Elevador

História e Funcionamento dos Elevadores

História dos Elevadores

Século XIX. Antes de nosso tempo, este século foi o mais importante em idéias e inovações. As ciências avançavam. O Romantismo colocava em xeque as artes acadêmicas. A Revolução Industrial estava por vir.

Elisha Graves Otis

Curiosamente, até a metade do século XIX, quase não existiam construções com mais de 3 pavimentos. As comunidades eram agrárias, a vida era horizontal. Até que o homem atreveu-se a perguntar: Por que não transportar as pessoas para cima e para baixo ? Seu nome era Elisha Graves Otis, inventor de um produto revolucionário – o elevador de segurança.

Em 1853, Otis inaugurou a primeira fábrica de elevadores. E, no ano seguinte, a novidade foi apresentada na Feira Mundial de Nova Iorque e na Exposição do Palácio de Cristal, também em Nova Iorque. Em ambos os eventos, Otis soube explorar o efeito dramático que seu evento provocava nos espectadores: o subir e descer; várias vezes os cabos de segurança foram cortados e acionaram-se as travas de segurança. A imprensa da época aplaudiu de pé.

Otis grita “Totalmente seguro !”

Apesar da visão avançada, talvez nem Otis havia se dado conta da magnitude de sua idéia. Ele não só havia inventado o elevador de segurança e mais tarde a escada rolante, como também a ocupação do espaço vertical do planeta. Otis havia inventado a metrópole. Isto ficou comprovado antes do final do século XIX, quando a indústria da construção, amparada pela tecnologia dos elevadores, resolveu encarar projetos de edifícios cada vez mais altos. Começaram a nascer obras monumentais e a maioria delas atendidas por equipamentos Otis. Em 1889, foi a torre Eiffel. Em 1931, o complexo de 67 elevadores para uma torre de 102 pavimentos e 381 metros de altura. Seu nome: Empire State Building. Sua lição: o mundo havia mudado.

Primeiro elevador

Como o Elevador funciona

Num sistema de tração com ou sem engrenagem (usado em instalações de médio ou alto percurso, respectivamente), a cabina do elevador é sustentada no passadiço por vários cabos de aço, normalmente duas polias e um contrapeso. O peso da cabina e do contrapeso fornecem tração suficiente entre as polias e os cabos. Assim, as polias podem prender os cabos para mover e segurar a cabina sem deslizamento excessivo. A cabina e o contrapeso correm em guias verticais, a fim de evitar oscilação.

O maquinário para acionar o elevador fica localizado na casa de máquinas, normalmente acima do passadiço do elevador. Para fornecer energia à cabina e para receber os sinais elétricos dela, um cabo elétrico multifuncional conecta a casa de máquinas à cabina. A ponta presa na cabina move-se com ela, portanto o cabo é chamado de “cabo de manobra”.

A máquina com engrenagem (geared) tem um motor com RPM maior, mas de velocidade final (velocidade do elevador) menor, devido a existência da redução da máquina. Já a máquina sem engrenagem (gearless) tem um motor com RPM menor, porém velocidade final maior, por não haver redução.

Num sistema hidráulico (usado principalmente em instalações de baixo percurso, onde uma velocidade moderada do carro é aceitável), uma cabina é colocada na ponta de um longo pistão que sobe e desce em um cilindro. A cabina sobe quando o óleo é bombeado de um reservatório para dentro do cilindro, elevando o pistão. A cabina é abaixada quando o óleo retorna ao reservatório. A ação de elevar pode ser direta (pistão conectado à cabina) ou de tração (pistão conectado à cabina via cabos de aço). Em ambos os métodos, o trabalho feito pela bomba (energia kinética) para elevar a cabina dá a ela a capacidade para realizar trabalho (energia potencial). Esta transferência de energia ocorre a cada vez que a cabina sobe. Quando a cabina é abaixada, a energia potencial é usada e o ciclo de energia é completado. A movimentação do elevador é controlada pela válvula hidráulica.

Elevadores

Mais de 2 milhões de elevadores transportam pessoas e cargas em todo o mundo; um quinto deles encontram-se na América do Norte, nos quais 350 milhões de pessoas sobem e descem diariamente.

Nos problemas de Física, os elevadores são apenas caixas suspensas pelo cabo, que exerce uma força de tração maior, menor ou igual ao peso do elevador. Na verdade, elevadores existem há séculos e nunca foram dispositivos tão simples como os problemas sugerem.

