ANHANGUERA EDUCACIONAL PARTICIPAÇÕES S/A
ENGENHARIA CIVIL
FERNANDO ROBER
GLAUBER NELSON VOIGT
HEBERLEYDANTAS PIMENTEL
PRISCILLA MACIEL MACHADO RODRIGUES
WASHINGTONWEBER
TRABALHO INTERDISCIPLINAR:
MANUTENÇÃO EM ELEVADOR
Joinville-SC
2020/2
FERNANDO ROBER
GLAUBER NELSON VOIGT
HEBERLEY DANTAS PIMENTEL
PRISCILLA MACIEL MACHADO RODRIGUES
WASHINGTON WEBER
TRABALHO INTERDISCIPLINAR:
MANUTENÇÃO EM ELEVADOR
Trabalho de produção textual
Interdisciplinar:
“Manutenção
em Elevador” em grupo da
Faculdade
Anhanguera
Educacional Participações S/A
- como requisito do segundo
semestre de 2020.
Joinville – SC
2020/2
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO .......................................................................................................... 4
2 DESENHO DO ELEVADOR .................................................................................. 5
3 MOMENTO DE INÉRCIA: O MOVIMENTO DE ROTAÇÃO DA CABINE DO
ELEVADOR .............................................................................................................. 8
4 ANÁLISE DO MOVIMENTO DO ELEVADOR ..................................................... 11
CONCLUSÃO ......................................................................................................... 14
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................................... 15
APÊNDICES ........................................................................................................... 17
4
INTRODUÇÃO
O trabalho proposto consiste em expor os conhecimentos agregados pelo
ensino recebido no quarto período do curso de Engenharia Civil, por meio de
resoluções de problemas eutilização dos conhecimentos adquiridos por meio das
disciplinas:Cálculo Diferencial e Integral III,Desenho Técnico, Desenho Auxiliado por
Computador, Princípios de Eletricidade e Magnetismo, e Física Geral e experimental:
Energia.
Foi utilizada para elaboração deste a Situação Geradora de Aprendizagem –
SGA, que propõe a manutenção de um elevador e correção de falha mecânica.
Serão apresentados os desenhos técnicos do elevador, feito à mão e com o
auxílio de computador (AutoCAD).
Em segundo momento, será apresentado o estudo do movimento do
elevador, considerando a rotação, e cálculos do momento de inércia.
Posteriormente, será apresentada análise do movimento do elevador,
considerando a energia e o torque necessários para seu funcionamento, e os
cálculos de fluxo magnético do motor.
Ademais, serãoexpostos nos apêndices desse trabalho os desenhos técnicos,
elaborados em prancha A4 para melhor visualização.
5
2.DESENHO DO ELEVADOR
Para compreender as dimensões e características do elevador, foi realizado o
desenho técnico (desenho esquemático à mão) daplanta baixa da cabina e de sua
caixa de corrida (Figura 1). Foi considerado que o elevador tem capacidade máxima
para 10 pessoas e foram utilizadas as medidas disponibilizadas na Tabela1.
O desenho técnico completo com margem e legenda em prancha A4 está
disponível no apêndice do trabalho.
Figura 1 –Desenho Técnico: Planta Baixa da Cabina e Caixa de Corrida
Fonte: Elaborado pelos autores.
Tabela 1–Dimensionamento
Fonte: https://www.thyssenkruppelevadores.com.br/. Acesso em 20/10/2020.
6
Também foi realizado o desenho da casa de máquina (Figuras 2 e 3)
utilizando o software AutoCAD, com margem e legenda em prancha A4,
disponibilizadosno apêndice do trabalho.
Figura 2–Desenho AutoCAD: Planta Baixa da Casa de Máquina
Fonte: Elaboradopelos autores.
7
Figura 3–Desenho AutoCAD: Corte BB da Casa de Máquina
Fonte: Elaborado pelos autores.
8
3.MOMENTO DE INÉRCIA: O MOVIMENTO DE ROTAÇÃO DA CABINE DO
ELEVADOR
A translação é um movimento em que segmentos de reta que une dois
pontos de um corpo rígido se mantêm paralelo a si mesmo enquanto se desloca.
(GREF, 2002). Segundo Nascimento (2015) “translação é o deslocamento de figuras
para fora do plano na direção horizontal e/ou vertical”.
A rotação é um movimento em que cada ponto de um corpo rígido
permanece a uma distância constante de um eixo perpendicular ao plano do
movimento. (GREF, 2002). De acordo com o Glebs Wataghin Institute of Physics
(2012), rotação é o movimento de um corpo rígido em torno de um eixo fixo. O eixo
fixo é denominado eixode rotação.
Como exemplo, podemos dizer que rotação e translação são os dois
principais movimentosrealizados pelo planeta Terra. A rotação é o movimento que a
Terra realiza em torno de seu próprio eixo, écomo se ela estivesse “rodando” em
volta de si mesma. Já a translação é o movimento que a Terra realiza em torno do
Sol.
