TCC Estudo Empilhadeira Elétrica Pequenas Dimensões UNIP Engenharia Mecânica

UNIVERSIDADE PAULISTA BRUNO MACHADO DOS SANTOS DOUGLAS SIELLI LAUER KAIQUE OLIVEIRA DE LIMA MARJORIE REIS CONCHAL MATEUS PERES POLONI RENAN FERREIRA FERRAZ WILLIAN ROSA PEREIRA ESTUDO DE UMA EMPILHADEIRA ELÉTRICA DE PEQUENAS DIMENSÕES SÃO JOSÉ DO RIO PRETO 2020 BRUNO MACHADO DOS SANTOS DOUGLAS SIELLI LAUER KAIQUE OLIVEIRA DE LIMA MARJORIE REIS CONCHAL MATEUS PERES POLONI RENAN FERREIRA FERRAZ WILLIAN ROSA PEREIRA ESTUDO DE UMA EMPILHADEIRA ELÉTRICA DE PEQUENAS DIMENSÕES Trabalho de conclusão de curso para obtenção do título de Graduação em Engenharia Mecânica apresentado à Universidade Paulista UNIP Orientador Prof Me André Luiz A Bosso SÃO JOSÉ DO RIO PRETO 2020 DEDICATÓRIA Dedicamos este trabalho primeiramente a Deus que nos permitiu executar o curso com sucesso até o fim A todos nossos familiares amigos companheiros que nos proporcionaram essa experiência de vida nos ajudaram apoiando e incentivando Dedicamos aos nossos colegas que por motivos pessoais não puderam concluir o curso conosco Por fim dedicamos aos nossos professores principalmente ao Mestre André Bosso que nos orientou e conosco não desistiu de nos auxiliar em tempos difíceis e cansativos AGRADECIMENTOS Agradecemos primeiramente a Deus pela oportunidade concedida e apoio mental e espiritual mantendo as forças para prosseguir Ao professor André Luiz A Bosso pelo apoio demonstrado para com todos os membros da equipe A todos os professores do curso de Engenharia Mecânica por transmitir aos alunos os conceitos e teorias das mais diversas matérias que abrangeram o programa do curso sempre apresentando de forma altruísta os conceitos através dos mais variados exemplos da vida real A todos os colegas de turma que ao longo desses dez semestres tornaramse grandes amigos Aos familiares que tiveram paciência que incentivaram e sempre mostraram que não existe recompensa sem esforço apoiando para atingir o objetivo A todos que sempre estiveram ao nosso lado buscando ajudar a enfrentar as dificuldades encontradas durante todo o curso A ciência é portanto uma perversão de si mesma a menos que tenha como fim último melhorar a humanidade Nicola Tesla RESUMO Com o propósito de atender um seguimento comum foi realizado pesquisas de mercado onde se constatou que uma Empilhadeira mais simples requer treinamentos e investimentos altos Após essa pesquisa é desenvolvido um projeto de protótipo a fim de realizar uma Empilhadeira com tamanho reduzido para atender microempresas e centros de distribuição de pequeno porte O modelo foi escolhido devido sua facilidade de construção facilidade de manuseio e baixo custo construído com Aço 1020 parafusos porcas cabo de aço roldanas motoredutor rodízio tubos metálicos entre outros A Empilhadeira é movimentada por um motor elétrico que por sua vez é alimentado por baterias recarregáveis Possui um sistema simplificado na movimentação como elevar ou descer a carga e movimentarse para frente para trás e para os lados porém atende a necessidade do trabalhador Suas propriedades locais são de uma altura total de 2 metros largura de 15 metros e comprimento de 2 metros e pesando 90 quilos Possuí uma elevação de até 1500 milímetros podendo carregar uma carga de 140 quilos Além do custo menor em relação ao do mercado atual a empilhadeira evita esforços dos funcionários evitando doenças ergonômicas Palavraschave Empilhadeira Baterias Economia Ergonomia ABSTRACT In order to serve a common segment market research was carried out where it appears that a simpler forklift requires courses and high investments From then on a prototype project was developed to accomplish a Forklift with a reduced size to serve small businesses and small distribution centers The model was chosen due to its ease of construction ease of handling and low cost being built in Steel 1020 The forklift is powered by an electric motor which is powered by rechargeable batteries It has a simplified system of movement such as raising or lowering a load and moving back and forth but it meets the need for an entrepreneur Its local properties are a total height of 2 meters width 15 meters and length 2 meters and weighing 90 kilos It has an elevation of up to 1500 rolls can carry a load of 140 kilos In addition to the lower cost compared to the current market the forklift truck prevents ergonomic diseases to employees Keywords Forklift Batteries Economy Ergonomics LISTA DE FIGURAS Figura 21 Ramificação das máquinas de elevação 21 Figura 22 Itens de uma empilhadeira 22 Figura 23 Empilhadeira à combustão 23 Figura 24 Transpaleteira Elétrica 26 Figura 25 Empilhadeira Contrabalançada Elétrica Cesab C6E 26 Figura 26 Exemplo de empilhadeira manual 27 Figura 27 Empilhadeira elétrica de movimentação manual 28 Figura 28 Empilhadeira Manual caseira 28 Figura 29 Estrutura do cabo de aço 29 Figura 210 Tipos de composição do cabo de aço 30 Figura 211 Tipos de alma 30 Figura 212 Torção dos cabos 31 Figura 213 Fator de segurança em algumas aplicações 32 Figura 214 Estator 33 Figura 215 Rotor 33 Figura 216 Rotação a partir de imãs 34 Figura 217 Motoredutor 12V 35 Figura 218 Engrenagens de um motoredutor 35 Figura 219 Motoredutor com rosca sem fim 36 Figura 220 Bateria 12 V 37 Figura 221 Rodízio 39 Figura 222 Mecanismo de polia em V 40 Figura 223 Polia fixa 41 Figura 224 Polias fixas e moveis 41 Figura 225 Perfis de polias 42 Figura 226 Perfis de polias 42 Figura 227 Perfis de Metalon 43 Figura 228 Partes do parafuso 43 Figura 229 Estrutura de um parafuso 44 Figura 230 Zonas de tolerância para diversas classes de roscas unificadas 44 Figura 231 Tipos de fenda Figura 45 Figura 232 Tipos de cabeças 45 Figura 233 Tipos de pescoço 46 Figura 234 Tipos de hastes 46 Figura 235 Tipos de Rosca 46 Figura 236 Tipos de pontas 47 Figura 237 Anatomia do rebite 47 Figura 238 Formatos de cabeças de rebite 48 Figura 239 Empregabilidade do rebite 48 Figura 240 Porcas com fixação manual 49 Figura 241 Porca travante com nylo 49 Figura 242 Anéis Elásticos Figura 50 Figura 243 Molas de compressão 51 Figura 244 Processo de solda por fusão 52 Figura 245 Solda por pressão 53 Figura 246 Processo de soldagem MIGMAG 53 Figura 31 Projeto Empilhadeira Elétrica 61 Figura 32 Lista de peças Empilhadeira elétrica 62 Figura 33 Peças Empilhadeira elétrica 63 Figura 34 Lista de peças do garfo 64 Figura 35 Peças do garfo 64 Figura 36 Dimensional do protótipo 64 Figura 41 Fator de multiplicação F 67 Figura 42 Módulo de Elasticidade 68 Figura 43 Catálogo BOSCH motor elétrico 70 Figura 44 Gráfico Motor CEP 24 V 46 W 72 Figura 45 Fonte de tensão em série 73 Figura 46 Tabela coeficiente de Resistência a rolagem 75 Figura 47 Ficha técnica do motor BOSCH 78 Figura 48 Fator de correção de dentes 81 Figura 49 Fator de correção de fileiras 81 Figura 410 Tabela de seleção de corrente 81 Figura 411 Tabela de seleção de dentes 81 Figura 412 Tabela Referente ao passo 83 Figura 413 Parafuso do garfo 85 Figura 414 Posição do CN 88 Figura 415 Cinto de segurança 95 Figura 51 Simulação de força aplicada nos garfos 99 Figura 52 Tensão de Von Mises 101 Figura 53 Primeira tensão principal 101 Figura 54 Terceira tensão principal 102 Figura 55 Deslocamento 103 Figura 56 Fator de segurança 103 Figura 101 Plano de Manutenção geral da empilhadeira elétrica 113 LISTA DE QUADROS Quadro 51 Configurações de malha 97 Quadro 52 Condições de funcionamento e força 98 Quadro 53 Força e momento de reação em restrições 98 Quadro 54 Resumo de resultados 98 Quadro 61 Cronograma de trabalho 1 104 Quadro 71 Itens comprados por unidade 105 Quadro 72 Matéria prima comprada por quilo Aço SAE 105 Quadro 73 Matéria prima comprada por quilo POLIPROPILENO 105 Quadro 74 Matéria prima comprada por quilo ALUMINIO 106 Quadro 75 Matéria prima comprada por quilo LATÃO 106 Quadro 76 Total de custo 106 Quadro 81 Primeiro modelo de empilhadeira 107 Quadro 82 Segundo modelo de empilhadeira 107 Quadro 83 Terceiro modelo de empilhadeira 107 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO 17 11 Objetivo do trabalho 18 12 Justificativa do trabalho 18 13 Organização do trabalho 18 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 20 21 Máquinas de elevação 20 22 Empilhadeira 21 221 Empilhadeiras a Combustão Diesel ou GLP 23 222 Empilhadeiras Elétricas 25 223 Empilhadeiras Manuais 26 224 Empilhadeiras Caseiras 27 23 Componentes de uma empilhadeira elétrica 29 231 Cabos de aço 29 232 Motor elétrico 32 233 Motoredutor 35 234 Baterias 37 235 Rodízio 39 236 Polias 40 237 Tubos de metalon 42 238 Parafusos 43 239 Rebites 47 2310 Porcas 49 2311 Anel Elástico 50 2312 Molas de compressão 50 2313 Soldas 51 24 Normas de Regulamentação do Projeto 53 241 Norma Regulamentadora NR11 54 2411 NR 11 Normas de segurança para operação de elevadores guindastes transportadores industriais e máquinas transportadoras 55 242 Norma Regulamentadora NR12 56 2421 Cabos de aço 56 2422 Roldanas e Guias 56 2423 Baterias 57 2424 Acionamento e Parada 57 2425 Manuseio 57 2426 Aspectos Ergonômicos 58 243 Normas Regulamentadoras para segurança na empresa 58 3 DESENVOLVIMENTO 60 31 Conceitos utilizados para elaboração do projeto 60 32 Modelagem do protótipo 60 4 DIMENSIONAMENTO DE PROJETO 65 41 Cabo de aço 65 42 Deformação longitudinal do cabo de aço 66 42 Motor de elevação 69 421 Considerações para o cálculo 69 422 Potência estática 69 423 Torque estático do motor 71 43 Autonomia da bateria 72 431 Fontes de tensão 73 432 Calculo da autonomia 73 44 Dimensionamento do motor de translação 74 441 Considerações do cálculo 74 442 Resistência ao rolamento 74 443 Resistencia de aceleração 75 444 Força total 76 445 Torque do motor 76 446 Potência do motor 76 447 Rotação da roda 77 448 Sistema de transmissão 77 449 Seleção do motor 78 45 Sistema de transmissão 79 451 Relação de transmissão 79 452 Potência admissível 80 453 Potência de trabalho 80 454 Seleção do número da corrente 81 455 Seleção da roda motora e movida 81 456 Rotação com as condições selecionadas 82 457 Comprimento da corrente 82 458 Distância de centro a centro 83 46 Cálculo de parafuso 85 461 Valores a serem considerados para cálculo 85 462 Cálculo da tensão de cisalhamento admissível 86 463 Cálculo da força de cisalhamento 86 464 Cálculo do diâmetro mínimo do parafuso 86 47 Cálculo de verificação de tombamento 88 471 Considerações para o cálculo 88 472 Fórmulas utilizadas 89 4721 Teorema do Centro de Massa 89 4722 Teorema do Momento Angular 89 4723 Aplicação do TCM e do TMA na empilhadeira 89 473 Verificação de tombamento para empilhadeira sem carga 90 474 Verificação de tombamento para empilhadeira com carga 91 475 Conclusão da verificação de tombamento 92 4751 Para empilhadeira sem carga 92 4752 Para empilhadeira com carga 93 48 Sistema de segurança 95 5 TESTE EM SOFTWARE 96 51 Introdução à Análise de Elementos Finitos FEA 96 522 Criar modelos de elementos finitos 96 523 Simular ambientes de trabalho do mundo real 97 524 Benefícios do FEA 97 53 Análise de Elementos Finitos na Empilhadeira Elétrica 97 54 Resultados obtidos mediante a Análise Estática por elementos finitos 98 55 Resultados 99 6 PLANEJAMENTO 104 61 Processos desenvolvidos 104 7 CRONOGRAMA DE TRABALHO 105 8 CUSTOS 106 9 PESQUISA DE MERCADO 108 10 PLANO DE MANUTENÇÃO 110 101 Cabos de aço 110 102 Sistema de segurança da carga 110 103 Motor elétrico CEP BOSCH 24 V 111 104 Rodas 112 105 Baterias 112 106 Correntes 112 107 Polias 113 108 Planilha geral de manutenções 113 11 CONCLUSÃO 114 12 TRABALHOS FUTUROS 116 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 117 APÊNDICE A1 COMPONENTES DA EMPILHADEIRA 122 APÊNDICE A2 LISTA DOS COMPONENTES DA EMPILHADEIRA 123 APÊNDICE A3 MEDIDAS EXTERNAS DO PROTÓTIPO 124 APÊNDICE A4 MEDIDAS PARA MONTAGEM DO PROTÓTIPO 125 APÊNDICE A5 TUBOS METALON 50x30 QUE COMPÕE O PROJETO 126 APÊNDICE A6 TUBO METALON 40x20 127 APÊNDICE A7 CHAPAS ESPESSURA 18 DA EMPILHADEIRA 128 APÊNDICE A8 EIXOS POLIPROPILENO DA EMPILHADEIRA 129 APÊNDICE A9 EIXOS AÇO SAE 10101020 DA EMPILHADEIRA 130 APÊNDICE A10 BUCHAS AÇO SAE 10101020 DA EMPILHADEIRA 131 APÊNDICE A11 LISTA DE PEÇAS DO SUBCONJUNTO GARFO 132 APÊNDICE A12 MONTAGEMDO GARFO 133 APÊNDICE A13 METALONS 50x30 DO GARFO 134 APÊNDICE A14 METALONS 40x20 DO GARFO 135 APÊNDICE A15 CHAPAS ESPESSURA 5 mm DO GARFO 136 APÊNDICE A16 CHAPAS ESPESSURA 18 DO GARFO 137 APÊNDICE A17 BUCHA DA ROLDANA DO GARFO 138 APÊNDICE A18 ROLDANA GUIA DO GARFO E GUIA DO CABO 139 APÊNDICE A19 DETALHES COMPONENTES DE ELEVAÇÃO 140 APÊNDICE A20 DETALHES COMPONENTES DE TRANSLAÇÃO 141 APÊNDICE A21 DETALHE CONTROLE REMOTO 142 APÊNDICE A22 DETALHES COMPONENTES GARFO 143 ANEXO A CATÁLOGO DE CABOS DE AÇO 144 ANEXO B CATÁLOGO DE COEFICIENTE DE ATRITO 145 17 1 INTRODUÇÃO A empilhadeira nasceu por necessidade como qualquer outra invenção Em 1917 a empresa Clark Company fabricante de eixos nos Estados unidos criou um veículo de transporte interno que foi batizado com o nome de Tructractor com a finalidade de movimentar materiais na sua fábrica A necessidade nasceu para suprir a falta de mão de obra após a primeira guerra mundial As diversas pessoas que avistavam o trator ficavam deslumbradas desde então começaram a fazer pedidos para obterem esse veículo para suas empresas Em 1923 a Yale modificou o trator com garfos e torres para conseguir elevar a carga Para facilitar o serviço melhorias foram feitas para aumentar o rendimento e produtividade como o acréscimo de paletes padronizados para obter uma estabilidade na carga O caminhão trator da Yale é considerado a primeira empilhadeira YALE 2020 Entre outras melhorias podese citar principalmente as baterias recarregáveis que possibilitaram um tempo de utilização maior A gaiola de proteção para evitar que a carga caia por cima do operador E protetor de carga para melhorar o apoio da mercadoria Na década de 1950 os armazéns aderiram a grandes dispensas com muitas prateleiras então para atender essa demanda foram projetadas empilhadeiras com capacidade de elevação de cargas até 15 metros Na década de 1980 foram introduzidas mais medidas de segurança e um desenvolvimento tecnológico visando o equilíbrio frontal e lateral da empilhadeira As Empilhadeiras tornaramse equipamentos indispensáveis na fabricação e nas operações de armazenagem pelo mundo todo YALE 2020 O presente trabalho possui como objetivo a construção de uma empilhadeira elétrica modificada em sua estrutura no peso e na carga suportada para obter uma empilhadeira de menor custo e segura que atenderá uma demanda de empresas microempreededores e centros de distribuição menores 18 11 Objetivo do trabalho