Vitrúlio, arquiteto romano do século I a.C., fez a primeira descrição desse equipamento – uma cabina suspensa em poço vertical, movida por tração humana, animal ou hidráulica, com o auxílio de um contrapeso para elevar pessoas ou cargas.

Na metade do século XIX, o americano E.G.Otis introduziu no elevador, movido a vapor, o uso do sarilho – cilindro horizontal onde o cabo é enrolado e tracionado.

Os elevadores consistem basicamente num carro fechado, equilibrado por um contrapeso, que se move por meio de um cabo de aço impulsionado por um motor.

Os mais antigos elevadores elétricos (construídos no início do século XX) eram alimentados por corrente contínua. Até meados da década de 20, esses equipamentos empregavam motores de alta rotação que giravam a roda de impulsão principal por meio de uma engrenagem sem fim. Atualmente, os motores com engrenagens fornecem a potência necessária para a maioria dos elevadores com velocidades de 122 a 152 metros por minuto. Nas velocidades mais altas, os motores de baixa rotação sem engrenagens apresentam-se bastante vantajosos com relação à velocidade de deslocamento e aos custos operacionais.

Os elevadores sem engrenagens podem alcançar velocidades de até 600 metros por minuto e geralmente são usados em edifícios de escritórios que têm mais de 10 andares e em prédios de apartamentos de mais de 30 andares.

Embora a introdução de novos materiais (plásticos e aço inoxidável, por exemplo) tenha modificado a aparência externa dos elevadores, o sistema básico de deslocamento sofreu poucas alterações nas últimas décadas. O sistema de controle, ao contrário, alterou-se profundamente desde os tempos em que uma corda numa polia fazia atuar uma válvula de pressão ou movia uma barra deslizante através dos contatos do painel de controle. Botões no carro e nos andares, aceleração e desaceleração automáticas e a necessidade de maior velocidade de deslocamento conduziram aos sistemas unificados de controle, capazes de prover serviços mais rápidos com um número mínimo de carros.

Normalmente, os elevadores são contrabalançados por um contrapeso equivalente ao peso do carro vazio mais cerca de 40% de sua carga máxima. O contrapeso reduz a força necessária para elevar o carro, fornecendo também uma certa desaceleração que serve para auxiliar o controle da velocidade na descida.
Uma das características mais importantes do projeto de um elevador é o sistema de segurança. Em circunstâncias normais, a velocidade é controlada por um regulador, através de chaves que atuam sobre o motor e os circuitos de freio. Quando a velocidade de descida de um carro excede o limite predeterminado, os braços de frenagem (ativados por um cabo conectado a uma unidade reguladora na máquina de enrolamento) são postos em contato com os trilhos de orientação, retardando o movimento de maneira segura, até parar o carro. Além disso, em todos os poços de elevador existe um conjunto de amortecedores hidráulicos ou de molas para reduzir os efeitos de uma eventual queda do carro.

Alguns elevadores modernos são equipados com dispositivos sensíveis ao peso do carro, que o impedem de atender chamadas quando já está com sua lotação máxima. Outro importante equipamento de segurança é o sistema de travamento das portas, que impede o movimento do carro até que elas se fechem completamente.

Funcionamento básico do elevador

A cabina é montada sobre uma plataforma, em uma armação de aço constituída por duas longarinas fixadas em cabeçotes (superior e inferior). O conjunto da cabina, armação e plataforma chama-se carro.

O contrapeso consiste em uma armação metálica formada por duas longarinas e dois cabeçotes, onde são fixados pesos, de tal forma que todo o conjunto tenha peso total igual ao do carro acrescido de 40 a 50% da capacidade licenciada.

Tanto a cabina como o contrapeso deslizam pelas guias (trilhos de aço do tipo T), através de corrediças. As guias são fixadas em suportes de aço, os quais são chumbados em vigas, de concreto ou de aço, na caixa de corrida.

O carro e o contrapeso são suspensos por cabos de aço que passam por uma polia, instalada no eixo da máquina de tração e localizada na casa de máquinas.

O movimento de subida e descida do carro e do contrapeso é feito pela máquina de tração, que imprime à polia a rotação necessária para garantir a velocidade especificada para o elevador. A aceleração e o retardamento ocorrem em função da variação de corrente elétrica no motor de tração. A parada final é possibilitada pela ação de um freio instalado na máquina de tração.

Além desse freio normal, o elevador é dotado também de um freio de segurança para situações de emergência.

O freio de segurança é um dispositivo fixado na armação do carro, destinado a pará-lo, de maneira progressiva ou instantânea, prendendo-os às guias quando acionado pelo limitador de velocidade. Sua atuação é mecânica.

