Como dimensionar um amortecedor de choque para guindaste?

Pelo balanço de energia: o amortecedor absorve E = μ·η·S·mg·(ψ−1), com μ = 0.9 como fator de segurança de reserva de curso, η como eficiência e S como curso. Exemplo resolvido: um curso de 1 m com eficiência de 50% limitado a 30% de amplificação dinâmica absorve o equivalente a uma queda livre de 13.5 cm.

Preciso de um amortecedor de choque ou de um compensador de heave?

Um amortecedor de choque protege contra um evento único — içamento no convés, descolamento da carga, enrosco ou sobrecarga. Onde os ciclos de cabo frouxo e impacto se repetem na zona de ondas, a compensação de heave é a solução adequada, pois mantém o cabo de aço continuamente tensionado.

Quais tipos de amortecedores de choque para guindaste existem?

As unidades convencionais combinam uma mola a gás com uma restrição de fluxo, como um compensador de heave passivo básico. Os amortecedores de choque leves — um produto patenteado da Norwegian Dynamics — eliminam a mola a gás e usam amortecimento dinâmico, o que reduz custo, peso, área ocupada e tempo de instalação.

Como um amortecedor de choque protege a capacidade do guindaste?

As tabelas de carga offshore aplicam redução de capacidade pelo fator dinâmico. Manter o pico de impacto próximo ao fator mínimo, em vez de deixá-lo subir, significa que a mesma célula da tabela preserva a maior parte de sua capacidade — a mecânica está na página da tabela de carga do guindaste.

Absorção de choque do guindaste

Um segundo ruim define a carga de pico — um curso e um amortecedor transformam o pico em esforço controlado.

Absorção de choque do guindaste

Q: O que faz um amortecedor de choque para guindaste?

Ele leva uma carga de uma velocidade relativa inicial a zero ao longo de um curso controlado, absorvendo a energia de um evento de impacto ou choque para que a carga de pico no gancho permaneça próxima ao peso estático, em vez de atingir um múltiplo dele.

Balanço de energia

Os amortecedores de choque são usados para reduzir a velocidade de uma carga, de uma velocidade relativa inicial entre o amortecedor de choque e a carga até zero. Para especificar os ajustes corretos do amortecedor de choque, devemos fornecer uma distância de queda livre ou uma velocidade relativa. A relação entre elas é dada pelo balanço de energia:

Aplicação prática: Para aplicação prática deste tema, veja o amortecedor de choque para guindaste POLARIS and estudos e análises de engenharia.

\frac{1}{2} m v^2 = m g h

Onde $v$ é a velocidade relativa, $g$ é a gravidade e $h$ é a distância de queda livre.

Para saber mais sobre o cálculo da velocidade relativa a partir do movimento da embarcação, consulte a seção sobre tabelas de carga.

Os amortecedores de choque absorvem energia de acordo com a seguinte equação:

E_{SA} = \mu \eta S m g (\psi – 1)

Onde $\mu$ é um fator de segurança definido como 0.9 (para evitar usar todo o comprimento do curso), $\eta$ é a eficiência do amortecedor de choque, $S$ é o comprimento do curso do amortecedor de choque e $\psi$ é o fator dinâmico (peso estático =1).

Uma representação visual da energia absorvida pelo amortecedor de choque é mostrada na figura abaixo.

Como exemplo simples, considere um amortecedor de choque com comprimento de curso de 1 metro e eficiência de 50 %. Qual é a queda livre máxima que a carga pode ter se a amplificação dinâmica permitida for 30 %?

Em seguida, usamos simplesmente o balanço de energia para estimar:

m g h = \mu \eta S m g (\psi – 1)

Que se simplifica para:

h = \mu \eta S (\psi – 1) = 0.9 \cdot 0.5 \cdot 1 \cdot (1.3-1) = 13.5\ \text{cm}

Determinação do comprimento de curso correto

É relativamente simples determinar o comprimento de curso correto com base nos balanços de energia acima, ilustrados no gráfico (simplificado) abaixo, que apresenta a velocidade relativa máxima permitida com base no fator dinâmico (DAF, $\psi$ e no curso do amortecedor de choque.