Segundo Isaac Newton, a inércia ocorre quando um determinado objeto se
encontra em repouso, não tendo velocidade em si e a sua atividade é zero. Para que
isso ocorra, é necessário que as forças aplicadas sejam inferiores ou nula ao peso
(força de inércia) do objeto. Caso haja movimentação ocorrerá o momento de
inércia. (BALOLA, 2010)
Os
princípios
da
inércia
são
uma
unidade
física
extremamente
importanteporque "medem" a distribuição da massa corporal em relação a um
determinadosistema de coordenadas. Possui diversas propriedades e é fundamental
para aequação do movimento de um corpo rígido (PESCE, 2004).
A massa (m) é a quantidade de matéria de um ente físico qualquer. É
caracterizado pelo seu volume (espaço ocupado) e densidade (que pode variar),e é
calculado através da fórmula:
.
= , ,
9
Já o momento de inércia mede a resistência ao movimentode rotação para
cada eixo ( , , : para sólidos com maioresmomentos de inércia, mais energia
deveser necessária para que o sólido sejaposto em movimento (ou para parar
omovimento), e é calculado através das fórmulas:
.
= +
, ,
= +
, ,
.
.
= + , ,
Considerando o elevador objeto deste estudo vazio, e que a caixa retangular
(cabina)é delimitada pelos planos = 0, = 0 e
= 0 e pelas medidas da cabina, e,
ainda, que a densidade do material do elevador éconstante ():
Temos:
0 ≤ ≤ 1,3
= 0 ≤ ≤ 1,4
0 ≤ ≤ 2,2
= , ,
=
Momento de Inércia em relação ao eixo x ( :
.
= !" + #" $ , !, # %&
= (
,
+
'
= (
(
),,
+
,
+
= (
,
+
= (
+
),,
( +
+
),,
( 1,3 + 1,3
,
+
),*
( +
+
1,3 *
+ 1,3 3
|),*
+
|),,
+
10
= (
,
+
1,3.1,4*
+ 1,3 . 1,4 3
,
= ( 1,19 + 1,82
+
1,82
= 1,19 +
3
*
|,
+
1,82. 2,2
= 1,19.2,2 +
3
*
= 2,618 + 6,46
= 1, 23 4
Momento de Inércia em relação ao eixo y ( :
.
! = = (
,
+
'
(
"
),,
+
= (
,
+
= (
,
+
= (
,
+
+ #" $ , !, # %&
),*
( +
+
(
),,
+
(
),,
+
),,
*
+
3
1,3*
+ 1,3
3
( 0,73 + 1,3
,
+
= ( 0,73 + 1,3
+
|),*
+
|),,
+
,
= ( 0,73.1,4 + 1,3 . 1,4
+
,
= ( 1,02 + 1,82
+
1,82
= 1,02 +
3
*
|,
+
1,82. 2,2
= 1,02.2,2 +
3
= 2,24 + 6,46
! = 3, 6 4
*
11
Momento de Inércia em relação ao eixo z ( :
.
# = = (
,
'
(
+
= (
= (
),,
+
,
+
,
+
= (
+ !" $ , !, # %&
),*
( + (
+
),,
+
(
,
+
"
),,
+
*
+ 3
1,3 *
+ 1,3 3
),,
( 0,73 + 1,3 ,
+
= ( 0,73 +
+
,
1,3*
3
= ( 0,73.1,4 +
+
|),*
+
,
1,3.1,4*
3
|),,
+
= ( 1,02 + 1,19
+
= 2,21
|,
+
= 2,21.2,2
# = 7, 38 4
A presença de pessoas dentro do elevador irá alterar seu momento de inércia,
visto que o cálculo apresentou a massa distribuída uniformemente no paralelepípedo
(elevador). Com a presença de pessoas ocorrerá um incremento de massa não
localizado no seu centróide, além de mudança na densidade considerada constante
nos cálculos, modificando assim o momento de inércia da cabine vazia.