O limitador de velocidade, por sua vez, é um dispositivo montado no piso da casa de máquinas, constituído basicamente de polia, cabo de aço e interruptor. Quando a velocidade do carro ultrapassa um limite pré-estabelecido, o limitador aciona mecanicamente o freio de segurança e desliga o motor da máquina de tração do elevador.

Componentes do Elevador

Assim como a tecnologia dos edifícios muda e progride, o mesmo acontece com os nossos elevadores. A Otis tem uma longa história de atingir os novos desafios através de inovações contínuas. Embora exista uma ampla gama de elevadores para atender todas as necessidades, eles são divididos em três tipos básicos: sem casa de máquinas, máquina de tração sem engrenagem e máquina de tração com engrenagem.

Elevador sem casa de máquinas

Este revolucionário sistema de elevadores é baseado na primeira grande inovação tecnológica em transportes verticais dos últimos 100 anos. Desenvolvido para edifícios de 2 a 30 paradas, este sistema utiliza uma polia menor que a convencional. O tamanho reduzido da polia, juntamente com um projeto otimizado da máquina, permite sua montagem dentro do próprio passadiço – eliminando a necessidade de uma casa de máquinas.

Tão inovadoras também são as cintas de aço revestido com poliuretano, uma invenção da Otis para o sistema de elevadores do Gen2™, que substitui os pesados cabos de aço que têm sido utilizados como padrão na indústria desde o século XIX. Estas cintas possibilitam a utilização de uma polia a menor possível. Elas têm apenas 3 mm de espessura, porém são tão fortes quanto os cabos de aço convencionais. São, inclusive, mais duráveis, flexíveis e economizam espaço.

Elevadores com máquina de tração sem engrenagem.

Em 1903, a Otis introduziu o design que passaria a ser o padrão na indústria de elevadores – o elevador com máquina de tração sem engrenagem. Estes elevadores operam tipicamente a velocidades maiores que 2,5 m/s.

Neles, os cabos de aço passam pelo topo do carro e envolvem a polia de tração que possui ranhuras especiais. A outra ponta dos cabos passa pelo contrapeso que se movimenta para cima e para baixo no passadiço através de suas próprias guias. A combinação do peso do elevador e do contrapeso pressiona os cabos na polia, fornecendo a tração necessária para que a polia gire. Esta tecnologia de máquina de tração sem engrenagem torna possível os projetos dos edifícios mais altos do mundo, como por exemplo o Petronas Tower na Malásia.

Elevadores com máquina de tração com engrenagem

Como o próprio nome diz, o motor elétrico – neste tipo de equipamento – movimenta uma espécie de unidade redutora de engrenagem, que por sua vez faz a polia de tração girar. Embora mais lenta que os típicos elevadores com máquina sem engrenagem, a unidade redutora de engrenagem oferece a vantagem de requerer menos potência para mover a polia.

Estes elevadores operam tipicamente a velocidades de 1,75 a 2.5 m/s e transporta cargas de até 13.600 kg. Um freio operado e controlado eletricamente entre o motor e a unidade redutora pára o elevador, nivelando o equipamento no andar desejado.

CASA DAS MÁQUINAS

MÁQUINA DE TRAÇÃO

É responsável pelo movimento do elevador e sustentação do conjunto cabina e contrapeso. Novos sistemas de tração, conhecidos como Gearless, oferecem a ausência de caixa de engrenagem, como nas máquinas de tração convencionais, proporcionando menos ruído, maior conforto e fácil manutenção.

LONA DO FREIO

Instalada na sapata do freio, efetua o contato com a flange da máquina no momento da frenagem

VOLANTE

O volante é um disco de plástico instalado no extremo do eixo do motor. Possibilita a movimentação manual do elevador, nos dois sentidos de direção. Utilizado principalmente em operações de resgate.

ENCODER

O encoder é um dispositivo instalado no eixo do motor. Monitora a rotação do motor fornecendo informações de velocidade e posição para o quadro de comando.

BULBO TÉRMICO

O Bulbo térmico é um dispositivo de monitoração da temperatura dos enrolamentos do motor de tração. Este item de segurança impede o funcionamento do elevador caso a temperatura monitorada exceda o limite definido.

BASE INTEGRADA

A base integrada, é uma estrutura de aço instalada no solo da casa de máquinas e suporta a máquina de tração do elevador.

