redimensionamento e automaÇÃo de um elevador monta-carga...
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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ GERÊNCIA DE ENSINO E PESQUISA
TECNOLOGIA EM MANUTENÇÃO INDUSTRIAL
CESAR AUGUSTO BEILNER DE OLIVEIRA KENDER JOSÉ RUPPENTHAL
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
REDIMENSIONAMENTO E AUTOMAÇÃO DE UM ELEVADOR MONTA-CARGA DO LABORATÓRIO DE UMA INDÚSTRIA
ALIMENTÍCIA
MEDIANEIRA 2014
CESAR AUGUSTO BEILNER DE OLIVEIRA KENDER JOSÉ RUPPENTHAL
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à disciplina de Trabalho de Diplomação, como requisito parcial à obtenção do título de Tecnólogo em Manutenção Industrial, do Curso Superior de Tecnologia em Manutenção Industrial, promovido pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR – Câmpus Medianeira. Orientador: Prof. Me. Filipe Marangoni Coorientador: Prof. Me. Samir de Oliveira Ferreira
MEDIANEIRA 2014
REDIMENSIONAMENTO E AUTOMAÇÃO DE UM ELEVADOR MONTA-CARGA DO LABORATÓRIO DE UMA INDÚSTRIA
ALIMENTÍCIA
Ministério da Educação Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus Medianeira Diretoria de Graduação e Educação Profissional do Curso
Superior de Tecnologia em Manutenção Industrial
TERMO DE APROVAÇÃO
REDIMENSIONAMENTO E AUTOMAÇÃO DE UM ELEVADOR MONTA- CARGA DO LABORATÓRIO DE UMA INDÚSTRIA ALIMENTÍCIA
Por:
Cesar Augusto Beilner de Oliveira Kender José Ruppenthal
Este Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) foi apresentado às 08:00 h do dia 23
de julho de 2014 como requisito parcial para a obtenção do título de Tecnólogo no
Curso Superior de Tecnologia em Manutenção Industrial, da Universidade
Tecnológica Federal do Paraná, câmpus Medianeira. Os acadêmicos foram
arguidos pela Banca Examinadora composta pelos professores abaixo assinados.
Após deliberação, a Banca Examinadora considerou o trabalho aprovado.
Prof. Me. Filipe Marangoni UTFPR – Câmpus Medianeira
(Orientador)
Prof. Me. Samir de Oliveira Ferreira UTFPR – Câmpus Medianeira
(Coorientador)
Prof. Me. Alex Lemes Guedes UTFPR – Câmpus Medianeira
(Convidado)
Prof. Me. Rubisson Duarte Lamperti UTFPR – Câmpus Medianeira
(Convidado)
Prof. Me. Paulo Job Brenneisen UTFPR – Câmpus Medianeira
(Responsável pelas atividades de TCC)
A Folha de Aprovação assinada encontra -se na coordenação do Curso de Tecnologia em Manutenção Industrial.
AGRADECIMENTO
Gostaríamos de agradecer todos os nossos familiares, amigos e colegas
pela ajuda, paciência e compreensão não só durante todo o período de realização
deste projeto, como ao longo do curso e de nossas vidas.
RESUMO
OLIVEIRA, César Augusto Beilner de; RUPPENTHAL, Kender José. Redimensionamento e Automação de um Elevador Monta- Carga do Laboratório de uma Indústria Alimentícia . 2014. 61 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Tecnologia em Manutenção Industrial). Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Medianeira, 2014.
Este trabalho apresenta o projeto e execução de uma modificação realizada em um elevador monta-carga com capacidade de 100 kg de carga máxima de um laboratório de análise físico-quimicas e biológicas de um frigorífico. O elevador frequentemente sofria quebras e paradas devido à forma construtiva de alguns elementos. As modificações incluem mudanças no sistema do funcionamento do elevador, passando de um fuso com engrenagens para uma talha elétrica de corrente, automação do sistema elétrico, montagem de um novo quadro elétrico comandado por CLP, utilização de um inversor de frequência, sensores ópticos de barreira para as aberturas e sensores indutivos para identificação da posição do elevador. A estrutura e os dispositivos de sinalização e proteção foram dimensionados e seguiram as especificações das normas NR 11, NBR 14712, NBR NM 207. O novo elevador em um período de cerca de quatro meses (até a apresentação deste trabalho) não precisou sofrer nenhuma manutenção corretiva.
Palavras-chave : Elevador industrial. CLP. Automação Industrial.
ABSTRACT
OLIVEIRA, César Augusto Beilner de; RUPPENTHAL, Kender José. Resizing and Automation of a Lift Mounts-Charge of the Laborator y of Food Industry . 2014. 61 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Tecnologia em Manutenção Industrial). Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Medianeira, 2014.
This work presents the design and implementation of a modification carried out in an elevator with maximum load capacity of 100 kg of a physico-chemical and biological analysis laboratory of a meatpacking industry. The old elevator often suffered breakages and stoppages due to the constructively of some elements. The modifications include changes in the operation system of the elevator, changing from spindle with gears, to an electric chain hoist , electric system automation, assembly of a new electrical panel controlled by PLC, use of a frequency inverter, barrier optical sensors for openings and inductive sensors for identifying the position of the elevator. The structure and signaling devices and protection were sized and followed the specifications of standards 11 NR, NBR 14712, NBR NM 207. The new lift in a period of about four months (until the presentation of this work) didn't suffer any corrective maintenance.