Dimensionar um projeto de uma Empilhadeira Elétrica de dimensões reduzidas de fácil operação que ocupe pouco espaço que possua custo acessível a empresas estabelecimentos e centros de distribuição através de cálculos e testes e suportando uma carga de até 140 quilos 12 Justificativa do trabalho Nos dias atuais a logística o transporte interno e o correto armazenamento dos produtos e materiais são fatores fundamentais para um melhor funcionamento de muitos processos seja em empresas de grande porte ou em menores estabelecimentos ou centros de distribuição Em muitas dessas empresas em seus setores de recebimento expedição ou mesmo na produção é muito comum a manipulação de produtos entre 100 e 150 quilos em espaços e percursos mais curtos como por exemplo entre bancadas e prateleiras Como o custo de uma empilhadeira para esta finalidade é inviável além de ocupar muito espaço uma empilhadeira elétrica de pequeno porte facilitaria muito tal processo Além disso tal equipamento proporcionaria uma maior comodidade quanto aos princípios ergonômicos aumentando a segurança do usuário e diminuindo assim os acidentes e consequentes afastamentos de funcionários devido à colocação de pesos sobre bancadas e prateleiras 13 Organização do trabalho No capítulo 2 apresentase uma revisão literária geral dos tópicos que envolvem o presente trabalho No capítulo 3 apresentase o projeto 3D da empilhadeira No capítulo 4 apresentase o desenvolvimento dos cálculos para o projeto de uma empilhadeira No capítulo 5 têmse o teste realizado em software No capítulo 6 apresentase o planejamento das etapas do projeto No capítulo 7 apresentase o cronograma do projeto No capítulo 8 apresentamse os custos do projeto 19 No capítulo 9 obtém a pesquisa de mercado para comparativo das empilhadeiras existentes para compra No capítulo 10 temse o plano de manutenção a fim de garantir melhor funcionamento e durabilidade do equipamento No capítulo 11 apresentase a conclusão obtida do projeto No capítulo 12 têmse sugestões de trabalhos futuros tais como melhoramento do protótipo afim de que não se torne equipamento obsoleto 20 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Para o desenvolvimento de um protótipo de uma empilhadeira elétrica necessita compreender a origem do equipamento os tipos de empilhadeiras existentes no mercado seus componentes e suas normas regulamentadoras 21 Máquinas de elevação As máquinas de elevação são parte integrante dos equipamentos na indústria moderna Segundo Rudenko 1976 as máquinas de elevação são de difícil classificação devido à grande variedade de máquinas além do fato de que as classificações podem ser baseadas em diversos tipos de características como projetos finalidades características cinemáticas entre outras características A classificação pelas características cinemáticas baseiase no caminho feito pela carga ao movimentarse em um plano horizontal onde a carga é considerada concentrada no centro de gravidade A classificação de acordo com a finalidade leva em consideração condições específica de operação Tomando por exemplo os guindastes que podem ser divididos em metalúrgicos portuários de construções entre outras aplicações Rudenko 1976 apresenta os principais tipos de máquinas de elevação agrupados conforme as características de seu projeto como apresentado na figura 21 a seguir onde Máquinas de elevação Apresentam ação periódica projetadas como mecanismo próprio de elevação ou para elevação e movimentação de cargas ou mecanismos independentes de guindastes ou elevadores Guindastes Combinam mecanismos de elevação separados por uma estrutura utilizadas para levantar ou levantar e mover cargas presas por eles ou suspensas livremente Elevadores Apresentam ação periódica destinadas a elevação de carga com auxílio de guias Neste trabalho serão abordados os conceitos relacionados às empilhadeiras pertencentes ao grupo dos elevadores 21 Figura 21 Ramificação das máquinas de elevação Fonte Rudenko 1976 22 Empilhadeira O processo industrial necessita constantemente o transporte de cargas que podem ser cargas leves de 100 quilos e chegar até centenas de toneladas Por tal motivo utilizase um deslocamento de materiais de modo seguro Para realizar esta função são utilizadas as chamadas empilhadeiras para cargas de pequeno e médio porte e para cargas relativamente mais pesadas As empilhadeiras são no geral é melhor escolha para realizar transportes de cargas com maior agilidade e precisão pois há contato direto e visível do equipamento com o material CARVALHO 2014 Basicamente as empilhadeiras podem ser dos tipos manuais elétricas e a combustão embora existam diversos subtipos de empilhadeiras que são facilmente encontrados na internet principalmente para construir sua própria empilhadeira Os elementos principais podem se citar os garfos e as rodas As rodas facilitam no transporte logo as rodas possuem importância na locomoção da carga e muitas vezes precisam ser resistentes pois a carga terá peso 22 relativamente alto Os garfos são os elementos que estão em contato direto com a carga e é onde necessita maior resistência Os garfos como são chamados é formado por duas barras com medidas importantes para encaixar nos paletes onde se encontra a carga CARVALHO 2014 A figura 22 a seguir exemplifica um modelo de empilhadeira Figura 22Itens de uma empilhadeira Fonte Fernando Eguias 2020 Os paletes inventados para facilitar a elevação da carga são estruturas de madeira com medidas padronizadas No Brasil possuem medida padrão de 100 x 120 m Além de ajudar no transporte facilita no processo de estoque da empresa EMPILHEDEIRA GUIA 2020 Segundo Carvalho 2014 com a utilização de máquinas específicas para a movimentação de cargas e materiais podese obter uma maior segurança no ambiente de trabalho diminuindo assim o risco de acidentes com funcionários Além disso outro benefício que se pode observar é a redução da fadiga pois no momento em que o operador utiliza a máquina para realizar o serviço pesado e de risco o seu esforço braçal é praticamente eliminado Todos estes fatores geram conforto ao operador tornando seu processo e atuação mais eficientes e seguros 23 221 Empilhadeiras a Combustão Diesel ou GLP No mercado atual de empilhadeiras possuem duas opções de combustíveis a diesel e GLP movidas a gás existiam também empilhadeiras movidas à gasolina mas estas caíram em desuso pelo seu alto custo porém algumas ainda o usam como um combustível secundário caso a reserva de GLP termine A escolha de uma empilhadeira de determinado tipo de combustível depende ainda de variáveis como potência da máquina facilidade de acesso compra e estocagem do combustível que abastece as máquinas As empilhadeiras movidas a diesel são adequadas para equipamentos de maior capacidade acima de 7 toneladas Este combustível é mais potente mas oferece uma maior facilidade de manutenção e seu motor requer menos peças em relação a outros motores à combustão apresentando vida útil maior A figura 23 a baixo exemplifica uma empilhadeira à combustão da marca Toyota Figura 23 Empilhadeira à combustão Fonte Toyota Empilhadeira 2020 Para as empilhadeiras movidas a GLP são facilmente encontradas em grandes centros urbano sendo o combustível mais usado nessas regiões por ser menos poluente mais barato e não necessita de grandes estoques Segundo Hugo Niglio engenheiro de manutenção da Commat Comércio de Máquinas A combinação GLP e gasolina decorre da vulnerabilidade de acesso a um dos combustíveis na falta de um o outro pode ser usado imediatamente Algumas empresas dão maior preferência a esta opção do que apenas ao GLP 24 A escolha da empilhadeira também depende do ambiente onde será usado o equipamento Segundo José Roberto Roque gerente de rental da Aesa Empilhadeiras Em locais cobertos é essencial o uso de máquinas a GLP pela menor emissão de carbono As máquinas com motor diesel apresentam elevado nível de carbono nos gases de escape e quando operadas em ambiente coberto pode ser notada no teto a fuligem acumulada depois de certo período de tempo Tal quantidade de partículas de carbono suspensas no ar é prejudicial à saúde o que inviabiliza a utilização deste combustível Já em operações a céu aberto longos percursos e máquinas pesadas o diesel leva vantagem pela maior eficiência economia e baixa manutenção Além disso é um combustível menos volátil que o GLP ou a gasolina resultando em maior segurança no armazenamento As principais vantagens de se obter uma empilhadeira a combustão são Custo inicial baixo Robustez Operações em locais fechados e abertos Operam em diversos tipos de pisos Diversidade na quantidade de carga E as principais desvantagens podemse citar Manutenção crescente com o passar do tempo Custo operacional maior em relação à elétrica Necessidade de amplos espaços Risco de contaminação dos gases em alimentos Alto nível de barulho Os valores encontrados no mercado variam entre R 3000000 e R 5000000 valores apresentados pelas principais marcas que são elas Toyota Still Yalle e Nissan 25 222 Empilhadeiras Elétricas As empilhadeiras elétricas são as mais usuais em ambientes e estoques de pequeno porte pois utilizando baterias recarregáveis sua estrutura obteve volume reduzido por não precisar do mesmo espaço que a combustão São mais silenciosos e recomendados para empresas em que há risco de explosão por não ser movida a combustão Apresentam segurança elevada em relação aos demais equipamentos EMPILHADEIRA GUIA 2020 Por ser um equipamento elétrico existem recomendações ao uso Recomendase utilizar duas ou mais baterias para quando recarregar realizar manutenções ou corrigir falhas Operála em ambiente fechado sem contato constante com água e chuva para evitar danos na estrutura elétrica Equipamentos elétricos possuem vantagens por não emitirem fumaças ou poluentes dentro da empresa e no meio ambiente reduzindo assim a taxa de gás carbônico na atmosfera No mercado atual encontramse empilhadeiras com capacidade de até sete toneladas variados modelos disponíveis para adaptar a empresa da melhor forma e custos relativamente baixos em relação à combustão Por existir diversas empilhadeiras elétricas no mercado brasileiro os preços variam conforme a necessidade do comprador Os preços divulgados em sites das marcas Yale Hyster Toyota Nissan e Still variam entre R500000 e R6000000 EMPILHADEIRA GUIA 2020 Empilhadeiras mais simples que possuem movimentação reduzida sem elevação e capacidade de carga reduzida estão com preços acessíveis de até R500000 podendo variar até R700000 em equipamentos com mais funções E empilhadeiras completas com comandos de direção em cabine capacidades altas de carga e elevação podem custar entre R3000000 e R6000000 A figura 24 a seguir se tem um exemplo de uma empilhadeira mais simples denominada Transpaleteira Elétrica da empresa Clark Empilhadeiras Possui bateria de lítio de 24 V suportando 1200 Kg indicada para centros de distribuição armazéns cargas e descargas não possuem elevação 26 Figura 24 Transpaleteira Elétrica Fonte Clark Empilhadeiras 2020 A figura a seguir se tem um exemplo de uma empilhadeira completa denominada Empilhadeira Contrabalançada Elétrica Cesab C6E da empresa Toyota Empilhadeiras Possui tensão de 80 V suportando entre 35 e 50 toneladas indicada para indústrias de grande porte A elevação dos garfos varia entre 30 e 65 metros em relação ao chão Figura 25 Empilhadeira Contrabalançada Elétrica Cesab C6E Fonte Toyota Empilhadeiras 2020 223 Empilhadeiras Manuais As empilhadeiras manuais possuem este nome pois não utilizam mecanismos elétricos ou qualquer tipo de motor Esse tipo de equipamento possui elevação e movimentação através da força humana 27 Apesar de necessitar da força braçal a empilhadeira conta com sistemas hidráulicos ou sistema de correntes para não haver necessidade de extrema força como mostrada na figura 26 a seguir SAUR INDUSTRIA 2020 Figura 26 Exemplo de empilhadeira manual Fonte Saur Industria 2020 Possui como principal vantagem o custo que varia entre R 200000 e R 350000 Em relação aos outros tipos de empilhadeira esse equipamento é de fato o mais vantajoso para pequenos serviços Outra vantagem da empilhadeira manual é a não necessidade de um operador de empilhadeira treinado Segundo a lei 6514 portaria 3214 NR 11 qualquer trabalhador que opere máquina com tração própria deve realizar um treinamento específico para o serviço porém este não é o caso para operadores de empilhadeiras manuais que trabalham com força motriz humana EMPILHADEIRA GUIA 2020 224 Empilhadeiras Caseiras As empilhadeiras padronizadas vendidas em comercio nacional apresentam preços elevados e em grande parte dos comerciantes iniciantes procuram meios de transportes para o estabelecimento de forma barata As chamadas empilhadeiras caseiras são encontradas facilmente em blogs sites Youtube Explicam de diversas formas como montar seu próprio equipamento como mostrado na figura 27 a seguir 28 Figura 27 Empilhadeira elétrica de movimentação manual Fonte Fabio Pereira Santos 2018 Por serem fabricados em casa esses equipamentos não seguem as NR Normas Regulamentadoras logo não apresentam segurança aos que a manuseiam correndo riscos de explosões estouros peças quebradas pois não possuem cálculos de resistência danos ao condutor e danos a carga São fabricadas de modo no qual não existem estudos apresentando materiais superdimensionados ou materiais de qualidade questionável como mostrado na figura 28 a seguir Figura 28 Empilhadeira Manual caseira Fonte Sergio ff 2016 29 Por serem fabricados em casa esses equipamentos não seguem as NR Normas Regulamentadoras logo não apresentam segurança aos que a manuseiam correndo riscos de explosões estouros peças quebradas não possuem cálculos de resistência danos ao condutor e danos a carga 23 Componentes de uma empilhadeira elétrica 231 Cabos de aço Os cabos de aço são elementos estruturais como reforços ou elementos de transporte como elevadores Há diversos tipos de cabos de aço para serviços gerais ou específicos e para atender cada caso apresenta variações em sua estrutura Classificase por diâmetro tipo de construção composição da perna alma torção acabamento e resistência CRUZADO 2012 O cabo de aço apresenta arames e pernas como mostrado na figura e dependendo do não há alma Para cada tipo de construção do cabo há esforços e resistência diferentes como mostrado na figura 29 Figura 29 Estrutura do cabo de aço Fonte Cruzado 2010 De acordo com a NBR 6327 a composição do cabo de aço é definida pela maneira em que os arames estão posicionados nas pernas Analisase a estrutura dos cabos através de seção transversal