Exemplo resolvido: da velocidade relativa a um curso que suporta a carga

O evento. Considere o exemplo de içamento no convés da página de tabela de carga do guindaste : velocidade relativa v_r = 1.25 m/s no içamento. Queda livre equivalente: h = v²/2g ≈ 8 cm.
A margem. Um curso de 1 m com eficiência de 50%, com reserva de curso μ = 0.9 e pico dinâmico limitado a ψ = 1.3, absorve o equivalente a h = 0.9 × 0.5 × 1 × 0.3 = 13.5 cm de queda livre.
A verificação. 8 cm ≤ 13.5 cm — a unidade mantém o pico abaixo de 1.3× peso estático, com margem. Eventos mais rápidos exigem mais curso ou maior eficiência: S = h / (μ η (ψ−1)).

O mesmo balanço de energia acima, aplicado ao contrário — o gráfico da seção anterior mostra exatamente essa relação entre velocidade, curso e fator dinâmico permitido.

Tipos de amortecedores de choque

Há dois tipos principais de amortecedores de choque no mercado:

Amortecedores de choque convencionais, que não diferem substancialmente dos PHCs básicos, utilizam uma mola a gás combinada com uma restrição de fluxo (que pode diferir entre os sentidos de extensão e retração) e pode ou não ser ajustável.
Amortecedores de choque leves, que são um produto patenteado fornecido exclusivamente pela Norwegian Dynamics, eliminam efetivamente a mola a gás e usam amortecimento dinâmico, aumentando a eficiência do amortecedor de choque. Os principais benefícios para o cliente são menor custo, menor peso, menor área ocupada e instalação mais rápida.

	Amortecedor de choque convencional	Amortecedor de choque leve
Princípio de funcionamento	Mola a gás + restrição de fluxo (como um PHC básico)	Sem mola a gás — o amortecimento dinâmico faz o trabalho
Ajustabilidade	A restrição pode ou não ser ajustável	Amortecimento projetado para o evento
Peso e área ocupada	Mais pesado, maior	Mais leve, menor
Custo e instalação	Maior custo, instalação mais lenta	Menor custo, instalação mais rápida
Fornecimento	Vários fornecedores	Patenteado — fornecido pela Norwegian Dynamics (POLARIS)

Evento único versus ciclos repetidos é a verdadeira distinção: um amortecedor de choque trata o pico pontual; onde cabo frouxo–impacto se repete na zona de ondas, use a compensação de heave.

Absorção de choque do guindaste — perguntas frequentes

O que faz um amortecedor de choque para guindaste?

Ele leva a carga de uma velocidade relativa inicial a zero ao longo de um curso controlado, absorvendo a energia de impacto ou choque para que a carga de pico no gancho permaneça próxima ao peso estático, em vez de atingir um múltiplo dele.

Como dimensioná-lo?

Pelo balanço de energia desta página: E = μ η S mg (ψ−1), com reserva de curso μ = 0.9. O exemplo resolvido: curso de 1 m com eficiência de 50% limitado a ψ = 1.3 absorve um equivalente a queda livre de 13.5 cm.

Amortecedor de choque ou compensador de heave?

Amortecedor para um evento único — içamento no convés, descolamento da carga, enrosco, sobrecarga. Compensação de heave para movimentos repetidos do ciclo de ondas, pois mantém o cabo de aço continuamente tensionado, em vez de ser reajustado após um impacto.

Quais tipos existem?

Convencional (mola a gás + restrição de fluxo) e leve (sem mola a gás, amortecimento dinâmico) — a arquitetura leve é um produto patenteado da Norwegian Dynamics, com menor custo, peso, área ocupada e tempo de instalação.

Como protege a capacidade do guindaste?

As tabelas de carga offshore aplicam redução de capacidade pelo fator dinâmico. Limitar o pico de impacto próximo ao fator mínimo mantém a célula da tabela perto da capacidade total — os cálculos estão na página de tabela de carga do guindaste page.

Conteúdos relacionados da Norwegian Dynamics

Amortecimento — Como o ajuste do orifício define a eficiência do PHC entre períodos de onda.
Tabela de carga do guindaste — Fórmula de velocidade, redução de capacidade por DAF, exemplo resolvido.
Fator de Amplificação Dinâmica (DAF) — Fórmula, exemplo resolvido e contexto DNV.

Trabalhando em um içamento que precisa disso?

POLARIS foi projetado especificamente para absorção de choque do guindaste. Envie o caso de choque (carga, velocidade, altura) e vamos dimensioná-lo.

Veja em ação

Compensador de heave passivo usado para absorção de choque