aula 00 - boas vindas projeto de máquinas

7/23/2019 Aula 00 - Boas Vindas Projeto de Máquinas

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Aula 00:Fundamentos do Projeto

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Antonio Tavares de França Junior (Neco)Email: [email protected]

PROF. ANTONIO TAVARES DE FRANÇA JÚNIOR

ENGº ELETRICISTA COM PÓSGRADUAÇÃO EM ENGª DE SEGURANÇA DOTRABALHO E MESTRADO EM ENGª MECANICA



PLANO DE ENSINO E APRENDIZAGEM

Discip l ina: Projeto de Máquinas

Ementa

Capacitar o aluno de engenharia mecânica para analisar, acompanhar edesenvolver projetos de maquinas desde o seu desenho até a montagem e

fabricação.

Objetivos

Introdução ao projeto de máquinas. Teoria de falhas dos componentesmecânicos. Técnicas e fases do desenvolvimento de um projeto de máquinas.Projetos de máquinas alternativas e operatrizes. Normalização de velocidades eavanços. Estruturas de máquinas-ferramentas. Rigidez estática. Arvoresprincipais de máquinas ferramentas. Normas de projeto e de segurança.Desenvolvimento de um projeto de máquinas: Concepção; seleção e aplicação de

materiais e elementos de máquinas; seleção e aplicação de tolerâncias e ajustes;desenvolvimento do Projeto; desenhos e cálculos.



1 - Os Fundamentos do Projeto: A Escolha dos Materiais e a Determinação daGeometria

2 - A Perspectiva de Prevenção da Falha

3 - Seleção de Materiais

4 - Resposta dos Elementos de Máquinas às Cargas e ao AmbienteTensão, Deformação e Parâmetros de Energia

5 - A Função do Fator de Segurança; Conceitos de Confiabilidade

6 - Determinação da Geometria7 - Etapa do Projeto Referente à Integração dos Requisitos de Fabricação e deManutenção

8 - Transmissão de Potência através de Eixos; Acoplamentos, Chavetas e Estrias

Conteúdo Programático



9 - Cilindros Pressurizados; Ajustes com Interferência

10 - Mancais e Deslizamento e Lubrificação

11 - Mancais de Rolamento

12 - Montagens de Parafusos de Potência

13 - Uniões de Elementos de Máquinas e Métodos de Fixação

14 – Molas

15 - Engrenagens e Sistemas de Engrenagens

16 - Freios e Embreagens

17 - Correias, Correntes, Cabos de Aço e Eixos Flexíveis

18 - Volantes e Rotores de Alta-Velocidade




19 - Manivelas e Eixos de Manivela

20 - Completando a Máquina


Procedimentos Metodológicos Indicados

• Aula expositiva. (arguição, exposição dialogada)

• Lista de exercícios

• Aulas Práticas visando desenvolver o Projeto de uma Máquina

• memorial de calculo

• desenhos de conjunto e detalhes



Sistema de Avaliação

1° Avaliação - PESO 4,0 2° Avaliação - PESO 6,0

Atividades Avaliativas a Critério doProfessor

Prova Escrita Oficial

Práticas: 2,00 Práticas: 2,00

Teóricas: 8,00 Teóricas: 8,00

Total: 10 Total: 10Bibliografia Básica Padrão

1) COLLINS, J. Projeto Mecânico de Elementos de Máquinas. 1ª ed. Rio deJaneiro: LTC - Livros Técnicos e Científicos, 2006. (PLT 296).

Bibliografia Básica Unidade: Centro Universitário Anhanguera de CampoGrande (FCI)

1) HELMAN, Horácio; CETLIN, Paulo R. (orgs.). Fundamentos da ConformaçãoMecânica dos Metais. 1ª ed. São Paulo: Artliber, 2005.2) NOVASKI, Olívio. Introdução à Engenharia de Fabricação Mecânica. SãoPaulo: Edgard Blücher, 2008.



Bibliografia Complementar: Centro Universitário Anhanguera de CampoGrande (FCI)

1) FIALHO, Arivelto B. Solidworks Office Premium 2008 : Teoria e Prática noDesenvolvimento de Produtos Industriais. 1ª ed. São Paulo: Érica, 2008, v.1.

2) NORTON, Robert L.. Projeto de Máquinas: : uma abordagem integrada. 2ªed. Porto Alegre: Artmed, 2007.

3) NIEMANN, Gustav. Elementos de Maquinas. 1ª ed. : São Paulo, 2008.

4) CUNHA, Lamartine Bezerra. Elementos de maquinas. 1ª ed. : LTC, 2005.

