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MecânicaMecânico de Montagem de Produtos

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Coordenação do ProgramaBeth Callia

Supervisão PedagógicaAlfredo Vrubel

ColaboraçãoZita Porto Pimentel

Autoria deste CadernoCarlos Avelleda e Francisco Basto

Revisão de textoAlfredo Vrubel

Produção gráficaMDcomunicaçãototal

R. Heitor Penteado, 10305437-000 São Paulo SP

www.md.com.br

EditoraçãoLASER PRESS

Av. Goethe, 71/80690430-100 Porto Alegre, RS

ApoioMEC - Ministério da Educação

PROEP - Programa de Expansão daEducação Profissional

Realização

Al. Tietê, 618 casa 101417-20 São Paulo SP

www.formare.org.br

Iniciativa

5

O Programa Formare tem a missão de desenvolver as

potencialidades de jovens de 15 a 17 anos para integrá-los à

sociedade como profissionais e cidadãos. Constituído por escolas

independentes, localizadas junto às unidades fabris das empresas

parceiras, sob a coordenação geral e técnica da Fundação Iochpe,

oferece oportunidade de formação profissional e de inserção social.

Os alunos Formare, residentes em comunidades vizinhas às

empresas, são encaminhados ao mercado de trabalho e

acompanhados em seu período inicial de atividade.

As primeiras escolas foram criadas pela Iochpe-Maxion S.A., em

1988, no Rio Grande do Sul e em São Paulo. A partir de 1995, o

Programa passou a buscar o aperfeiçoamento dos cursos oferecidos

e o crescimento em âmbito nacional, em um processo comparável à

lapidação de uma pedra bruta para transformá-la em puro

diamante.

Como modelo vitorioso de franquia social, o Formare já se encontra

com mais de duas dezenas de escolas implantadas no Brasil e na

Argentina. Cerca de 85% dos jovens formados empregaram-se em

pequenas, médias e grandes empresas, triplicaram sua renda em

três anos, e muitos prosseguiram seus estudos até o nível superior.

Os cursos e materiais pedagógicos Formare são estruturados de

acordo com as linhas do Programa de Expansão da Educação

Profissional do Ministério de Educação (PROEP/MEC), bem como

dos princípios da educação tecnológica contemporânea. Assim, os

cursos Formare ajudam a desenvolver características essenciais para

um bom desempenho profissional: multifuncionalidade,

flexibilidade, comunicabilidade, responsabilidade e criatividade,

com base em pesquisa para identificar as carências e necessidades

do mundo do trabalho nas regiões em que as escolas são

implantadas.

FFoorrmmaarree -- UUmmaa EEssccoollaa ppaarraa aa VViiddaa

IInnttrroodduuççããoo

7

Quando se observa um avião ou um automóvel não é difícil ficarmos

impressionados com o desenho arrojado, a velocidade e o conforto.

Para fabricá-los, são necessários investimentos em tecnologia que

possibilitem obter sofisticação, leveza e aproveitamento de espaços,

entre outras qualidades.

Você já parou para pensar como se faz para montar um quebra-

cabeças com 400 peças, ou um outro com três milhões delas? Pois um

motor de automóvel reúne cerca de 400 componentes diferentes e um

avião chega a ter três milhões. Não é por acaso que são necessários

em torno de oito anos, entre o primeiro rascunho e a entrega de um

avião ou navio, dos quais cerca de dois somente para a sua montagem

e acabamento.

Como os montadores conseguem não se perder, ou não ou ter de

recomeçar tudo, quando, ao terminar a montagem, percebem que

sobrou material?

Aparentemente, uma coisa não tem nada a ver com a outra, mas

imagine o que um explorador como o Amyr Klink precisa

para empreender as suas aventuras com êxito. A

resposta é planejamento.

Em outras palavras, é fundamental preparar o que se pretende realizar.

Isso significa colocar no papel tudo o que será necessário (recursos), o

que fazer e como fazer (objetivos e métodos) e, inclusive, onde fazer.

Assim, o aventureiro precisa de mapas, rotas, informações sobre

lugares, equipamento para sobrevivência, possibilidade de uso de

guias, previsão de duração da jornada, rotas alternativas, etc.

Da mesma forma, a área de montagem de produtos precisará de

desenhos mecânicos, vistas, detalhamentos de peças, informações

sobre a máquina que será montada, as técnicas de ajustagem de seus

componentes, a relação de ferramentas a serem utilizadas, dispositivos

especiais de apoio à montagem, prazo de entrega, instrumentos de

medição, controle de qualidade de peças e produtos, tempos e

movimentos envolvidos, etc.

8

Para saber como e quando utilizar tudo isso, certamente será

necessário treinamento. Este caderno tem o objetivo de ajudar o aluno

Formare a chegar lá.

9

1 FERRAMENTAS MANUAIS E TÉCNICAS DE MONTAGEM DE PRODUTOS EM GERAL 111.1 Martelos / alicates / chave de fenda / Philips / Allen / saca polias / chave de impacto 121.2 Elementos de apoio para eixos e árvores / mancais, rolamentos lubrificação / fluidos lubrificantes / elementos de vedação 221.3 Tipos de vedação 311.4 Correias trapezoidais, dentadas 331.5 Molas de tração e compressão 371.6 Exercícios 40

2 TORQUÍMETRO: CONCEITO, UNIDADES E VALORES USUAIS 442.1 Torque: conceito, unidades e valores usuais 462.2 Torquímetros: tipos, funcionamento e conservação 472.3 Exercícios sobre o segundo capítulo 48

3 MÉTODO DE TRABALHO 493.1 Tempos e movimentos 503.2 Condições ambientais dos postos de trabalho 513.3 Melhorias no método de trabalho 523.4 Exercícios propostos sobre o terceiro capítulo 53

4 LAYOUT DA ÁREAS DE PRODUÇÃO 55 4.1 Layout por produto, processo e posicional 564.2 Princípios do layout (arranjo físico) 594.3 Exercícios sobre o quarto capítulo 60

5 SIMULAÇÃO: MONTAGEM DE PRODUTOS 615.1 Planejamento e organização da produção 635.2 Avaliação da simulação da produção 665.3 Adaptar a simulação para novas produções 675.4 Exercícios sobre o quinto capítulo 68

6 Gabaritos 69

7 BIBLIOGRAFIA 71

ÍÍnnddiiccee

1FFeerrrraammeennttaass MMaannuuaaiiss ee TTééccnniiccaass ddee MMoonnttaaggeemm

ddee PPrroodduuttooss eemm GGeerraall

1.1 Martelos, alicates, chaves de fenda / Philips, saca-polias e chaves de impacto

1.2 Fixações com parafusos, porcas, arruelas, pinos, anéis elásticos e chavetas

1.3 Uso de morsa, saca-polia e prensa. Montagem de rolamentos. Retentores

e selos mecânicos. Óleos e graxas

1.4 Correias trapezoidais, dentadas, molas de tração e compressão

1.1 MARTELOS / ALICATES / CHAVES DE FENDA / PHILIPS /ALLEN /SACA POLIAS / CHAVE DE IMPACTO

√Martelos: são ferramentas que transformam energia potencial em energia cinética e esta, por sua vez, em impacto. Explicando melhor: quando um martelo elevado tem energia potencial relativa à altura em que se encontra em relação ao ponto que irá atingir. Quando é lançado contra o objeto a ser atingido, ele adquire energia cinética ou de velocidade. Ao atingir o alvo, a cabeça do prego, por exemplo, toda a energia de velocidade é instantaneamente transformada, pelo impacto, na deformação do prego e deslocamento do mesmo dentro do meio onde está sendo cravado (parede, madeira, etc).

Os martelos têm pesos, formas e funções variadas.

Como pressão = força / área, quanto menor a área da ponta do

martelo, maior será a pressão que o impacto exercerá sobre uma

determinada superfície que um funileiro deseje trabalhar. Isto será

necessário para materiais mais duros.

Assim, existem os martelos tipo bola que são utilizados quando a

intenção é deformar o material. Escolhem-se bolas de maior

diâmetro quando se deseja menor intensidade de impacto e as

menores quando se deseja maior intensidade.

Mas existem, igualmente, martelos de borracha cuja energia de

impacto será menor devido à sua massa menor. Entretanto, quando

a intenção é apenas fazer soltar uma peça emperrada por ferrugem,

sem que a superfície da mesma seja deformada (amassada), então

faz-se uso desta ferramenta, também conhecida por macete.

Os macetes são utilizados também quando se quer deslocar,

alinhar ou soltar peças que não podem ficar com marcas de

impacto na sua superfície.

Área de Mecânica / Produção, Controle e Manutenção

12

1FFeerrrraammeennttaass MMaannuuaaiiss ee TTééccnniiccaass ddeeMMoonnttaaggeemm ddee PPrroodduuttooss eemm GGeerraall

Figura 1: uso do martelo

IMPORTANTE:

O dano causado pelo uso indevido de martelos convencionais de

impacto sobre peças de material macio é muitas vezes surpreendente,

chegando a impossibilitar a remontagem do equipamento.

O macete existe exatamente para isto: ele fica riscado, com marcas

de tinta e até faltando pequenos pedaços após o uso, MAS A

PEÇA CONTINUA COM ASPECTO DE NOVA.

√Alicates: são ferramentas que usam o princípio do braço de alavanca para amplificar a força exercida pela mão de quem o utiliza.

Tipos de pressão, de corte, de bico, universal e

especial para anéis elásticos

De pressão: ferramenta bastante útil, inclusive em casa, quando

se requer aperto estável e sem machucar as mãos. A sua abertura é

regulável, através de um parafuso, e possui um sistema que permite

travamento para o uso e destravamento quando necessário. A

superfície do seu mordente, que tem formato de “escada” (chamado

tecnicamente de recartilhado), tem a finalidade de adaptar-se

melhor às peças com que se vai trabalhar e também proporcionar

um ganho de área de contato para melhor fixação ou, “pega”.

De corte: são mais utilizados por eletricistas para o corte de fios e

arames. Os seus mordentes não possuem recartilhado mas duas

cunhas que funcionam como uma guilhotina, cortando o material

por cisalhamento.

De bico: seus mordentes possuem recartilhados, mas têm pequeno

diâmetro e, em alguns modelos, estes diminuem gradualmente, até

a extremidade. O objetivo é facilitar o acesso da ferramenta a

pontos difíceis, com pouco espaço.

Universal: este alicate combina mordente com recartilhado e corte.


13

Figura 2 : Alicate de pressão

Figura 3: Alicate universal


14

Especial para anéis elásticos: esta ferramenta funciona como

se fosse um alicate de bico, mas seus mordentes podem abrir ou

fechar conforme o tipo de anel elástico que se deseja montar.

