O que voc� precisa saber guinchos el�tricos - parte 1

Companheiros,
Quando comprei o meu primeiro guincho, tinha em mente 2 objetivos. O primeiro era ajudar os companheiros a sa�rem do enrosco sempre que eles precisassem de uma m�ozinha e o segundo seria us�-lo em benef�cio pr�prio, isto �, no auto resgate. A bem da verdade, este segundo intento nunca foi realizado, j� o primeiro o foi em diversas ocasi�es. Mas � assim mesmo, o resgate do pr�ximo sempre ser� a principal raz�o de se possuir um guincho.
O que voc� precisa saber sobre guinchos el�tricos apresentado aqui � a uma pequena contribui��o de minha parte, pelas informa��es colhidas na web e em outras fontes, para os meus caros companheiros que buscam no meio offroad brasileiro, ainda pouco desenvolvido para a grandeza de nosso pa�s, o prazer de desafiar os obst�culos a sua frente em uma boa trilha, equipado com um bom guincho.
Esta leitura se presta a aqueles que pouco conhecimento tem sobre o assunto e a aqueles que j� o tem em parte e que talvez encontrem mais algumas informa��es que os ajude a complementar os seus conhecimentos. A mim ser� recompensador ter alcan�ado tais objetivos.
O tema � apresentado em 3 partes, a primeira procura dar uma id�ia do que � composto o guincho e a fun��o de cada componente ali presente, a segunda aborda um pouco da teoria b�sica envolvida e a terceira � apresentado parcialmente as marcas e os modelos existentes no mercado de guinchos, suas especifica��es t�cnicas, avalia��es e compara��es.
Por �ltimo, � necess�rio declarar que n�o estou nem estive envolvido com nenhuma empresa do ramo e que o meu intuito � meramente informativo. Se cometer algum engano ou falha mesmo, estou pronto, como sempre estive, a ouvir e acatar todas as pondera��es cab�veis dos eventuais leitores. Sendo assim desejo a todos um bom proveito do assunto.

PARTE I

COMPONENTES DO GUINCHO, SUA IDENTIFICA��O E SUAS FUN��ES

O MOTOR
Os guinchos el�tricos veiculares utilizam 2 tipos de motores DC (corrente cont�nua) alimentados por baterias de 12 ou 24 volts: os motores de im� permanente e os motores tipo s�rie. Todos os motores el�tricos DC usados nos guinchos s�o constitu�dos de um grupo de bobinas, chamadas de armadura, dentro de outro grupo de bobinas ou im�s permanentes, chamado de estator. � o trabalho do estator ao produzir um campo magn�tico que faz com que o rotor (ou armadura) seja acionado em movimento de rota��o quando a corrente el�trica flui atrav�s dele. Aplicando assim uma voltagem nas bobinas se produz um torque no rotor, resultando em movimento referenciado como RPM (rota��es por minuto).
Ent�o, a diferen�a entre o motor de im� permanente e o motor tipo s�rie � que no primeiro o estator � constitu�do de im�s e no segundo de um grupo de bobinas.

Em todos os tipos de motores, quanto maior n�vel de HP ou KW (potencia), maior torque o motor ter�. A capacidade do guincho � uma composi��o entre o torque do motor e o trem de engrenagens do redutor. A pot�ncia do motor (que pode ser medido em HP) tem efeito direto tanto na velocidade do tambor quanto na potencia de tracionamento.
Escovas de carbono com estrutura de press�o permanente (PPCB) - PPCB � um desenvolvimento recente das escovas de carbono de motores de �ltima gera��o. Com base nesta estrutura se melhora o trabalho das escovas.
As escovas de carbono com PPCB v�o sempre tocar o rotor do motor totalmente, mesmo em caso de desgaste ap�s um certo per�odo de uso. Se as escovas n�o tocam o rotor do motor totalmente quando desgastadas, podem causar uma perda de energia para o motor do guincho. Quando isto acontece, leva a uma diminui��o da capacidade de tra��o do guincho. Al�m disso, escovas de carbono com PPCB garantem mais tempo de vida do motor livre de manuten��o.