QUADRO DE COMANDO

Responsável pelo comando do elevador. Agrupa sistemas de controle e monitoração do elevador, responsáveis pelo gerenciamento das chamadas, abertura e fechamento de porta e comando do movimento do elevador. Atualmente, o comando de velocidade do motor é realizada por um sistema de controle vetorial, através de freqüência e tensão, baixo consumo de energia e baixo nível de ruído. Possui um amplo sistema de opcionais facilmente instalados no conjunto.

REGULADOR DE VELOCIDADE

Dispositivo de monitoramento de velocidade, fundamental para a segurança do elevador. Situado na casa de máquinas, o regulador de velocidade aciona o freio de segurança, localizado na estrutura da cabina, realizando a frenagem da mesma, caso a velocidade do elevador ultrapasse o limite permitido.

QUADRO DE FORÇA

O quadro de força da casa de máquinas realiza a distribuição das fases, provenientes do quadro de distribuição do prédio, para o quadro de comando do elevador.

CAIXA DE CORRIDA E POÇO

AMORTECEDOR DA CABINA

O amortecedor da cabina, instalado no extremo inferior da caixa de corrida, é um sistema de amortecimento (hidráulico ou por mola) que amortece o choque da cabina, quando esta ultrapassar o limite do primeiro pavimento.

AMORTECEDOR DO CONTRAPESO

O amortecedor do contrapeso, instalado no extremo inferior da caixa de corrida, é um sistema de amortecimento (hidráulico ou por mola) que amortece o choque do contrapeso, quando a cabina ultrapassar o limite do último pavimento.

CABOS DE TRAÇÃO

Os cabos de tração são responsáveis pela ligação do conjunto cabina e contrapeso, passando pelas polias da máquina de tração. São elas que realizam a transferência de torque entre o motor e o conjunto formado pela cabina e contrapeso, efetuando o movimento do elevador.

GUIAS

As guias são responsáveis por guiar o elevador e o contrapeso na caixa de corrida. Percorrem o poço de extremo a extremo e garantem a linearidade do movimento da cabina e do contrapeso.

CONTRAPESO

O contrapeso é responsável pelo balanceamento do peso da cabina nas polias da máquina de tração. Seu peso é dimensionado de acordo com as características de cada elevador.

LIMITES DE PERCURSO

Os limites de percurso são contatos eletromecânicos instalados nos extremos da caixa de corrida. Este dispositivo de segurança desliga o elevador, impedindo-o de ultrapassar a distância limite nos extremos do poço.

CABINE

RÉGUA DE SEGURANÇA

É uma cortina de proteção constituída por feixes infravermelhos. É responsável pela interrupção do fechamento das portas de cabina enquanto algum passageiro estiver entrando ou saindo do elevador, garantindo assim, total segurança durante o seu embarque e desembarque.

CORREDIÇAS DE CABINA

As corrediças de cabina, instaladas no extremo inferior e superior na estrutura da cabina, guiam linearmente a cabina através das guias do poço.

CORREDIÇA DE ROLO

Corrediças de rolo são usadas nos elevadores de alta velocidade, guiando a cabina linearmente pela estrutura das guias.

CORREDIÇA DE NYLON

Corrediças de Nylon são usadas nos elevadores de baixa velocidade, guiando a cabina linearmente pela estrutura das guias.

PAINEL DE OPERAÇÃO

Instalado no interior da cabina, o painel de operação é composto por botões e indicadores visuais de registro de chamadas.

INDICADOR DE POSIÇÃO

Dispositivo instalado no painel de operação, composto por setas e números de sinalização, indicam o sentido de movimento e posição da cabina.

OPERADOR DE PORTAS

O operador de portas comporta um motor elétrico e um inversor de freqüência. Instalado no extremo superior da cabina, sua função é realizar a abertura e fechamento das portas de pavimento e cabina, esta, presa à sua estrutura.

MOTOR DO OPERADOR

O motor do operador de portas é responsável pela geração de força que efetuará a abertura e o fechamento das portas de cabina e pavimento.

INVERSOR DE FREQÜÊNCIA

O inversor de freqüência do operador de portas é responsável pela alimentação do motor do operador, controlando aceleração, velocidade nominal e desaceleração , através de tensão e freqüência.

CORNIJA ( PROTETOR DE SOLEIRA )

A cornija é uma chapa metálica presa na soleira de cabina que isola o hall com a caixa de corrida quando a cabina parar desnivelada em relação ao pavimento.

ILUMINAÇÃO DE EMERGÊNCIA

Dispositivo responsável pela iluminação da cabina na falta de energia elétrica, garantindo a segurança e a tranqüilidade do passageiro.