Para os anéis elásticos externos, é necessário que o alicate abra seus

mordentes quando se apertam os cabos do mesmo. Assim, o anel

será também aberto para ser então encaixado num eixo.

Para anéis internos, o alicate precisa fechar o anel, logo abrirá

como qualquer alicate convencional quando for acionado.

Chaves de fenda/Phillips: as chaves de fenda possuem vários

comprimentos, para facilitar o manuseio. A sua extremidade possui

o formato adequado para encaixar na fenda da cabeça de um

parafuso: sua largura deve ser igual ao diâmetro da cabeça do

mesmo e sua espessura suficiente para o ajuste, com pequena folga.

Quanto melhor for esta ajustagem da chave sobre a fenda da cabeça

do parafuso, tanto mais fácil será acioná-la, para atarrachar ou

desatarrachar o parafuso sem grande esforço para a mão.

A principal vantagem das chaves tipo Philips é a de possuírem maior

área de contato com a fenda do parafuso, que também tem o

formato de uma estrela. Este aumento de área permite a aplicação

de maiores torques, de maneira confortável para as mãos.

Chave Allen: é uma chave bastante usada em montagens. Do

mesmo modo como ocorre com as chaves de fenda e Philips, tanto

maior for a área de contato entre a ferramenta e o parafuso a ser

acionado, tanto mais eficiente será a chave. No caso, é preciso

entender a eficiência como facilidade do operador de retirar ou

colocar parafusos com razoável torque (Figura 6).

A chave Allen oferece a vantagem da maior área de contato do

sextavado de suas extremidades, comparado ao perfil retangular da

chave de fenda e também ao da estrela da chave Philips.

Figura 4: Alicates de bico para anéiselásticos

Figura 5: Chaves de fenda e philips


15

Outro aspecto é o de sua geometria em forma de L, que proporciona

maior firmeza para a mão que a aciona e maior braço de alavanca,

ou seja, distância do ponto de aplicação da força ao eixo de

rotação do parafuso.

Uma chave Allen deve ser escolhida pela medição da distância entre

as faces do sextavado no interior da cabeça de um parafuso tipo

Allen. Este valor definirá o seu tamanho.

Saca-polias: trata-se de um dispositivo usado para extrair polias ou

rolamentos que estejam montados com interferência (folga negativa).

Mas se a polia tem um furo, e este está montado sobre um eixo, não

seria o caso de apenas puxar a polia com as mãos?

Certamente, a resposta é não. Isto acontece porque geralmente

existe um ajuste* entre furos e eixos, que exige uma determinada

folga máxima entre ambos. Estamos falando aqui de décimos e até

de centésimos de milímetros.

Ora, com folgas tão pequenas, o atrito entre as superfícies dificulta

bastante a desmontagem e causa um problema conhecido como

“enjambração”. Se o eixo enjambra no furo, significa que qualquer

desalinhamento entre um e outro, por menor que seja, provoca um

travamento do conjunto. Esse travamento, dependendo do seu grau,

pode ser solucionado com o uso de um macete.

Observação: cabe lembrar que, apesar do nome, um saca-polias

também extrai rolamentos (veja figura 7) e que uma polia pode ser

também desmontada com outros recursos (ver figura 8):

Chave de impacto: é uma chave de concepção bastante

interessante. Baseia-se no princípio do passo da rosca, da seguinte

forma: possui uma de suas extremidades especialmente desenhada

para sofrer impactos. No seu corpo há uma rosca externa

trabalhando sobre outra interna, tal qual um sistema

porca/parafuso e na outra extremidade há uma ponta tipo Phillips.

Figura 6: Chave tipo Allen

Figura 7: saca-polias

Figura 8: Desmontagem de um rolamento


16

Mas como funciona uma ferramenta como esta? A grande idéia do

seu projeto está no passo da rosca no seu interior.

O passo de uma rosca, como será definido novamente no item 1.2,

corresponde à distância que uma porca percorre sobre o parafuso

se lhe dermos uma volta completa.

Ora, e o que acontece se construirmos um sistema porca/parafuso,

ou rosca interna/externa, com um passo bastante grande? O

resultado será que, para um pequeno deslocamento axial (ao longo

do comprimento do parafuso), que se dê na porca, o parafuso

girará bastante. E como é dado este deslocamento axial?

Quando damos um impacto na extremidade da chave!

O que acontece normalmente com parafusos e porcas é que giramos

um ou outro primeiro e depois observamos o resultado do avanço

axial. No caso de uma chave de impacto, você dá a pancada e o

efeito é o giro da outra extremidade para apertar ou desapertar,

com impulsão, um parafuso qualquer que esteja montado com

aperto razoável.

Chaves de boca: são as chaves para porcas e parafusos, de

cabeça sextavada, mais comuns em oficinas. Fornecidas em

conjuntos que atendem a medidas em polegadas e também em

milímetros, estas chaves devem ser escolhidas através de um número

que indica a menor dimensão do sextavado. Por exemplo, ao

medirmos a porca com um paquímetro, encontramos o valor de 13

mm. Deverá, então, ser escolhida a chave de boca de 6 mm,

estando este valor no corpo da própria chave.

As chaves de boca geralmente possuem um lado aberto para ser

usado quando há dificuldade de acesso ao parafuso ou porca, e um

lado fechado, de igual dimensão, que possibilita melhor torque.

Chaves de soquete: são chaves que são fornecidas em estojos,

possuindo um corpo básico que permite um manuseio ergonômico*

, torque mais eficiente devido ao tamanho da própria chave e, em

suas extremidades, soquetes intercambiáveis com vários tamanhos.

Os soquetes podem ser trocados através um ligeira pressão aplicada

para retirá-los.


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TAREFA EM LABORATÓRIO

a) fixações c/ parafusos, porcas e arruelas

b) fixações c/ pinos, anéis elásticos e chavetas

Parafusos, porcas e arruelas: os parafusos são elementos de

máquinas que podem ser usados tanto para fixação como para

transmissão. No exemplo do saca-polias vemos um caso de

transmissão de força.

Os parafusos constituem-se de um corpo e de um acionamento e

podem possuir ou não uma cabeça.

Corpo: é onde está a rosca, a qual pode ser total ou parcial.

Acionamento: é a parte do parafuso onde se encaixa a

ferramenta que o acionará. Pode ser do tipo sextavado, c/

cabeça cilíndrica e sextavado interno (p/chave allen) e sem

cabeça e com sextavado interno.

Filete de rosca: é a espiral que está “enrolada” ao longo do

corpo do parafuso. Pode ser imaginada como um fio de espaghetti

montado sobre uma barra cilíndrica que é o corpo do parafuso.

A principal vantagem das uniões por parafusos é a facilidade

de desmontagem.

Um dos problemas mais comuns em uniões aparafusadas é o

espanamento da rosca, ou seja, o filete da rosca falha por

cisalhamento (escorregamento entre planos) e “descola” da

superfície cilíndrica do corpo do parafuso.

Passo de uma rosca: medida (c/ um paquímetro) da distância entre

dois filetes consecutivos de uma rosca com uma entrada. Também

pode ser entendido como a distância axial percorrida por uma

porca sobre um parafuso, após um giro completo de 360 º sobre o

mesmo.

Figura 9: Parafuso

Figura 10: Parafuso

Figura 11: rosca


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Perfis de roscas: se fizermos um corte longitudinal no corpo de

um parafuso e observarmos os filetes, veremos o que se chama de

perfil da rosca. Em outras palavras, ficará definida a sua forma

geométrica , que pode ser triangular, trapezoidal, circular, dente-de-

serra ou quadrada.

Cada um desses perfis atende a uma determinada aplicação de

maneira mais eficiente, seja ela de vedação, transmissão de

movimento, transporte, etc.

Arruelas: são elementos intermediários entre o parafuso e a união

e têm funções específicas.

Arruelas lisas- funcionam como uma espécie de travesseiro para

a cabeça do parafuso e para a porca. O objetivo é proporcionar um

aumento da área de contato entre estes elementos e as superfícies

da união, diminuindo assim os esforços sobre as mesmas. Evitam-se

desta forma mordeduras e amassamentos.

Para otimizar este efeito, utilizam-se materiais macios para estas

arruelas.

Arruelas de pressão: funcionam como pequenas molas de

compressão entre parafuso e peça. Quanto maior o aperto dado no

parafuso, tanto maior será a força para comprimir a arruela. O

resultado é que o parafuso ficará tracionado e este esforço será

transmitido para os filetes, aumentando o atrito entre as roscas do

parafuso e do furo.

Este recurso é usado quando existem vibrações e é necessário

aumentar a eficiência de fixação, de tal forma que o parafuso não

se afrouxará com as trepidações.

Para satisfazer esta função, é necessário que a arruela de pressão

seja construída com materiais resistentes, denominados “aço mola”.

A figura 14 ilustra exemplos de arruelas de pressão :

Figura 12: união aparafusada


19

Pinos: são elementos metálicos que podem ser cilíndricos ou

cônicos, maciços ou ocos.

Figura 13: arruela Figura 14: arruela

Figura 15: arruela Figura 16: arruela

Figura 17: arruela

Figura 18: união Figura 19: união


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Pino guia: procure acompanhar a montagem de uma tampa de

máquina ou outro componente mecânico que possua um grande

numero de furações para parafusos. Se a peça for pesada, e uma

talha ou até mesmo uma ponte-rolante for necessária para o seu

manuseio, ficará bastante complicado assentar a peça no lugar e

manter alinhados todos os furos de tal forma que os parafusos sejam

facilmente montados.

Para peças relativamente leves, é comum que, na falta dos elementos

de guia, o montador recorra a um macete (martelo de borracha ou

alumínio), ou a uma barra de material macio, como bronze ou latão.

Como já foi mencionado no item martelos, uma peça pode precisar

de uma “pancadinha” para chegar no lugar certo. E esta pancada

não pode ser dada por uma ferramenta que deixe marcas ou

danifique sua superfície.

Com pinos-guia, esta tampa ou qualquer outro componente que seja

pesado e que tenha muitos detalhes que devam se encaixar

perfeitamente, só poderá ser montado se os pinos e seus furos

correspondentes se encontrarem e se encaixarem corretamente.

Quando isso acontece, significa que as peças estão juntas e também

devidamente alinhadas. Muitas vezes tal alinhamento tem que ser

preciso e, para tanto, os pinos-guia são usinados com precisão,

tratados termicamente e retificados para resistirem ao desgaste

gerado pelo seu contato por deslizamento com os furos, durante os

encaixes de montagem, que podem ser freqüentes.

Assim, furos e pinos-guia são fabricados com tolerâncias apertadas

para garantir ajustes com folgas mínimas (adequadas) e, portanto,

montagens corretas.