Keywords: Industrial lift. PLC. Industrial Automation.
LISTAS DE SIGLAS E ABREVEATURAS
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
AISI American Iron and Steel Institute
CAD Computer Aided Design
CAE Computer Aided Engineering
CLP Controlador Lógico Programável
CPU Unidade Central de Processamento
Hz Hertz
IHM Interface Homem Máquina
kg quilogramas
kgf quilogramas força
N Newton
NA Normal Aberto
NBR Norma Brasileira
NF Normal Fechado
NM Norma Mercosul
NR Norma Regulamentadora
N/m Newton/metro
m metro
mA miliamperes
MNPS Medidor de Nível de Pressão Sonora
mm milímetros
RPM Rotações Por Minuto
TIG Tungsten Inert Gas
V Volts
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Renderização da Estrutura do Elevador Antigo........................................ 14
Figura 2 – Vista Explodida do Sistema do Elevador Antigo....................................... 15
Figura 3 – Rotor Gaiola de Esquilo ........................................................................... 19
Figura 4 – Princípio de funcionamento do sensor indutivo ........................................ 21
Figura 5 – Esquema de funcionamento de um sensor fotoelétrico tipo barreira ........ 22
Figura 6 – Ciclo de funcionamento de um CLP ......................................................... 23
Figura 7 – Talha elétrica instalada na estrutura ........................................................ 24
Figura 8 – Carro do elevador desenhado em CAD ................................................... 25
Figura 9 – Ponto de engaste do pino ........................................................................ 26
Figura 10 – Esquematização da aplicação da força e ponto de engaste .................. 26
Figura 11 – Elo em corte utilizado para simular a carga............................................ 27
Figura 12 – Estudo de tensão da cabina do elevador na primeira etapa .................. 28
Figura 13 – Deformações ocorridas ao aplicar a carga primeira etapa ..................... 29
Figura 14 – Roletes fixados no carro do elevador novo ............................................ 31
Figura 15 – Base inferior onde foi fixada uma das guias laterais .............................. 32
Figura 16 – Fixação da corrente no carro do elevador .............................................. 34
Figura 17 – Vista frontal da estrutura com a localização dos sensores utilizados na
montagem ................................................................................................................. 35
Figura 18 – Extintor de incêndio ao lado do elevador ............................................... 35
Figura 19 – Simulação do Programa do CLP ............................................................ 36
Figura 20 – Medição de ruído com medidor de nível de pressão sonora do elevador
antigo......................................................................................................................... 38
Figura 21 – Medição de ruído com medidor de nível de pressão sonora do elevador
novo........................................................................................................................... 38
LISTA DE QUADROS
Quadro 1 – Lista de componentes utilizados no quadro elétrico ............................... 30
Quadro 2 – Manutenções preventivas para o elevador ............................................. 39
Quadro 3 – Paradas do elevador no período de março a novembro de 2013 ........... 40
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 10
1.1 JUSTIFICATIVA ................................................................................................. 11
1.1.1 Ruído Excessivo.............................................................................................. 11
1.1.2 Despesas com Manutenção ............................................................................ 12
1.1.3 Contaminação ................................................................................................. 12
1.2 OBJETIVOS ....................................................................................................... 12
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ............................. .................................................... 14
2.1 ADEQUAÇÃO DE ACORDO COM AS NORMAS ............................................. 15
2.1.1 NR 11 .............................................................................................................. 15
2.1.2 NBR NM 207 ................................................................................................... 16
2.1.3 NBR 14712 ...................................................................................................... 16
2.1.4 NBR 5666 ........................................................................................................ 17
2.1.5 NBR 10152 ...................................................................................................... 17
2.2 COMPONENTES ELÉTRICOS E MECÂNICOS DO ELEVADOR ..................... 18
2.2.1 Motor Elétrico .................................................................................................. 18
2.2.2 Inversor de Frequência ................................................................................... 19
2.2.3 Sistemas de Entrada e Saída de Dados ......................................................... 20
2.2.4 Sensor de Proximidade Indutivo ..................................................................... 20
2.2.5 Sensor Fotoelétrico ......................................................................................... 21
2.2.6 Controlador Lógico Programável ..................................................................... 22
2.2.7 Painel Elétrico ................................................................................................. 23
2.2.8 Talha Elétrica .................................................................................................. 24
3 PROJETO E EXECUÇÃO ................................ ..................................................... 25
3.1 UTILIZAÇÃO DO PROGRAMA SOLIDWORKS ................................................ 25
3.2 RESULTADOS OBTIDOS NO PROJETO ......................................................... 28
3.3 PROJETO E MONTAGEM DO PAINEL ............................................................ 30
3.4 MONTAGEM DA ESTRUTURA ......................................................................... 31
3.5 PROGRAMAÇÃO .............................................................................................. 32
3.6 INSTALAÇÃO .................................................................................................... 33
4 TESTES E RESULTADOS ............................... ..................................................... 36
4.1 TESTE DO PROGRAMA DO CLP ..................................................................... 36
4.2 MEDIÇÃO DE RUÍDO........................................................................................ 37
4.3 PROCEDIMENTOS DE MANUTENÇÃO PREVENTIVA ................................... 39
4.4 REDUÇÃO DE DESPESAS COM MANUTENÇÃO CORRETIVA ..................... 40
5 CONCLUSÃO ......................................... ............................................................... 41
GLOSSÁRIO ......................................... .................................................................... 44
APÊNDICE A – PROJETO DO PROGRAMA DO CLP ........... ................................. 46
APÊNDICE B – PROJETO DE COMANDO E FORÇA ........... ................................. 50
APÊNDICE C – PROJETO MECÂNICO ..................... .............................................. 57
ANEXO A – PROPRIEDADE MECÂNICA DOS AÇOS INOX ...... ............................ 61
10
1 INTRODUÇÃO
Atualmente, devido à grande concorrência em todos os setores, as indústrias
precisam cada vez mais aumentar e diversificar a produção, mantendo um bom nível
de qualidade de seus produtos. Um produto de qualidade é aquele que possui
condições de distinguir-se dos demais, atribuindo valor, e que atenda as
expectativas e exigências dos clientes (Melhoria da Qualidade, 2014). Por isso,
tornam-se cada vez mais importantes áreas que visam melhorar a qualidade dos
produtos nas empresas.
