Exemplo para determinar o esforço de carga

Guindaste de pórtico

A carga máxima deve ser determinada convenientemente de acordo com as seguintes fórmulas. Os esforços calculados são multiplicados pelos fatores de carga antes de escolher o rolamento. Nos exemplos apresentados, é válido o seguinte:

Operação de carga geral: Fator de carga f_stat. = 1,25

Operação de garra: Fator de carga f_stat. = 1,45

1 carga de elevação no caso do alcance máximo

1.1) Esforço máximo de funcionamento inclusive vento

Carga axial F_a = Q₁ + A + O + G

Res. binário M_k = Q₁ · l_max + A · a_max + W · r - O · o - G · g

1.2) Esforço incluindo 25 % de aumento da carga de elevação sem vento

Carga axial F_a = 1,25 · Q₁ + A + O + G

Res. binário M_k = 1,25 · Q₁ · l_max + A · a_max - O · o - G · g

2 carga de elevação no caso do alcance mínimo

2.1) Esforço máximo de funcionamento inclusive vento

Carga axial F_a = Q₂ + A + O + G

Res. binário M_k = Q₂ · I_min + A · a_min + W · r - O · o - G · g

2.2) Esforço incluindo 25 % de aumento da carga de elevação sem vento

Carga axial F_a = 1,25 · Q₂ + A + O + G

Res. binário M_k = 1,25 · Q₂ · I_min + A · a_min - O · o - G · g

Guindaste na operação da carga geral

No caso do alcance máximo

Q = 220 kN l_max = 23 m

A = 75 kN a_max = 11 m

O = 450 kN o = 0,75 m

G = 900 kN g = 3 m

W = 27 kN r = 6,5 m

1) Esforço máximo de funcionamento inclusive vento

F_a = Q + A + O + G
F_a = 220 + 75 + 450 + 900
F_a = 1.645 kN

M_k = Q · l_max + A · a_max + W · r - O · o - G · g
M_k = 220 · 23 + 75 · 11 + 27 · 6,5 - 450 · 0,75 - 900 · 3
M_k = 3.023,0 kNm

2) Condição de carga incluindo 25 % HLE sem vento

F_a = Q · 1,25 + A + O + G
F_a = 275 + 75 + 450 + 900
F_a = 1 700 kN

M_k = Q · 1,25 · l max + A · amax - O · o - G · g
M_k = 275 · 23 + 75 · 11 - 450 · 0,75 - 900 · 3
M_k = 4 112,5 kNm

3) Esforço máximo de funcionamento sem vento

F_a = 1.645 kN

M_k = Q · lmax + A · amax - O · o - G · g
M_k = 220 · 23 + 75 · 11 - 450 · 0,75 - 900 · 3
M_k = 2 847,5 kNm

Na escolha do rolamento deve ser aplicada a condição de carga 2) para o dimensionamento estático e a condição de carga 3) para o tempo de vida útil. A capacidade de carga estática do rolamento é verificada considerando o fator de carga f_stat = 1,25 contra a “curva de carga limite estática” com o esforço de leitura:

Condição de carga 2)

F_a' = 1.700 kN · 1,25 = 2.125 kN

M_k' = 4.112,5 kNm · 1,25 = 5.140,6 kNm

Para um tempo de vida útil de 45 000 rotações de carga total é utilizado um fator de carga fL = 1,15,

Esforço de leitura:

Condição de carga 3)

F_a' = 1 645 kN · 1,15 = 1 891,7 kN

M_k' = 2 847,5 kNm · 1,15 = 3 274,6 kNm

O número de parafusos e a classe de resistência são determinados para os esforços máximos sem fator:

Condição de carga 2)

F_a = 1 700 kN

M_k = 4 112,5 kNm

Guindaste na operação da garra

No caso do alcance máximo

Q = 180 kN l_max = 19 m

A = 110 kN a_max = 9 m

O = 450 kN o = 0,75 m

G = 900 kN g = 3 m

W = 27 kN r = 6,5 m

1) Esforço máximo de funcionamento inclusive vento

F_a = Q + A + O + G
F_a = 180 + 110 + 450 + 900
F_a = 1 640 kN

M_k = Q · l_max + A · a_max + W · r - O · o - G · g
M_k = 180 · 19 + 110 · 9 + 27 · 6,5 - 450 · 0,75 - 900 · 3
M_k = 1 548,0 kNm

2) Condição de carga incluindo 25 % HLE sem vento

F_a = Q · 1,25 + A + O + G
F_a = 225 + 110 + 450 + 900
F_a = 1 685 kN

M_k = Q · 1,25 · l max + A · amax - O · o - G · g
M_k = 225 · 19 + 110 · 9 - 450 · 0,75 - 900 · 3
M_k = 2 227,5 kNm

3) Esforço máximo de funcionamento sem vento

F_a = 1 640 kN

M_k = Q · l_max + A · a_max - O · o - G · g
M_k = 180 · 19 + 110 · 9 - 450 · 0,75 - 900 · 3
M_k = 1 372,5 kNm

Na escolha do rolamento deve ser aplicada a condição de carga 2) para o dimensionamento estático e a condição de carga 3) para o tempo de vida útil. A capacidade de carga estática do rolamento é verificada considerando o fator de carga f_stat = 1,45 contra a “curva de carga limite estática” com o esforço de leitura:

Condição de carga 2)

F_a' = 1 685 kN · 1,45 = 2 443,3 kN

M_k' = 2 227,5 kNm · 1,45 = 3 230,0 kNm

Para um tempo de vida útil de 150 000 rotações de carga total é utilizado um fator de carga f_L = 1,7.

Esforço de leitura:

Condição de carga 3)

F_a' = 1 640 kN · 1,7 = 2 788 kN

M_k' = 1 372,5 kNm · 1,7 = 2 333,3 kNm

O número de parafusos e a classe de resistência são determinados para os esforços máximos sem fator:

Condição de carga 2)

F_a = 1 685 kN

M_k = 2 227,5 kNm