Pinos cônicos: são elementos com características equivalentes aos

anteriores, só que têm a função de garantir que as peças unidas não

se desloquem uma em relação à outra após a montagem. Pequenos

deslocamentos por vibrações não podem ser evitados mesmo com

arruelas de pressão e parafusos bem fabricados.

O pino cônico, por sua geometria, enrijece a união tanto mais bem

apertado e ajustado esteja.

Figura 21: pino

Figura 22: pino

Figura 23: pino

Figura 24: pino

Figura 25: pino

Figura 26: pino

Figura 27: pino


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Anéis elásticos: o seu nome reproduz bem a função. Estes

elementos têm a forma de anéis e funcionam como elásticos.

As figuras mostram algumas de suas aplicações. Sempre que se

deseja que um elemento montado sobre um eixo, ou mesmo o próprio

eixo, não se desloque axialmente, empregam-se anéis elásticos.

Eles são alojados numa ranhura ou canal usinado no eixo (anéis

externos) e em alguns casos no mancal (anéis internos). Como são

fabricados também a partir de aços do tipo mola, são necessárias

ferramentas especiais para a sua montagem. Para que sejam alojados

nestas ranhuras precisam ser abertos com pressão, com o auxílio de

alicates especiais, sendo em seguida encaixados nas mesmas. Os

alicates possuem mordentes com pontas finas, as quais se adaptam

aos orifícios nas extremidades dos anéis. Os anéis internos precisam

ser fechados para serem alojados nas ranhuras dos mancais.

Chavetas: quando uma engrenagem ou polia é montada sobre um

eixo e gira sobre o mesmo livremente, diz-se, em chão de fábrica, que

ela está “louca”.

Uma montagem deste tipo não tem utilidade alguma, a não ser que

seja um brinquedo que deva simplesmente girar.

Polias e engrenagens devem poder transmitir rotação e torque* para

os eixos sobre os quais estão montadas.

Para que haja esta união entre as duas partes, há várias técnicas

possíveis: montagem prensada, uso de estrias, parafusos de

travamento radiais, roscas e finalmente com chavetas.

As figuras 32 e 33 ilustram o seu uso. São necessários dois canais, um

no eixo e outro no furo, para que a chaveta trabalhe bem no meio.

Ela é um elemento que deve resistir ao cisalhamento.

Figura 28

Figura 29

Figura 30

Figura 31

Figura 32

Figura 33


22

Aqui cabe uma pergunta interessante: se uma polia for montada

somente com chaveta, ou somente com anel elástico, o que acontecerá?

a) Somente com chaveta: o torque será transmitido mas, com o uso,

as vibrações acabarão deslocando a polia sobre o eixo, fazendo

com que ela “escorregue” e acabe desencaixando da chaveta, ou

até mesmo caindo do eixo.

b) Somente com anel elástico: se a polia for montada com uma

folga muito pequena sobre o eixo, haverá um certo atrito suficiente

para que ela não gire “louca” sobre o mesmo. Poderá até funcionar

para cargas muita baixas, como se estivesse com chaveta.

Portanto, a polia não escorregará do eixo, pois terá como limitador

o anel elástico, mas também não cumprirá devidamente a função de

transmitir potência.

1.2 ELEMENTOS DE APOIO PARA EIXOS E ÁRVORES/MANCAIS, ROLAMENTOS/ LUBRIFICAÇÃO/ FLUIDOSLUBRIFICANTES/ ELEMENTOS DE VEDAÇÃO

Morsa: dispositivo usado para a fixação de peças nas quais se

queira fazer algum serviço de montagem, ajuste, lixamento, etc. A

força aplicada sobre uma morsa deve ser apenas suficiente para

bem fixar o objeto com o qual se trabalhará. Nas morsas hidráulicas

a pressão do óleo deve ser controlada para que não haja

esmagamento da peça.

Prensa: quando é preciso exercer uma grande força sobre duas

peças, geralmente para montá-las, usa-se uma prensa, a qual,

assim como a morsa, também pode ser de acionamento mecânico

ou hidráulico.

MANCAIS: os eixos que devem trabalhar com rotação precisam de

pontos de apoio dentro da máquina, os quais suportam o peso

próprio do eixo e também as cargas mecânicas que venham a atuar

sobre o mesmo.

Figura 34: morsa

Figura 35: Prensa


23

Mancais de deslizamento: quando o carregamento sobre os

mancais é elevado, e as rotações relativamente baixas, são

empregados os mancais de deslizamento. Esta denominação significa

que não será utilizado o princípio do rolamento (como será estudado

adiante), mas o de movimento relativo entre as superfícies da espiga

do eixo e de uma bucha.

Nessas situações, o custo total do mancal é mais baixo pois as buchas

são de material macio e de fabricação barata (latão ou bronze).

Qual é o papel do elemento bucha?

Ela permitirá um deslizamento mais suave, com baixo atrito e,

principalmente, manutenção fácil. Por ser um material macio, ela se

gastará antes mesmo do eixo ou do furo do apoio (mancal em si). Ou

seja, em condições normais de uso e no tempo adequado, não

ocorrerão danos ao eixo (fabricação cara), ou ao furo (carcaça da

máquina), bastando a troca de uma simples bucha de latão.

Mancais de rolamento: as principais vantagens dos rolamentos

são seu baixo atrito e fácil manutenção, uma vez que eles se

desgastam em lugar dos eixos e buchas nos mancais de deslizamento.

Quando são requeridas altas velocidades, e até médias cargas, os

mancais de rolamento são preferíveis aos de deslizamento.

Os rolamentos se diferenciam, entre outros fatores, pelo tipo de

elementos que utilizam: esféricos, cônicos, cilíndricos e tipo agulha.

Quanto ao anéis, o externo é montado com interferência (sem folga)

no furo do mancal, enquanto o interno é montado da mesma forma

sobre o eixo.

Este tipo de montagem significa que uma peça não é facilmente

encaixada dentro da outra, demandando, em alguns casos, o uso de

uma prensa, pois a intervenção do montador não é suficiente. Como

resultado, os anéis ficam rigidamente montados, não permitindo

movimento relativo entre anel/furo ou anel/eixo.

Figura 36: mancal

Figura 37: mancal

Figura 38: rolamentos

Figura 39: rolamento


24

Isto é necessário para que todo o atrito gerado pela rotação do

eixo no mancal fique por conta dos elementos rolantes “dentro

do rolamento”.

A engenharia de todo rolamento consiste exatamente na fabricação

precisa dos seus componentes internos, visando sempre menos atrito

e, conseqüentemente, menos desgaste. Para tanto, os elementos

rolantes são tratados termicamente para apresentarem elevada

dureza superficial e resistirem ao desgaste por rolagem.

MONTAGEM:

a) Rolamentos auto-compensadores: permitem pequenos

desalinhamentos entre eixo e mancal, principalmente provocados

por montagens com dificuldades de acesso, peso ou geometria.

O anel externo pode deslocar-se angularmente em relação ao

interno e até desmontar-se. Assim, é necessário, inicialmente,

separar anéis, elementos e espaçador.

O anel interno é aquecido em forno, ou cuidadosamente com

maçarico, para que se dilate e possa ser montado, facilmente, sobre

a espiga* do eixo. A montagem é feita com as mãos protegidas por

luvas de couro.

Em seguida, o espaçador é recolocado sobre o anel interno e os

elementos rolantes colocados, um a um, nos espaços

correspondentes do mesmo. É necessária uma ligeira pressão

manual para esta etapa.

A montagem dos anéis externos pode ser feita com o auxílio da

prensa, ou manualmente (como para o anel interno), se houver

meios de resfriar o anel para que seu diâmetro diminua por

contração térmica.

Figura 40: rolamento


25

Lubrificação

Escorregar num piso encerado, deixar escapar o sabonete das mãos

durante o banho, ou pingar umas gotas de óleo na corrente de uma

bicicleta “seca”. O interessante, nesses exemplos, é que nem sempre

é preciso reduzir o atrito. Por vezes, é imprescindível que não haja

lubrificação (pisos anti-derrapantes). O atrito depende dos materiais

em contato, da qualidade de suas superfícies e das forças aplicadas

sobre o conjunto.

A equação para a força de atrito ajuda a esclarecer esta questão:

O coeficiente depende do material e do acabamento da

superfície. A carga aplicada pode ser o peso de quem calça o

sapato que escorrega no piso, ou do eixo apoiado sobre mancais e

carregado com engrenagens e polias para “piorar a situação”.

Mas o que é o atrito?

É o resultado do movimento entre duas superfícies que estejam

em contato.

Quem observar essas superfícies no microscópio, verá que existem

asperezas muito pequenas, chamadas de rugosidade. A aspereza é

visível e é possível, inclusive, senti-la com os dedos.

Mas até a superfície mais bem polida possui irregularidades

invisíveis, pois nenhum processo de fabricação é perfeito.

Trabalhando com números para compreender melhor, as asperezas

são medidas em décimos de milímetros, e as rugosidades em

centésimos, milésimos de milímetros e até menos.


26

Imagine então o resultado do “esfregamento” de milhões de picos de

micro-asperezas entre si. Agora fica mais fácil entender porque é

necessário exercer uma força F (da equação) para vencer o atrito. E

também porque as suas principais consequências são o calor e o

desgaste (arrancamento dos picos de rugosidades).

Portanto, lubrificar significa diminuir e, em alguns casos, eliminar

este contato. Como será possível eliminar? Pense um pouco sobre

uma possível solução. Voltaremos ao assunto mais tarde.

Óleos

Quando lubrificamos com óleo, forma-se uma película entre as

superfícies em movimento e deixa de ocorrer o chamado contato

“metal/metal”. Esta película, denominada tecnicamente de filme

lubrificante, preenche todos os espaços, inclusive penetrando

milimetricamente nas rugosidades, e possibilita um deslizamento

mais suave e sem desgaste. Por isto, é necessário menos força, e

ocorre menor aquecimento e desgaste.

Assim, é preciso um esforço mínimo para manter em funcionamento

um eixo lubrificado. Passa a haver um movimento entre as camadas

do filme lubrificante, fazendo com que deslizem umas sobre as

outras e, curiosamente, também gerando calor, e não desgaste.

Por este motivo, dependendo da carga sobre o mancal e da rotação

utilizada na máquina, ocorre aquecimento do óleo lubrificante e

pode ser até utilizado um sistema de resfriamento para aumentar a

vida do mesmo. Lembremo-nos de que o aquecimento acelera as

reações químicas, principalmente as de oxidação. Ora, todo fluido

lubrificante possui determinadas propriedades que o recomendam

para este ou aquele uso específico. Enquanto estas propriedades

forem mantidas em níveis satisfatórios, o fluido atenderá ao uso.

Depois de um certo tempo, esta condição não será mais atendida e

ele não poderá mais ser usado. Neste ponto, o óleo chegou ao final

de sua vida útil, a qual geralmente é medida em horas de

funcionamento da máquina.