As análises de produtos e matérias-primas devem ser seguras, confiáveis e
mostrarem os resultados mais próximos aos valores reais quanto possível. Assim o
transporte desses produtos, deve ser rápido e livre de contaminações. Diminuir os
riscos ergonômicos dos trabalhadores e o tempo gasto nesse processo também se
torna importante.
Sendo assim, um elevador industrial, mesmo que para pequenas cargas, é
fundamental, e como todo equipamento, suas quebras representam paradas, ou
diminuição na produção, além de gerar custos.
O elevador desse projeto, se encontra situado no laboratório de análises
físico-químicas e biológicas da empresa, que é um prédio de dois andares externo à
área da industria. É um equipamento para pequenas cargas, onde são transportados
produtos para análise e alguns produtos e equipamentos usados no laboratório, por
isso a carga máxima permitida foi determinada em 100 kg. A altura de elevação é de
aproximadamente quatro metros.
O sistema antigo contava com um motor monofásico, responsável pela
movimentação do conjunto coroa e parafuso sem-fim. Esse conjunto funcionava
como um redutor, diminuindo a número de rotações do motor e aumentando o
torque transmitido ao fuso, que ao girar, movimentava verticalmente o carro do
elevador. Porém, este sistema sofre com a falta de lubrificação, uma vez que o
mesmo não se encontra em banho de óleo, resultando em um aumento do atrito
gerado na movimentação das engrenagens.
O atrito decorrente da falta de lubrificação gera um desgaste excessivo na
coroa do conjunto, devido principalmente à diferença da resistência dos materiais, já
que o parafuso sem-fim é feito em aço, e a coroa, construída em náilon.
11
Posteriormente esta coroa foi substituída por uma feita de bronze, contudo, os
resultados continuaram insatisfatórios.
A modificação proposta e executada neste trabalho mostra-se capaz de
reduzir um relativamente alto índice de manutenções corretivas devido
principalmente, ao desgaste das engrenagens do sistema de tração do fuso do
elevador antigo.
A automação do sistema, com a utilização de um CLP LOGO! Siemens torna
o circuito de controle mais simples, diminuindo o espaço no quadro elétrico e o uso
de cabos e dispensando o uso de alguns acessórios. Com o inversor de frequência
pode se estabelecer a velocidade ideal para uso no elevador, além da possibilidade
do uso de rampas de aceleração e desaceleração, permitindo uma partida e
desligamento suave evitando choques mecânicos que poderiam causar danos à
estrutura e aos produtos transportados.
1.1 JUSTIFICATIVA
No sistema antigo foi encontrado uma série de problemas que levavam a
gastos relativamente elevados com manutenção e prejudicavam a produtividade do
laboratório, e, por esse motivo, houve a necessidade de realizar modificações, a fim
de aumentar a confiabilidade e disponibilidade do equipamento.
1.1.1 Ruído Excessivo
Além do grande número de manutenções, o elevador também produzia um
barulho muito elevado, prejudicando a concentração e atenção dos funcionários do
laboratório.
O nível de ruído medido no laboratório com o elevador em funcionamento
ficou em torno de 80 dB, quando o valor médio definido pela norma NBR
10152:1992 deve ser entre 40 e 50 dB.
12
1.1.2 Despesas com Manutenção
Segundo dados obtidos no sistema de manutenção utilizado pela empresa,
em um período de nove meses, ocorreram nove paradas com custo estimado de R$
2.300,00 em mão de obra e material, sem contar os valores do processo de
fabricação das engrenagens substituídas. O número de horas trabalhadas em tais
paradas chegou aproximadamente a 53 horas.
Nesse período, foi necessário realizar a troca da coroa do redutor que
movimenta o fuso duas vezes, em maio e em setembro, o que mostra a limitada vida
útil desse componente.