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(continua��o)...

O TAMBOR
O tambor do guincho � o componente estrutural do guincho usado para guardar o cabo de a�o ou sint�tico e transmitir o torque vindo do motor, atrav�s do eixo de acionamento, para a caixa de redu��o e da� para o cabo. Internamente ao tambor, como visto na figura anexa, � montado o eixo de acionamento que transmite o movimento proveniente do motor para a caixa de redu��o.
O SUPORTE DO TAMBOR
Estes suportes s�o os componentes estruturais do guincho que o montam no ve�culo. S�o normalmente constitu�dos de uma liga de alum�nio. O tambor gira enquanto � mantido seguro pelos dois suportes do tambor+ motor+ caixa de redu��o.

A CAIXA DE REDU��O (TREM DE ENGRENAGENS)
O prop�sito da caixa de redu��o � multiplicar o torque do motor e reduzir a velocidade a ser transmitida para o tambor. Existem tr�s sistemas de caixas de redu��o utilizados em guinchos el�tricos veiculares, como segue:
O sistema coroa pinh�o
Este sistema apresenta um rendimento de 35-40%. S�o sistemas robustos com grandes engrenagens, capazes de resistir a cargas elevadas que necessitam de mecanismos de embreagens robustos para libera��o do tambor. Eles oferecem redu��es elevadas, com alta confiabilidade, dotados de mecanismo de frenagem. Devido as caracter�sticas de redu��es elevadas a velocidade no cabo especialmente sem carga � consideravelmente mais baixa que os dos guinchos de redutor planet�rio. Anexo o guincho Husky 10 da Superwinch com sistema coroa pinh�o e motor do mesmo lado.

Sistema de engrenagens de eixos paralelos
Este sistema tem um rendimento de 75% e igualmente ao sistema planet�rio, tem a tend�ncia de liberar o tambor quando em carga sendo necess�rio portanto de um mecanismo de freio. S�o poucos os guinchos com este sistema atualmente no mercado, onde persiste o guincho Warn M8274 . Por aqui temos os guinchos Work com este sistema.

Sistema Planet�rio
Consiste de uma caixa de engrenagens composta de tr�s est�gios de engrenagens planet�rias. � o mais comum e fica alojada no lado contr�rio ao motor (normalmente do lado direito) e lubrificada com graxa apropriada. Este sistema tem um rendimento de 65-75% e tem tamb�m a tend�ncia de liberar o tambor quando em carga, necessitando de um mecanismo de frenagem. Proporciona uma opera��o suave e forte com boa resist�ncia para cargas de torque.

A ALAVANCA DE TRAVAMENTO E LIBERA��O DO TAMBOR
Esta alavanca � incorporada a carca�a da caixa de redu��o e tem a fun��o de permitir ao usu�rio quando em posi��o desacoplada desenrolar o cabo do tambor manualmente e lev�-lo ao ponto de ancoragem onde o gancho dever� ser preso. Para esta posi��o da alavanca � usado o termo de tambor liberado.

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Beleza de "reportagem", Rosa! Did�tica, instrutiva e, ainda que parcelar, complet�ssima! Assim como eu, outros amigos, decerto, est�o no aguardo, ansiosos, do complemento dos informes! Grande abra�o!

(continua��o...)

O CONTROLE DO MOTOR

O controle do motor consiste de uma caixa de controle (tamb�m chamada de caixa de solen�ides) que na maioria das vezes � montada junto ao motor (podendo tamb�m ser montado no cofre motor do ve�culo junto a bateria) onde um controle remoto com um cabo de extens�o � acoplado a esta caixa. Originalmente a caixa de solen�ide era composto por um pacote de solen�ide eletro-mec�nicas, composto por 2 ou 3 solen�ides, atualmente j� existe no mercado um bloco selado composto de uma solen�ide contatora blindada, com caracter�sticas superiores, que substitui todo o pacote anterior, facilitando todo o trabalho de instala��o de fia��o, barramentos e fixa��es.