27

Graxas

A graxa não escorre facilmente; ela adere, fica presa à superfície.

Esta é exatamente a sua utilidade: manter-se no lugar onde foi

colocada e garantir poucas perdas por escorrimento.

√Aditivos - visando melhorar sempre suas especificações e prolongar a vida de um óleo lubrificante, os químicos pesquisamconstantemente o uso de substâncias que as mantenham por mais tempo e, se possível, melhorem suas especificações. Há vários tipos de aditivos: anti-espumante, anti-oxidante, anti-congelante, para extrema pressão, anti-chama, detergentes, etc.Vejamos suas utilidades.

√Anti-espumante - quando o óleo é usado dentro de um circuito hidráulico, ele é agitado quando passa pela bomba hidráulica, o que facilita a sua mistura com o ar ambiente, gerando bolhas. Ora, a espuma nada mais é que o ar contidodentro de um fluido sob a forma de bolhas. O problema é que, se este efeito aumentar, diminuirá a eficiência de lubrificação do óleo e até mesmo a bomba não funcionará com o mesmo rendimento.

√Anti-oxidante - contribui para que o óleo resista ao aumento

de temperatura sem que reaja com o oxigênio do ar com a

mesma velocidade que ocorre sem o aditivo.

√Anti-congelante - talvez seja difícil imaginar que o óleo da

máquina chegou a congelar porque vivemos num país

essencialmente tropical e quente. Mas, se pensarmos em lugares

onde são comuns temperaturas negativas, perceberemos que, se

a água congela nas torneiras, como vemos nos noticiários, por

que o óleo não poderá congelar dentro de um equipamento?

Mas como ele age exatamente? Reduzindo a temperatura de

congelamento do fluido lubrificante. Exemplo: se o óleo sem o

aditivo congela a -5o. C, então o aditivo fará com que congele

somente a -150C, o que é uma vantagem!


28

√Para extrema pressão (EP): para entendermos bem este conceito, vejamos inicialmente o que é “ruptura do filme lubrificante”.

Já estudamos que o filme de fluido deve evitar o contato entre as

superfícies que estão em movimento na máquina, afinal os picos de

rugosidades não devem, dentro do possível, se tocar. Mas se a

carga na máquina se elevar além de certos limites, a viscosidade e

tensão superficial do filme fluido não irão suportar toda e qualquer

condição. Poderá ocorrer, então, um rompimento deste filme e, a

partir de um determinado instante, passará a haver novamente o

indesejado contato “metal/metal”.

Qual é o papel do aditivo EP? Criar condições para que as

moléculas do fluido mantenham a sua coesão e, portanto, não se

rompam tão facilmente naquelas condições extremas de

funcionamento do mancal da máquina.

√Anti-chama - aumenta a temperatura na qual o fluido normalmente entraria em combustão. A máquina poderá trabalhar naquela temperatura sem riscos de incêndio do óleo.

√Detergente: um dos grandes problemas dos circuitos hidráulicos é o da contaminação por partículas de sujeira.Elas podem causar entupimentos, arranhões nas superfíciesque se movimentam entre si com ajustes precisos (folgas muito pequenas) e mau funcionamento de válvulas hidráulicas e outros dispositivos.

O que se faz para diminuir o seu efeito é reuni-las em grupos

maiores, como quando a sujeira em casa é varrida e juntada num

canto para facilitar o seu recolhimento. Acontece que, quando elas

formam estes aglomerados de partículas, a sua massa aumenta e

fica mais fácil evitar que circulem pela máquina, pois tenderão a

precipitar no fundo do reservatório de óleo por ação de seu peso.

Os detergentes auxiliam esta aglomeração de partículas de sujeira.

√Tipos de sistemas de lubrificação: lubrificar é, portanto,

reduzir o atrito através de fluidos especialmente escolhidos. Mas de

que forma é possível levar o fluido nos locais desejados? É o que

será visto a seguir.


29

√Lubrificação hidrodinâmica - é o que chamamos, de

forma tradicional, de lubrificar. O óleo é colocado manualmente

sobre o local desejado através de recipientes denominados

almotolias. O acesso ao interior do mancal se dá por ação da

gravidade (escorrimento).

Outra forma empregada é pelo uso de Carters, que funcionam como

reservatórios, dentro dos quais fica parcialmente imerso um eixo

tipo virabrequim. A lubrificação se dá, parte pelo contato direto do

eixo com o óleo, que deve estar no nível apropriado, e parte por

respingo. Assim, a própria rotação do virabrequim ajuda a espalhá-

lo em todas as direções.

O que quer dizer “hidrodinâmica”?

Significa que, nestes casos, o óleo só atingirá todos os pontos

necessários das superfícies se houver movimento. Do contrário, o

fluido ficará simplesmente depositado no fundo do mancal ou do

Carter, sendo levado progressivamente por arrastamento ou

respingo, somente quando a máquina for acionada.

Estes sistemas são claramente mais baratos, entretanto não

permitem uma utilização imediata do equipamento a plena carga,

pois torna-se necessário esperar pela completa lubrificação das

superfícies em movimento relativo.

√Lubrificação hidrostática: determinadas máquinas

possuem um botão para acionar o sistema hidráulico. Só depois

de acionado o sistema, o motor principal pode ser ligado e a

máquina funcionará normalmente. Quando há vários mancais,

planos e circulares, para serem atendidos em toda a máquina,

utiliza-se um sistema hidráulico especial para a lubrificação.

Figura 41: lubrificação

Figura 41: lubrificação


30

Assim, ninguém precisará gotejar óleo em parte alguma porque isto

será feito automaticamente e com pressão. Estando a

bomba deste sistema acionada, o fluido lubrificante será conduzido

a todos os pontos necessários e, além disto, não será gotejado, mas

injetado.

Isto significa que não será necessária a rotação de um eixo para

haver o espalhamento sobre as superfícies. A entrada do óleo sob

pressão no mancal produz o efeito de manter todos os seus pontos

bem atendidos.

Vantagens – Lubrificação rápida, eficiente e bem feita.Desvantagens – Custos de aquisição da máquina e de suamanutenção.

√Mancais aerostáticos: o fluido utilizado para manter as superfícies em movimento separadas é o ar comprimido. Este sistema exige uma usinagem perfeita das superfícies, para que a folga mantida seja mínima, e o fluxo de ar seja constante e o mais homogêneo possível. Tais fatores encarecem a fabricação destes mancais, mas por outro lado, o fluido utilizado é grátis!

Outra importante característica é o seu uso em equipamentos que

não podem ser contaminados por substâncias químicas contidas nos

óleos ou ainda onde não podem haver riscos de combustão.

Exemplo: alimentos e medicamentos.

√Mancais magnéticos: se é criado um campo magnético, através de um poderoso eletroímã, e mantidos eixo e mancal, ambos com a mesma polaridade, então haverá forte repulsão entre eles. Em outras palavras, o eixo ficará em suspensão magnética sobre o furo do mancal e, se o campo magnético for suficientemente forte, as superfícies não se tocarão.

Sem ruptura de filme lubrificante, contaminação ou oxidação, nem

vazamentos. Altas ou baixas temperaturas também não serão

fatores de risco para manutenção de lubrificantes.

Esta é uma ótima opção de mancalização, mas aparecem os fatores

custo de aquisição, volume ocupado pelo eletroímã, que será tanto

maior quanto maior for a necessidade de carga e, finalmente,

qualquer falha eletroeletrônica e o eixo simplesmente desabará

sobre o mancal!


31

Retentores e selos mecânicos

Agora que estudamos conceitos como atrito, lubrificação e

mancalização, surge uma questão curiosa: como fazer para manter

o lubrificante dentro do mancal livre de contaminações e,

principalmente, manter o mancal estanque?

A estanqueidade está ligada à vedação. Um mancal será estanque se

possuir boa capacidade de evitar vazamentos externos ou internos.

1.3 TIPOS DE VEDAÇÃO

Podemos classificar as vedações quanto à posição relativa de cada

componente e ao tipo de contato.

Posição relativa: tomemos a tampa de um motor, devidamente fixada

sobre o bloco e o pistão no interior do mesmo.

No primeiro caso, não há movimento relativo entre a tampa e o bloco,

até mesmo porque um elemento é aparafusado ao outro para não

haver perda de pressão ou de óleo. No segundo caso, há movimento

relativo pois o pistão trabalha deslizando dentro da camisa do cilindro

e, mesmo nestas condições, deve manter os ambientes de câmara de

combustão e do Carter devidamente vedados.

Tipo de contato: entre a tampa e o Carter, existe uma junta que é,

inclusive, trocada, periodicamente, segundo o recomendado pelos

fabricantes para as revisões. Entre o pistão e a camisa do cilindro,

existem os anéis de raspagem e de pressão.

Mas, se observarmos as válvulas de admissão e de descarga, veremos

que fazem contato direto com as sedes (onde se apóiam quando estão

fechadas) de válvulas, não havendo elementos intermediários

para auxiliar na vedação.

Figura 43: vedação


32

Muitas vezes a vedação requer atenção aos seguintes aspectos:

√Temperatura: no caso de se trabalhar em ambiente com temperatura muito elevada, a vedação torna-se mais difícil;

√Acabamento das peças: uma boa vedação requer bom acabamento das superfícies a serem vedadas;

√Pressão: quanto mais elevada a pressão do fluido, tanto maior seráa possibilidade de escapamento, ou seja, a vedação torna-se mais difícil;

√Estado físico: os fluidos líquidos são mais fáceis de serem vedados dos que os fluidos em estado gasoso.

Portanto, os elementos de vedação de máquinas devem ser adequados

a esses aspectos, para evitar riscos de escapamento e acidentes.

Tipos de vedação direta para junções fixas

Vedação em ogiva, para baixas pressões – a vedação ocorre em uma

superfície tronco-cônica com esfera

Vedação em faca, para médias pressões – efetuada mediante a

aproximação de uma coroa circular a um plano

Vedação cônica, para altas pressões – é o melhor tipo de vedação.

Ela se efetua entre duas superfícies cônicas quem tenham a mesma

conicidade (condição para bom encaixe), conforme fig.43

Figura 44

Figura 45

Figura 46


33

Vedação de junções fixas com elementos intermediários - neste tipo de

vedação são usadas guarnições. Guarnições são peças flexíveis

colocadas entre duas superfícies rígidas, geralmente planas. Desta

forma, as guarnições impedem a passagem ou vazamento de fluidos.

As guarnições podem ser feitas de borracha, cobre, cortiça ou

amianto, e podem ter formatos variados: chatos, perfilados,

revestidos, etc. A vedação com elementos intermediários tem a

vantagem de ser feita com mais facilidade do que a vedação direta.