1.1.3 Contaminação
Por se tratar de um laboratório de análises de alimentos, também deve haver
um cuidado com a contaminação, seja ela física, química ou biológica, das amostras
e produtos transportados. A nova estrutura é construida em aço inoxidável o que
limitará o contaminação dos produtos pela oxidação do material da cabina. Há
também uma facilidade na higienização do equipamento com a redução das
dimensões da cabina, tornando uma limpeza com um pano e álcool (procedimento
padrão do laboratório) mais rápida.
1.2 OBJETIVOS
O principal objetivo deste trabalho é readequar o elevador, modificando sua
estrutura e comando elétrico, por meio de melhorias que visam à diminuição do
número de paradas e o aumento do tempo médio entre falhas, reduzindo assim,
consequentemente, os custos com manutenção e desperdício de tempo. Para atingir
tal objetivo, foram definidos os seguintes objetivos específicos:
• Analisar as falhas ocorridas no elevador;
13
• Levantar um histórico de custos com a manutenção;
• Dimensionar o elevador segundo a NBR 14712;
• Adequar à estrutura de acordo com a NR 11;
• Desenvolver o diagrama elétrico e realizar a programação do CLP e a
parametrização do inversor de frequência;
• Montar um novo quadro elétrico de comando;
• Desenvolver o projeto mecânico em software de desenho tridimensional;
• Elaborar um procedimento de manutenção preventiva.
14
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Tanto o elevador antigo quanto o novo se encaixam na categoria de
elevadores monta-carga conforme a NBR 14712:2013.
Segundo a NBR 14712 um elevador monta-carga é um elevador que se
move entre guias, destinado para transporte de pequenas cargas, exclusivamente.
O valor de carga nominal deve ser no máximo de 300 kg e as dimensões
máximas internas da cabine devem ser de 1,0 m de largura por 1,0 m de
comprimento e 1,2 m de altura. O sistema antigo pode ser observado na Figura 1.
Figura 1 – Renderização da Estrutura do Elevador Antigo Fonte: Autores.
Uma imagem com a vista explodida pode ser observada na Figura 2, onde é
possível visualizar de forma simplificada como era o sistema de redução do
elevador, com a coroa e o parafuso sem-fim.
15
Figura 2 – Vista Explodida do Sistema do Elevador Antigo Fonte: Autores.
2.1 ADEQUAÇÃO DE ACORDO COM AS NORMAS
Para a realização do projeto, foram analisadas e utilizadas as normas NR
11, NBR 14712:2013, NBR NM 207:1999 e NBR 5666:1977. Um resumo sobre cada
uma será apresentado nos subitens a seguir.
2.1.1 NR 11
A Norma Regulamentadora NR 11 estabelece os requisitos de segurança a
serem observados nos locais de trabalho, no que se refere a transporte, à
movimentação, à armazenagem e ao manuseio de materiais, tanto de forma
mecânica, quanto manual, de modo a evitar acidentes no local de trabalho
(ASSOCIAÇÃO..., 2001).
16
Segundo essa norma os poços de elevadores de carga deverão ser
cercados em toda a sua altura exceto em uma abertura. Quando o carro do elevador
não estiver ao nível do pavimento esta abertura deverá ser protegida por corrimão
ou outros dispositivos (ASSOCIAÇÃO..., 2001).
A NR 11 também indica que especial atenção deve ser dada aos cabos de
aço, cordas, correntes, roldanas e ganchos que deverão ser inspecionados
frequentemente, substituindo-se as partes defeituosas.
2.1.2 NBR NM 207
A norma NBR NM 207 foi adotada a partir de 1999 no âmbito do
MERCOSUL, que tem por objetivos definir regras de segurança a fim de proteger
pessoas e objetos contra riscos de acidentes relacionados com as operações pelo
usuário, de manutenção e de emergência de elevadores (ASSOCIAÇÃO..., 1999).
A norma NBR NM 207:1999 trata dos requisitos de segurança para
construção e instalação de elevadores elétricos para passageiros, sendo que vários
itens contidos nesta norma são utilizados para a NBR 14712:2013.
2.1.3 NBR 14712
A norma NBR 14712:2013 foi desenvolvida para estabelecer os requisitos de
segurança para construção e instalação de elevadores elétricos e hidráulicos de
carga, elevadores de maca e monta-cargas, e conta com uma atualização realizada
no ano de 2013.
Os elevadores de carga devem conter todas as prescrições dos elevadores
de passageiros, no que lhe for cabível (ASSOCIAÇÃO..., 2013).
Nos elevadores de carga é proibido o transporte de passageiros. Devem
possuir placas indicando as condições de carga (como carga máxima permitida), ter
a plataforma e portas metálicas de resistência definidas conforme a NBR NM
207:1999 (ASSOCIAÇÃO..., 2013).
17
A instalação seguirá as prescrições contidas na NBR 14712:2013 sobre
elevadores elétricos, como os materiais, dimensões, indicações e outras questões
técnicas utilizadas para garantir a segurança e funcionalidade da instalação.
2.1.4 NBR 5666
A NBR 5666 foi desenvolvida em 1977 para definir os termos empregados
em instalações de elevadores elétricos em geral. Levando em conta desde os
alarmes instalados, o comando, simples ou multi botões, até o dimensionamento de
peso que o mesmo possa suportar (ASSOCIAÇÃO..., 1977).
