Configuração de ponte rolante em projeto de planta de máquinas pesadas: parâmetros e layout

Em grandes fábricas de máquinas, os guindastes são equipamentos essenciais para movimentação de materiais. Os tipos mais comuns incluem pontes rolantes, guindastes de pórtico, semi-pórticos, guindastes de suspensão, e guindastes de paredeEm oficinas de montagem final, onde as peças são grandes e pesadas, os guindastes podem ter capacidades de elevação superiores a 100 t e alturas de pista superiores a dez metros. Uma vez definidos a carga nominal, a altura da pista e o vão, eles impactam diretamente a capacidade de produção e o custo de construção. Portanto, a configuração adequada do guindaste é fundamental para atender às necessidades de produção, apoiar estratégias futuras de produtos, controlar os custos da planta e garantir a segurança. Este artigo discute como configurar guindastes de forma razoável em projetos de grandes plantas de máquinas.

Determinando os parâmetros básicos de um guindaste

Os parâmetros básicos de um guindaste incluem capacidade de elevação nominal, altura da pista (altura de elevação), vão e classe de serviço.

Capacidade de elevação nominal

Refere-se ao peso total máximo que um guindaste pode levantar, incluindo quaisquer dispositivos de elevação destacáveis (ou acessórios). Ao projetar uma fábrica, é essencial entender o produto ou componente mais pesado a ser içado e considerar possíveis aumentos futuros no tamanho do produto devido às tendências do setor. Como a capacidade do guindaste limita o tamanho máximo do produto da fábrica, deve-se prever uma margem para potencial crescimento. Também é crucial não desconsiderar o peso do próprio dispositivo de elevação. Por questões de segurança, o peso total içado não deve exceder a capacidade nominal do guindaste.

Extensão do Guindaste

O vão é a distância horizontal entre os centros dos trilhos da pista ao longo da qual o guindaste se desloca. É determinado pela largura da oficina, que por sua vez depende do tamanho dos produtos, do espaço necessário para a operação e das manobras. Em grandes oficinas de máquinas, vãos de 30 m ou 36 m são comuns. O vão do guindaste é normalmente a largura da oficina menos 1,5 m. Para configurações de guindastes de camada dupla, o vão do guindaste no nível superior deve estar alinhado com o projeto estrutural do edifício.

Altura da pista (altura da pista)

A altura da pista de rolamento refere-se à altura máxima do gancho necessária, que depende da altura em que a carga deve ser içada. Este cálculo é feito com base nas necessidades operacionais. No projeto, o tamanho do maior produto deve ser considerado e a altura da pista do guindaste deve ser determinada por meio de desenhos de elevação. Para itens grandes, a altura do próprio dispositivo de içamento também deve ser incluída no cálculo.

• H1 representa a altura líquida de elevação da peça de trabalho.
• H2 é a altura da peça de trabalho.
• B denota a largura da peça de trabalho.
• H3 é a altura da viga de elevação ou espalhador.
• H4 é a distância vertical mínima entre o gancho de elevação e a viga de elevação, determinada pelo ângulo de inclinação do cabo de aço.
• H5 é a altura máxima que o gancho do guindaste pode atingir.
• H é a elevação máxima da pista do guindaste.

A altura líquida de elevação (H1) deve levar em conta a altura necessária para mover a peça de trabalho para a plataforma de teste ou para carregá-la em um veículo. A peça de trabalho tem altura H2 e largura B. Para garantir a segurança, o ângulo entre os cabos de aço e a horizontal deve ser geralmente de no mínimo 60°, o que determina a altura mínima do cabo de aço entre o gancho e o dispositivo de elevação (H4). O limite de altura do trilho do guindaste (H) pode ser calculado como: H = H1 + H2 + H3 + H4 + H5. A altura projetada do trilho do guindaste da oficina deve exceder esse limite.

Se for utilizado um sistema de guindaste de camada dupla, a altura do trilho do guindaste superior também será limitada pela altura do trilho e pelas dimensões da longarina do guindaste inferior, sendo necessário manter uma distância segura entre as longarinas dos dois guindastes. Em grandes oficinas de usinagem, onde os equipamentos são altos, a distância entre a base da longarina do guindaste e a parte superior do equipamento também deve ser considerada ao determinar a altura do trilho do guindaste.

Determinando a Tarefa de Trabalho dos Guindastes

A carga de trabalho dos guindastes é um conceito-chave que reflete suas características operacionais e serve como base importante para garantir a segurança dos guindastes. A classificação da carga de trabalho de um guindaste baseia-se em dois fatores ao longo de toda a sua vida útil: a frequência de uso e o espectro de carga. De acordo com esses critérios, os guindastes são classificados em oito classes de carga, de A1 a A8. Em geral, as pontes rolantes utilizadas em oficinas de usinagem e oficinas de montagem de fábricas mecânicas se enquadram na classe de carga de trabalho A5.