no cabo sendo possível a visualização da disposição 30 Os tipos de composição para cabos de aço estão representados na figura 210 a seguir são a Simples b Seale c Filler d Warrington e e WarringtonSeale NBR 6327 2006 CIMAF 2009 Figura 210 Tipos de composição do cabo de aço Fonte Cruzado 2010 a Simples Arames com diâmetros aproximadamente iguais b Seale Caracterizase por ter no mínimo duas camadas com a mesma quantidade de arames e com mesmo diâmetro c Filler Designada por pernas compostas por arames principais com a função desejada e arames adicionais para acomodar os principais d Warrington Possuem camadas de pernas com dois diâmetros diferentes intercaladas e WarringtonSeale Caracterizase pela composição de dois tipos de cabo de aço para atender a necessidade utilizando característica de ambos Na construção do cabo de aço devese levar em conta o tipo de alma a ser utilizada Na figura a seguir temse uma exemplificação dos tipos de alma onde a Fibra Natural AF ou artificial AFA b Cabo independente c Uma perna AA Figura 211 Tipos de alma ab c Fonte CIMAF 2009 31 As pernas são dispostas em formato de hélice ao redor do núcleo É necessário analisar o tipo de torção para o caso desejado Nesse caso o sentido da torção pode ser da esquerda para a direita Z ou da direita para a esquerda S e a torção pode ser do tipo Regular ou Lang como mostrado na figura a seguir Figura 212 Torção dos cabos Fonte CIMAF 2009 Como ilustrado na figura anterior a torção apresenta quatro tipos sendo Regular à direita SZ Regular à esquerda ZS Lang à direita ZZ e Lang à esquerda SS A torção regular apresenta arame com sentido oposto ao sentido de torção das pernas A torção Lang apresenta arame com mesmo sentido das pernas CIMAF 2009 Outro fator importante na determinação do tipo de cabo que será utilizado em questão é o fator de segurança empregado nos cabos de aço O fator de segurança é determinado pela seguinte formula mas na engenharia há valores tabelados que foram estabelecidos como fator mínimo para algumas aplicações como mostrado na figura 213 a seguir CIMAF 2009 Fator de Segurança Carga de Ruptura Mínima Carga de Trabalho 32 Figura 213 Fator de segurança em algumas aplicações Fonte CIMAF 2009 232 Motor elétrico O motor elétrico classificase como um equipamento que converte energia elétrica em mecânica Há uma vasta utilização e um amplo campo de modelos e tipos Podendo citar motor de corrente continua e alternada como os dois tipos principais de motor elétrico FRANCHI 2008 Os componentes de um motor variam conforme o modelo podendo ter Estator Se mantém fixo à carcaça e a sua função é conduzir o fluxo magnético são responsáveis por criar os campos magnéticos através das bobinas que serão responsáveis pelo giro do motor como é mostrado na figura 214 a seguir 33 Figura 214 Estator Fonte FRANCHI 2008 Rotor Consiste de uma haste com uma pilha de barras condutoras uniformemente espaçadas no seu núcleo Ao decorrer da operação o núcleo do rotor interage com o campo magnético gerado pelos enrolamentos do estator o qual irá gerar um torque Esses componentes são geralmente alojados em uma caixa ou invólucro projetados para proteger o motor e controlar a geração de calor como mostrado na figura 216 GALDINO 2011 Figura 215 Rotor Fonte GALDINO 2011 O funcionamento dos motores elétrico é baseado na interação de campos eletromagnéticos que possui o potencial de exercer uma força física capaz de rotacionar um eixo para enfim movimentar um determinado objeto O campo magnético é formado através de uma espiral de fios de cobre presentes no estator que é o componente estático do motor Produz um campo que repele o pólo presente no rotor como um imã representado na figura a seguir Então o rotor começa a girar em seu eixo produzindo a energia mecânica que permite a movimentação necessária como mostrado na figura 216 FRANCHI 2008 34 Figura 216 Rotação a partir de imãs Fonte CHAPMAN 2005 Para que haja campo magnético e imãs nesse processo é necessário que o mesmo esteja conectado a correntes elétricas Existem dois tipos diferentes de correntes elétricas alternada e contínua sua principal diferença está no modo em que se comporta a corrente e no controle da velocidade Os motores elétricos são categorizados de acordo com o tipo de corrente que utilizam CHAPMAN 2005 A corrente continua CC possui corrente linear assim a velocidade produzida será constante Para se obter variação de velocidade é necessário mudar a tensão de alimentação do motor como por exemplo uma alimentação de 100 V terá como resposta 1000 rotações por minuto rpm e uma alimentação de 50 V terá 500 rpm A corrente continua é utilizada em motores para pequenos projetos sem a necessidade de grandes potencias são de fácil desenvolvimento e de simples operação e cálculos CHAPMAN 2005 Corrente alternada CA ao contrário da corrente continua possui variação na corrente e velocidade controlável através de frequências de tensão que é possível através de um equipamento chamado inversor capaz de mudar a potência na entrada sem a necessidade de trocar a tensão do motor São mais utilizados por serem em geral mais barato A principal vantagem em se obter motores elétricos é de fato a economia e energia limpa Possuem maior confiabilidade em relação à combustão pois apresenta menor número de peças manutenção rápida e eficaz A eficiência do motor elétrico deve se levar em conta quanto ao motor à combustão pois converte sua energia elétrica total em mecânica enquanto em motores à combustão há perdas na troca de calor CHAPMAN 2005 35 233 Motoredutor Motoredutor é sistema formado por um motor elétrico e um conjunto de eixo e engrenagens o qual tem o intuito de reduzir a velocidade de rotação de um sistema de acionamento Em alguns casos são utilizados apenas para reduzir a velocidade de rotação do motor Mas a sua função a qual o nosso projeto utiliza é usar o motor para gerar grandes forças em baixa velocidade multiplicando seu torque GLOBAL REDUTORES 2020 Na figura 217 têmse um exemplo de motoredutor Figura 217 Motoredutor 12V Fonte Fusão Peças 2020 Esses equipamentos são utilizados para reduzir a complexidade e o custo de desenvolvimento de ferramentas e máquinas que necessitem de alto torque na velocidade do eixo Os mais comuns encontrados em mercados e no dia a dia de todos é o composto por um sistema de redução por engrenagens as quais podem ser cônicas ou cilíndricas como ilustrado na figura 218 SOUZA 2020 Figura 218 Engrenagens de um motoredutor Fonte Industria Hoje 2020 36 Segundo Cordeiro 2012 no mercado ainda existe outros dois tipos de redutores de velocidade que são os com rosca sem fim ou de coroa como mostrado na figura 219 abaixo em ambas as composições as engrenagens podem possuir na sua melhor formação dentes helicoidais isso acontece para que não haja muita vibração com o conjunto em funcionamento porém tudo tem seu preço e esses Motoredutores possuem um valor muito elevado Figura 219 Motoredutor com rosca sem fim Fonte Cordeiro 2012 O grande número de aplicações oferecidas inclui por exemplo extrusoras plataformas rosca alimentadora paletizadoras equipamentos de elevação máquinas dosadoras misturadores agitadores bombas sistemas de movimentação e esteiras para armazéns e silos CORDEIRO 2012 Pode também ser aplicado nos equipamentos de construção pesada e maquinarias utilizadas na área de processamento industrial e equipamentos de produção automatizados Além disso podem ser encontrados no nosso dia a dia Por exemplo ele pode ser usado em aparelhos domésticos relógios e assim por diante Assim podemos ver que a sua área de aplicação é bastante ampla que serve desde as tarefas de transmissão até grandes e pequenas cargas GLOBAL REDUTORES 2020 Como visto sua área de aplicação é bem vasta porém o ponto importante e o qual nosso projeto baseouse é o sistema de elevação para o qual o motoredutor diminui drasticamente a velocidade de rotação do motor para dar ao sistema uma maior quantidade de torque 37 234 Baterias De acordo com Lopes 2020 as baterias são conjuntos de pilhas ligadas em série ou seja são dispositivos eletroquímicos nos quais ocorrem reações de oxidorredução produzindo uma corrente elétrica Podem ser chamadas ainda de pilhas secundárias baterias secundárias ou acumuladores onde as pilhas baterias primarias são aquelas que não podem ser recarregadas As baterias assim como as pilhas apresentam um ânodo e um cátodo ambos em contato com um eletrólito na forma de solução ou em gel O conjunto de pilhas que formam uma bateria é ligado por um pólo positivo e umpólo negativo onde isto pode ser feito em série ou em paralelo Assim a associação de seis pilhas onde cada uma é capaz de gerar uma voltagem de 2 V será formando uma bateria e a mesma terá a capacidade de gerar uma corrente elétrica de 12 V na qual será a utilizada no projeto da empilhadeira LOPES 2020 Na figura 220 há uma imagem de uma bateria 12 V como exemplo Figura 220 Bateria 12 V Fonte Lopes 2020 De acordo com Lopes 2020 os principais tipos de baterias encontrados no mercado são 38 a Bateria de chumboácido Tratase de uma bateria que apresenta no ânodo o metal chumbo e no cátodo o dióxido de chumbo PbO2 ambos imersos em uma solução aquosa com ácido sulfúrico H2SO4 Este tipo de bateria é muito utilizado em automóveis e é o tipo de bateria escolhida para este projeto LOPES 2020 b Bateria níquelcádmio Tratase de uma bateria que apresenta um ânodo formado por uma liga metálica de ferro e cádmio e um cátodo formado por hidróxido de níquel III NiOOH2 Esses dois eletrodos ficam imersos em uma solução com água e hidróxido de potássio que é o eletrólito Quando todo o cádmio sofre oxidação a bateria para de gerar corrente elétrica Porém ao fornecer energia elétrica do meio externo ambas as equações passam a ocorrer de forma inversa restabelecendo os dois eletrodos LOPES 2020 c Bateria hídreto metálicoóxido de níquel É uma bateria com o mesmo princípio da bateria níquelcádmio mas em vez de utilizar a liga de cádmio utiliza um hidreto metálico composto em que o hidrogênio é o elemento mais eletronegativo acompanhado de um metal das famílias IA ou IIA LOPES 2020 Nessa bateria quem oxida é o hidrogênio que interage com íons OH do meio e forma água além da formação de um metal Quando todo o hidrogênio do hídreto oxida a bateria para de gerar corrente elétrica Porém ao fornecer energia elétrica do meio externo ambas as equações passam a ocorrer de forma inversa restabelecendo os dois eletrodos LOPES 2020 39 d Bateria de íons lítio Na bateria de íons lítio temos um ânodo formado pela associação de lítio e grafite carbono enquanto que no cátodo temos um óxido formado por lítio e cobalto Quando todo carbono oxida a bateria para de gerar corrente elétrica Porém ao fornecer energia elétrica do meio externo ambas as equações químicas passam a ocorrer de forma inversa restabelecendo os dois eletrodos LOPES 2020 235 Rodízio Rodízios são dispositivos com rodinhas acoplados a um equipamento facilitando sua movimentação O tamanho e a quantidade de peso que suportam podem variar podendo ser manuseados por pessoas ou acionados por máquinas ATIVVA SOLUÇÕES 2020 A roda é fundamental para que possa movimentar quaisquer equipamentos com maior facilidade Na figura 221 há um exemplo de rodízio Figura 221 Rodízio Fonte Ativva Soluções 2020 Enquanto a sólida é moldada com um único material a colada possui núcleo sólido e um exterior feito com outro material Assim aço ferro alumínio nylon fenílico metais borracha e poliuretano são materiais com os quais as rodas e rodízios são produzidos ATIVVA SOLUÇÕES 2020 40 Os rodízios devem ser escolhidos a partir da condição do piso carga para manuseio humano ou mecânico pela temperatura e umidade local 236 Polias Segundo IVAN 2005 uma polia ou roldana é um equipamento simples constituído de uma roda leve e giratória em torno de um eixo central com uma fenda ao longo da lateral do disco por onde se passa um fio leve flexível e inextensível como ilustrado na figura 222 Sendo assim as mesmas são um mecanismo de transmissão onde tem por função mudar a direção e o sentido da força com que puxamos um objeto força de tração Figura 222 Mecanismo de polia em V Fonte Gordo e Ferreira 2016 Existem diversos tipos de perfil para polias mas são separadas em duas categorias as quais são as polias fixas e as polias móveis As polias fixas têm seu eixo preso ou seja só é possível um movimento de rotação na mesma sem qualquer tipo de translação logo tem seu objetivo apenas de mudar o sentido e direção da força sendo assim a mesma é muito utilizada para sustentar objetos para subilos ou descêlos quando necessário As polias fixas não diminuem a força necessária para se levantar o objeto só facilita a posicionálo no local desejado LUZERNA 2020 Na figura 223 há uma ilustração de força em uma polia fixa 41 Figura 223 Polia fixa Fonte Ciência na mão 2005 As polias móveis diferentes das fixas têm seu eixo livre assim permitindo translações e rotações Este tipo de polia é muito utilizado para se levantar objetos muito pesados onde a cada polia móvel no sistema a força necessária para puxála é reduzida pela metade logo sendo muito mais fácil a manipulação do objeto SILAS 2020 A figura 224 a seguir apresenta duas polias a polia numero 1 é uma polia do tipo fixa e a polia numero 2 representa uma polia móvel Figura 224 Polias fixas e moveis Fonte Silas 2020 Como mencionado anteriormente existem diversos perfis de polias onde cada uma tem seu objetivo final a ser cumprido para assim facilitar o manuseio de objetos Nas figuras 225 e 226 a seguir têmse exemplos dos formatos de polias 42 Figura 225 Perfis de polias Fonte Gordo e Ferreira 2016 Figura 226 Perfis de polias Fonte Gordo e Ferreira 2016 237 Tubos de metalon Metalon é basicamente um tubo de aço de carbono comum com costura que pode ser encontrado nos formatos quadrado ou retangular como mostrado na figura 227 a seguir Os tubos metalon são fabricados em baixas espessuras com variação entre 075 mm a 300 mm e quase sempre fornecidos em barras de 6000 mm Um dos maiores motivos da escolha do Metalon é o seu preço no qual é bem mais acessível que o alumínio Todavia o preço não é o único motivo da escolha já que o mesmo tem de cumprir seu papel assim como outras ligas AÇO PLANO 2017 43 Figura 227 Perfis de Metalon Fonte Aço Plano 2017 O metalon possui varias diferenciais de qualidade que o coloca um passo à frente dos demais como sua alta resistência e o fato de ser um material de aço carbono anticorrosivo e antioxidante garantem durabilidade de até 10 anos além de que quando galvanizado não sofre o risco de ficar enferrujado