopedia/guindaste-73053
http://www.ehow.com.br/funciona-guindaste-como_5479/
Anexos