Segundo a NBR 5666:1997, o carro é o conjunto formado pela plataforma, a
armação e a cabina; a cabina é o conjunto formado por parede, teto e piso, montado
sobre a plataforma e onde são transportados os produtos; a plataforma é a estrutura
que contém o piso da cabina e no caso do elevador do laboratório foi construída com
barras quadradas unidas entre si por meio de solda TIG; já a armação é a estrutura
rígida onde são fixados a cabine, a plataforma e outros elementos, que no caso do
elevador são as chapas onde são fixados os roletes e a estrutura onde é fixada a
corrente da talha elétrica. Mais definições de elementos importantes que compõem
os elevadores podem ser encontradas no Glossário no final desse trabalho.
2.1.5 NBR 10152
A norma NBR 10152 foi publicada em 1987 e teve sua versão corrigida em
1992. Tem como título Níveis de Ruído para Conforto Acústico.
Esta NBR trata dos valores aceitáveis de ruído em diversos tipos de
edificações. Esta norma não possui valores para laboratórios de análises
microbiológicas e físico-químicas em geral, mas normatiza os valores para
laboratórios de hospitais e laboratórios de escolas, e, em ambos os casos, esses
valores são entre 40 e 50 dB. Portanto, estes valores também serão utilizados no
projeto (ASSOCIAÇÃO..., 1992).
18
2.2 COMPONENTES ELÉTRICOS E MECÂNICOS DO ELEVADOR
Para montagem do quadro elétrico, foram utilizados alguns componentes
elétricos que devem garantir a segurança e funcionalidade do equipamento.
Nos subitens a seguir serão apresentados os componentes presentes no
elevador que foi projetado e instalado.
2.2.1 Motor Elétrico
Segundo Franchi (2008), um motor elétrico é um mecanismo que transforma
energia elétrica em energia mecânica. A presença de corrente elétrica, contínua ou
alternada, faz com que o eixo do motor se movimente. Movimento este que pode ser
utilizado para diversos fins.
De acordo com Franchi (2008), os motores de indução, devido à maior parte
da distribuição de energia elétrica ser de corrente alternada, são os mais utilizados
nas indústrias ultimamente. São motores mais simples, com custos mais baixos e
com rendimento maior que motores de corrente contínua.
Segundo Franchi (2008), o motor com rotor de gaiola de esquilo é mais
robusto, pois dispensa determinados itens como escovas ou comutadores,
diminuindo problemas relativos à manutenção. Em contra partida, possuem um
conjugado de partida relativamente fraco em relação à corrente absorvida pelo
estator e o valor máximo de corrente de partida pode atingir até dez vezes a corrente
nominal do motor.
O estator do motor é constituído por um núcleo ferromagnético, onde são
alojados os enrolamentos alimentados pela rede de corrente alternada trifásica da
instalação (FRANCHI, 2008).
O rotor em gaiola de esquilo é constituído por um núcleo de chapas
ferromagnéticas, isoladas entre si, sobre o qual são colocadas longitudinalmente
barras de alumínio, as quais são curto-circuitadas nas suas extremidades por anéis
metálicos, como mostra a Figura 3.
19
Figura 3 – Rotor Gaiola de Esquilo Fonte: Reocities (2013).
2.2.2 Inversor de Frequência
Inversor de frequência é um equipamento que por meio da eletrônica de
potência permite o controle de velocidade em motores de indução. A forma mais
eficiente de efetuar o controle velocidade de um motor elétrico trifásico é variar a
frequência da fonte alimentadora por meio de um inversor de frequência.
Este equipamento deve prover um ajuste contínuo de velocidade e
conjugado com relação à carga mecânica (FRANCHI, 2008).
O princípio de funcionamento de um inversor de frequência pode ser dividido
basicamente em duas partes:
• Retificação: A frequência, fixada em 60 Hz no Brasil, é transformada em
contínua por um retificador de onda completa (FRANCHI, 2008).
• Circuito de chaveamento: A tensão contínua é conectada aos terminais de
saída do inversor por seis transistores. Os transistores funcionam no corte
ou saturação como chaves estáticas. O controle deste circuito é feito pelo
circuito de comando do inversor, de forma a se obter um sistema de tensão
alternada em que as ondas de tensão e corrente estão defasadas em 120°,
como na rede trifásica, contudo, com frequência variável, de acordo com o
controle do disparo dos transistores (FRANCHI, 2008).
20
2.2.3 Sistemas de Entrada e Saída de Dados
De acordo com Franchi (2008) fazem parte do sistema de entrada e saída de
dados todos os dispositivos que interligam o homem com a máquina. É onde a
máquina fornece informações para o homem, e o homem por sua vez, pode
introduzir e alterar informações e parâmetros do equipamento. Em um inversor os
principais componentes do sistema de entrada e saída de dados são:
• Interface Homem/Máquina (IHM) - Dispositivo em que o operador pode
inserir valores utilizados na programação do inversor, por exemplo, corrente,
número de rotações do motor, número de polos e onde se define valores
para operação do inversor, como o ajuste de velocidade, tempo de
aceleração/desaceleração. Também é possível ter acesso a dados
operacionais, tais como a velocidade de rotação do motor, a corrente e a
indicação de erros.
• Entradas e saídas digitais - São formas de controlar o inversor através de
sinais digitais. Esse tipo de controle permite ter acesso a controles simples
como ligar e desligar o inversor, selecionar o sentido de giro do motor,
seleção de velocidades.