O metalon também é muito leve o que torna seu manuseio simples e permite a conclusão rápida de alguns tipos de projetos 238 Parafusos Elemento caracterizado como elemento de fixação rosqueável sendo um dos componentes mais utilizados dos elementos de máquinas para união de peças distintas Seu uso é fundamental para a realização de manutenção e substituição de componentes pois podem ser montados e desmontados com facilidade através da realização do movimento de aperto e desaperto dos parafusos que mantêm as peças fixadas JUVINALL e MARSHEK 2013 As figuras 228 e 229 a seguir apresentam a estrutura de um parafuso Figura 228 Partes do parafuso Fonte JUVINALL e MARSHEK 2013 44 Figura 229 Estrutura de um parafuso Fonte JUVINALL e MARSHEK 2013 Apesar de ser um elemento comum há uma vasta variedade de parafusos que são caracterizados de acordo com sua forma de rosca formato de cabeça da haste e do tipo de acionamento Os tipos mais comuns de cabeça de parafuso são sextavado bastante utilizado em construção de máquinas de fenda e sextavado interno Allen Podem ser fabricados por dois tipos de processos de fabricação são eles conformação plástica através de prensagem ou rolagem e usinagem através de torneamento ou fresamento Segundo JUVINALL e MARSHEK 2013 cada tipo de aplicação requer roscas distintas graus de precisão e diferentes folgas entre os componentes rosqueados conjugados Desta forma as roscas dos parafusos são fabricadas para diferentes classes de ajustes Para o caso de roscas unificadas três classes são padronizadas com a classe 1 representando o ajuste mais folgado e com as maiores tolerâncias e a classe 3 o ajuste mais apertado e com as menores tolerâncias Na figura 230 a seguir ilustrase as zonas de roscas Figura 230 Zonas de tolerância para diversas classes de roscas unificadas Fonte JUVINALL MARSHEK 2013 45 Outros fatores importantes a se atentar na implementação de componentes de união parafusadas é a verificação do aperto dos parafusos se está excessivo ou insuficiente desgaste da rosca de movimento e fratura por fadiga Sendo assim a melhor maneira de encontrar o parafuso adequado para cada uso específico é através da análise da função do parafuso suas propriedades específicas o método de montagem a qualidade do material garantia e custo de aplicação As figuras 231 a 236 a seguir apresentam os componentes presentes no mercado Figura 231 Tipos de fenda Fonte JUVINALL MARSHEK 2013 Figura 232 Tipos de cabeças Fonte JUVINALL MARSHEK 2013 46 Figura 233 Tipos de pescoço Fonte JUVINALL MARSHEK 2013 Figura 234 Tipos de hastes Fonte JUVINALL MARSHEK 2013 Figura 235 Tipos de Rosca Fonte JUVINALL MARSHEK 2013 47 Figura 236 Tipos de pontas Fonte JUVINALL MARSHEK 2013 239 Rebites Material classificado como um elemento de fixação permanente pois uma vez aplicado para fixar peças distintas só será possível remover o rebite quando o mesmo atingir um estado de inutilização sendo necessário substituir o rebite desgastado por um novo Comumente utilizado em formas simples de fixação e montagens de diversos tipos de materiais com espessuras não uniformes com baixo custo de aquisição e de manutenção Possui forma idêntica ao parafuso com exceção de seu corpo que não possui rosca sua cabeça possui formatos e configurações distintas padronizadas para diferentes aplicações como mostrado na figura 237 MESSLER 2004 Figura 237 Anatomia do rebite Fonte NIU 1989 Adaptado Segundo JUVINALL e MARSHEK 2013 os rebites podem ser fabricados com qualquer tipo de material dúctil normalmente são mais utilizados o alumínio aço carbono e o latão Durante a fabricação pode ter adição de revestimentos pinturas e coberturas oxidantes De forma geral um rebite não proporciona uma união tão resistente quanto um parafuso de mesmo 48 diâmetro Desta forma devese atentar com a escolha dos tipos de materiais a serem unidos através do rebite devido à possibilidade das ações galvânicas fenômenos eletroquímicos que ocorrem quando placas ou elétrodos de metal de natureza diferentes entram em contato com um eletrólito Nas figuras 238 e 239 há os formatos de cabeças de rebite e sua empregabilidade Figura 238 Formatos de cabeças de rebite Fonte Messler 2004 Figura 239 Empregabilidade do rebite Fonte Gordo e Ferreira 2016 49 2310 Porcas Porcas são elementos de máquina onde sua principal função é a fixação através de um parafuso existem diversos tipos de porcas pois elas são especificas de acordo com o parafuso e a necessidade Dentre elas temos a de aperto manual que são utilizadas para simples fixações como a porca borboleta e também as porcas recartilhadas como mostra a figura 240 e as de aperto mecânico as mais conhecidas são as porcas sextavadas SHIGLEY 1984 Figura 240 Porcas com fixação manual Fonte CRV industrial 2019 Outro modelo de porca bastante utilizada é a porca travante com nylon ela permite maior segurança em diversos sistemas evitando vibrações e danos a rosca da mesma devido ao sistema de nylon como mostrado na figura 241 Figura 241 Porca travante com nylon Fonte CRV industrial 2019 50 Para parafusos de fixação onde há a necessidade de uma maior tração é possível comprar o conjunto de parafuso e porca assim atendendo as especificações em ambos os elementos SHIGLEY 1984 2311 Anel Elástico Segundo Gordo e Ferreira 2016 o anel elástico para eixo é amplamente utilizado no maquinário industrial e tem como função não permitir que ocorram deslocamentos axiais de peças e componentes pelo eixo oferecendo uma fixação de maneira firme e segura A figura 242 há um exemplo de anel elástico Figura 242 Anéis Elásticos Fonte Gordo e Ferreira 2016 Os anéis são fabricados em aço mola e possuem formato de um aro incompleto e que se aloja em um canal circular construído conforme a normalização adotando a norma DIN 472 quando instalado internamente em furos entre 95 e 1000 mm e quando instalado externamente é adotado a norma DIN 471 para eixos entre 4 e 1000 mm ou DIN 6799 para eixos entre 8 e 24 mm GORDO e FERREIRA 2016 2312 Molas de compressão Segundo Budynas e Nisbett 2011 as molas são objetos elásticos que permitem o armazenamento e a liberação de energia além de serem utilizadas 51 para a aplicação controlada de forças As molas são classificadas entre de compressão de tração e de torção Na construção do protótipo são utilizadas molas de compressão helicoidais que tem a capacidade de serem comprimidas por meio de aplicação de força resultando na diminuição do espaçamento entre as espiras As molas utilizadas fazem parte de um conjunto que tem como objetivo aplicar à força que é proveniente da resistência a compressão das mesmas sobre os cabos bobinados durante a operação da empilhadeira evitando que se embaracem durante o processo BUDYNAS e NISBETT 2011 Na figura 243 têmse exemplos de molas de compressão Figura 243 Molas de compressão Fonte Budynas e Nisbett 2011 2313 Soldas Soldagem se trata de um processo de união de metais onde se tem atuação de uma força mecânica microscópica diferentemente de parafusos onde se trata de fixação macroscópica A operação de soldagem tem como finalidade obter a união de duas peças ou mais mantendo suas propriedades físicas e químicas ao longo da união este processo se dá através do uso de calor podendo ter ou não influencia de pressão assim sendo divido em solda por fusão e por pressão MARQUES MODENESI QUEIROZ 2009 O processo fusão consiste na utilização de calor para a união o mesmo sendo gerador por uma corrente elétrica energia química e podendo ou não ter a adição de metal mostrado na figura 244 a seguir 52 Figura 244 Processo de solda por fusão Fonte Marques Modenesi Queiroz 2009 Soldagem por pressão tem como meio do processo deformar a superfície a ser unida assim permitindo a interação entre os átomos após esta é aplicado à pressão como é representado na figura 245 a seguir Figura 245 Solda por pressão Fonte Marques Modenesi Queiroz 2009 Dentre os dois tipos apresentados o que se mais destaca na indústria é o processo por fusão no qual existe uma grande diversidade devidos aos tipos de máquinas correntes elétricas matérias de adição entre outros fatores MARQUES MODENESI QUEIROZ 2009 Soldagem MIGMAG é utilizada em grande escala na indústria classificada como soldagem por fusão sendo realizado através de um arco elétrico com eletrodo consumível seu tipo de corrente é continua e eletrodo positivo como mostrado na figura 246 em seguida A diferença entre MIG e MAG é o agente protetor podendo se tratar de um gás ativo no caso da MAG ou gás inerte MIG outra característica desta é 53 que a aplicação do metal de adição é automática assim acelerando o processo MARQUES MODENESI QUEIROZ 2009 Figura 246 Processo de soldagem MIGMAG Fonte Marques Modenesi Queiroz 2009 24 Normas de Regulamentação do Projeto Em todos os tipos de projeto é de extrema importância a verificação se o mesmo está de acordo com as Normas Regulamentadoras também conhecidas como NR as quais são um conjunto de procedimento técnico relacionados à segurança e a saúde do trabalhador em determinadas atividades ou funções Atualmente se faz vigente um número total de 36 Normas Regulamentadoras Para o projeto da empilhadeira por controle remoto se fazem necessários o uso de duas NR a NR11 e NR12 Ambas as normas indicam como deve ser feito os procedimentos para uma condução segura para o trabalhador operador do equipamento segurança também aos demais funcionários ao equipamento e a instalação onde os profissionais devem ser bem instruídos para operar tal equipamento logo se as mesmas forem aplicadas de maneira correta evitaram acidentes de trabalhos Estas Normas Regulamentadora e seus anexos definem referências técnicas princípios fundamentais e medidas de proteção para garantir a saúde e a integridade física dos trabalhadores e estabelece requisitos mínimos para a prevenção de acidentes e doenças do trabalho nas fases de projeto e de utilização de máquinas e equipamentos de todos os tipos e ainda à sua fabricação importação comercialização exposição e cessão a qualquer título 54 em todas as atividades econômicas sem prejuízo da observância do disposto nas demais Normas Regulamentadoras NR aprovadas pela Portaria nº 3214 de 8 de junho de 1978 nas normas técnicas oficiais e na ausência ou omissão destas nas normas internacionais aplicáveis 241 Norma Regulamentadora NR11 A Norma Regulamentadora nº11 é a norma que diz respeito a transporte movimentação armazenamento e manuseio de materiais Apresentase as Normas de segurança para operação de elevadores guindastes transportadores industriais e máquinas transportadoras se fazem necessário as seguintes recomendações em relação às empilhadeiras Os equipamentos devem ser calculados e construídos de maneira que ofereçam as necessárias garantias de resistência e segurança conservados em perfeitas condições de trabalho Em todo equipamento deve ser indicado em lugar visível a sua identificação carga máxima de trabalho permitida nome e CNPJ do fabricante e responsável técnico O fabricante do equipamento deve fornecer manual de instrução atendendo aos requisitos estabelecidos na NR12 objetivando a correta operação e manutenção além de subsidiar a capacitação do operador A empresa deve manter registro em meio físico ou eletrônico de inspeção periódica e de manutenção dos equipamentos e elementos de sustentação utilizados na movimentação armazenagem e manuseio de chapas de rochas ornamentais Após a inspeção do equipamento ou elemento de sustentação deve ser emitido Relatório de Inspeção com periodicidade anual elaborado por profissional legalmente habilitado com ART Anotação de Responsabilidade Técnica recolhida que passa a fazer parte da documentação do equipamento As inspeções rotineiras e manutenções devem ser realizadas por profissional capacitado ou qualificado 55 A empresa deve manter no estabelecimento nota fiscal do equipamento adquirido ou no caso de fabricação própria os projetos laudos cálculos e as especificações técnicas 2411 NR 11 Normas de segurança para operação de elevadores guindastes transportadores industriais e máquinas transportadoras A NR 111 apresentam como necessário as seguintes recomendações em relação às empilhadeiras 1113 Os equipamentos utilizados na movimentação de materiais tais como ascensores elevadores de carga guindastes montacarga pontes rolantes talhas empilhadeiras guinchos esteirasrolantes transportadores de diferentes tipos serão calculados e construídos de maneira que ofereçam as necessárias garantias de resistência e segurança e conservados em perfeitas condições de trabalho 11131 Especial atenção será dada aos cabos de aço cordas correntes roldanas e ganchos que deverão ser inspecionados permanentemente substituindose as suas partes defeituosas 11132 Em todo o equipamento será indicado em lugar visível a carga máxima de trabalho permitida 11133 Para os equipamentos destinados à movimentação do pessoal serão exigidas condições especiais de segurança 1114 Os carros manuais para transporte devem possuir protetores das mãos 1115 Nos equipamentos de transporte com força motriz própria o operador deverá receber treinamento específico dado pela empresa que o habilitará nessa função 1116 Os operadores de equipamentos de transporte motorizado deverão ser habilitados e só poderão dirigir se durante o horário de trabalho portar um cartão de identificação com o nome e fotografia em lugar visível 11161 O cartão terá a validade de 1 um ano salvo imprevisto e para a revalidação o empregado deverá passar por exame de saúde completo por conta do empregador 1117 Os equipamentos de transporte motorizados deverão possuir sinal de advertência sonora buzina 56 1118 Todos os transportadores industriais serão permanentemente inspecionados e as peças defeituosas ou que apresentem deficiências deverão ser imediatamente substituídos 1119 Nos locais fechados ou pouco ventilados a emissão de gases tóxicos por máquinas transportadoras deverá ser controlada para evitar concentrações no ambiente de trabalho acima dos limites permissíveis 11110 Em locais fechados e sem ventilação é proibida a utilização de máquinas transportadoras movidas a motores de combustão interna salvo se providas de dispositivos neutraliza dores adequados 242 Norma Regulamentadora NR12 A Norma Regulamentadora nº 12 é a norma que diz respeito ao equipamento utilizado em questão Apresentamse recomendações ao uso dos itens para a fabricação de uma empilhadeira elétrica 2421 Cabos de aço 1288 Os cabos de aço correntes eslingas ganchos e outros elementos de suspensão ou tração e suas conexões devem ser adequados ao tipo de material e dimensionados para suportar os