Enquanto que, na vedação direta, é necessária uma manufatura

(usinagem) precisa das superfícies, com o uso de guarnições, basta

uma simples pressão para moldar a guarnição entre as superfícies

a serem vedadas.

1.4. CORREIAS TRAPEZOIDAIS, DENTADAS, MOLAS DETRAÇÃO E COMPRESSÃO

CORREIAS são elementos mecânicos utilizados para transmissão

de potência entre eixos que não sejam colineares, ou seja, não

estejam alinhados, mas paralelos.

Características: são flexíveis, de baixo custo, e não são tão ruidosas

como as correntes. A sua escolha correta, por meio de um catálogo,

deve ser, principalmente, guiada pelo conhecimento prévio da

potência a ser transmitida. Por esta razão, vemos máquinas

montadas com uma ou mais polias: se o número de correias não for

suficiente para um determinado caso, surgirão problemas do tipo

patinação (escorregamento) da correia sobre o canal da polia ou

até falha precoce através de fissuras e rompimento.

Procure reparar que as correias trabalham ora extendidas, ora

dobradas sobre as polias. Este constante dobra/estica será tanto

mais frequente quanto a rotação utilizada e provocará um tipo de

falha mecânica conhecido por fadiga.

fadiga ocorre sempre que existem tensões alternadas.

Figura 47:exemplos de guarnições


34

Vamos pensar num exemplo bem comum. Como fazemos paraquebrar um arame fino usando apenas as mãos? Dobramos paraum lado e para o outro, continuamente, até que comecem aaparecer pequenas rachaduras na região de dobramento e,finalmente, o arame se rompa. Quando dobramos para baixo, aparte de cima de sua superfície fica tracionada, enquanto a debaixo se comprime. Quando invertemos o processo, dobrando oarame para cima, o lado que estava tracionado, anteriormente,passa a ficar comprimido e o outro lado também se inverte.

Quando uma peça qualquer, flexível ou não, é submetida a esforçosalternados, dizemos que está sob fadiga e certamente irá romper maisdepressa do que se estes mesmos esforços não fossem alternados.

Se temos esforços que mudam ao longo do tempo, o carregamentoé chamado dinâmico. Se não variar ao longo do tempo ochamamos de estático.

As cargas dinâmicas merecem sempre mais atenção que asestáticas, se fixarmos um mesmo valor para ambas.

Agora podemos entender melhor porque as correias possuem reforçosde aço na região que sofre tração e ranhuras estrategicamenteposicionadas na parte “de dentro”, onde ocorre a compressão.

Os fios de aço resistem bem à tração e às ranhuras e, por sua vez,facilitam o dobramento sem enrugamento.

Correias planas e trapezoidais

As correias planas têm secção transversal retangular e são apoiadassobre polias, também planas.

As correias trapezoidais têm este nome porque a sua secçãotransversal possui o perfil de um trapézio. A principal vantagem na área de apoio da correia sobre a polia.

As polias para correias trapezoidais possuem canais com a mesmaforma para permitir um apoio adequado. Apesar do fundo dacorreia não encostar na polia, os lados do trapézio o fazem, e demaneira mais eficaz do que no caso das correias planas. Assimsendo, com mais área de contato, teremos mais força de atrito entrecorreia e polia, permitindo maior transmissão de potência, sem quehaja patinação.

Figura 48:polia

Figura 49:polia


35

DETALHES DE MONTAGEM: alguns cuidados devem ser tomados

antes de uma montagem deste tipo. Inicialmente, como já foi

comentado, devem ser escolhidas tantas correias quantas forem

necessárias para transmitir a potência requerida com folga. Isto quer

dizer, que se precisarmos transmitir 15 CV e temos correias de 3 CV

cada, não seríamos muito prudentes comprando apenas cinco

correias. Levando em consideração as perdas naturais de um sistema

de transmissão, expressas através do rendimento mecânico (dado

fornecido pelos catálogos), o resultado seria algo em torno de seis

correias. Desta forma, seria obtido um coeficiente de segurança de 1,2

. Dito de outra maneira, teríamos 20% de potência acima do desejado.

Tal procedimento é pratica comum em qualquer cálculo técnico.

Em seguida, os catálogos também chamam a atenção para o raio

mínimo de dobramento. Se usarmos uma polia inadequada para a

correia, por exemplo, com o diâmetro menor que o recomendado, os

esforços de tração já mencionados poderão aumentar muito e a

correia falhará por fadiga bem antes do esperado.

Você já observou o tamanho daqueles carretéis usados para

transportar cabos para telefonia? Quanto maior o diâmetro do

componente, seja ele um cabo, um conduíte, fio, corda, ou a secção

transversal das correias que estudamos, igualmente maior deverá ser

o diâmetro do carretel de transporte ou da polia, respectivamente.

Ajuste de tensão: toda correia deve trabalhar com uma determinada

tensão, indicada pelos fabricantes. Se a tensão de trabalho estiver

acima deste valor, haverá atrito excessivo com as polias e esforços

elevados de tração, tanto na correia como nos eixos porta-polia. Os

resultados serão vida reduzida da transmissão e, inclusive, colapso

de elementos.

Por outro lado, uma correia com tensão insuficiente certamente

“patinará” sobre a polia e não transmitirá adequadamente a

potência. Devido a este escorregamento, ocorrerá igualmente

desgaste prematuro da correia.

A tensão correta é obtida através do maior ou menor afastamento

entre os eixos das polias e envolve, geralmente, o afrouxamento de

uma porca ou parafuso para deslocamento do eixo móvel.


36

Como saber se a tensão aplicada é suficiente?

Pela verificação do deslocamento máximo obtido quando se aplica

uma carga sobre a correia a meia distância entre as polias. Esta

flecha máxima está relacionada à tensão na correia. Quanto maior

esta flecha, menor será a tensão. Os catálogos normalmente

informam este valor em milímetros.

Por outro lado, estes elementos são flexíveis e cedem com o tempo

de uso, devendo ser novamente tensionados para recuperar o

rendimento da transmissão.

Para tanto, são utilizados parafusos que permitem aumentar a

distância entre as polias. Observe como isto é feito num automóvel

para tracionar a correia do alternador.

Correias dentadas

Pode acontecer que tenhamos demanda de torque e não

possamos contar com tantas correias, até porque o bom

aproveitamento volumétrico de uma máquina é de fundamental

importância: seria estranho colocar tantas correias umas ao lado

das outras que o conjunto pareceria uma correia de transporte,

ficando com largura desproporcional.

Nestes casos, devemos usar uma correia dentada. Como mostra a

figura seguinte, deixamos de contar apenas com o puro atrito entre

as superfícies das correias planas e trapezoidais e passamos a ter

um engrenamento entre os dentes internos da correia e aqueles da

roda dentada (polia com dentes).

Nestas montagens não apenas inviabiliza-se a indesejável

patinação, como também permite-se que haja uma sincronização

entre a polia motriz (do motor) e conduzida (do eixo a ser acionado).

Exemplo bem conhecido de sincronização é o caso do virabrequim

e do comando de válvulas em motores à explosão, pois se não fosse

uma correia dentada, as válvulas abririam sempre atrasadas devido

ao escorregamento.

Figura 50


37

1.5 MOLAS

Molas são elementos mecânicos que armazenam energia potencialelástica, tal como uma pilha armazena energia química. Isso acontececom uma mola sempre que seu comprimento é alterado por umaagente externo (força). Tal energia pode ser recuperada a qualquerinstante desde que seu comprimento retorne à condição original.

As molas são classificadas pela forma, ou segundo o modo comoresistem aos esforços.

Em sua forma geométrica, as molas podem ser helicoidais (forma dehélice) e planas.

Além destas características, devem também atender à Lei de Hookepara molas:

Como isto funciona? Quando escolhemos uma determinada mola,tal como qualquer outro componente mecânico, é necessárioconhecermos os parâmetros que diferenciam os vários elementosdentro de uma mesma família. Um dos parâmetros talvez menosóbvios para selecionarmos molas é a sua constante elástica.

A equação nos informa que, para variarmos o comprimento de umamola de um tamanho x, será necessário carregá-la com uma forçaque será k vezes maior que este tamanho. Devemos lembrar queuma mola, para ser mantida neste estado, reagirá sempre com umaforça de dimensões kx, ou seja, se o carregamento for retirado,cessará a variação no seu tamanho.

A força que será aplicada e o espaço ocupado pela mola deformadadevem atender ás necessidades do projeto ao qual se aplicam.

Procure visitar um laboratório de ensaios mecânicos onde se façamtestes com molas e observe como funcionam estas máquinas. Oresultado do ensaio com uma mola servirá para confirmar se a suaconstante elástica é confiável e com que margem de erro isto acontece.

Figura 51: molas

Lei de Hook para molas:

Onde F = força atuante sobre a molaK = constante elástica da molaX = variação do comprimento da mola devido a carga

F = k x


38

1.5.1 MOLAS DE TRAÇÃO

São molas que trabalham tendo como agente externo uma força

trativa, ou seja, operam por esticamento. Podem ser reconhecidas

visualmente pelo fato de estarem com suas espiras todas encostadas

umas nas outras se não houver carregamento atuando sobre elas.

1.5.2 MOLAS DE COMPRESSÃO

São molas que trabalham com esforços compressivos. Podem ser

reconhecidas visualmente pelo fato de estarem com suas espiras

separadas umas das outras quando não estão com carregamento.

1.5.3 MOLAS DE TORÇÃO

São molas que trabalham com esforços que não são coincidentes com

o eixo da mola, mas produzem momento torsor em relação ao

mesmo. A figura seguinte ilustra esta diferença. Um exemplo bem

conhecido de seu emprego é o de prendedores de roupas para varal.

Procure observar como cada tipo de mola se comporta quando é

carregada!

As molas de tração têm as suas espirais cada vez mais afastadas. Nas

de compressão, as espiras são aproximadas e, conforme a carga, até

mesmo encostam-se umas nas outras. Nas molas de torção, o

diâmetro das espiras é diminuído.

Figura 51: molas de tração

Figura 51: molas de compressão

Figura 51: molas de torção


39

1.5.4 MOLAS PLANAS

As molas planas são feitas de material plano, ou em fita, e podemser dos tipos simples, prato, feixe e espiral.

√Mola plana simples: este tipo de mola é fixa numa extremidade e livre na outra. Quando sofre a ação de uma força, a mola é flexionada em direção oposta.

√Mola prato: tem a forma de um tronco de cone com paredes de secção retangular. Em geral estas molas funcionam associadas entre si, empilhadas, formando colunas cuja altura será em função de sua aplicação.

√Feixe de molas: é feito de diversas peças planas de comprimento variável, moldadas de tal maneira que fiquem retas sob a ação de uma força. É muito utilizada na suspensão de caminhões e veículos fora-de-estrada.