• Entradas e saídas analógicas - São formas de controle e monitoração
através de sinais analógicos, de tensão (0-10 V) ou corrente (0-20 mA ou 4-
20 mA), que permitem controlar a velocidade e leitura de corrente ou
velocidade (FRANCHI, 2008).
2.2.4 Sensor de Proximidade Indutivo
Sensores elétricos são componentes que captam e enviam informações ao
sistema de controle, monitorando o processo automatizado (BONACORSO E NOLL
2002).
Segundo Bonacorso e Noll (2002), sensores de proximidade são circuitos
eletrônicos capazes de detectar a aproximação de peças, componentes, elementos
de máquinas, entre outros, sem contato físico entre o elemento acionador e o
21
sensor, aumentando assim a vida útil do sensor. A saída deste tipo de sensor é
basicamente de dois tipos principais: Via transistor NPN, ou PNP.
Os autores também explicam que quando a saída é um transistor NPN, a
carga a ser acionada pelo sensor deve ser conectada entre o terminal negativo e o
terminal NA ou NF. Já, na saída com transistor NPN, a carga deve ser conectada
entre o terminal positivo e o terminal NA ou NF, de acordo com a lógica de controle
que foi utilizada (BONACORSO e NOLL, 2002, p. 55).
O sensor indutivo quando energizado emite um campo magnético de alta
frequência. Quando um objeto metálico se aproxima da face do sensor, ocorre uma
variação do campo magnético, reconhecia pelo circuito eletrônico interno, que
realiza a abertura e fechamento dos contatos. O princípio de funcionamento de um
sensor indutivo pode ser visualizado na Figura 4.
Figura 4 – Princípio de funcionamento do sensor ind utivo Fonte: Adaptado de Bonacorso e Noll (2002).
2.2.5 Sensor Fotoelétrico
Segundo Bonacorso e Noll (2002), sensores fotoelétricos são sensores que
tem seu funcionamento baseado na transmissão e recepção de feixes de luz
infravermelha, que pode ser interrompida ou refletida pelo objeto identificado.
22
Um dos sensores utilizados foi o sensor de barreira, que é um tipo de sensor
onde o circuito transmissor e o circuito receptor são encapsulados em unidades
diferentes e devem ser colocados um em frente ao outro, de modo que o receptor
possa receber o feixe de luz infravermelha do transmissor, e quando algum objeto
corta esse feixe de luz, ocorre o acionamento do sensor. O esquema de
funcionamento deste tipo de sensor pode ser visualizado na Figura 5.
Figura 5 – Esquema de funcionamento de um sensor fotoelétrico tipo barreira Fonte: Adaptado de Bonacorso e Noll (2002).
2.2.6 Controlador Lógico Programável
O Controlador Lógico Programável (CLP) é um módulo armazena instruções
para controle de funções, como sequência lógica, temporização, contagem, além de
realizar operações lógicas, manipulação de dados e comunicação em rede, sendo
utilizados na automatização de processos (GEORGINI, 2002).
De acordo com Silveira e Santos (2010), o princípio básico de
funcionamento do CLP, é a execução de um programa, criado pelo fabricante, por
parte da CPU (Unidade Central de Processamento), realizando ações de leitura das
entradas, execução do programa de controle do usuário e atualização das saídas
como mostra a Figura 6.
23
Figura 6 – Ciclo de funcionamento de um CLP Fonte: Adaptado de Mecatrônica Atual (2013).
As variáveis de entrada são sinais externos recebidos pelo CLP, que podem
ser oriundos de fontes pertencentes ao processo controlado (como sensores) ou de
comandos gerados pelo operador (botoeiras).
O programa é uma sequência específica de instruções, que efetuam as
ações de controle desejadas, ativando ou não as memórias internas e os pontos de
saída, a partir da monitoração de pontos de entrada.
Variáveis de saída são dispositivos controlados por cada ponto de saída do
CLP, como contatores, válvulas e lâmpadas (SILVEIRA e SANTOS, 2010).
2.2.7 Painel Elétrico
Painel elétrico é um compartimento destinado a alocar dispositivos elétricos
utilizados em uma montagem industrial. Comumente são construídos em chapas
metálicas com portas e sistema de fecho, que devem suportar tanto esforços físicos
como elétricos e proteger os elementos internos contra a ação da umidade. Os
24
dispositivos e circuitos devem ser distribuídos de forma que torne fácil a execução
do projeto, manutenção e operação do sistema (CITISYSTEMS, 2014).
Um painel elétrico é denominado painel de comando quando é utilizado para
controlar determinado equipamento por meio de dispositivos como CLP, inversor de
frequência, contatores, entre outros, sendo que os dispositivos utilizados dependem
do tipo de equipamento e do tipo de controle necessário (CITISYSTEMS, 2014).
2.2.8 Talha Elétrica
Talha elétrica é um equipamento que tem por função levantar e abaixar
objetos que seriam de difícil manipulação ou simplesmente muito pesados para
serem movidos por pessoas, evitando lesões. Devem ser fixadas a uma estrutura
sólida de suporte e possuem um sistema de controle e de segurança para evitar o
deslizamento de cargas e sobrecarga (MANUTENÇÃO e SUPREMENTOS, 2012).