esforços solicitantes 2422 Roldanas e Guias 1285 Os movimentos perigosos dos transportadores contínuos de materiais devem ser protegidos especialmente nos pontos de esmagamento agarramento e aprisionamento formados pelas esteiras correias roletes acoplamentos freios roldanas amostradores volantes tambores engrenagens cremalheiras correntes guias alinhadores região do esticamento e contrapeso e outras partes móveis acessíveis durante a operação normal 57 2423 Baterias 1222 As baterias devem atender aos seguintes requisitos mínimos de segurança a localização de modo que sua manutenção e troca possam ser realizadas facilmente a partir do solo ou de uma plataforma de apoio b constituição e fixação de forma a não haver deslocamento acidental c proteção do terminal positivo a fim de prevenir contato acidental e curtocircuito 2424 Acionamento e Parada 1291 Os transportadores contínuos acessíveis aos trabalhadores devem dispor ao longo de sua extensão de dispositivos de parada de emergência de modo que possam ser acionados em todas as posições de trabalho 1224 Os dispositivos de partida acionamento e parada das máquinas devem ser projetados selecionados e instalados de modo que a Não se localizem em suas zonas perigosas b Possam ser acionados ou desligados em caso de emergência por outra pessoa que não seja o operador c Impeçam acionamento ou desligamento involuntário pelo operador ou por qualquer outra forma acidental d Não acarretem riscos adicionais e Não possam ser burlados 2425 Manuseio 1295 Os comandos das máquinas e equipamentos devem ser projetados construídos e mantidos com observância aos seguintes aspectos a localização e distância de forma a permitir manejo fácil e seguro b instalação dos comandos mais utilizados em posições mais acessíveis ao operador c visibilidade identificação e sinalização que permita serem distinguíveis entre si 58 d instalação dos elementos de acionamento manual ou a pedal de forma a facilitar a execução da manobra levando em consideração as características biomecânicas e antropométricas dos operadores e garantia de manobras seguras e rápidas e proteção de forma a evitar movimentos involuntários 2426 Aspectos Ergonômicos 1294 As máquinas e equipamentos devem ser projetados construídos e mantidos com observância aos os seguintes aspectos a atendimento da variabilidade das características antropométricas dos operadores b respeito às exigências posturais cognitivas movimentos e esforços físicos demandados pelos operadores c os componentes como monitores de vídeo sinais e comandos devem possibilitar a interação clara e precisa com o operador de forma a reduzir possibilidades de erros de interpretação ou retorno de informação d os comandos e indicadores devem representar sempre que possível a direção do movimento e demais efeitos correspondentes e os sistemas interativos como ícones símbolos e instruções devem ser coerentes em sua aparência e função f favorecimento do desempenho e a confiabilidade das operações com redução da probabilidade de falhas na operação g redução da exigência de força pressão preensão flexão extensão ou torção dos segmentos corporais h a iluminação deve ser adequada e ficar disponível em situações de emergência quando exigido o ingresso em seu interior 243 Normas Regulamentadoras para segurança na empresa Outros pontos muito importantes de serem destacados pela NR11 e NR12 são Não existe uma carga horária de treinamento para os operadores onde o recomendado é de pelo menos 20 horas para sua a formação 59 Este treinamento deve ser ministrado por profissionais certificados nesta área Sempre que houver mudanças nas instalações na operação das máquinas e equipamentos o operador deve passar por um treinamento de reciclagem Antes de iniciar a operação da empilhadeira o operador deve verificar as condições da máquina O peso do material armazenado não poderá exceder a capacidade de carga calculada para o piso da fábrica O material armazenado deve ser disposto evitando obstrução de portas equipamentos contra incêndio saídas de emergência etc O operador deverá obedecer todas as placas e avisos de segurança O operador deve respeitar as faixas de segurança de pedestres na instalação 60 3 DESENVOLVIMENTO O desenvolvimento deste projeto se originou na necessidade encontrada da manipulação de cargas em empresas de pequeno ou grande porte nas áreas de recebimento expedição ou até mesmo na produção com pesos entre 100 e 150 kg em espaços reduzidos ou percursos mais curtos Com o propósito de atender este segmento foi desenvolvido o projeto de uma empilhadeira elétrica controlada remotamente com capacidade para elevar uma carga de até 140 kg a uma altura de no máximo 15m Tendo em vista os altos custos de uma empilhadeira elétrica manual no mercado o principal objetivo na construção deste projeto foi à utilização de materiais com excelente custobenefício e a facilidade na fabricação e montagem do protótipo sem sacrificar a qualidade e eficiência do mesmo 31 Conceitos utilizados para elaboração do projeto Após a realização de várias pesquisas de mercado e elaboração de vários modelos de projetos foi adotado para esta empilhadeira o sistema de elevação de carga através de um motoredutor elétrico acoplado a um eixo este quando acionado enrola o cabo de aço que por meio de um sistema de polias faz o movimento de subir ou descer a carga Optouse pela utilização do cabo de aço tendo em vista sua alta resistência a tração esforço pelo qual o mesmo é solicitado neste projeto e o custo acessível Para a movimentação da empilhadeira definiuse a utilização de motores individuais ou seja um motor acoplado em cada roda motora sendo assim a movimentação da empilhadeira no sentido frente ou ré é efetuada quando os motores giram no mesmo sentido e para virar a empilhadeira para direita ou esquerda o sentido de rotação dos motores é invertido 32 Modelagem do protótipo Para elaboração e modelamento do projeto 2D e 3D foi utilizado o software Autodesk Inventor 2020 o qual possui ferramentas profissionais para desenhos documentação e simulação de montagens voltados à engenharia 61 conceitos estes que são essenciais na elaboração de um produto A figura 31 apresenta o projeto finalizado da Empilhadeira Figura 31 Projeto Empilhadeira Elétrica Fonte Elaborado pelo autor 2020 A figura 32 contém a descriminação de todos os itens utilizados na construção do protótipo e seus respectivos materiais A figura 33 apresenta a localização dos itens na montagem final 62 Figura 32 Lista de peças Empilhadeira elétrica Fonte Elaborado pelo autor 2020 63 Figura 33 Peças Empilhadeira elétrica Fonte Elaborado pelo autor 2020 A figura 34 contém a descriminação dos itens que constituem o garfo que é um subconjunto da montagem principal A figura 35 apresenta a localização dos itens do garfo Figura 34 Lista de peças do garfo Fonte Elaborado pelo autor 2020 64 Figura 35 Peças do garfo Fonte Elaborado pelo autor 2020 Na figura 36 apresenta o dimensional externo do projeto Figura 36 Dimensional do protótipo Fonte Elaborado pelo Autor 2020 65 4 DIMENSIONAMENTO DE PROJETO 41 Cabo de aço O cabo de aço é um componente importante da empilhadeira responsável por içar o conjunto do garfo e a carga Durante esse processo o cabo de aço é submetido a um grande esforço de tração Para evitar rupturas o cabo de aço deve ser dimensionado de modo a suportar uma carga superior a máxima carga a que o equipamento é destinado A NBR ISO 24082008ABNT NBR 6327 apresenta uma tabela de cabos de aço Anexo A que relaciona o diâmetro do cabo e a máxima carga suportada por ele Para isso os cálculos necessários para dimensionar o cabo são utilizados os cálculos da fabricante CIMAF e suas respectivas tabelas Para utilizar a tabela da ABNT é primeiramente necessário calcular a carga que os cabos devem suportar de acordo com o tipo de trabalho que ele irá realizar por meio da seguinte equação 𝐶𝑚𝑖𝑚 𝐶𝑒𝑚á𝑥 𝑓𝑠 411 Onde 𝐶𝑚𝑖𝑛 Carga mínima suportada exigida pelo cabo 𝐶𝑒𝑚á𝑥 Carga máxima que a empilhadeira foi proposta a levantar 𝑓𝑠 fator de segurança O valor do fator de segurança 𝑓𝑠 é obtido pela tabela figura 213 presente no capítulo 2 na seção 231 A carga mínima que o cabo deve suportar é igual carga máxima que a empilhadeira é proposta a levantar logo a carga mínima é 140 Kgf Como essa carga será içada por um cabo que passa por uma roldana o valor da carga mínima é dividido pela metade resultando no valor de 70 Kgf O fator de segurança a ser adotado é para aplicações de Pontes rolantes que é de 6 a 8 segundo figura 41 Nesse cálculo o valor utilizado para o fator de segurança será o fator médio que é 7 De posse destes dados a equação anterior se apresenta da seguinte forma 66 𝐶𝑒𝑚𝑖𝑛 70 𝐾𝑔𝑓 7 490𝐾𝑔𝑓 412 De posse do valor de 𝐶𝑚𝑖𝑛 devese consultar o catálogo no Anexo A no fim da monografia e localizar o valor acima e mais próximo ao valor de 𝐶𝑚𝑖𝑛 Localizado esse valor na mesma linha que valor está à esquerda localizam se os valores do diâmetro em mm e em polegadas do cabo a ser utilizado no projeto Seguindo as instruções para a carga de 490 Kgf encontramse quatro opções de cabos de aço ambos com diâmetro de 18 318 mm atendem esse critério Dentre os cabos de diâmetro 18 as opções válidas são IPS 6X7 AFAFA 604 Kgf IPS 6X7 AAAACI 653 Kgf EIPS 6X7 AFAFA 669 Kgf EIPS 6X7 AAAACI 723 Kgf Das opções a de menor carga de ruptura é 15 maior que o 𝐶𝑒𝑚𝑖𝑛 A opção selecionada será a que tiver o menor custo de aquisição 42 Deformação longitudinal do cabo de aço Após a seleção do cabo adequado para a carga que o sistema irá suportar é feito a conferência da deformação que ocorre no cabo Nos cabos de aços ocorrem dois tipos de deformações longitudinais que são deformações estruturais que é um tipo de deformação permanente que acontece logo quando se inicia as operações que aplicam carga no cabo Dependendo da carga aplicada a deformação estrutural pode atingir de 050 a 075 do comprimento do cabo Este tipo de deformação pode ser quase totalmente removido através do processo de pré estiramento do cabo de aço O segundo tipo de deformação que ocorre nos cabos de aços é a deformação elástica sendo proporcional a carga aplicada e o comprimento do cabo A deformação elástica em um cabo de aço é definida pela seguinte equação 67 𝐿 𝑃 𝐿 𝐸 𝐴𝑚 413 Onde 𝐿 Deformação Elástica mm P Carga Aplicada Kgf L Comprimento do Cabo mm E Módulo de Elasticidade Kgfmm² obtido pela tabela figura 42 𝐴𝑚 Área Metálica mm² Onde a área metálica é dada pela somatória das áreas das seções transversais dos arames individuais que compõem o cabo podendo variar conforme a construção do cabo A área metálica do cabo pode ser obtida através da seguinte equação 𝐴𝑚 𝐹 𝑑2 414 Onde 𝐴𝑚 Área metálica em mm² 𝐹 Fator de multiplicação obtido pela tabela figura 41 𝑑 Diâmetro nominal do cabo em milímetro Figura 41 Fator de multiplicação F Fonte CIMAF 2009 Para um cabo de construção 6x7 seis pernas e 7 arames em cada perna temse F 0395 Substituindo na equação 414 obtevese 68 𝐴𝑚 0395 3182 𝐴𝑚 399 𝑚𝑚2 Em seguida encontramos módulo de elasticidade do cabo na tabela abaixo figura 43 Figura 42 Módulo de Elasticidade Fonte CIMAF 2009 Para um cabo de alma de fibra 6x7 temos E 9000 a 10000 Kgfmm² para realizar o cálculo iremos adotar o valor médio E 9500 Kgfmm² Substituindo na equação 413 obtevese 𝐿 70 4000 9500 399 𝐿 7387 𝑚𝑚 Adotando quatro metros de comprimento de cabo para o sistema de elevação da empilhadeira obtemos uma deformação aproximadamente 7387 mm Para seleção do cabo de aço a partir dos valores adequados no dimensionamento podese concluir que o cabo adequado será o modelo IPS 6X7 AFAFA 604 Kgf 69 42 Motor de elevação Para o cálculo do dimensionamento do motor elétrico foi consultado a NBR 8400 de 2019 que nos apresenta a seguinte definição Para a escolha do motor elétrico devese estabelecer o torque máximo necessário para provocar o movimento no caso mais desfavorável e uma potência suficiente para executar o serviço previsto sem aquecimento excessivo esta condição pode ser caracterizada por uma potência nominal ligada a um fator de duração do ciclo intermitência e em certos casos a uma classe de partida NBR 2019 p36 421 Considerações para o cálculo Carga máxima a ser levantado pelo sistema 140 kg Massa do garfo da empilhadeira 12 kg Força da gravidade 981 ms² Rendimento 85 Velocidade do levante 01 ms 422 Potência estática Para que o motor consiga levantar a carga a potência do mesmo tem que ser maior que a potencia estática calculada na NBR 8400 essa potência é dada pela seguinte fórmula 𝑃𝑠 𝑚 𝑔 𝑣 𝜂 421 Onde m massa total a ser levantada em quilos g ação da força da gravidade v velocidade do levantamento em ms η rendimento 70 Para se fazer os cálculos foram levados em consideração o peso do garfo e que a empilhadeira possui um sistema de roldanas o garfo tem um peso aproximado pelo software de 12 kg somado aos 140 kg da carga temos que a carga total será de 152 kg e pelo sistema de roldanas o qual faz com que tanto a massa quanto a velocidade caiam pela metade têmse m 76 kg v 005 ms Logo têmse 𝑃𝑠 76 981 005 085 Ps 43856 w Com a potência estática podese verificar no catálogo da BOSCH um motor que se melhor adéqua foi selecionado o motor CEP de 24 v 46 w por ser um motor que atende ao requisito da potência estática e por ser um motor leve com apenas 11 kg A figura 43 mostrase o tipo de motor a ser utilizado Figura 43 Catalogo BOSCH motor elétrico Fonte BOCH 2020 71 423 Torque estático do motor Para que o motor seja realmente selecionado é preciso verificar se o torque do motor é maior que o torque requerido pelo sistema segundo a NBR 8400 o torque mínimo requerido ou toque estático é dado pela seguinte equação 𝑀𝑠 𝑚 𝑔 𝑣 955 𝑛𝑁 422 𝑀𝑛 76 981 005 955 45 𝑀𝑛 7911 𝑁 𝑚 Onde m Massa total a ser levantada g Ação da força da gravidade v Velocidade do levantamento 𝑛𝑁 A rotação do motor em RPM Pelo catálogo o torque estático do motor é de 10 Nm sendo maior que o torque estático calculado para a carga a ser levantada Sendo assim este motor se adequada às necessidades do sistema 72 43 Autonomia da bateria Segundo Otávio Markus 2001 a autonomia da bateria pode ser calculada pela seguinte equação 𝐴 𝐶𝑏 𝐶𝑟 431 Onde A autonomia da bateria 𝐶𝑏 corrente bateria em Ah 𝐶𝑟 corrente requerida pelo sistema em A Para o cálculo da autonomia tem que se levar em consideração o máximo torque requerido pelo sistema neste caso será do motor de elevação o qual possui um torque de 7911 nm com o torque através do gráfico apresentado pelo fabricante do motor na figura 44 têmse uma corrente máxima de 4 A Figura 44 Gráfico motor CEP 24 V 46 W Fonte BOCH 2020 Será utilizada uma bateria de 12 V