5) SHIGLEY, Joseph E.; MISCHKE, C. R; BUDYNAS, Richard G.. Projeto de

engenharia mecânica. 7ª ed. São Paulo: Bookman,2005.



Cronograma de Aulas

Semana nº. Tema

1. 26/02 Apresentação da disciplina, do conteúdo, do critério deavaliação e do livro texto. Conceitos iniciais

2. 05/03 Os Fundamentos do Projeto: A Escolha dos Materiais e aDeterminação da Geometria

3. 12/03 A Perspectiva de Prevenção da Falha / Seleção de Materiais

4. 19/03 Resp. Elem. Máquinas às Cargas e ao Ambiente; Tensão,Deformação e Parâmetros de Energ.

5. 26/03 Função do Fator de Segurança; Conceitos de Confiabilidade /Determinação da Geometria

6. 02/04 Aula Prática 1 - Desenhar a estrutura de uma máquina -Solidworks

7. 09/04 Etapa do Projeto Referente à Integração dos Requisitos deFabricação e de Manutenção

8. 16/04 Transmissão de Potência através de Eixos; Acoplamentos,Chavetas e Estrias



Cronograma de Aulas

Semana nº. Tema

9. 26/04 Aula Prática 2 - Utilizar o software MD Solids para dimensionareixos e/ou estruturas. /Cilindros Pressurizados; Ajustes comInterferência

10.30/04 Avaliação Parcial

11.07/05 Aula Prática 3 - Montar o esquema hidráulico ou pneumático

do projeto - Fluidsim12.14/05 Mancais de Deslizamento e Rolamento / Lubrificação /

Montagens de Parafusos de Potência

13.21/05 Aula Prática 4 - Montagem virtual da máquina - Solidworks

14.28/05 Uniões de Elementos de Máquinas e Métodos de Fixação /

Molas

15.04/06 Engr. e Sist. Engrenagens / Freios e Embreagens / Correias,Correntes, Cabos de Aço

16.11/06 Volantes e Rotores de Alta-Velocidade / Manivelas e Eixos deManivela / Completando a Maq.



Cronograma de Aulas

Semana nº. Tema

16.11/06 Volantes e Rotores de Alta-Velocidade / Manivelas e Eixos deManivela / Completando a Maq.

17.18/06 Aula Prática 5 - Simulação Virtual do funcionamento damáquina - Solidworks

18.25/06 Prova Escrita Oficial

19.02/07 Revisão de Conteúdos e preparação para a Prova Substitutiva

20.09/07 Prova Substitutiva



Os Fundamentos do Projeto: A Escolha dos Materiais e a Determinaçãoda Geometria

1.1 Algum embasamento Filosófico.

O Objetivo de Qualquer Projeto de Engenharia áatender algumas necessidades ou desejos humanos.





Uma visão de Trabalho em equipe é quase sempre usada na

prática industrial moderna, permitindo que o engenheirosprovenientes de várias áreas, junto com especialistas,desenhistas industriais e fabricantes integrem suasespecialidades de forma interdisciplinar cooperativa em umesforço de equipe de projeto de produto.





Os eng.ºs Mecânicos são quase sempre incluídos nestasequipes, uma vez que têm uma formação ampla queabrange princípios e conceitos relacionados a produtos,máquinas e sistemas que realizam trabalho mecânico ou

convertem energia em trabalho mecânico.





Uma das principais funções profissionais do EngenheiroMecânico é criar equipamentos ou aprimorar os jáexistentes.




1.2 Equipe de Projeto de Produto.

Em primeiro lugar é necessário traduzir as necessidades oudesejos do consumidor.





A necessidades do consumidor ou das oportunidades demercado em especificações do projeto de engenharia são,em geral, administrados por especialistas em marketing epor desenhistas industriais.





Os especialistas em marketing da equipe de projeto eproduto, normalmente, trabalham diretamente com osconsumidores para conseguirem focar com precisão suasnecessidades e estabelecer metas.





Os Desenhistas Industriais da equipe são responsáveis pelacriação inicial de uma descrição geral funcional do produtoproposto.





Modelagem de forma (Renderizações) e modelos físicos sãoquase sempre desenvolvidos como parte do projeto.





No desenvolvimento de uma proposta inicial para o projeto,os desenhistas devem considerar não apenas exigênciasgerais de funcionamento e metas de marketing, mastambém estética e ergonomia.





Os engenheiros-projetistas têm a responsabilidade deidentificar as características de engenharia que estãodiretamente ligadas às percepções e aos desejos doconsumidor.