Consultando um catálogo de molas, encontramos a seguinte especificação: mola de compressão, helicoidal cilíndrica de secção retangular. Examinemos o que significa o termo em relaçãoao que estudamos até agora:

√ Compressão: a mola funciona somente com forças compressivas; as espiras se aproximarão.

√ Helicoidal: refere-se à forma geométrica e a diferencia das planas, em prato e em espiral.

√ Cilíndrica: indica a forma da hélice e poderia ser também cônica.

√ Secção retangular: se feitoum corte em uma de suas espiras, com uma serra, por exemplo, sua secção transversal apresenta o formato de um retângulo.

Figura 55

Figura 56

Figura 57

Figura 58


40

EXERCÍCIOS PROPOSTOS

1) Por que os martelos têm diferentes formatos nas suasextremidades?

2) Qual a utilidade do chamado macete?

3) Qual a vantagem de uma chave tipo Phillips emrelação à de fenda?

4) O que é “enjambramento” e o que tem a ver com umsaca-polias?

5) Qual a função de uma arruela lisa numa juntaaparafusada?

6) Em que situações são utilizadas as arruelas depressão?

7) Por que deve haver ajuste preciso (folga mínima) entreum pino- guia e o furo correspondente numa flange, porexemplo?

8) Quais as vantagens de uma união aparafusada emrelação a uma junta soldada?

9) Dê cinco exemplos de utilização de um anél elástico.

10) Cite três métodos para se fixar uma engrenagem oupolia sobre um eixo.

11) O que você entende por uma polia ou engrenagem“louca”?

12) Explique a função da chaveta e do anel elástico namontagem de uma polia sobre um eixo.

13)Como se classificam os mancais quanto ao elementode desgaste, aos esforços aplicados, a geometria doelemento desgaste e ao tipo de lubrificação?

14) Por que um rolamento requer precisão na suafabricação?

EExxeerrccíícciiooss


41

15) Por que o desgaste é uma conseqüência do atrito?

16) Qual a função da lubrificação na mecânica?

17) O que é filme lubrificante?

18) Cite seis funções dos aditivos.

19) Em que situações se utiliza uma graxa?

20) Que fatores devem ser considerados para especificarum mancal?

21) Apresente e explique quatro diferentes casos devedação.

22) Qual a principal função de um retentor?

23) Qual a função de uma correia como elemento de máquina?

24) Como se classificam as correias?

25) Por que as correias trapezoidais proporcionam umatransmissão mais eficiente?

26) Explique a “patinação” de uma correia.

27) Por que devemos manter uma tensão mínima deesticamento numa correia?

28) Qual a principal vantagem de uma correia dentada?29) Como se classificam as molas?

30) Como se deve entender a equação para as molas: F =kx?


42

2TToorrqquuíímmeettrroo2.1 Torque: conceito, unidades e valores usuais

2.2 Torquímetros: tipos, funcionamento e conservação; manuseio prático


44

O aumento dos requisitos de segurança e confiabilidade nas

indústrias automobilística, aeroespacial e de equipamentos, tem

levado, nos últimos anos, o estudo das juntas aparafusadas a um

grau de interesse surpreendente.

A confiabilidade numa fixação aparafusada depende do parafuso e

das partes unidas (denominadas juntas), além da precisão do cálculo

da força tensora necessária e do processo de montagem. Erros em

qualquer um desses passos podem levar ao colapso do conjunto.

O conhecimento de uma junta rigidamente fixada por parafusos é

claramente definido através das seguintes perguntas:

a) Qual é a força?

b) Como obter a força?

c) Como manter a força?

O perfeito domínio dessas três variáveis tem sido buscado nos

últimos 100 anos, mas somente após a segunda metade dos anos

60, é que um grande desenvolvimento ocorreu.

DEFINIÇÕES IMPORTANTES:

a) Junta: entende-se por junta, em uma montagem, a união

desmontável de dois ou mais componentes, por um elemento de fixação.

b) Força tensora: é a força calculada sobre um parafuso. Tem como

finalidade manter o conjunto unido apesar das forças atuantes sobre ele.

c) Alongamento: é a deformação permanente sofrida pelo

parafuso, quando este sofre uma força tensora maior que o seu

limite de elasticidade.

2TToorrqquuíímmeettrroo


45

d) Escoamento: é uma fase de deformação que se situa no final do

regime elástico, e a partir do qual inicia a fase de alongamento.

e) Torque: é o produto de uma força aplicada em um ponto pela

distância deste ponto a outro de interesse.

f) Torquímetro: é o instrumento que mede o torque dinamicamente,

ou seja, durante o aperto do parafuso.

IMPORTANTE: OBJETIVOS DA FORÇA DE FIXAÇÃO

Numa junta rigidamente fixada por parafusos é preciso obter e

manter uma força tensora ou trativa prévia. Ela deve ser suficiente

para manter as partes fixadas no lugar antes, e principalmente,

durante a operação do equipamento. Isto significa que a junta

deverá manter-se coesa, e resistir a todos os esforços que possam

alterar este estado. Tais esforços podem ser de natureza trativa,

tentando separar as faces internas, cisalhantes, tentando deslizar

uma face contra a outra, ou combinado.

O conhecimento prévio destes esforços faz parte da fase de projeto

da junta.

Deve-se entender que cada parafuso atua como uma pequena

prensa, comprimindo as partes, uma contra a outra . O atrito

proveniente deste contato forçado entre as faces é o elemento que

mantém a junta resistente ao cisalhamento.

Causas de afrouxamento:

a) Perda da rigidez da estrutura do conjunto;

b) Relaxamento da junta;

c) Torque insuficiente (baixo aperto);

d) Dilatação térmica;

e) Trepidação.


46

2.1 TORQUE: CONCEITO, UNIDADES E VALORES USUAIS

Torque, ou momento de uma força em relação a um ponto, tem suaexpressão geral dada por:

Tipos de torque:

Torque dinâmico: controla o aperto desde quando a torção doparafuso é iniciada.

Torque estático: necessita-se de uma força para vencer o atritoestático, até começar a fazer a leitura.

Uma expressão para o mesmo torque, mas que leva também emconsideração o fator atrito no parafuso, é dada por:

A distribuição do torque, aplicado em pontos percentuais sobre aenergia total, é cerca de:

√Atrito (porca/chapa, filetes das roscas, cabeça/chapa) – 60%

√Alongamento do parafuso – 30%

√Compressão da junta – 10%

Fatores para melhorar a eficiência da montagem:

a) bom acabamento da rosca;

b) escolha do perfil da rosca;

c) boa lubrificação;

T = F . rOnde T = torque (Nm, kgfm, lbf.pol.)

F = força (N, kgf, lbf)R = distância da força a um ponto considerado (normalmente um eixo, em torno do qual é gerado o torque)

T = K.D.PT = torque (Nm, lb.pé, lb.pol)

Onde: K = fator de atritoD = diâmetro nominal (mm, in)P = tensão (N, lb)


47

2.2 TORQUÍMETROS: TIPOS, FUNCIONAMENTO ECONSERVAÇÃO; MANUSEIO PRÁTICO.

Os instrumentos de aperto (e desaperto e medição) dividem-se em:

a) de relógio ou digital;

b) de estalo;

c) tipo ‘clicker’, com ponteiras intercambiáveis.

O instrumento é o transdutor de torque, o qual permite

medir o torque durante o aperto. São mais precisos que um

torquímetro e permitem a medição do ângulo de aperto

(deslocamento angular da ferramenta, ao qual pode ser

associada uma certa tensão no parafuso) .

Figura 59: torquímetros


48

EXERCÍCIOS RESOLVIDOS

1) O que é torque?

2) Qual seria um exemplo concreto de torque?

3) Defina uma junta.

4) Como se distribui a energia do aperto dado numparafuso que une uma junta?

5) Quais as expressões para o torque?

6)Quais as conseqüências da montagem de parafusos forado torque previsto?

PROPOSTOS

PRÁTICA DE LABORATÓRIO

1) Apresentar um torquímetro de ‘click’ e o seufuncionamento.

2) Desapertar um parafuso com o uso de ferramentas comtrês comprimentos diferentes e verificar a diminuição daforça necessária.

3) Fazer duas montagens utilizando parafusos com roscasde diferentes acabamentos e graus de lubrificação.Observar a diferença e comentar os resultados.


3MMééttooddoo ddeeTTrraabbaallhhoo

3.1 Tempos e Movimentos

3.2 Condições ambientais dos postos de trabalho

3.3 Melhorias no método de trabalho

3.4 Exercícios propostos sobre o terceiro capítulo


50

Qual a diferença entre pedalar numa bicicleta com o banco muito

baixo e andar numa bicicleta inadequada à altura do ciclista?

No primeiro caso, as pernas não serão utilizadas com rendimento

máximo, trabalhando sempre muito “dobradas”. No segundo caso,

o ciclista pedalará muito desconfortavelmente e dispendendo

esforço demasiado, não tendo satisfação com os resultados obtidos.

Pequenos detalhes deste tipo fazem a diferença para o profissional

de montagem mecânica ou qualquer outro. Quando faz a coisa

certa os resultados são visíveis: mais eficiência, ganho de tempo,

menos cansaço no final da jornada de trabalho e, evidentemente,

um produto ou serviço muito mais bem feito. Ganham a empresa e

todos os seus colaboradores.

3.1 TEMPOS E MOVIMENTOS

Os fisiologistas e engenheiros são unânimes em afirmar que , em

média, um terço das energias humanas é desperdiçado em trabalho

desajeitado e inútil. Se analisarmos os movimentos e adotarmos os

que podem ser tidos como úteis e produtivos, determinando uma

velocidade ótima para cada um, poderemos economizar grande

parte das forças mal aplicadas.

O engenheiro americano Frank B. Gibreth(1868-1924), auxiliado

por sua esposa Lilian, foi o primeiro que estudou sistematicamente

os movimentos do homem no trabalho, de modo a estabelecer

princípios cuja aplicação proporcionasse tarefas mais bem

executadas. O estudo o levou à elaboração das “Tabelas dos

Padrões de Tempos e Movimentos”, hoje amplamente utilizadas na

simplificação do trabalho.

Este estudo compreende a investigação e medida dos movimentos

realizados na execução de qualquer trabalho, buscando métodos

mais fáceis. Seu objetivo final é capacitar indivíduos a trabalhar

com o mínimo de esforço e com o máximo de eficiência.

3MMééttooddoo ddee TTrraabbaallhhoo


51

3.1.1 PEM - PRINCÍPIO DA ECONOMIA DOS MOVIMENTOS(CORPO HUMANO)

√ As duas mãos devem começar ou terminar os movimentos ao mesmo tempo.