Configuração e layout razoáveis do guindaste

Em grandes oficinas de usinagem e montagem, as instalações são tipicamente espaçosas e o içamento de peças é frequente. Especialmente em oficinas de montagem, os guindastes podem ficar ocupados por longos períodos devido às operações contínuas de içamento. Portanto, o projeto frequentemente envolve múltiplos guindastes. Uma configuração de guindaste bem planejada desempenha um papel fundamental na melhoria da eficiência da produção, na redução dos custos operacionais e na garantia da segurança operacional.

Durante a montagem final na fabricação de máquinas de grande porte, a maioria dos componentes são peças de pequeno a médio porte, representando aproximadamente 70%–80% do total de componentes. Essas peças normalmente pesam de algumas centenas de quilos a várias toneladas ou até dezenas de toneladas. Como as operações de içamento são frequentes e demoradas, essas oficinas geralmente adotam sistemas de guindastes de camada dupla. Peças pequenas e médias são manuseadas principalmente pelos guindastes de nível inferior, enquanto peças grandes ou máquinas inteiras são içadas pelos guindastes de nível superior.

Guindastes de nível inferior geralmente têm capacidade de elevação não superior a 50 toneladas, sendo a maioria de 32 toneladas ou menos. O número de guindastes é normalmente definido como um guindaste para cada 50 a 60 metros de comprimento da oficina. No entanto, se os guindastes estiverem frequentemente ocupados ou a frequência de içamento for alta, mais guindastes menores (10 toneladas ou menos) podem ser instalados em áreas específicas. Vários tipos de guindastes pequenos estão disponíveis, como guindastes de viga única, guindastes semi-pórticos, guindastes de lança móvel de parede, e guindastes de lança independentes. Entre eles, os guindastes de lança móvel de parede são especialmente populares em grandes oficinas de máquinas devido à sua flexibilidade, ausência de obstruções no piso e ausência de interferência com guindastes de nível superior.

No entanto, muitos guindastes no mesmo trilho podem interferir uns nos outros e reduzir a eficiência operacional, tornando crucial determinar razoavelmente o número de guindastes.

Para guindastes de nível superior, normalmente é instalado um guindaste de grande capacidade, capaz de içar mais de 100 toneladas ou até mesmo centenas de toneladas, juntamente com um guindaste menor, com capacidade de 1 a 2 níveis abaixo. Como esses guindastes de grande capacidade são caros e têm altos custos operacionais, sua quantidade deve ser rigorosamente controlada.

Na produção real, guindastes de nível inferior devem ser priorizados sempre que possível, e guindastes menores devem ser usados em vez dos de grande capacidade sempre que possível.

Configuração de guindaste para virar peças grandes

Em grandes oficinas de máquinas, frequentemente é necessário virar peças pesadas e grandes. Para evitar impactos repentinos durante o processo, que podem afetar o guindaste e o edifício, pode-se utilizar um guindaste com dois carrinhos. Isso significa que um guindaste é equipado com dois carrinhos com a mesma capacidade de elevação, enquanto a capacidade total de elevação do guindaste permanece inalterada.

Durante a operação, os dois carrinhos elevam a peça de trabalho juntos até uma determinada altura. Em seguida, o Carrinho 1 abaixa lentamente até que a peça fique na vertical. O Carrinho 2 gira a peça 180 graus no ar. Em seguida, o Carrinho 1 eleva a peça de volta à posição horizontal. Por fim, os dois carrinhos abaixam a peça lentamente para concluir a inversão.

Conclusão

Em grandes fábricas de máquinas, as oficinas de montagem final são caras devido aos guindastes de alta tonelagem e aos prédios altos. A tonelagem do guindaste e a altura do trilho determinam em grande parte o custo da oficina e o tamanho máximo do produto que a fábrica pode processar.

Uma configuração de guindaste bem projetada garante uma produção tranquila e uma operação segura. Portanto, o projeto da oficina deve estar alinhado aos planos de desenvolvimento do produto, definir o maior tamanho de peça e utilizar cálculos cuidadosos para escolher uma configuração de guindaste adequada.

Cindy

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Eu sou Cindy, com 10 anos de experiência de trabalho na indústria de guindastes e acumulei uma riqueza de conhecimento profissional. Eu escolhi os guindastes satisfatórios para mais de 500 clientes. Se você tiver alguma necessidade ou dúvida sobre guindastes, sinta-se à vontade para entrar em contato comigo, usarei minha expertise e experiência prática para ajudá-lo a resolver o problema!