4. ANÁLISE DO MOVIMENTO DO ELEVADOR
Para que o elevador se movimente, o motor deve apresentar internamente o
Fluxo Magnético de 0,5 Wb. Considerando que o indutor projetado possui 5 cm de
diâmetro e 45 cm de comprimento, com 4.500 espiras, núcleo ferromagnético com
9: = 500, e em funcionamento submetido a uma corrente de 32 A, verificamos que
12
este não é capaz de gerar torque suficiente para movimentar o elevador, conforme
segue:
< = =>?@AB
Sendo: <= Fluxo Magnético (Wb)
== Campo Magnético (T)
>= Área (m²)
B = Ângulo entre B e A
Onde: == Campo Magnético (T)
B=
DEF
G
D = Permeabilidade magnética, com 9 = 9+ . 9:
E= Número de espiras
F = Corrente elétrica (A)
G = Comprimento do solenóide (m)
9+ . 9: HI
J
4π10LM . 500 4500.32
B=
0,45
B=
= = "2N, 28N
Considerando que o ângulo (B) entre o vetor do campo magnético B e o vetor normal
à espira (n) é igual a 0:
φ = BA
φ = B. π. r φ = 201,061. π. 0,025
< = 2, R17 Wb
Para que haja o fluxo magnético necessário para a movimentação do
elevador, serão necessárias mais 1.430 espiras, conforme cálculo abaixo:
13
φ = BA → = =
B=
B=
0,5
π0,025
<
>
= = "T7, 876
9+ . 9: HI
=G
→E=
D2 . DU F
J
H=
254,647.0,45
4π10LM . 500 . 32
H=
114,591
0,020
E = T6"1, T ≈ T1R2
Número de espiras faltantes = 5930-4500 = 1430 espiras
14
CONCLUSÃO
Com o trabalho desenvolvido, foi possível verificar a integração que existe
entre as disciplinas cursadas, sendo possível aplicaros conteúdos relacionados de
forma harmoniosa para solução de problemas reais esituações do cotidiano dentro
do mercado de trabalho.
Foi elaborado inicialmente o desenho à mão da planta baixa da cabina e caixa
de corrida do elevador, levando em consideração as normas de desenho técnico
vigentes,a análise do catálogodo elevador,detalhes construtivos e interpretação das
tabelas de dimensionamento dos componentes, de acordo com a capacidade de
passageiros, apresentada pelo fornecedor do equipamento. Complementado com os
desenhos de planta baixa e corte lateral da casa de máquina, utilizando como
ferramenta de elaboração de projeto o software AutoCAD.
Posteriormente foi apresentado o cálculo de momento de inércia da cabina e
realizada uma discussão sobre conceitos e aplicações físicas acerca dos
movimentos de rotação atuantes em um corpo rígido.
Por fim, foi realizada a análise dos conceitos de eletricidade e magnetismona
visão conceitual, além dedeterminado por meio de cálculos, o fluxo magnético
necessário sobre o indutor,para que o motor possua torque suficiente parapermitira
movimentação do elevador.
15
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR 10067:
Princípios gerais de representação em desenho técnico. Rio de Janeiro,1995.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR 10068: Folha
de desenho layout e dimensões. Rio de Janeiro,1987.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR 8402:
Execução de caractere para escrita em desenho técnico. Rio de Janeiro,1994.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR 8403:
Aplicação de linhas em desenhos – Tipos de linhas – Largura das linhas. Rio de
Janeiro,1984.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR 8196:
Desenho técnico – Emprego das escalas. Rio de Janeiro,1999.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR 12298:
Representação de área de corte por meio de hachuras em desenho técnico. Rio de
Janeiro,1995.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR 10126:
Cotagem em desenho técnico. Rio de Janeiro,1998.
ANJOS,
T.
A.
Corpos
Rígidos.
Brasil
Escola.
Disponível
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/corpos-rigidos.htm. Acesso out. 2020.
em:
INSTITUTO DE FÍSICA GLEBS WATAGHIN. Cinemática e Dinâmica das
Rotações. 2012. Disponível em:
http://midia.cmais.com.br/assets/file/original/2a15766f16c8b7e9c35732253c4e26296
aa62628.pdf. Acesso em: out. 2020.
NASCIMENTO, M. C. Translação e Rotação no Plano. 2015. Disponível em:
http://wwwp.fc.unesp.br/~mauri/Down/RotaTransla.pdf. Acesso em: 18 set. 2020.
PESCE, C. P. Dinâmica dos corpos rígidos. 2004. Disponível em:
http://sites.poli.usp.br/d/pme2200/Dinamica_dos_corpos_rigidos_Pesce_09.pdf.
Acesso em: out. 2020.
FRÓES, André Luís Delvas. Física Geral e Experimental: Energia. 2016
GREF: Grupo de Reelaboração do Ensino da Física. Física 1: Mecânica.São Paulo:
Editora da Universidade de São Paulo, 2002. 7ª ed
HELERBROCK,
Rafael.
"Solenoide"; Brasil
Escola.
Disponível
em:
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/campo-magnetico-no-solenoide.htm. Acesso em
04 de novembro de 2020.
16
SANTOS, Marco Aurélio da Silva. "Fluxo Magnético e a Lei de Faraday"; Brasil
Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/fluxo-magnetico-leifaraday.htm. Acesso em 04 de novembro de 2020.
17
APÊNDICES
Apêndice A – Desenho à Mão da Planta Baixa da Cabina e Caixa de Corrida.
Fonte: Elaborado pelos autores.
18
Apêndice B – Desenho em AutoCAD da Planta Baixa da Casa de Máquina.
Fonte: Elaborado pelos autores.
19
Apêndice C – Desenho em AutoCAD do Corte Lateral da Casa de Máquina.
Fonte: Elaborado pelos autores.