e o motor requer uma tensão de 24 V serão usadas duas baterias associadas em série 73 431 Fontes de tensão A associação de fontes de tensão em série permite que se obtenha uma fonte de tensão equivalente de valor maior ou menor Assim como se precisa de uma fonte de tensão de 24 V podemse associar duas fontes de 12 V para se obter a tensão desejada mantendo a mesma corrente como mostrado na figura 45 a baixo Figura 45 Fontes de tensão em série Fonte Otávio Markus 2001 432 Calculo da autonomia Sendo assim tem que 𝐶𝑏 60 Ah 𝐶𝑟 4 𝐴 60 4 𝐴 15 ℎ A partir dos cálculos anteriores podese concluir que cada bateria utilizada no sistema terá uma autonomia de 15 horas usadas constantemente 74 44 Dimensionamento do motor de translação Para efeito de cálculos são necessárias as equações e tabelas a seguir conforme Husain 2003 O motor deve ser dimensionado para cumprir condições favoráveis ao manuseio do equipamento em segurança e conforto Com base nos cálculos é possível adquirir um motor que cumpra as condições de utilização como velocidade de 4 kmh sendo ela de 0 a 5 segundos e evitando qualquer tipo de falha 441 Considerações do cálculo Massa do equipamento 90 kg Massa da carga máxima 140 kg Gravidade 981 ms² Cada roda traseira com um motor individual considerando metade da carga total Solo plano e horizontal 442 Resistência ao rolamento Todo deslocamento tem uma resistência que dificulta o movimento além dessa há influência da resistência aerodinâmica porém mesma não é considerada devida a baixa velocidade de movimento da empilhadeira 𝐹𝑟 𝜇 𝑀 𝑔 𝐹𝑟 0011 115 981 𝐹𝑟 1240 𝑁 441 Onde Fr Resistência ao rolamento 𝜇 coeficiente de resistência a rolagem entre pneu e concreto M Massa Kg g Gravidade ms² 75 Na figura 46 a seguir têmse a tabela de coeficiente de resistência a rolagem Figura 46 Tabela coeficiente de resistencia a rolagem Fonte Husain 2003 443 Resistencia de aceleração A resistência de aceleração considera as forças inerciais durante aceleração ou seja é a força necessária a ser superada para aumentar o movimento 𝐹𝑎 Σ𝑀 𝑑𝑉𝑡 𝑑𝑡 442 Onde Fa Resistencia de aceleração N ΣM somatória de massa Kg 𝑑𝑉𝑡 𝑑𝑡 Aceleração linear do sistema Considerando os fatores iniciais Velocidade linear do sistema 111 ms Variação do tempo de 5 segundos Obtém 𝑎 𝑑𝑉𝑡 𝑑𝑡 111 5 Substituindo na equação de resistência 442 temse 76 𝐹𝑎 115 111 5 𝐹𝑎 2553 𝑁 444 Força total É a somatória de todas as forças que agem no sistema sendo ela de rolamento aceleração 𝐹𝑡 𝐹𝑟 𝐹𝑎 443 𝐹𝑡 1240 2553 𝐹𝑡 3793 𝑁 Onde Ft Força total N Fr Resistência ao rolamento N Fa Resistencia de aceleração N 445 Torque do motor A partir da força total no sistema é possível calcular o torque necessário no motor 𝑇𝑚 𝐹𝑡 𝑟 𝑇𝑚 3793 008 𝑇𝑚 303 𝑁 𝑚 444 Onde Tm Torque do motor Nm Ft Força total N r Raio da roda m 446 Potência do motor Através da força total exigida também é possível calcular a potência requerida 77 𝑃 𝐹𝑡 𝑉 𝑃 3793 111 𝑃 4210 𝑊 445 Onde P Potência Ft Força total N V Velocidade de deslocamento ms 447 Rotação da roda A rotação do motor pode variar dependente da velocidade no controlador porém é necessário calcular a rotação na velocidade durante o manuseio 𝑁𝑟 𝑉 60 𝜋 𝑑 𝑁𝑟 111 60 𝜋 016 𝑁𝑟 13250 𝑅𝑃𝑀 446 Onde Nr Rotação na roda rpm V Velocidade ms d Diâmetro da roda m 448 Sistema de transmissão Como o motor utilizado tem uma rotação menor do que a necessária será implantando um sistema de correntes aumentando a rotação de saída do motor Nm 𝑁𝑟 3 Nm 13250 3 Nm 4416 RPM 447 78 Onde Nm Rotação do motor rpm Nr Rotação do eixo da roda rpm 449 Seleção do motor Com base nos cálculos anteriores é possível adquirir um motor que cumpra os determinados com base nas características fornecidas pela fabricante O motor a ser utilizado é um CEP da Bosch 24 V a seguir sua ficha técnica Figura 47 Ficha técnica do motor BOSCH Fonte BOSCH 2020 79 45 Sistema de transmissão O sistema de transmissão é dado através da corrente de rolos sendo possível a aplicação de grandes esforços em baixas velocidades Para efeito de cálculos são necessárias as equações e tabelas a seguir conforme SHIGLEY 1984 Fatores de cálculo a serem considerados Potência do motor 005645 HP Rotação do eixo motor 4416 RPM Fator de serviço 12 Fator de projeto 11 Rotação da roda 13250 RPM Corrente de rolos conveniente Cp 40 Adotandose roda dentada movida como ideal temos que número de 17 dentes 451 Relação de transmissão 𝑛1 𝑛2 𝑁2 𝑁1 4416 1325 17 𝑁1 𝑁1 51 𝐷𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 451 Onde n1 Rotação do motor rpm n2 Rotação da roda rpm N2 Número de dentes da roda dentado movida N1 Número de dentes da roda dentada motora 80 452 Potência admissível Potência admissível é a potência relacionada aos fatores de serviço e projeto conforme a formula a seguir segundo SHIGLEY 1984 𝐻𝑑 𝐻𝑛𝑜𝑚 𝐾𝑠 𝑁𝑑 𝐻𝑑 005645 12 11 Hd 007451 HP 452 Onde Hd Potência admissível HP Hnom Potência nominal HP Ks Fator de serviço Nd Fator de projeto 453 Potência de trabalho Potência de trabalho é calculada conforme a equação 453 e conforme as tabelas segundo SHIGLEY 1984 nas figuras 48 e 49 seguintes Ht 𝐻𝑑 𝐾1 𝐾2 Ht 007451 327 1 𝐻𝑡 002321 𝐻𝑃 453 Onde Ht Potência de trabalho HP Hd Potência admissível HP K1 Fator de correção de dentes tabela 1722 K2 Fator de correção de fileiras tabela 1723 81 Figura 48 Fator de correção de dentes Fonte Shigley 1984 Figura 49 Fator de correção de fileiras Fonte Shigley 1984 454 Seleção do número da corrente Por se tratar de um motor de baixa potência foi selecionada a corrente ANSI de número 25 como mostrado na figura 410 que tem potência de trabalho de até 005 e velocidade de 50 RPM sendo nela necessária usar uma lubrificação manual ou gotejamento Figura 410 Tabela de seleção de corrente Fonte Shigley 1984 455 Seleção da roda motora e movida Após analisar os tipos de corrente disponivel é possivel utilizar a combinação de 17 dentes na roda movida e 54 dentes na roda motora Figura 411 Tabela de seleção do numero de dentes Fonte Shigley 1984 82 456 Rotação com as condições selecionadas Devido às mudanças no número de dentes temse uma nova rotação necessária no motor Para isso fazese uma nova relação entre rotação e numero de dentes como na equação a seguir 𝑛1 𝑛2 𝑁2 𝑁1 𝑛1 1325 17 54 𝑛1 4171 𝑅𝑃𝑀 454 Onde n1 Rotação do motor rpm n2 Rotação da roda rpm N2 Número de dentes da roda dentado movida N1 Número de dentes da roda dentada motora Sendo o motor com faixa de trabalho de 45 RPM está adequado ao uso da rotação atual 457 Comprimento da corrente Para a aquisição da corrente é necessário calcular seu comprimento expresso pela seguinte equação 𝐿 𝑃 2𝐶 𝑃 𝑁1 𝑁2 2 𝑁2 𝑁1² 4𝜋2 𝐶 𝑃 455 Onde L Comprimento da corrente mm P Passo mm C Distância de centro a centro mm N1 Número de dentes da roda dentada menor N2 Número de dentes da roda dentada maior 83 𝐿 𝑃 Número de elos da corrente Obtendo assim determinado número de elos e então encontrando valor do comprimento necessário a partir do passo 𝐿 𝑃 2 40 17 54 2 54 17² 4𝜋2 40 𝐿 𝑃 11636 117 𝐸𝑙𝑜𝑠 Utilizando o comprimento do passo temos 𝐿 𝑃 117 𝐿 117 635 𝐿 74295 𝑚𝑚 Na figura 412 têmse a tabela referente ao passo Figura 412 Tabela referente ao passo Fonte Shigley 1984 Com isso a corrente utilizada deve ter 074295 metros 458 Distância de centro a centro Para saber a distância que deve ser fixado às rodas dentadas deve se calcular a distância entre os centros sendo expressa pela seguinte equação 𝐶 𝑃 4 𝑁1 𝑁2 2 𝐿 𝑃 𝑁1 𝑁2 2 𝐿 𝑃 8 𝑁2 𝑁1 2𝜋 2 456 Onde C Distância de centro a centro mm P Passo mm 84 N1 Número de dentes da roda dentada menor N2 Número de dentes da roda dentada maior Assim obtémse C 635 4 17 54 2 74295 635 17 54 2 74295 635 2 8 54 17 2π 2 C 15875 815 7977 C 25601 mm Com as informações corretas podese obter um tipo de corrente existente no mercado 85 46 Cálculo de parafuso O parafuso utilizado nesta seção do projeto é do tipo de fixação onde diferentemente dos de transmissão como por exemplo os parafusos de potência os mesmos são utilizados para garantir a junção de dois ou mais elementos neste caso o mesmo serve para garantir a junção da polia com as placas de metais do garfo e assim manter esses elementos fixos para que se possa elevar a carga por meio dessa mesma polia como mostrado na figura 413 Figura 413 Parafuso do garfo Fonte Elaborado pelo autor Como pode ser visto na figura 46 este parafuso vira a sofrer uma força cortante assim é necessário se calcular o diâmetro mínimo para que o mesmo não rompa ao receber tal carga 461 Valores a serem considerados para cálculo Limite de escoamento para aço 1020 segundo fabricante 𝜎𝑒 345 𝑀𝑃𝑎 Carga 152 kg 140 kg da carga a ser erguida 12 kg do garfo da empilhadeira Aceleração da gravidade 981 ms² 86 462 Cálculo da tensão de cisalhamento admissível Para o cálculo da tensão admissível de cisalhamento se faz necessário o cálculo da tensão de cisalhamento no parafuso primeiro onde é expressa segundo a teoria de falha de von Mises pela seguinte equação 𝜏𝑐𝑖𝑠 0557 𝜎𝑒 𝜏𝑐𝑖𝑠 0557 345 𝜏𝑐𝑖𝑠 192165 𝑀𝑃𝑎 461 Já para o cálculo da tensão admissível de cisalhamento a mesma nada mais é que 60 do valor da tensão de cisalhamento calculada acima 𝜏𝑐𝑖𝑠 𝑎𝑑𝑚 06 𝜏𝑐𝑖𝑠 𝜏𝑐𝑖𝑠 𝑎𝑑𝑚 06 192165 𝜏𝑐𝑖𝑠 𝑎𝑑𝑚 1153 𝑀𝑃𝑎 462 463 Cálculo da força de cisalhamento Para o cálculo da força de cisalhamento se usa a segunda lei de Newton onde o mesmo afirma que a força resultante que atua sobre um corpo neste caso o parafuso é igual ao produto de sua massa pela aceleração da gravidade do centro da terra logo 𝐹 𝑚 𝑎 𝐹 152 981 𝐹 149112 𝑁 463 464 Cálculo do diâmetro mínimo do parafuso Segundo Shigley 2011 o diâmetro mínimo do parafuso ao ser solicitado ao cisalhamento pode ser obtido ao igualarse a tensão admissível do parafuso com a sua tensão atuante por meio da seguinte fórmula 87 𝜏𝑐𝑖𝑠 𝑎𝑑𝑚 𝜏 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑓𝑢𝑠𝑜 464 A mesma mostra que a tensão admissível de cisalhamento deve ser maior ou igual à tensão atuante no parafuso para que o mesmo não rompa Como já se tem o valor da tensão de cisalhamento admissível se faz possível o cálculo do diâmetro mínimo do parafuso por meio de sua área 𝜏𝑐𝑖𝑠 𝑎𝑑𝑚 𝐹𝑐𝑖𝑠 𝐴 𝜏𝑐𝑖𝑠 𝑎𝑑𝑚 𝐹𝑐𝑖𝑠 𝜋𝑑2 4 𝑑𝑚𝑖𝑛 4 𝐹𝑐𝑖𝑠 𝜋 𝜏𝑐𝑖𝑠 𝑎𝑑𝑚 𝑑𝑚𝑖𝑛 4 149112 𝜋 1153 𝑑𝑚𝑖𝑛 40578 𝑚𝑚 465 Por fim temse 40578 milímetros como sendo o diâmetro mínimo do parafuso solicitado a cisalhamento no garfo para que o mesmo não rompa ao receber uma carga máxima de 152 kg Todavia considerando uma postura mais conservadora adotouse um fator de segurança de 2 logo o parafuso que foi utilizado no protótipo é de 8 mm aproximadamente sendo assim um parafuso do tipo M8 88 47 Cálculo de verificação de tombamento Para a verificação do tombamento na iminência do movimento calculou se o valor máximo da aceleração da empilhadeira para que não ocorra tombamento deste modo foram consideradas duas situações empilhadeira com carga e empilhadeira sem carga 471 Considerações para o cálculo Carga máxima a ser levantado pelo sistema 140 kg Massa da empilhadeira 90 kg Força da gravidade 981 ms² Fator de atrito estático entre roda de borracha e concreto 10 conforme ANEXO B O CM centro de massa foi obtido através do software Autodesk Inventor e foi considerado o sistema de levante da empilhadeira na posição máxima de altura 15 m pois esta é a pior condição considerando que o CM irá ficar mais distante do solo Os valores da posição do centro de massa estão contidos na figura 414 abaixo Figura 414 posição do CM Fonte Elaborado pelo autor 2020 89 472 Fórmulas utilizadas Para o cálculo do tombamento foi utilizado os Teoremas do Momento Angular e do Centro de Massa conforme as fórmulas a seguir 4721 Teorema do Centro de Massa O movimento do centro de massa de qualquer sistema de partículas obedece à segunda lei de Newton para um sistema de partículas que é expresso pela equação 𝑹𝒆𝒙𝒕 𝒎 𝒂𝒄𝒎 em que 𝑹𝒆𝒙𝒕 é a força resultante de todas as forças externas que agem sobre o sistema M é a massa total do sistema e 𝒂𝒄𝒎 é a aceleração do centro de massa do sistema R RESNICKE D HALLIDAY Física Vol I 4ª ed 175 p 𝑻 𝑪 𝑴 𝑹𝒆𝒙𝒕 𝒎 𝒂𝒄𝒎 471 Onde 𝑅𝑒𝑥𝑡 somatório das forças externas aplicadas no sólido m massa do sólido 𝑎𝑐𝑚 aceleração do centro de massa do sólido 4722 Teorema do Momento Angular O valor do momento angular em relação ao CM é constante e igual a zero 𝑻 𝑴 𝑨 𝑴𝒄𝒎 𝟎 472 Onde 𝑀𝑐𝑚 momento angular em relação ao centro de massa 4723 Aplicação do TCM e do TMA na empilhadeira Aplicando as forças de atrito e normais no TCM na empilhadeira tem se 90 𝑻 𝐶 𝑀 𝑹𝒆𝒙𝒕 𝒎 𝒂𝒄𝒎 𝑋 𝐹 𝐹𝑎𝑡𝑡 𝐹𝑎𝑡𝑑 𝑚 𝑎𝑐𝑚 𝑌 𝑃 𝑁𝑡 𝑁𝑑 𝑚 𝑔 Aplicando o momento das forças de atrito e normais no TMA na empilhadeira temos 𝑻 𝑴 𝑨 𝑴𝒄𝒎 𝟎 𝑀𝑁𝑡 𝑀𝑁𝑑 𝑀𝐹𝑎𝑡𝑡 𝑀𝐹𝑎𝑡𝑑 0 473 Verificação de tombamento para empilhadeira sem carga Para o cálculo do tombamento considerando que a empilhadeira possui tração traseira o momento da força de atrito dianteira 𝑀𝐹𝑎𝑡𝑑 é nulo portanto substituindo na fórmula do TMA as forças atuantes e as medidas correspondentes ao braço das forças obtidas pela posição do CM no software Autodesk Inventor obtevese 𝑁𝑡 𝑏𝑟𝑎ç𝑜 𝑁𝑑 𝑏𝑟𝑎ç𝑜 𝐹𝑎𝑡𝑡 𝑏𝑟𝑎ç𝑜 𝐹𝑎𝑡𝑑 𝑏𝑟𝑎ç𝑜 0 𝑁𝑡 015 𝑁𝑑 099 𝐹𝑎𝑡𝑡 0587 0 𝑁𝑡 015 𝑁𝑑 099 𝑁𝑡 𝜇 0587 0 𝑁𝑡 015 𝑁𝑑 099 𝑁𝑡 1 0587 0 𝑁𝑑 0441𝑁𝑡 Substituindo o valor de 𝑁𝑑 encontrado em função de 𝑁𝑡 na resultante do TCM em Y 𝑃 𝑁𝑡 𝑁𝑑 𝑚 𝑔 temse 𝑁𝑡 0441 𝑁𝑡 𝑚 𝑔 0559𝑁𝑡 230 981 𝑁𝑡 4036315𝑁 91 Substituindo o valor de 𝑁𝑡 encontrado na resultante do TCM em X 𝐹𝑎𝑡𝑡 𝐹𝑎𝑡𝑑 𝑚 𝑎𝑐𝑚 e considerando a força de atrito dianteira igual à zero podese notar 𝐹𝑎𝑡𝑑 𝑚 𝑎𝑐𝑚 𝑁𝑡 𝜇 𝑚 𝑎𝑐𝑚 4036315 1 230 𝑎𝑐𝑚 𝑎𝑐𝑚 1755 𝑚𝑠² 474 Verificação de tombamento para empilhadeira com carga Para o cálculo do tombamento considerando que a empilhadeira possui tração traseira o momento da força de atrito dianteira 𝑀𝐹𝑎𝑡𝑑 é nulo portanto substituindo na fórmula do TMA as forças atuantes e as medidas correspondentes ao braço das forças obtidas pela posição do CM no software Autodesk Inventor obtevese 𝑁𝑡 𝑏𝑟𝑎ç𝑜 𝑁𝑑 𝑏𝑟𝑎ç𝑜 𝐹𝑎𝑡𝑡 𝑏𝑟𝑎ç𝑜 𝐹𝑎𝑡𝑑 𝑏𝑟𝑎ç𝑜 0 𝑁𝑡 0501 𝑁𝑑 0639 𝐹𝑎𝑡𝑡 1271 0 𝑁𝑡 0501 𝑁𝑑 0639 𝑁𝑡 𝜇 1271 0 𝑁𝑡 0501 𝑁𝑑 0639 𝑁𝑡 1 1271 0 𝑁𝑑 1205𝑁𝑡 Substituindo o valor de 𝑁𝑑 encontrado em função de 𝑁𝑡 na resultante do TCM em Y 𝑃 𝑁𝑡 𝑁𝑑 𝑚 𝑔 obtevese 𝑁𝑡 1205 𝑁𝑡 𝑚 𝑔 0205 𝑁𝑡 230 981 𝑁𝑡 1100634𝑁 Substituindo o valor de 𝑁𝑡 encontrado na resultante do TCM em X 𝐹𝑎𝑡𝑡 𝐹𝑎𝑡𝑑 𝑚 𝑎𝑐𝑚 e considerando a força de atrito dianteira igual à zero temse 92 𝐹𝑎𝑡𝑑 𝑚 𝑎𝑐𝑚 𝑁𝑡 𝜇 𝑚 𝑎𝑐𝑚 1100634 1 230𝑎𝑐𝑚 𝑎𝑐𝑚 47829 𝑚𝑠² Podese analisar que o resultado da aceleração máxima para tombamento da empilhadeira com carga é negativo isso significa que o tombamento ocorrerá se a empilhadeira desacelerar em 47829 ms² ou seja este possível tombamento ocorrerá se no processo de frenagem a desaceleração da empilhadeira foi maior que o valor calculado 475 Conclusão da verificação de tombamento 4751 Para empilhadeira