Carga de Trabalho do Moitão

Nos guindastes que possuem sistema de elevação por cabos e polias, o moitão é  o elemento estrutural responsável por fazer a conexão da carga com o guindaste, através de ganchos padronizados, que é o meio mais comum, ou por meio de pinos, menos usual.

São formados basicamente por chapas estruturantes, tirantes, polias, eixos, gancho (ou pino), olhal e chapas de contrapeso. Os moitões sem polia, que conectam apenas uma perna de cabo do guindaste, recebem popularmente o nome de “bola”.

Geralmente, cada modelo de guindaste possui determinados tipos de moitões, definidos pelo fabricante em função da capacidade de içamento, cuja quantidade de polias, quantidade de pernas de cabo e perdas por atrito, afetarão a sua capacidade de carga.

Assim, quatro fatores afetam a Carga de Trabalho do Moitão (CTM): 1) tração do guincho; 2) quantidade de pernas de cabo; 3) Atrito no suporte das polias; 4) Posição do guincho e quantidade de polias equalizadoras.

Apesar dos melhores fabricantes de guindastes trazerem em seus manuais a CTM de todas as variações dos moitões de terminado modelo, outros não contemplam essa informação, podendo ser necessário o cálculo analítico. A Figura 1 mostra o esquema do guincho, polias e moitão com 4 pernas de cabo. Esta configuração com um guincho abaixo das polias da lança é denominada “Caso 1”. O “Caso 2” com um guincho no mesmo nível ou acima das polias e o “Caso 3” com 2 guinchos e uma polia equalizadora não serão abordados, podendo ser acessados em www.techcon.eng.br.

A Carga de Trabalho do Moitão para o “Caso 1” é calculada com a seguinte equação:

CMT = SG · N · $\frac{K^N-1}{K^N·N(K-1)}$

Onde:

SG é a carga de trabalho do guincho, informada pelo fabricante do guindaste.

N é quantidade de pernas de cabo de aço.

K é o fator para considerar o atrito.

O fator K é a razão da tração do cabo que sai da polia e o cabo que entra na polia, e depende da qualidade do apoio utilizado na polia. A Crosby e Gunnebo especificam K = 1,02 para moitões com rolamento e K = 1,045 para moitões ou patescas com bucha de bronze. Moitões da Liebherr, geralmente tem valor de K = 1,0155.

Na equação da CTM pode-se remover o fator SG, obtendo-se a eficiência do sistema em função das “N” pernas de cabo, E_N, permitindo montar uma tabela independente da capacidade do guincho:

E_N = N · $\frac{K^N-1}{K^N·N(K-1)}$

Aplicações práticas

1 · Montar uma tabela com a eficiência de moitões da Crosby para rolamento e bucha de bronze, com até seis pernas de cabo.

Solução:

Varia-se a quantidade N de pernas para rolamento (R) com K = 1,02 e para bucha de bronze (B) com K = 1,045:

E_1,R = 1 · $\frac{(1,02^1-1)}{1,02^1·1·(1,02-1)}$ ≅ 0,98

E_1,B = 1 · $\frac{(1,045^1-1)}{1,045^1·1·(1,045-1)}$ ≅ 0,96

E_2,R = 2 · $\frac{(1,02^2-1)}{1,02^2·2·(1,02-1)}$ ≅ 1,94

E_2,B = 2 · $\frac{(1,045^2-1)}{1,045^2·2·(1,045-1)}$ ≅ 1,87

Calculando para os demais valores de N, pode-se montar a tabela de eficiência:

Quantidade de pernas N	Eficiência do Moitão
	Rolamento EN,R	Bucha de bronze EN,B
1	0,98	0,96
2	1,94	1,87
3	2,88	2,75
4	3,81	3,59
5	4,71	4,39
6	5,60	5,16

2 · Um conjunto de guincho com SG de 7,6 toneladas e moitão Gunnebo com CMT de 70  toneladas, de 4 polias com rolamento, está configurado com 5 pernas de cabo. Calcular a Carga de Trabalho do Moitão (CTM).

Solução:

Como a eficiência para 5 pernas já  está tabelada, basta multiplicá-la por SG, devendo atender ao limite da CMT do moitão.

CMT₅ = SG · E_5,R = 7,6 · 4,71 = 35,8 t

CMT₅ ≤ CMT ∴ 35,8 < 70 t

3 · Um guindaste Liebherr LTM 1200 5.1está configurado com o moitão de CMT 108 toneladas, de 5 polias com rolamento. O catálogo do fabricante informa que o SG é de 105 kN. Qual a CTM para a quantidade máxima de pernas possível?

Solução:

A quantidade máxima de pernas é 2*S + 1, onde S é o número de polias do moitão. Como o moitão tem 5 polias, o valor de N é 11.

A unidade de SG está em kN (quilonewton) cujo valor, em toneladas força, é 10,7 tf (105 / 9,81), sendo o mesmo valor para a massa correspondente, resultando em SG = 10,7 t.

Aplicando a fórmula:

CMT₁₁ = SG · N · $\frac{K^N-1}{K^N· N· (K-1)}$ = 10,7 · 11 · $\frac{1,0155^11-1}{1,0155^11· 11· (1,0155-1)}$ ≅ 107,4 t

CMT₁₁ ≤ CMT ∴ 107,4 < 108 t

O valor encontrado é o mesmo fornecido pela tabela de configuração do moitão, encontrada no manual de tabelas de carga do guindaste (Figura 2).

Considerações finais

1. Em todos os casos, a CTM deve ser menor ou igual à Carga Máxima de Trabalho (CMT) do moitão especificada pelo fabricante.
2. A CTM deve ser sempre maior ou igual à Capacidade Bruta Requerida (CBR).
3. É prática recomendada que a CTM seja maior que a CBT (Capacidade Bruta Tabelada) do guindaste.
4. Sempre utilize os cabos de aço com diâmetros e tipos especificados pelo fabricante.
5. Verificar se o peso do moitão é suficiente para manter o cabo com tração adequada para enrolamento no tambor, conforme manual de operação do guindaste.

O artigo completo pode ser lido na revista Crane Brasil nº 103.

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