Projeto de uma garra para movimentação de toras de madeira de até 4 toneladas
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Data
2020-07
Autores
Orientador
Izquierdo, Rafael Crespo
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Editor
Resumo
A madeira é uma matéria-prima essencial para a sobrevivência humana. Além da utilização como fonte de energia, é utilizada como matéria-prima para construção civil, fabricação de móveis, celulose e outras aplicações. Por se tratar de um material com grandes dimensões na sua fase bruta, um dos grandes desafios no processo de extração da madeira é a manipulação e transporte de toras com o uso de guindastes. Um dos dispositivos comumente acoplados aos guindastes são as garras mecânicas, as quais são constituídas de mecanismos, para a abertura síncrona das garras, e um cilindro hidráulico, devido às elevadas cargas atuantes e ao espaço confinado. O presente trabalho propõe o projeto de uma garra mecânica para a movimentação de toras considerando as seguintes etapas: determinar as geometrias e as dimensões dos componentes da garra considerando as necessidades funcionais, desenvolver os diagramas de corpo livre dos
componentes, realizar os cálculos para determinar as forças ativas e reativas e a força necessária no atuador, selecionar um cilindro hidráulico e realizar estudos dos componentes utilizando uma metodologia FEA (análise de elementos finitos). Com o estudo, foi possível determinar uma geometria de cada componente que atenda
estruturalmente as solicitações e apresentem um fator de segurança satisfatório.
Wood is an essential raw material for human survival. It can be used as a source of energy, as raw material for construction, furniture manufacturing, cellulose and other aplications. Because it is a large material in its raw phase, one of the major challenges in the logging process is the handling and transport of logs with the use of cranes. One of the devices commonly attached to the cranes is the mechanical claws, which are made up of mechanisms for synchronous claw opening, and a hydraulic cylinder, due to the high acting loads and confined space. The present work proposes the design of a mechanical claw for wood movement. The steps for developing this study are as follows: determining the geometries and dimensions of the grip components considering functional needs, developing the free body diagrams of the components, performing the equilibrium calculations to determine active and reactive forces and the required actuator force, selecting an appropriate hydraulic cylinder and accomplish component studies using a FEA (finite element analysis) methodology. With the study, it was possible to determine a geometry of each component that structurally meets the requests and has a satisfactory safety factor.
Wood is an essential raw material for human survival. It can be used as a source of energy, as raw material for construction, furniture manufacturing, cellulose and other aplications. Because it is a large material in its raw phase, one of the major challenges in the logging process is the handling and transport of logs with the use of cranes. One of the devices commonly attached to the cranes is the mechanical claws, which are made up of mechanisms for synchronous claw opening, and a hydraulic cylinder, due to the high acting loads and confined space. The present work proposes the design of a mechanical claw for wood movement. The steps for developing this study are as follows: determining the geometries and dimensions of the grip components considering functional needs, developing the free body diagrams of the components, performing the equilibrium calculations to determine active and reactive forces and the required actuator force, selecting an appropriate hydraulic cylinder and accomplish component studies using a FEA (finite element analysis) methodology. With the study, it was possible to determine a geometry of each component that structurally meets the requests and has a satisfactory safety factor.
Descrição
Palavras-chave
Garras; Elementos finitos; Dimensionamento; Resistência dos materiais; Claw; Finite elements; Sizing; Material resistance
Citação
GRIESANG, Gabriel Augusto. Projeto de uma garra para movimentação de toras de madeira de até 4 toneladas. 2020. Monografia (Graduação em Engenharia Mecânica) – Universidade do Vale do Taquari - Univates, Lajeado, 09 jul. 2020. Disponível em: http://hdl.handle.net/10737/2855.