sem carga De acordo com os cálculos efetuados obtevese o valor da aceleração máxima na iminência do tombamento para a empilhadeira sem carga Aceleração máxima antes do tombamento empilhadeira sem carga 𝑎 1755 𝑚𝑠² Para verificar se haverá tombamento é necessário calcular a aceleração máxima da empilhadeira para esta etapa foi utilizada a fórmula a seguir 𝒂 𝑽 𝑻 473 Onde 𝑎 aceleração da empilhadeira V velocidade da empilhadeira T tempo para atingir a velocidade máxima 93 A velocidade máxima da empilhadeira é de 111 ms e para atingir esta velocidade foi considerado um tempo de 5 segundos portanto a aceleração máxima da empilhadeira será 𝑎 111 5 𝑎 111 5 𝑎 022 𝑚𝑠² Logo podese concluir que não ocorrerá tombamento na empilhadeira sem carga pois para ocorrer tombamento a aceleração precisa ser de no mínimo 1755ms² e a aceleração máxima da empilhadeira é de 022 ms² 4752 Para empilhadeira com carga De acordo com os cálculos efetuados obtevese o valor desaceleração mínima na iminência do tombamento para a empilhadeira com carga Desaceleração mínima antes do tombamento frenagem empilhadeira com carga 𝑎𝑑𝑒𝑠 47828 𝑚𝑠² O motor utilizado na empilhadeira possui freio magnético desta forma após o motor ser desligado a frenagem do veículo ocorrerá de maneira automática e para efeito de cálculo foi considerado o tempo de 01s para que a empilhadeira desacelere da velocidade máxima de 11 ms para 0 ms portanto podese calcular a desaceleração da empilhadeira 𝑎𝑑𝑒𝑠 utilizando a fórmula 473 𝑎𝑑𝑒𝑠 111 01 𝑎𝑑𝑒𝑠 111 01 𝑎𝑑𝑒𝑠 11𝑚𝑠² 94 Para a situação da empilhadeira com carga a desaceleração da empilhadeira será de 𝑎𝑑𝑒𝑠 11𝑚𝑠² e para ocorrer tombamento a desaceleração precisa ser no mínimo 𝑎𝑑𝑒𝑠 47828 𝑚𝑠² portanto também não ocorrerá tombamento nesta condição 95 48 Sistema de segurança Para garantir segurança da carga na empilhadeira adaptouse um sistema de trava de um cinto de segurança automotivo como da figura 415 a seguir A trava do cinto de segurança é chamada de retrator Figura 415 Cinto de segurança Fonte AMICintos 2020 O retrator é um equipamento que possui um travamento com molas pêndulos roda dentada entre outros componentes Seu sistema é acionado no momento em que uma força brusca é aplicada ou quando seu rolamento possui rotação superior ao normal No presente projeto adaptouse o retrator de tal forma que pudesse suportar a carga estimada de 150 quilos Para isso substituise o cinto de tecido pelos cabos dimensionados anteriormente Cada retrator comprado suporta uma força de 3 KN equivalente à 300 quilos Inserindo dois retratores um de cada lado da empilhadeira garantirá um travamento de até 600 quilos Dessa forma se o cabo principal se romper por fatores desconhecidos os retratores irão acionar evitando assim que se perca carga 96 5 TESTE EM SOFTWARE Para garantir resistência do equipamento devese desenvolver um projeto 3D para aplicar teste necessários antes de desenvolver o protótipo fisíco Logo é feito um projeto no software AutoDesk Inventor e testase as forças e cargas que serão aplicadas no equipamento como mostrado na figura a seguir 51 Introdução à Análise de Elementos Finitos FEA A Análise de Elementos Finitos FEA é a modelagem de produtos e sistemas em um ambiente virtual com o objetivo de localizar e solucionar problemas potenciais ou existentes estruturais ou de desempenho A FEA é a aplicação prática do Método de Elementos Finitos FEM que é usado por engenheiros e cientistas para modelar matematicamente e resolver numericamente problemas complexos estruturais de multifísica e fluidos O software FEA pode ser usado em uma ampla variedade de setores mas é mais comumente usado no setor aeronáutico biomecânico e automotivo Um modelo de elementos finitos FE abrange um sistema de pontos chamados nós que dão forma ao projeto Conectado a esses nós estão os próprios elementos finitos que formam a malha de elementos finitos e contêm o material e as propriedades estruturais do modelo definindo a forma como reagirá a determinadas condições A densidade da malha de elementos finitos pode variar ao longo de todo o material dependendo da alteração prevista em níveis de estresse de uma determinada área Regiões que sofrem grandes alterações no estresse geralmente exigem uma maior densidade de malha do que aqueles que passam por pouco ou nenhum estresse Os pontos de interesse podem incluir pontos de fratura de materiais previamente testados filetes cantos detalhes complexos e áreas de alto estresse 522 Criar modelos de elementos finitos Ao usar vigas e reservatórios em vez de elementos sólidos é possível criar um modelo representativo com menos nós sem comprometer a precisão Cada esquema de modelagem requer uma variedade diferente de propriedades a 97 serem definidas como área de corte espessura de placa momentos de inércia rigidez de flexão constante torsional e cisalhamento transversal 523 Simular ambientes de trabalho do mundo real Para simular os efeitos dos ambientes de trabalho do mundo real na FEA vários tipos de cargas podem ser aplicadas ao modelo FE dentre elas cargas nodais forças momentos deslocamentos velocidades acelerações temperatura e fluxo de calor elementares carregamento distribuído pressão temperatura e fluxo de calor além de cargas do corpo de aceleração gravidade Dentre as análises de FE estão estatística linear estática e dinâmica não lineares modos normais resposta dinâmica flambagem e transferência de calor Os resultados típicos calculados pelo solver incluem deslocamentos velocidades e acelerações nodais bem como forças tensões e estresses elementares 524 Benefícios do FEA O FEA pode ser usado no novo projeto de produto ou aperfeiçoar um produto existente para assegurar que o projeto terá um desempenho de acordo com as especificações antes de fabricação Com o FEA você pode Prever e melhorar o desempenho e a confiabilidade do produto Reduzir a prototipagem e testes físicos Avaliar diferentes projetos e materiais Otimizar os projetos e reduzir o uso de material 53 Análise de Elementos Finitos na Empilhadeira Elétrica A Análise de Elementos Finitos foi desempenhada através do Software Autodesk Inventor 2020 pelo módulo de Análise Estática Para este estudo foi adotado dois pontos da base do protótipo como fixos e considerada a carga de 140 kg na estrutura do garfo sistema de levante da empilhadeira 98 O material utilizado para construção da estrutura do projeto foi Aço SAE 1020 normalizado e suas propriedades são Resistência à tração 440 Mpa Limite de escoamento 345 Mpa Alongamento 358 Módulo de elasticidade 205 Gpa Poisson 029 Dureza 131 HB Densidade 785gcm³ 54 Resultados obtidos mediante a Análise Estática por elementos finitos Quadro 51 Configurações de malha Tamanho médio dos elementos fração do diâmetro do modelo 01 Tamanho mínimo dos elementos fração do tamanho médio 02 Fator de nivelamento 15 Ângulo máximo de giro 60 Criar elementos de malha curva Sim Fonte Elaborado pelo auto 2020 Quadro 52 Condições de funcionamento e força Fonte Elaborado pelo autor 2020 Na figura 51 a seguir mostra a simulação de uma carga aplicada no garfo da empilhadeira simulando assim a deformação na mesma Tipo de carga Força Magnitude 1500000 N Vetor X 0000 N Vetor Y 0000 N Vetor Z 1500000 N 99 Figura 51 Simulação de força aplicada nos garfos Fonte Inventor 2020 55 Resultados Os quadros a seguir mostram a relação força aplicada com momento de reação mostrando o quanto cada força terá de deformação na estrutura Dessa forma podese notar uma pequena deformação Quadro 53 Força e momento de reação em restrições Fonte Elaborado pelo autor Quadro 54 Resumo de resultados Nome Mínima Máxima Volume 4802460 mm3 Massa 376993 kg Nome da restrição Força de reação Momento de reação Magnitude Componente XYZ Magnitude Componente XYZ Restrição fixa1 1500 N 0 N 463052 N m 463052 N m 0 N 0 N m 1500 N 0 N m 100 Tensão de Von Mises 00000230236 MPa 175038 MPa Primeira tensão principal 366313 MPa 162985 MPa Terceira tensão principal 224298 MPa 325977 MPa Deslocamento 0 mm 807779 mm Fator de segurança 199957 sm 15 sm Tensão XX 130568 MPa 13671 MPa Tensão XY 395586 MPa 298364 MPa Tensão XZ 304846 MPa 641493 MPa Tensão YY 102588 MPa 137593 MPa Tensão YZ 719042 MPa 473815 MPa Tensão ZZ 218706 MPa 155348 MPa Deslocamento X 0235766 mm 00897009 mm Deslocamento Y 277018 mm 0187877 mm Deslocamento Z 802643 mm 0401567 mm Deformação equivalente 0000000000099816 sm 0000779918 sm Primeira deformação principal 00000221176 sm 0000660284 sm Terceira deformação principal 0000920742 sm 00000164393 sm Deformação XX 0000601579 sm 0000624883 sm Deformação XY 0000244887 sm 0000184702 sm Deformação XZ 0000188714 sm 0000397115 sm Deformação YY 0000451146 sm 0000647401 sm Deformação YZ 0000445121 sm 0000293314 sm Deformação ZZ 0000886127 sm 0000613002 sm Pressão de contato 0 MPa 170754 MPa Pressão de contato X 953372 MPa 957876 MPa Pressão de contato Y 998012 MPa 976925 MPa Pressão de contato Z 111853 MPa 151141 MPa Fonte Elaborado pelo autor Na figura 52 a seguir temse a simulação da tensão de Von Mises onde se pode observar o estiramento do material quando aplicada uma carga desejada Após essa analise notase que o material não terá uma deformação relevante 101 Figura 52 Tensão de Von Mises Fonte Inventor 2020 Na figura 53 temse a primeira tensão principal onde se pode avaliar o valor máximo de estiramento do material Notase que esse material não terá um estiramento grande e por isso não terá alcançado o valor máximo Figura 53 Primeira tensão principal Fonte Inventor 2020 102 Seguindo com os testes na figura 54 temse a terceira tensão principal onde mostra a tensão máxima de compressão quando aplicada uma carga Podese notar que no protótipo há uma compressão mediana Figura 54 Terceira tensão principal Fonte Inventor 2020 Continuando ainda a avaliação no software avaliando o deslocamento provocado pela carga no garfo como mostrado na figura 55 a seguir podese concluir que mesmo com a ponta do garfo obtendo um deslocamento não se tem problemas existentes pois a o máximo deslocamento ainda é baixo no valor de 5394 mm Na figura 56 a seguir mostrase valores agregados para fator de segurança no protótipo sendo o mínimo esforço de 3 onde mostrase um equipamento seguro sem precisar aplicar fator de segurança alto no sistema 103 Figura 55 Deslocamento Fonte Inventor 2020 Figura 56 Fator de segurança Fonte Inventor 2020 Após a simulação em software avaliando situações reais de carga podese verificar que o projeto terá uma deformação mínima sendo possível a sua fabricação 104 6 PLANEJAMENTO Visando alcançar os objetivos do projeto o planejamento da empilhadeira consiste em separar em etapas a serem seguidas 61 Processos desenvolvidos Revisão bibliográfica levantamento teórico de empilhadeiras existentes no mercado itens a serem usados cálculos de estrutura Projeto 3D Realizar projeto em software AutoDesk Inventor 3D Cálculos da estrutura Realizar os cálculos referentes à estrutura da empilhadeira e aos demais componentes da empilhadeira Análise dos dados Realizar análise dos dados obtidos nos cálculos para garantir a segurança e funcionalidade Testes Teste de estrutura em software para validação dos cálculos Orçamento de matéria prima Realizar orçamento inicial de material necessário para desenvolvimento do protótipo Orçamento de peças Realizar orçamento de peças no mercado prontas para o uso Plano de manutenção Realização de um plano de manutenção para garantir durabilidade e funcionabilidade do projeto Conferência e ajustes Realização de conferência do projeto e ajustes finais Validação e apresentação Apresentar o protótipo 3D e trabalho de conclusão de curso 105 7 CRONOGRAMA DE TRABALHO Desenvolveuse o cronograma de trabalho a partir da análise das atividades a serem executadas suas respectivas datas de início e de término além dos recursos a serem usados As atividades previstas ao longo do período deste projeto encontram no quadro 61 Quadro 61 Cronograma de trabalho Mês Ago20 Set20 Out20 Nov20 Semanas 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 Revisão bibliográfica Projeto 3D Cálculos da estrutura Análise dos dados Testes Orçamento de matéria prima Orçamento de peças Plano de Manutenção Conferência e ajustes Validação e apresentação Fonte Elaborado pelo autor 2020 106 8 CUSTOS Os quadros 71 a 73 apresentam as relações de valores dos componentes e serviços com valores cotados e aproximados que serão utilizados para a fabricação do protótipo Quadro 71 Itens comprados por unidade ITEM DENOMINAÇÃO QUANT VALOR UNID VALOR TOTAL 01 TUBO METALON 50x30x2x6000 2 11250 R 22500 R 02 TUBO METALON 40x20x2x6000 1 R 9350 9350 R 03 MOTOREDUTOR BOSCH 24V 3 21000 R 63000 R 04 BATERIA 12V 60A 2 20000 R 40000 R 05 RODA MACIÇA DE FERRO REVEST BORRACHA 2 R 3500 7000 R 06 CABO DE AÇO 18x 4m 1 R 1000 1000 R 07 PARAFUSO SEXTAVADO 16X40 3 120 R 360 R 08 PORCA SEXTAVADA M16 3 025 R 075 R 09 PARAFUSO ALLEN CABEÇA ESCARIADA M6X16 3 040 R 120 R 10 ANEL ELÁSTICO 9X1 6 200 R 1200 R 11 PARAFUSO SEXTAVADO M12X95 6 090 R 540 R 12 PARAFUSO SEXTAVADO M12X45 2 060 R 120 R 13 PORCA SEXTAVADA M12 8 025 R 200 R 14 ARRUELA PLANA Ø135 4 020 R 080 R 15 SISTEMA COROA PINHÃO E CORRENTE 2 12000 R 24000 R 16 RODÍZIO 2 2 R 1600 3200 R 17 RETRATORCINTO DE SEGURANÇA 2 R 6000 12000 R R 184745 TOTAL Fonte Elaborado pelo autor 2020 Quadro 72 Matéria prima comprada por quilo Aço SAE ITEM DENOMINAÇÃO QUANT PESO APROXIMADOKG VALOR KG VALOR TOTAL 18 CHAPA 100x100x2 2 015 1150 R 345 R 19 CHAPA 130x100x32 2 033 1150 R 759 R 20 CHAPA 130x50x32 2 016 1150 R 368 R 21 CHAPA 100x40x32 2 01 1150 R 230 R 22 CHAPA 200x20x5 2 016 1150 R 368 R 23 CHAPA 200x40x5 2 032 1150 R 736 R 24 BARRA REDONDA Ø11x250 1 02 1300 R 260 R 25 BARRA REDONDA Ø7x250 1 003 1300 R 039 R 26 BARRA REDONDA Ø26x80 1 02 1300 R 260 R 27 BARRA REDONDA Ø25x350 2 08 1300 R 2080 R 28 BARRA REDONDA Ø25x350 1 08 1300 R 1040 R Fonte Elabora pelo autor 2020 Quadro 73 Matéria prima comprada por quilo POLIPROPILENO ITEM DENOMINAÇÃO QUANT PESO APROXIMADOKG VALOR KG VALOR TOTAL 29 BARRA REDONDA Ø45X240 1 05 4500 R 2250 R 30 BARRA REDONDA Ø50X65 1 017 4500 R 765 R 31 BARRA REDONDA Ø60X120 1 03 4500 R 1350 R 32 BARRA REDONDA Ø35X100 1 015 4500 R 675 R Fonte Elaborado pelo autor 2020 107 Quadro 74 Matéria prima comprada por quilo ALUMINIO ITEM DENOMINAÇÃO QUANT PESO APROXIMADOKG VALOR KG VALOR TOTAL 33 CHAPA 730x300x1 1 07 R 4500 3150 R 34 CHAPA 750x550x1 1 12 R 4500 5400 R 35 CHAPA 750x300x1 1 07 R 4500 3150 R 36 CHAPA 750x450x1 1 1 R 4500 4500 R 37 CHAPA 500x300x1 1 04 R 4500 1800 R Fonte Elaborado pelo autor 2020 Quadro 75 Matéria prima comprada por quilo LATÃO ITEM DENOMINAÇÃO QUANT PESO APROXIMADOKG