√ As duas mãos não devem ficar inativas ao mesmo tempo, a não ser no período de repouso.

√ Os movimentos dos braços devem ser concluídos simultaneamente em direções opostas.

√ Utilizar o impulso quando for possível, mas deve-se reduzido ao mínimo, se for necessário muito esforço para detê-lo.

√ A seqüência dos movimentos deve ser estabelecida de forma a criar ritmo.

√ Movimentos curtos e contínuos das mãos são preferíveis aos movimentos com bruscas mudanças de direção.

3.1.2 PEM - PRINCÍPIO DA ECONOMIA DOS MOVIMENTOS(PROJETO DE FERRAMENTAS)

√ As mãos não devem ser empregadas em trabalhos que possam ser realizados vantajosamente por um dispositivo acionado pelo pé.

√ Sempre que possível, duas ou mais ferramentas devem ser combinadas numa só.

√ Os cabos de manivelas e chaves de fenda devem ser projetados de maneira a permitir uma máxima superfície de contato com a mão, onde forem necessários esforços consideráveis.

√ As alavancas e volantes devem ser colocados de tal maneira que o operador possa manejá-los com o mínimo de deslocamento de seu corpo.

3.2 CONDIÇÕES AMBIENTAIS DOS POSTOS DE TRABALHO

O posto de trabalho deve ser entendido como o local e a posição

para realizar o trabalho. Para tanto, valem os seguintes cuidados:√ As ferramentas utilizadas devem ocupar lugares fixos e

definidos, para facilmente encontrá-las;√ Os dispositivos e instrumentos de controle devem ser

colocados perto ou em frente ao trabalhador;√ Devem ser utilizadas gavetas ou recipientes com saída por

gravidade, para facilitar sua chegada ao ponto de utilização;√ Os materiais e ferramentas devem ser dispostos de tal

maneira que seja possível uma melhor seqüência de movimentos;

√ Devem ser adotados arranjos que permitam uma boa visão.√ A altura do posto de trabalho e assentos deve permitir que se

possa trabalhar sentado ou em pé.


52

3.2.1 ALTURA DO PLANO DE TRABALHO

√ O plano de trabalho, ou lugar onde é executado, deverá estar a uma altura de sete centímetros inferior ao cotovelo, mantendo-se o braço junto ao corpo do trabalhador em pé (assim como o nosso já comentado ciclista que não deve pedalar com os joelhos abertos).

√ A altura do assento deve ser a da coxa mantida horizontalmente pelo trabalhador em pé. A forma do assento deve ser anatômica, o que permite igual distribuição do peso do corpo.

√ Os pés deverão ter um encosto confortável a uma altura tal que a borda dianteira do assento não se apoie na coxa, de modo a permitir a livre circulação do sangue.

√ Reparar que a não observância de apenas um desses detalhes pode causar bastante incômodo após horas de trabalho. Afinal, nosso corpo deve ser bem tratado para atuar bem, pois também ele é uma máquina.

Não é por menos que existem os estudiosos da ergonomia, que é a

ciência que trata da postura e dos movimentos, que proporcionam

o maior rendimento das atividades humanas, levando em

consideração o bem -estar físico.

3.3 MELHORIAS NO MÉTODO DE TRABALHO

Um método de trabalho é melhorado quando, através de uma

modificação qualquer, o tornamos mais fácil, mais barato, mais

rápido, menos perigoso.

Para executarmos uma melhoria num método de trabalho, devemos

seguir as seguintes etapas:

1 escolher o trabalho a ser melhorado;2 observar e registrar os fatos;3 refletir e discutir sobre os fatos e criticá-los;4 elaborar o novo método;5 agir para aplicar o novo método.


53


1) Segundo o texto, qual a relação entre um banco debicicleta montado em altura inadequada e um posto detrabalho?

2) Por que é importante estudar tempos e movimentosnuma empresa?

3) O que é zona ótima num posto de trabalho?

4) Explique o que é ergonomia.

5) Quais as etapas a serem seguidas para se melhorar umposto de trabalho?


4LLaayyoouutt ddee áárreeaaddee PPrroodduuççããoo

4.1 Layout por produto, processo e posicional; montagem em série

e em células

4.2 Princípios da economia de movimento, fluxo progressivo,

flexibilidade e integração


56

4.1 LAYOUT POR PRODUTO, PROCESSO E POSICIONAL

Layout, palavra de origem inglesa, é amplamente utilizada no

mundo técnico e significa arranjo do espaço físico.

Observe ambientes como salas, cozinhas, refeitórios ou oficinas.

Pergunte-se: é fácil sentar no banco do refeitório sem esbarrar em

outras pessoas? É possível abrir a porta do armário sem bater com

a mesma no canto da cama?

Ou ainda, será que o operador da guilhotina, na oficina, precisa ir

muito longe para buscar as chapas que cortará na máquina? Há

espaço suficiente entre os equipamentos para que o deslocamento

dos trabalhadores e das peças seja fácil?

Todas essas perguntas serão respondidas satisfatoriamente com o

estudo das melhores opções de layout para um determinado ambiente.

Devemos levar em conta que:

1) elaborar um layout é como jogar xadrez ou montar quebra-

cabeças: usam-se pedaços de papel que reproduzem pessoas e

máquinas. Assim é possível colocá-los facilmente no espaço e

verificar os resultados.

2) pensar sempre em, no mínimo, duas soluções para o layout

estudado e discutí-las com outras pessoas.

Objetivos do layout: permitir uma redução do custo de produção,

com aumento da produtividade, observando os seguintes fatores:

√utilização racional do espaço disponível;

√redução da movimentação de materiais, produtos e pessoal;

√fluxo de materiais e pessoas mais racional;

4LLaayyoouutt ddee ÁÁrreeaass ddee PPrroodduuççããoo


57

√menor tempo de produção;√condições de trabalho mais eficazes.

Arranjo físico por produto ou linear: neste tipo de arranjo, os

equipamentos usados na execução do produto estão dispostos de

acordo com a seqüência de operações, e o material se move através

dos mesmos.

Exemplos: indústria automobilística, produção em série, fabricação

de resinas plásticas.

Vantagens:

√manuseio de materiais reduzido;

√menor estoque de produtos;

√mão-de-obra mais barata;

√redução de movimentações.

Desvantagens:

√comprometimento de toda a linha de produção por quebrade equipamento;

√utilização eventual do equipamento (ideal seria uso contínuo, uma vez que, normalmente, estes são alugados por hora trabalhada);

√menor flexibilidade no arranjo.

Arranjo físico por processo ou funcional: as operações semelhantes,

ou máquinas do mesmo tipo, são agrupadas em um único setor e o

material move-se através desses setores.

Exemplo: indústrias cerâmicas, indústrias de transformação de

material plástico, indústrias têxteis.

Figura 60: arranjo por produto ou linear

Figura 61: arranjo por processo


58

Vantagens:

√flexibilidade no caso de mudança do produto;

√rendimento máximo do equipamento, possibilidades de transferiros serviços urgentes para outro equipamento;

√controle de várias máquinas por uma só pessoa.

Desvantagens:

√difícil controle do fluxo de materiais;

√maior estoque de produtos;

√maior movimentação de homens, materiais e produtos.

Arranjo físico posicional ou fixo: o produto permanece fixo e as

ferramentas, máquinas, pessoal e material são deslocados até o local

da execução do trabalho.

Exemplos: construção civil, fabricação de navios, montagem de usinas.

Vantagens:

√possibilidade de funcionários especializados serem convocados na hora exata de executar o trabalho;

√não há transporte das unidades produzidas;

√menor planejamento da produção.

Desvantagens:

√dificuldade de supervisionar os funcionários;

aumento do custo de transporte para equipamentos e acessórios;

√dispersão de ferramentas.

Figura 62: arranjo posicional


59

4.2 PRINCÍPIOS DO LAYOUT (ARRANJO FÍSICO)

4.2.1 Economia do Movimento: o arranjo físico ótimo tende a

diminuir a distância percorrida pelos trabalhadores e ferramentas,

entre as operações de fabricação.

4.2.2 Fluxo progressivo: o ideal é que o movimento de uma

operação para a outra seja contínuo, sem transportes de volta ou

cruzamentos de materiais, homens ou equipamentos.

4.2.3 Flexibilidade: a possibilidade de rearranjos econômicos

para adaptar a produção às mudanças do produto, do volume da

produção, dos equipamentos e processos, deve ser sempre

preferida.

4.2.4 Integração: se os fatores enumerados acima forem

satisfeitos, haverá uma grande possibilidade de que o arranjo

definido seja ótimo.


60


1) O que é layout?

2) Quais os benefícios de otimizar um layout?

3) Por que é interessante estudar um layout usandorecortes de papel sobre a planta do local, como se fosse umjogo com peças móveis?

4) Quais são os três principais tipos de arranjos físicos?

5) Que características deve possuir um layout bem feito?


5SSiimmuull aaççããoo ::MMoonnttaaggeemm ddee PPrroodduuttooss

5.1 Planejamento e organização da produção

5.2 Simulação da produção (avaliação)

5.3 Adaptação da simulação para novas produções


62

Planejar uma atividade industrial significa conhecer previamente o

produto, a sua função, os recursos humanos e materiais disponíveis

para a sua fabricação e montagem, além dos desejos do cliente e

como ele será atendido após a compra do produto.

Estudaremos neste capítulo ferramentas utilizadas para identificar

problemas antes que eles ocorram, como por exemplo o CPM, ou

Método do Caminho Crítico. Questões como: que prazo dar ao meu

cliente? Quais fases da montagem do produto mereçerão mais

atenção para não criarem grandes transtornos futuros? Que fases

provavelmente não apresentarão problemas? Que etapas

dependerão do fechamento de outras para o início de sua execução?

Uma boa comparação seria com o que os excursionistas fazem

antes de um empreendimento mais ousado: procuram sobrevoar o

local para ter uma “vista aérea” ou panorâmica daquilo que os

espera. Logo, fica fácil de entender que você já saberá que deverá

atravessar um pântano mesmo sem nunca ter feito aquele caminho.

A “vista aérea” obtida anteriormente tornou isto possível!

Imagine o que significa ter em mãos todo o plano de montagem de

uma usina hidrelétrica. Estamos falando de um rolo de papel com

alguns metros de comprimento!

Será altamente recomendável possuir também alguma experiência

anterior com produtos, no mínimo, semelhantes. Isto certamente

reduzirá imprevistos no trabalho.

Será igualmente natural o aparecimento de contingências, e que, em

função delas, partes do cronograma de montagem devam ser

alteradas. Correções fazem parte do processo.

Veremos, neste capítulo, detalhes sobre este assunto.