A Figura 7 apresenta uma imagem da talha elétrica de corrente utilizada na
montagem do projeto.
Figura 7 – Talha elétrica instalada na estrutura Fonte: Autores
25
3 PROJETO E EXECUÇÃO
O projeto do novo elevador conta com um talha elétrica de corrente com
capacidade máxima (indicada pelo fabricante) de 230 kg, instalada em uma estrutura
metálica feita em aço inoxidável, que fica fixada as paredes do poço do elevador.
O elevador possui um sensor de segurança na parte superior, que desliga o
sistema caso o elevador não pare de subir, seja devido a falhas na programação ou
pelo não acionamento do sensor de nível, que se encontra imediatamente abaixo.
O motor utilizado possui freio eletromecânico, que mantém o equipamento
freado e é liberado para o acionamento do motor, além de possuir um sistema de
redução que não permite o avanço ou retrocesso em caso de falha do freio.
O CLP utilizado neste trabalho é da Siemens, desenvolvido para utilizações
industriais e domésticas de pequeno e médio porte. Contém oito entradas e quatro
saídas sendo compatível com módulos de expansão.
3.1 UTILIZAÇÃO DO PROGRAMA SOLIDWORKS
Com as dimensões do carro do elevador, foi feito o desenho mecânico em
CAD, que pode ser observado na Figura 8.
Figura 8 – Carro do elevador desenhado em CAD Fonte: Autores.
26
Foram realizadas simulações que serviram para analisar se os esforços
obtidos com a carga máxima permitida pelo projeto (que é de 100 kg, excluindo o
peso do carro) ficariam em níveis seguros quando comparados com os valores
máximos suportados pelo material.
No ambiente virtual CAE, que realizada uma simulação do sistema no
computador, foram feitos dois ensaios com a modificação do ponto de engaste. Num
primeiro momento o ensaio foi realizado com um pino de 4.5 mm de diâmetro, que
pode ser visualizado na Figura 9.
Figura 9 – Ponto de enga ste do pino Fonte: Autores.
Foi aplicada uma carga uniforme de 100kgf (1000N) na base interna da
cabine do elevador (como pode ser visualizado na Figura 10) indicada pelas setas
vermelhas, para simular a carga máxima que pode ser solicitada nas atividades
normais que são executadas no laboratório.
Figura 10 – Esquematização da aplicação da força e ponto de enga ste Fonte: Autores.
27
Em uma segunda etapa modificou-se o ponto de engaste, com isso,
pretende-se simular se a corrente da talha, que levanta o elevador, irá suportar a
carga solicitada.
Para isso, foi utilizado um meio elo da corrente na simulação para verificar
se os elos possuem resistência para tracionar o elevador. Como o programa não
permite simular esforços mecânicos de montagens, utilizou-se uma modificação,
onde o elo e o pino fazem parte de uma mesma peça, não sendo uma montagem
onde manteve-se a mesma área do elo da corrente. Com isso, pretende-se
confirmar que a área de um elo é capaz de suportar a carga.
A secção em corte do elo com diâmetro de 5/16” pode ser visualizada na
Figura 11, já em formato de engaste.
Figura 11 – Elo em corte utilizado para simular a carga Fonte: Autores.
A necessidade de simular esses dois sistemas de engaste, é pelo fato de os
resultados dos ensaios da adaptação realizada para testar o elo da corrente, não
são representativos para o pino. Desta forma é torna-se necessária a realização de
ensaios separados.
Na simulação realizada em CAE se utilizou o material (aço inoxidável AISI
316) com as mesmas características mecânicas do aço que compõe os materiais
utilizados na fabricação do elevador. As características desse material podem ser
encontradas no Anexo A.
28
3.2 RESULTADOS OBTIDOS NO PROJETO
A cabina do elevador de aço inox 316, construída com chapas de 2 mm de
espessura, apresenta uma massa de 14,95 kg. Após a aplicação da carga da
primeira etapa verificou-se que a tensão máxima de Von Mises que ocorreu na peça
ficou na ordem de 7,92882.10+7 N/m², bem abaixo da tensão máxima permitida que
é de 13,78951.10+7 N/m², onde ocorreria a ruptura do material.
Ao realizar uma análise dos esforços pelo parâmetro da tensão máxima,
pode se afirmar que o engaste em forma de pino suportará o peso da caixa do
elevador, somada a carga simulada máxima que é de 1000 N, alcançando cerca de
57% da tensão de ruptura do material. As tensões máximas que podem ocorrer são
visualizadas através da simulação mostrada na Figura 12.
Figura 12 – Estudo de tensão da cabina do elevador na primeira etapa Fonte: Autores.
De acordo com a simulação realizada, ao se aplicar uma carga de 1000 N,
não existe a possibilidade de ocorrerem deformações no ponto onde o pino está
29
posicionado. A deformação máxima ocorreu no leito do elevador, com um
deslocamento máximo de apenas 0,66 mm como mostra a Figura 13. Desta forma,
pode-se afirmar que o pino suportará a carga solicitada no dia a dia do uso do
elevador, se respeitados os seus limites de carregamento.
Figura 13 – Deformações ocorridas ao aplicar a carga primeira etapa Fonte: Autores.