A tecnologia MOSFET
O transistor MOSFET (acr�nimo de Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor, ou transistor de efeito de campo de semicondutor de �xido met�lico), � o tipo mais comum de transistor de efeito de campo em circuitos digitais ou anal�gicos usados atualmente.
Na pr�tica, a tecnologia MOSFET � utilizada em equipamentos eletr�nicos principalmente de �udio para amplifica��o do sinal enviado pela unidade principal para alimentar uma determinada sa�da. Resulta assim em maior pot�ncia de sa�da. E n�o � s� isso, a tecnologia MOSFET produz uma corrente com melhor qualidade e com mais efici�ncia, com faixa de trabalho em temperaturas de -40�C a 82�C. Esta tecnologia est� presente nos guincho top de linha da Warn como o 9.5si.

A alimenta��o do motor � feita por esta caixa que traz a corrente da bateria com outro par de cabos de alimenta��o do guincho. A principal fun��o da caixa de controle � permitir que o usu�rio possa manobrar com o guincho puxando ou soltando o cabo do guincho. A tomada do controle remoto � usualmente colocado nesta caixa pelo fabricantes mas pode ser removida para locais de melhor acesso do usu�rio.

O CONTROLE REMOTO
Como o pr�prio nome diz � o comando do guincho realizado a distancia. Composto de um console port�til com chaves, dotado de um cabo de interliga��o que varia de 3 a 5 metros entre o comando e a caixa de controle.
Cada fabricante disponibiliza um tipo de controle que deve incluir uma chave de 3 posi��es, normalmente neutro, para frente e para traz que s�o atuadas por mola para retornar para posi��o neutra sempre que se deixar de acion�-las. Existem comandos mais sofisticados que agregam outras informa��es como leds de temperatura elevada do motor e da carga da bateria. Podem vir com material emborrachado a prova de choques.
Atualmente � vendido como acess�rio gen�rico ou da pr�pria marca do guincho, o controle remoto sem fio. Este kit � composto de um emissor, instalado na caixa de controle e um receptor remoto sem fio com todas as fun��es b�sicas de comando do guincho. � comum se instalar um interruptor na caixa de controle para chavear a opera��o para um ou para o outro controle.

O FREIO
Todos os guinchos que utilizam redutor planet�rio s�o equipados geralmente com um freio autom�tico sensitivo direcional ( directional sensitive automatic brake). O que quer dizer � que este freio requer que o cabo seja enrolado no tambor na dire��o correta para que ele possa atuar devidamente. A dire��o de rota��o do tambor � identificada atrav�s de uma etiqueta ou plaqueta situada normalmente no suporte do tambor ao lado do motor para facilitar esta identifica��o. Portanto, quando o cabo est� sendo rebobinado este freio n�o atua, no entanto quando o tambor � desbobinado com carga, o freio atua reduzindo a velocidade do tambor para uma velocidade aceit�vel e quando � desligado o motor do guincho ele atua segurando a carga. Na maioria dos guinchos este freio fica localizado dentro do tambor do guincho, o que dissipa calor para o tambor e o cabo.


Quando foi dito que a maioria dos fabricantes utiliza o freio interno ao tambor mas n�o todos � porque existe tamb�m o freio externo ao tambor. Este freios podem ser do tipo mec�nico que atua no lado externo a caixa de redu��o e mais recentemente o freio eletromagn�tico interno ao motor.
O freio mec�nico externo ao tambor atua da mesma forma que o anterior, no entanto s�o mais eficientes e apresentam a vantagem de n�o dissipar calor para o tambor e para o cabo diretamente. Isto os torna ideais para o uso com o cabo sint�tico.