5SSiimmuullaaççããoo:: MMoonnttaaggeemm ee PPrroodduuttooss


63

5.1 PLANEJAMENTO E ORGANIZAÇÃO DA PRODUÇÃO

Uma empresa pode ter experiência consolidada na execução de

determinado projeto, mas, ocasionalmente, se defrontará com projetos

novos, grandes e complexos, os quais envolverão muitas tarefas.

Existem métodos especiais para o planejamento e programação de

projetos deste tipo. Embora suas características específicas variem,

todos são semelhantes, no sentido de que são utilizados para

determinar o tempo mínimo no qual um projeto pode ser

completado e para determinar as tarefas passíveis de atrasar seu

término. Isto é feito identificando a série de atividades mais morosas

e a este conjunto denomina-se caminho crítico.

São, portanto, dois os métodos de programação conhecidos como

CPM (Critical Path Method- Método do Caminho Crítico) e PERT

(Program Evaluation and Review Technique- Avaliação de Programa

e Técnica de Revisão). Os dois são parecidos, há quem considere o

PERT mais preciso, porém o caminho critico é mais usado,

principalmente na área da manutenção. Este é o método que

adotaremos aqui.

O Método do Caminho Crítico

Este método começa com a determinação das tarefas ou atividades

que integram o projeto. As tarefas individuais são identificadas por

meio de um número ou de uma letra. Além disso, são determinadas

as tarefas que devem ser completadas antes de se iniciar uma

atividade específica: são as chamadas “tarefas precedentes”. Da

mesma forma, aquelas que devem vir depois de uma atividade

específica são denominadas “tarefas subseqüentes”. Finalmente é

estimado o tempo para completar cada tarefa, em termos de

semanas ou dias. As estimativas levam em conta os fatores

quantidade de trabalho a ser realizado e os recursos a

serem utilizados na realização do mesmo.


64

Vamos imaginar um caso prático: uma empresa recebeu um pedido

para um produto não padronizado. Trata-se de uma montagem

constituída de duas partes fabricadas. Para planejar e programar a

produção das quantidades necessárias pelo CPM, o pessoal

responsável deve descrever as tarefas que precisam ser realizadas e os

tempos prováveis necessários, da seguinte maneira: deve-se notar que

as tarefas sem precedentes são consideradas como precedidas por

“início”. Do mesmo modo, as tarefas sem subseqüentes são

consideradas como seguidas por “final”. Nenhuma delas exige tempo.

O passo seguinte consta da preparação de um esquema gráfico, o

qual é sempre uma ferramenta bastante útil quando se deseja

comunicar uma idéia de forma rápida e clara. Assim, é mais um

instrumento facilitador do que uma parte essencial do método.

Na sua construção, utiliza-se um círculo para representar cada tarefa.

O círculo para cada atividade conterá a letra ou número de

identificação da tarefa e do tempo estimados para o seu término. De

cada círculo desenham-se setas para todas as tarefas que virão a seguir.

Um exame da figura acima revela que podem ser seguidos dois

caminhos diferentes, do início ao fim do projeto.

Vamos entender como funciona:

Os círculos são chamados nós e são colocados no início e final de cada

flecha. O objetivo é facilitar a visualização e os cálculos do tempo.

Devem ser numerados e sua numeração é aleatória. O nó não deve ser

confundido com uma atividade que demande tempo. Ele é apenas um

instante, um limite entre o início de uma atividade e o final da outra.

Para construir o diagrama, é preciso ter em mãos a lista das atividades,

os tempos e a seqüência lógica. Em seguida, vai-se posicionando as

flechas e os nós, obedecendo-se à seqüência lógica e às relações de

dependência. Abaixo de cada flecha coloca-se o tempo da operação e,

acima, a sua identificação.

Figura 63: os caminhos

Figura 64: caminho crítico


65

Por exemplo:

O caminho crítico é um caminho percorrido através dos eventos

(nós) cujo somatório dos tempos condiciona a duração do trabalho.

Por meio do caminho crítico obtém-se a duração total do trabalho e

a folga das tarefas que não controlam o término do trabalho. De

acordo com o diagrama anterior, há três caminhos de atividades

levando o trabalho do evento zero ao evento 5:

√ A – B – D – F, com duração de 11 horas.√ A – C – E – F, com duração de 9 horas.√ A – B – imaginária – E – F, com duração de 10 horas.

Há um caminho com duração superior aos demais, que condiciona

a duração do projeto. É este o caminho crítico e a importância de

identificá-lo se fundamenta nos seguintes parâmetros :

√permitir saber, de imediato, se será possível ou não cumprir o prazo anteriormente estabelecido para a conclusão do plano;

√dentificar as atividades críticas que não podem sofrer atrasos, permitindo um controle mais eficaz das atividades prioritárias;

√permitir priorizar as atividades cuja redução terá menor impacto na antecipação da data final do término dos trabalhos,no caso de ser necessária uma redução do prazo para esta data final;

√permitir o estabelecimento da primeira data do término da atividade;

√permitir o estabelecimento da última data do término da atividade;

Freqüentemente, o caminho crítico é tão maior que os demais que

basta acelerá-lo para acelerar também todo o trabalho. Tendo em

vista o conceito do caminho crítico, pode-se afirmar que as tarefas

C e E do diagrama anterior podem atrasar até duas horas sem

comprometer a duração total.


66

O método do caminho crítico permite um balanceamento dos

recursos, principalmente da mão-de-obra. Uma vez bem entendido

este procedimento básico, ele deverá ser adotado para tantos

caminhos quantos existentes. É como se fosse uma rota para se fazer

uma trilha e que, em cada trecho, fosse sabido de antemão o tempo

que se gasta para cumpri-lo. Assim sendo, não seria possível

chegar ao final da trilha sem necessariamente usar uma das rotas

alternativas. Apenas caberá a você, planejador do passeio, decidir

qual será a melhor opção para o momento.

O caminho representado pela seqüência de maior tempo é

chamado de “caminho crítico”.

Toda tarefa nesse caminho é considerada como sendo crítica, no

sentido de que qualquer atraso na sua conclusão implicará atraso

na conclusão do projeto. Isto não é válido para algumas das tarefas

constantes do caminho não-crítico.

A quantidade de tempo pela qual uma tarefa pode se alongar, sem

que isto atrase a conclusão do projeto, é chamado “folga”.

5.2 AVALIAÇÃO DA SIMULAÇÃO DA PRODUÇÃO

Se o que buscamos é ter uma “vista aérea” de todo o processo

produtivo para que saibamos o que poderemos ter pela frente, sem

entretanto fazê-lo concretamente (simulação da produção), o

instrumento utilizado para tal é o método do caminho crítico.

A análise começa com uma descrição do projeto em termos de

atividades e eventos. Uma atividade representa o desempenho real

de uma tarefa e, portanto, é comparável a uma tarefa CPM.


67

5.3 ADAPTAR A SIMULAÇÃO PARA NOVAS PRODUÇÕES

Para o caso de situações novas, a primeira vantagem é a

experiência já adquirida no uso de tais instrumentos de

gerenciamento. A segunda é que o novo produto pode guardar

similaridades com os anteriores, seja por geometria, uso de

equipamentos, tecnologias ou mesmo materiais empregados.

Um exemplo concreto é quando precisa-se de um orçamento

urgente e não se pode perder tempo com cálculos que não

representarão uma diferença relevante. Solução: adotar-se o preço

de fabricação de um item similar ao pedido e que já tenha sido

fabricado pela empresa antes. Acrescenta-se a seguir uma margem

de segurança de, digamos, 20%, e obtém-se rapidamente um preço

não tão distante do real e que será um ponto de partida para

negociar com o cliente.

Não devemos esquecer que, se fizermos uma boa maquete do chão

de fábrica quando estudarmos as opções de layout, estaremos

preparados para, inclusive, analisarmos possíveis alterações para

atender às novas necessidades.

A interação com o cliente é também importante pois não é raro

trabalhar-se com mudanças repentinas de prazo, características de

produto ou quantidade de itens, simplesmente porque fabricante e

cliente não conhecem os detalhes operacionais que envolvem as

tomadas de decisão de cada lado.

O constante contato com o cliente aumenta consideravelmente a

possibilidade de que o projeto saia em conformidade com os seus

anseios. O uso de programas de computador com recursos de

animação gráfica permite igualmente agilizar as trocas de

informações e observar detalhes específicos da linha de

montagem, convencendo mais eficazmente do que através de uma

conversa informal.


68


1) Por que é importante planejar antes de agir?

2) O que é CPM?

3) Explique melhor o conceito de “vista aérea” comentadono texto.

4) Que fatores contribuem para que um planoapresente poucas falhas?

5) Que fatores você procuraria conhecer para simular todaa criação de um novo produto?


6GGaabbaarriittoo ddoossEExxeerrccíícciiooss PPrrooppoossttooss


70

CAPÍTULO 2:

1) É o produto de uma força por uma distância, denominado braço

de alavanca.

2) Quando se utiliza uma ferramenta com comprimento maior para

facilitar o aperto, ou desaperto de um parafuso, o torque provocado

pela força exercida pela mão em relação ao centro do parafuso

aumenta. Daí o conhecido, mas não recomendado, uso de um tubo

metálico para a extensão de ferramentas.

3) É a união desmontável de uma ou mais partes.

4) Sob as formas de atrito na rosca, entre as superfícies de contato

do parafuso e da porca com a junta, e finalmente, de tração do

corpo do parafuso.

5) T = F . d ou T = KDP

Onde T = torque

F = força

D = braço de alavanca

K = fator de atrito

D = diâmetro nominal

P = tensão

6) Se abaixo do valor previsto não houver tração suficiente entre os

elementos da junta, baixo atrito, possibilidade de escorregamento

das partes, além de afrouxamento gradual e inclusive trepidação. Se

o aperto for excessivo, o parafuso poderá espanar ou romper

rapidamente por fadiga, quando houver esforços repetitivos.

6GGaabbaarriittoo ddoossEExxeerrccíícciiooss PPrrooppoossttooss

7BBiibblliiooggrraaffiiaa


72

“MANUTENÇÃO”. Curso de Mecânica, Telecurso 2000

Profissionalizante, Fundação Roberto Marinho. Editora Globo, 1997

.

“ELEMENTOS DE MÁQUINA VOLUMES 1 E 2”. Curso de

Mecânica, Telecurso 2000 Profissionalizante, Fundação Roberto

Marinho. Editora Globo, 1996.

“SIMPLIFICAÇÃO DO TRABALHO”. Scibarauskas, José. Núcleo da

Cerâmica, Organização e Normas, Centro Nacional de Tecnologia

Senai Mario Amato.

Programa FORMARE /Fundação Iochpe: Fone/Fax: (011) 3060.8388 • E-mail: [email protected]

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prêmio

montagem mecânica - formare.org.br · mec - ministério da educação proep - programa de...

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