VALOR KG VALOR TOTAL 38 BARRA REDONDA Ø26x80 1 05 R 7000 3500 R 39 BARRA REDONDA Ø16x50 1 02 R 7000 1400 R Fonte Elaborado pelo autor 2020 Somando os valores encontrados no mercado encontrase um valor total de custo estimado para desenvolver a empilhadeira elétrica de R 219170 como mostrado no quadro a seguir Quadro 76 Total de custo ITEM DENOMINAÇÃO VALOR TOTAL 1 Itens por unidade R 184745 2 Itens por peso Aço 1020 R 6485 3 Polipropileno R 5040 4 Alumínio R 18000 5 Latão R 4900 R219170 Fonte Elaborado pelo autor 2020 108 9 PESQUISA DE MERCADO O protótipo desenvolvido pelo grupo tem como público alvo o pequeno comerciante que não possuem necessidade de elevar grandes cargas Este nicho de mercado é atendido pelas empilhadeiras do tipo manual mais especificamente os modelos que possuem a capacidade de carga 500 quilogramas Para meios de comparação foram selecionados três modelos seguem abaixo as tabelas com as especificações dos modelos Quadro 81 Primeiro Modelo de Empilhadeira MODELO LM 516N CAPACIDADE DE CARGA 500 KG ELEVAÇÃO MÁXIMA EM mm 1600 PREÇO R 366210 FABRICANTE PALETRANS TIPO Hidráulica Manual Fonte Mercado livre 2020 Quadro 82 Segundo Modelo de Empilhadeira MODELO Empilhadeira manual dupla 500KG WORKER CAPACIDADE DE CARGA 500 KG ELEVAÇÃO MÁXIMA EM mm 1600 PREÇO R 869000 FABRICANTE WORKER TIPO Manual Fonte Mercado livre 2020 Quadro 83 Terceiro Modelo de Empilhadeira MODELO NNEE1535 CAPACIDADE DE CARGA 500 KG ELEVAÇÃO MÁXIMA EM mm 1600 PREÇO R 599900 FABRICANTE VONTER TIPO Manual Fonte Mercado livre 2020 O protótipo apresenta uma capacidade de carga inferior aos modelos já presentes no mercado porém possui altura de elevação e semelhante aos demais de 1500 mm 109 A empilhadeira proposta possui vantagem em relação ao comparativo analisando seu tamanho reduzido permitindo que ocupe menor espaço no ambiente de trabalho Outros tipos de empilhadeira de pequenas cargas podemse destacar as manuais que não possuem motor e as paleteiras que apenas carregam a carga sem elevação O protótipo em questão se apresenta como uma alternativa econômica para levantar e transportar cargas até 140 quilos além de apresentar como vantagem a automação que significa poupar o operador de esforços para deslocar a carga Devido ao período de pandemia que está sendo vivido foi impossibilitada as reuniões presenciais dos integrantes do grupo a fim de preservar a integridade e saúde de cada um Desta maneira não foi realizada a construção física do protótipo e consequentemente não foi possível quantificar a horamáquina de cada processo de fabricação portanto para não adotar valores estimados não foi feito o cálculo de custos para a fabricação da empilhadeira adotandose apenas os valores das peças necessárias para construção da mesma 110 10 PLANO DE MANUTENÇÃO Por se tratar de um equipamento de grande parte elétrica sem envolver sistemas de combustão arrefecimento e outros itens complexos como nas empilhadeiras comerciais comuns a deste projeto busca otimizar não só os custos como também a frequência de manutenções Sendo assim se tem um baixo número de manutenções preventivas e preditivas como também será difícil apresentar problemas para as corretivas por se ter uma quantidade baixa de componentes que podem a vir a causar falhas Todavia como qualquer equipamento devese haver manutenções para se assegurar não só o seu funcionamento correto como também a segurança dos trabalhadores Logo é de extrema importância se atentar a alguns itens para que não ocorram falhas durante seu uso e assim possa causar problemas não só no equipamento como também pode causar uma possível paralisação do setor onde a mesma é utilizada assim atrasando o fluxo produtivo 101 Cabos de aço Verificar os cabos de aço todas as vezes que for utilizar a empilhadeira onde os mesmos não devem apresentar qualquer afrouxamento ou avarias caso as mesmas existam os mesmos devem vir a serem trocados já que isso pode vir a causar seu rompimento Periodicidade Diária 102 Sistema de segurança da carga O sistema de travamento consiste no uso de dois retratores de cinto de segurança como os encontrados em carros comuns Todavia no lugar da fita de tecido que se encontra os mesmos neste projeto foi utilizado um cabo de aço para segurar a carga caso haja alguma falha e assim não a deixe sofrer algum movimento brusco colocando assim em risco o operador e o próprio equipamento Sua manutenção consiste nos seguintes itens 111 Verificação visual da integridade dos retratores Periodicidade Diária Verificar e reapertar os parafusos do sistema Periodicidade Mensal Todavia se recomenda fazer um teste mensalmente neste sistema deixando assim os motores falharem e deixar com que a carga desça e por fim verificar o funcionamento do sistema 103 Motor elétrico CEP BOSCH 24 V Por se tratar de motores elétricos sem um sistema muito robusto de transmissão sua manutenção é um tanto quanto simples devendo verificar periodicamente alguns itens sendo eles Verificação dos cabos conexões elétricas tensões e correntes nos motores Periodicidade Mensal Verificação da velocidade de operação dos motores de translação e elevação Periodicidade Mensal Verificar e eliminar o excesso de vibrações e ruídos caso existam Periodicidade Mensal Verificar e reapertar os parafusos Periodicidade Mensal Limpeza do motor retirando qualquer excesso de graxa óleo poeira ou qualquer tipo de impureza Periodicidade Mensal Caso as peças desses motores virem a apresentar problemas como o estator rotor ou bobidas aconselhase fazer a troca do mesmo já que se é 112 difícil encontrar essas peças a venda separadamente devido ao baixo preço desses tipos de motores assim se recomenda a sua troca completa 104 Rodas As rodas são do tipo rodízio de polipropileno logo não se necessita de calibrações de pressão todavia devemse checar alguns itens como Verificar e reapertar os parafusos Periodicidade Mensal Checagem visual das rodas sempre que for utilizar o equipamento não podendo existir quaisquer avarias caso existam as mesmas devem ser trocadas Periodicidade Diária 105 Baterias A única manutenção preventiva a vir ser feita nas baterias é a limpeza dos seus contatos onde pode ser feita mensalmente Já as baterias em si devem vir a ser trocado ao serem esgotadas ou então se apresentarem qualquer tipo de problema decorrente das horas de uso sendo assim essa uma manutenção corretiva 106 Correntes A verificação das correntes de transmissão dos motores de translação é de extrema importância tendo assim de se fazer as seguintes manutenções Lubrificação das correntes para se evitar devaste excessivo devido as impurezas e tempo de uso A mesma deve ser feita manualmente após sua limpeza com o uso de óleo ou graxa Periodicidade Semanal 113 Troca das correntes Foi estipulada uma periodicidade de troca anual já que segundo o fabricante esse componente pode durar até 15 mil horas caso seja feita a correta lubrificação da mesma Todavia pode ser que a mesma dure mais que ano porém adotando uma postura mais conservadora foi adotada tal periodicidade Periodicidade Anual 107 Polias As polias devem ser verificadas visualmente sempre que for ser utilizado o equipamento não podendo apresentar qualquer tipo de avaria caso as mesmas existam devem ser substituídas Periodicidade Diária 108 Planilha geral de manutenções Na figura 101 abaixo é expresso de maneira mais geral o plano de manutenções da empilhadeira contendo assim as atividades a serem executadas e suas periodicidades Figura 101 Plano de manutenção geral da empilhadeira elétrica Fonte Elaborado pelo Autor 2020 114 11 CONCLUSÃO Fundamentandose na bibliografia e na literatura estudada podese notar a necessidade de meios de locomoção de cargas Dessa forma considerando equipamentos atuais que estão em constante melhoramento adotouse uma linha de raciocínio necessária para calcular e definir padrões iniciais do projeto Os cálculos estudados são essenciais para desenvolvimento de um protótipo Sendo como principais o cálculo de cabo de aço onde estará à tensão aplicada para elevar a carga o cálculo do motor de elevação que terá a força necessária para elevar a carga e o cálculo do motor de deslocamento para garantir que a empilhadeira desloquese pelo percurso desejado carregando a carga de 140 quilos projetada Assim como a modelagem 3D e seus respectivos testes em software são essenciais para desenvolver projeto pois possuem capacidade de analisar e testar o projeto com máxima precisão e garantir a funcionabilidade sem desperdício de material O protótipo inicial foi projetado para suportar 150 quilos porém quando calculado o motor de elevação foi necessário a redução de 10 quilos da carga pois o sistema terá que suportar o peso dos garfos da estrutura de 12 quilos somando uma carga de 152 quilos suportada pelo motor em questão dessa forma a carga máxima é de 140 quilos A partir dos cálculos citados obtevese a finalização dos dados do projeto concluindo que O equipamento é capaz de suportar uma carga de 140 quilos Com carregamento não possui tombamento do sistema O motor de translação terá uma velocidade 111 ms O motor de elevação terá uma velocidade de 005 ms O sistema tem uma autonomia de 15 horas utilizada constantemente Comparando com projeto com principais equipamentos existentes em mercado podese notar que empilhadeiras com capacidade de carga próxima ao do projeto são equipamentos que não possuem sistema com motor são as chamas empilhadeiras manuais ou paleteiras que não possuem elevação E 115 em relação a equipamentos com elevação próxima ao que foi projetado no mercado atual são equipamentos com preços elevados porém com a vantagem de carregar mais carga Na ocasião atual não é possível produzir o projeto em questão Entretanto podese concluir que os parâmetros encontrados possibilitaram definir a estrutura da empilhadeira e certificarse de que é possível garantir que o equipamento que satisfaz as medidas necessárias para um protótipo funcional e seguro Podese concluir ainda que o protótipo de empilhadeira é um equipamento para uma possível venda competindo com equipamentos manuais por oferecer a automação e competir com empilhadeiras robustas por apresentar um custo mais baixo como forma de alternativa para o trabalhador 116 12 TRABALHOS FUTUROS Todos os equipamentos estão em constante mudança com o projeto desenvolvido não poderia ser diferente Para o protótipo em questão obtevese apenas o estrutural para suportar a carga necessária logo para trabalhos de aperfeiçoamento do projeto podese citar Melhoria na capacidade de carga da empilhadeira obtendo assim uma maior produtividade do comerciante Melhorar a capacidade de elevação de carga pois muitos estoques trabalham com espaços reduzidos porém aproveitando a altura interna dos barracões Desenvolver um design para empilhadeira de tal forma que melhore o visual do equipamento Desenvolver um sistema automatizado para empilhadeira como controles sem fio facilitando o trabalho ou sistema de automação com microcontroladores podendo dar liberdade para o condutor e dessa forma não será necessário um operador manuseando o equipamento o tempo todo aumentando assim a produtividade Desenvolver um sistema de controle preventivo dos componentes elétricos como sinalizadores de bateria baixa 117 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS A história da primeira empilhadeira Disponível em httpwwwyalecombrasilptbraboutourhistory Acesso em 31 de março de 2020 ABNT ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS Normas ABNT Disponível em httpwwwabntorgbr Acesso em 04 de junho de 2020 Aço Plano O que é tubo metalon Disponível em httpwwwacoplanocombrblogoqueetubometalon Acesso em 15 de maio de 2020 Anatomia do Parafuso S l 21 jul 2016 Disponível em httpswwwindufixcombrpartesdoparafusoanatomia Acesso em 1 maio 2020 BUDYNAS Richard G NISBETT J Keith Elementos de Máquinas de Shigley Projeto de Engenharia Mecânica 8 ed 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SAE 10101020 DA EMPILHADEIRA 132 APÊNDICE A11 LISTA DE PEÇAS DO SUBCONJUNTO GARFO 133 APÊNDICE A12 MONTAGEMDO GARFO 134 APÊNDICE A13 METALONS 50x30 DO GARFO 135 APÊNDICE A14 METALONS 40x20 DO GARFO 136 APÊNDICE A15 CHAPAS ESPESSURA 5 mm DO GARFO 137 APÊNDICE A16 CHAPAS ESPESSURA 18 DO GARFO 138 APÊNDICE A17 BUCHA DA ROLDANA DO GARFO 139 APÊNDICE A18 ROLDANA GUIA DO GARFO E GUIA DO CABO 140 APÊNDICE A19 DETALHES COMPONENTES DE ELEVAÇÃO 141 APÊNDICE A20 DETALHES COMPONENTES DE TRANSLAÇÃO 142 APÊNDICE A21 DETALHE CONTROLE REMOTO 143 APÊNDICE A22 DETALHES COMPONENTES GARFO 144 ANEXO A CATÁLOGO DE CABOS DE AÇO Fonte NBR ISSO 24082008 ABNT NBR 6327 145 ANEXO B CATÁLOGO DE COEFICIENTE DE ATRITO Tabela 28 Coeficientes de atrito Materiais em contacto Condição Coeficiente de atrito estático Coeficiente de atrito cinético Borracha Aço Seco 06 09 03 06 Borracha Asfalto Seco 07 09 0508 Borracha Asfalto Molhado 025075 Borracha Borracha Seco 116 Borracha Cartão Seco 05 08 Borracha Cimento Seco 10 06085 102 Borracha Cimento Molhado 030 062070 045075 Borracha Metal Seco 10 BR com carga Lixa grão 180 Seco 0653 BR com carga Lixa grão 60 Seco 0753 BR sem cargas Lixa grão 180 Seco 0826 BR sem cargas Lixa grão 60 Seco 0904 FKM 55 Shore A Aço Seco 119 FKM 70 Shore A Aço Seco 076 092 FKM 90 Shore A Aço Seco 075 NBR 60 5 Shore A Aço Seco 05 Neolite Cimento 1 Seco 064100 NR com carga Lixa grão 180 Seco 1014 NR com carga Lixa grão 60 Seco 1210 NR sem cargas Lixa grão 180 Seco 1100 NR sem cargas Lixa grão 60 Seco 1143 Pneu Asfalto Seco 072 Pneu Relvado Seco 035 Poliuretano 30 Shore D Aço Seco 22 Poliuretano 40 Shore D Aço Seco 19 Poliuretano 50 Shore D Aço Seco 16 146 Poliuretano 60 Shore D Aço Seco 11 Poliuretano 70 Shore D Aço Seco 065 Poliuretano Termoplástico sólido 40 85 Shore A mosaico cerâmico Seco 040 100 Poliuretano Termoplástico sólido 40 85 Shore A mosaico cerâmico Molhado 025 050 Poliuretano Termoplástico 65 Shore A mosaico cerâmico Seco 080 Poliuretano Termoplástico 65 Shore A mosaico cerâmico Molhado 052 Poliuretano Termoplástico Celular Mosaico cerâmico Seco 040 085 Poliuretano Termoplástico Celular Mosaico cerâmico Molhado 040 060 Poliuretano Termoplástico Celular Mosaico cerâmico Seco 070 Poliuretano Termoplástico Celular Mosaico cerâmico Molhado 052 SBR com carga Lixa grão 180 Seco 1156 SBR com carga Lixa grão 60 Seco 1310 SBR sem cargas Lixa grão 180 Seco 1000 SBR sem cargas Lixa grão 60 Seco 1152 Sólidos Borracha Seco 10 44 TR 50 Shore A mosaico cerâmico Seco 100 TR 50 Shore A mosaico cerâmico Molhado 063 TR 60 Shore A mosaico cerâmico Seco 088 TR 60 Shore A mosaico cerâmico Molhado 056 Fonte CTBorracha 2020