A tecnologia BE Braker
Outro tipo de freio lan�ado recentemente � o freio interno ao motor com o nome de sistema de freio bidirecional eletromagn�tico ou Freio BE. Como o pr�prio nome diz, ele atua tanto puxando quanto descarregando o tambor acoplado em carga. Uma caracter�stica dos guinchos com sistema de freio BE � que a for�a de frenagem � fixada de acordo com a pot�ncia do guincho, ou seja, para um modelo de 9500lbs, a for�a de frenagem ter� este mesmo valor para qualquer carga que seja utilizada. Estes aspectos diferem dos freios mec�nicos que atuam num �nico sentido (quando o cabo esta sendo enrolado) e na demanda necess�ria.

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(continua��o final da parte 1...)

O CABO
Este � o ve�culo ou o meio que pelo qual o guincho atua para tracionar uma determinada carga definida pelo usu�rio. Ele dever ser dimensionado originalmente para uma capacidade de tra��o acima da capacidade nominal do guincho com fator de seguran�a suficiente para nunca romper em carga.
Podem ser de dois tipos: O cabo de a�o com alma de material sint�tico e o totalmente sint�tico. Os cabos feitos totalmente de a�o n�o s�o usados em guinchos veiculares devido a sua pouca flexibilidade e maleabilidade operacional.
O CABO DE A�O

Este � o cabo tradicionalmente usado nos guinchos. Vem atualmente com a alma de material termo pl�stico, geralmente de nylon, para dar mais flexibilidade necess�ria ao cabo e fios de a�o liga tran�ados para garantir a resist�ncia a tra��o compat�vel com o guincho.
Quais s�o as caracter�sticas do cabo de a�o:
� Pre�o baixo.
� Peso elevado.
� Possibilidade de sofrer corros�o com o tempo.
� Efeito chicote quando se rompe.
� Resiste bem ao atrito como o solo e pedras.
� Tem pouca resist�ncia as dobras.
� S� deve ser manuseado com luvas apropriadas.

O CABO SINT�TICO

Em uso a mais tempo na �rea naval, come�ou sendo usado em competi��es e em resgates onde o fator tempo � crucial. Mais recentemente tem se tornado uma op��o interessante que com o tempo tende a crescer.
Quais s�o as caracter�sticas do cabo sint�tico:
� Custo relativo (a�o) mais elevado.
� Maior resist�ncia a tra��o que o a�o (para mesma bitola).
� Muito mais leve.
� N�o sofre a a��o de corros�o.
� N�o tem efeito chicote.
� N�o resiste ao atrito tanto quanto o a�o.
� N�o sofre com as dobras.
� N�o causa dano ao usu�rio quando manuseado.
� Tem pouca resist�ncia a altas temperaturas.
� Devem ser removidas todas as sujeiras e incrusta��es logo ap�s o uso.
Todo o cabo para uso no guincho deve ser preparado com um terminal prensado de fixa��o no tambor e uma al�a para montagem do gancho. A al�a vem normalmente com um sapatilho de a�o estampado que pode ser de a�o carbono zincado ou a�o inoxid�vel.

O GANCHO
O gancho � o elemento que usualmente serve para segurar a carga ou a outros elementos que servem de link para segurar a carga. Geralmente fabricado em a�o forjado, ele tamb�m deve ser dimensionado de acordo com a capacidade de tracionamento nominal do guincho. Existem diversos tipos como os listados abaixo:
� Gancho de olhal fixo, com trava por mola (1).
� Gancho tipo Clevis de eixo remov�vel, com trava por mola (2).
� Gancho articul�vel de eixo remov�vel, com trava de mola (3).
� Gancho de olhal fixo, com trava de seguran�a (4).
� Gancho tipo Clevis de eixo remov�vel, com trava de seguran�a (5).
Vide o anexo com a identifica��o.
Nota: Os ganchos com trava de seguran�a s� se fecham quando s�o submetidos a uma carga.