FREIO DE SEGURANÇA

PORTAS DA CABINE

As portas de cabina isolam a cabina e a caixa de corrida. Elas atuam somente quando a cabina atingir uma posição segura no pavimento, próxima ao nível do andar. A porta de cabina possui um contato elétrico de fechamento de porta, que por segurança, realiza a confirmação de fechamento de porta de cabina.

PORTA DE CABINA DE ABERTURA CENTRAL

Isolam o interior da cabina e a caixa de corrida do elevador. De abertura a partir do centro, atua quando o elevador atingir o nível de pavimento.

PORTA DE CABINA DE ABERTURA LATERAL

Isolam o interior da cabina e a caixa de corrida do elevador. De abertura a partir da lateral, atua quando o elevador atingir o nível de pavimento.

Instalado no inferior da estrutura da cabina, o freio de segurança é um aparelho que efetua a frenagem da cabina caso ela exceder a velocidade máxima definida. Este dispositivo é acionado pelo regulador de velocidade, situado na casa de máquinas, cuja função é monitorar a velocidade do elevador.

PAVIMENTO

DISPOSITIVO DE BOMBEIRO

Instalado nos pavimentos, o dispositivo de bombeiro é um botão de segurança usado em situações de emergência. Ao acioná-lo, o elevador se dirige e estaciona em um pavimento pré-definido.

BOTOEIRA

Dispositivo instalado nos pavimentos, geralmente ao lado da porta do elevador, realizam a chamada do elevador através de botões capacitivos ou mecânicos, com confirmação visual do registro da chamada através de Led’s.

PORTA DE PAVIMENTO

As portas de pavimento isolam o hall de entrada do elevador e a caixa de corrida. Elas atuam em conjunto com a porta de cabina, que abre e fecha somente quando a cabina atingir uma posição segura no pavimento, próxima ao nível do andar. A porta de pavimento possui também um fecho de porta, que por segurança, realiza a tranca e confirmação de fechamento de porta o através de um contato elétrico.

PORTA DE PAVIMENTO DE ABERTURA CENTRAL

Isolam o hall e o poço. De abertura a partir do centro, atua em conjunto com a porta de cabina, quando o elevador atingir o pavimento.

PORTA DE PAVIMENTO DE ABERTURA LATERAL

Isolam o hall e o poço. De abertura a partir da lateral, atua em conjunto com a porta de cabina, quando o elevador atingir o pavimento.

Conhecendo o Elevador

O elevador está presente diariamente em nossas vidas. Nas grandes cidades chegamos a utilizá-lo diversas vezes no mesmo dia. O que poucas pessoas conhecem são os componentes do elevador.

Saiba um pouco mais sobre esse importante e seguro meio de transporte.

O elevador é divido basicamente em: Casa de Máquinas, Cabina, Caixa e Poço.

1) Na Casa de Máquinas estão localizados o Quadro de Comando (o “cérebro” do elevador), a Máquina de Tração (o motor) e o Limitador de Velocidade (responsável pelo controle de velocidade e acionamento do Freio de Segurança).

2) Cabina tem como função transportar passageiros e cargas. É montada sobre uma plataforma, numa armação de aço constituída por duas longarinas (superior e inferior), fixadas em cabeçotes. No cabeçote inferior está instalado o Freio de Segurança.

3) Na Caixa ficam as guias, que servem para manter o sentido e o equilíbrio da cabina, e as portas de pavimento.

4) No Poço do elevador está localizado o pára-choque, um item de segurança desenvolvido para desacelerar a cabina no movimento de descida.

O elevador está presente diariamente em nossas vidas. Nas grandes cidades chegamos a utilizá-lo diversas vezes no mesmo dia. O que poucas pessoas conhecem são os componentes do elevador.

Saiba um pouco mais sobre esse importante e seguro meio de transporte.

O elevador é divido basicamente em: Casa de Máquinas, Cabina, Caixa e Poço.

Na Casa de Máquinas estão localizados o Quadro de Comando (o “cérebro” do elevador), a Máquina de Tração (o motor) e o Limitador de Velocidade (responsável pelo controle de velocidade e acionamento do Freio de Segurança).

A Cabina tem como função transportar passageiros e cargas.

Na Caixa ficam as guias, que servem para manter o sentido e o equilíbrio da cabina, e as portas de pavimento.

No Poço do elevador está localizado o pára-choque, um item de segurança desenvolvido para desacelerar a cabina no movimento de descida.

Fonte: www.arquitetura.com/br.geocities.com/www.sinergiaelevadores.com.br/www.otis.com/www.thyssenkruppelevadores.com.br/www.atlas.schindler.com/www.atlas.schindler.com