A implantação do trabalho interdisciplinar da equipe deprojeto de produto é, normalmente, necessária paraestabelecer um conjunto de rotinas de planejamento ecomunicação que focalizem e coordenem as competências e

as experiências dentro da empresa, focando sempre:





1. O que o consumidor deseja?2. Todas as preferências do consumidor têm a mesma

importância?3. As necessidades percebidas na entrega significam uma

vantagem competitiva?4. Como o produto pode ser efetivamente modificado?

5. Como as propostas de engenharia influenciam asnecessidades percebidas pelo consumidor?

6. Como as modificações de engenharia afetam outrascaracterísticas?




1.3 Forma e função; Estética e Ergonomia.

A forma de um produto deve apenas se adequar à sua funçãovisando sempre a sua funcionalidade técnica e aceitação nomercado que resulta em melhor atratividade para oconsumidor.





O projeto também está agregado a:• aparência estética;

• Perspectiva;

• Proporção e estilo em um estágio inicial.





Para se tomarem decisões quanto à aparência e ao estilo, épossível simular, com auxílio de programas computacionaiscom gráficos e imagens 3D, a aparência do produto propostona tela e, rapidamente, fazer as modificações desejáveis com

grande clareza.





A atividade de projetar máquinas com uma interface amistosapara o uso seguro do operador, sendo fácil e produtivachama-se Ergonomia ou Engenharia de fatores humanos.





Tornam-se necessárias, portanto, características de sistemas

de máquinas que se adaptem aos potencias atributos dousuário, protegendo os operadores de ferimentos resultantesde erros do próprio operador ou decorrentes de maufuncionamento da própria máquina.





A antecipação dos erros potenciais do operador e o projetode uma máquina ou sistema capaz de absorvê-los semconsequências graves é também uma parte importante doprojeto ergonômico efetivo.




1.3 Forma e função; Estética e Ergonomia.Orientações para se evitarem consequências sériasresultantes de erros do operador incluem:

1. Avaliar o sistema da máquina para identificar perigospotenciais, e então, projetar soluções que eliminem operigo do produto. Ser vigilante durante o teste do

protótipo para descobrir e corrigir perigos não observadosantes.

2. projetar o equipamento de modo que seja mais fácil deusar seguramente do que de forma insegura.





3. Tomar decisões de projeto que sejam compatíveis com asexpectativas do estereótipo humano. Por exemplo:

a) A rotação horária para botões de controle giratório devecorresponder ao incremento de alguma função

(movimento, intensidade, etc.)

b) O movimento de uma alavanca de controle para frente oupara cima, ou para direita, deverá corresponder ao

incremento de alguma função.





4. Localizar e orientar os controles de tal forma que ooperador não esbarre neles acidentalmente ou mova-osinadvertidamente, durante uma sequência ou manobra

normal de operação.

5. Onde for necessário, recolha ou proteja os controles ouprovidencie barreiras físicas para evitar atuaçõesinadvertidas.





6. Providencie que os controles ofereçam resistência maior nas faixas de operação em que haja perigo, de modo queseja exigido um esforço humano incomum para acontinuação do acionamento.

7. Providencie o intertravamento de controles de modo queuma operação prioritária seja exigida antes que umcontrole crítico possa ser informado.





8. Quando as consequências da atuação inadvertida forempotencialmente graves, providencie capas guardas, pinosou travas que devam ser removidas ou quebradas antes

que o controle possa ser operado.




1.4 Conceitos e Definições de Projeto Mecânico

Pro jeto Mecân ico processo interativo de tomada de decisãoque tem como objetivo a criação e a otimização de um novoou aprimorado sistema de engenharia ou equipamento paraatender a uma necessidade ou um desejo humano, com ocompromisso da conservação das fontes de recursos e doimpacto ambiental.




1.5 Fator de Segurança - FS

Incertezas e variabilidade sempre existem nas predições deprojeto.

Para oferecer uma operação segura e confiável, diantedessas variabilidades e incertezas, é prática comum autilização de um “FS” para assegurar que a mínima

resistência ou capacidade exceda seguramente a máximatensão ou carregamento para todas as condições deoperação previsíveis.




1.5 Fator de Segurança - FS

FS de projeto, sempre maiores que 1, são escolhidos,usualmente, com valores que permaneçam na faixa de 1,15 aaté 4 ou 5, dependendo dos detalhes particulares daaplicação.




1.6 Estágios do Projeto

A atividade de projeto mecânico em um contexto industrialincorpora um esforço contínuo que vai da concepção inicial,passa pelo desenvolvimento e alcança o serviço de campo.




1.6 Estágios do Projeto

Para efeito de discussão, esse continuum da atividade deprojeto pode ser subdividido em quatro estágios que serãoexplanados logo a seguir:

1. Projeto preliminar

2. Projeto intermediário

3. Projeto de detalhamento e

4. Desenvolvimento e serviço de campo

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