O GUIA CABO
Este componente tem a fun��o de orientar a passagem do cabo que vem do tambor do guincho em dire��o a carga tracionada. Sem ele o cabo poderia pular fora do tambor num �ngulo de trabalho mais aberto.
O guia cabo s�o de dois tipos: o de roletes e o de rasgo. Para o cabo de a�o, o mais adequado � o de roletes que devem girar a medida que o cabo se movimenta para frente ou para tr�s.
J� para o cabo sint�tico o mais adequado seria o de rasgo feito em alum�nio ou o de roletes feito em poliuretano. Para o cabo sint�tico o guia cabo de rasgo ou de roletes feitos em a�o s�o contra-indicados porque com o tempo a corros�o pode afetar o a�o e atritar com o cabo sint�tico. Este atrito poder� provocar avarias nas suas fibras.
O guia cabo pode vir preso diretamente nos suportes do tambor ou na base que suporta o guincho, preso ao ve�culo, condi��o esta que depende do projeto do guincho.


O TIPO DE MONTAGEM DE GUINCHO
Para finalizar, cabe aqui considerar o guincho quanto ao seu aspecto de montagem da caixa de controle:
- Guincho com montagem em ponte � � o guincho que possui a caixa de controle superposta ao conjunto do tambor+laterais formando um conjunto �nico. A principal caracter�stica � que este conjunto n�o pode ser modificado.
- Guincho com montagem do controle superposto ao motor � Neste caso se forma um conjunto lateral solid�rio ao motor. Esta caixa pode ser eventualmente mudada para outra posi��o, embora n�o seja recomend�vel.
- Guincho com montagem do controle em posi��o remota � Aqui a caixa de controle pode ser instalada nas colunas do tambor atrav�s de suportes ou em qualquer posi��o, mesmo no cofre do motor. Neste caso, se torna necess�rio aumentar o comprimento dos cabos de interliga��o com o motor.

Bem nesta primeira parte � s�...na pr�xima vamos tocar em alguns conceitos da f�sica, mas s� superficialmente para n�o ficar ma�ante. At� breve!

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Parab�ns pelas informa��es, aprendi bastante!!

Rubens, parabens pela iniciativa, super aula, � disso que precisamos, homens de boa vontade, quando puder me responda: tenho um guincho marca "Ramsey" comprei de um guincheiro (desmontado) reformei, mais n�o se qual � a sua capacidade ele usa o sistema de planetaria e solenoides tradicionais e o motor com im�, n�o me lembro de ter visto freio, viu como prestei aten��o na aula bem simples mais ja sai de varios buracos com ele e tirei muita gente tambem, estou usando cabo de a�o de elevador 3/8" com alma de sissal, tem algum problema usar este cabo? E como posso saber a capacidade dele? desde j� muito obrigado.....

Obrigado Junka!
Respondendo a sua pergunta...A Ramsey � uma boa marca e faz parte dos 4 tradicionais fabricantes americanos formados pela Warn, Superwinch e Millemarker. Quanto a capacidade do seu guincho fica dif�cil dizer com exatid�o sem possuir mais dados, mas cabe aqui uma observa��o. Os guinchos que utilizam motor com im� permanente geralmente s�o de menor capacidade, como os usados para ATV e barcos, devido as caracter�sticas deste tipo motor que s�o as seguintes:
- Possuem vantagens de serem mais leves e apresentam em rela��o ao motor tipo s�rie um menor consumo de corrente.
- Possuem desvantagens de perderem pot�ncia com o calor e em baixas temperaturas.
Outra caracter�stica � de que com tempo os im�s apresentarem perda residual de carga magn�tica. Voltando ao seu Ramsey, pesquisando na web, encontrei um que utiliza um motor de im� permanente de 2,5HP - 12V no modelo REP 8.5E, visto em anexo, que � de capacidade m�dia (quem sabe seja o seu?).
Quanto ao seu cabo de a�o de 3/8� (9,5mm) fica tamb�m dif�cil de precisar mas se for do tipo usado em elevadores tem carga de ruptura m�nima de 4100 Kgf.
Sd�s,