Na segunda etapa, ao mudar o engaste para o elo de corrente, os resultados
obtidos foram os mesmos, devido ao fato de que o elo está superdimensionado, uma
vez que este foi projetado juntamente com a talha elétrica para suportar uma carga
de 230 kg. Assim, ao aplicar a carga simulada, juntamente com o peso do elevador,
obtiveram-se os mesmos resultados encontrados na primeira etapa. Com isso,
observa-se que o elo da corrente irá suportar as cargas solicitadas.
Como foi demonstrado nas simulações, a cabina não precisou sofrer
alterações na sua estrutura e nas suas medidas para resistir aos esforços
solicitados. Os materiais disponíveis no almoxarifado da empresa puderam ser
utilizados, sem a necessidade da compra de novos materiais, evitando mais gastos
com a execução do projeto.
A estrutura a ser montada, onde podem ser observados os detalhes do
projeto, pode ser encontrada no Apêndice C.
30
3.3 PROJETO E MONTAGEM DO PAINEL
Para a montagem do painel elétrico foram utilizados vários elementos
responsáveis pela segurança dos componentes mecânicos e pelo correto
funcionamento do equipamento. Os componentes utilizados neste trabalho,
apresentados no Quadro 1, são os componentes disponíveis no estoque da empresa
e que são normalmente utilizados em outros equipamentos.
Item Quantidade Quadro de comando 1
CLP Siemens LOGO! 12/24RC OBA6 1
Fonte Siemens LOGO! 24Vcc 5 A 1
Inversor de frequência Moeller 1,0 CX 380V 2,4 A 1
Disjuntor Trifásico Siemens 15 A 1
Disjuntor Monofásico Siemens 10 A 1
Disjuntor Motor 1,0A – 1,6 A 1
Sensor Indutivo PNP 20mm 4
Sensor Indutivo PNP 12mm 2
Conector SAK Siemens 2,5mm 8WA 27
Conector SAK Siemens 2,5mm Terra 4
Chave auxiliar frontal 1NA + 1NF 2
Borne Relé 2NA 24Vc 6
Caixa de Montagem PVC 1
Conector DOL Reto 5m M12 5
Conector DOL Reto 4m M12 1
Sensor Tipo Barreira PNP 12 mm Emissor 3
Sensor Tipo Barreira PNP 12 mm Receptor 3 Quadro 1 – Lista de componentes utilizados no quadro elétrico Fonte: Autores.
Foram utilizados sensores de proximidade indutivos (tipo PNP) com
distância Sensora Nominal (Sn) de 12 mm, e sensores ópticos tipo barreira, ambos
com alimentação de 10 a 30 VDC. Tais sensores possuem três funções básicas:
• Desenergizar o motor e acionar o freio quando o carro chega ao ponto
desejado;
• Desligar o elevador e impedir que seja ligado novamente caso os sensores
de nível falhem, e;
• Parar o motor e impedir que seja ligado novamente enquanto houver algum
objeto nas aberturas do poço do elevador.
31
3.4 MONTAGEM DA ESTRUTURA
Como o carro do elevador antigo era mais pesado e maior que o necessário,
optou se por construir um carro novo, que fosse mais leve e menor, já que os
produtos transportados são, em geral, produtos pequenos.
Na construção do carro foram utilizadas chapas de aço inoxidável de 2 mm
de espessura para a cabina, para a armação e a plataforma foram utilizadas barras
quadradas de 50x50 mm. Após a construção da cabina, armação e plataforma,
todos os componentes foram soldados, constituindo um único elemento.
A base superior é constituída de duas chapas que sustentarão o peso da
talha, do carro e os demais esforços, que foram soldadas em cantoneiras através de
solda TIG e onde serão fixadas as guias. No carro foram fixados dois roletes de
náilon de cada lado, como mostra a Figura 14, que possuem duas faces e se
encaixam nas duas abas das cantoneiras. Tais guias tem a função de tornar o
elevador mais firme, diminuindo a vibração e o movimento lateral que possa ocorrer.
Figura 14 – Roletes fixados no carr o do elevador novo Fonte: Autores.
32
Para as guias do carro, foram instaladas duas cantoneiras de abas iguais
com dimensão de duas polegadas na aba. Nas partes superiores de cada uma das
duas cantoneiras, foram soldados (com solda TIG) parafusos, que realizarão a
fixação das cantoneiras às bases.
As bases onde foram fixadas as guias foram feitas utilizando-se barras
quadradas de 50x50 mm, soldadas em chapas, que foram fixadas diretamente às
paredes do poço do elevador como mostra a Figura 15.
Figura 15 – Base inferior onde foi fixada uma das guias laterais Fonte: Autores.
3.5 PROGRAMAÇÃO
Para a criação do programa do CLP, foram definidas as entradas e saídas, e
estudada a lógica necessária para o funcionamento do elevador junto com as
funções do inversor de frequência.
33
Foram definidas como entradas digitais: botões de emergência, contato
auxiliar do disjuntor motor, as botoeiras de chamada do elevador (subir e descer), os
sensores das aberturas (abertura 1 e abertura 2) e os sensores de nível (nível 1 ou
piso inferior e nível 2 ou piso superior).
Como o número de elementos a serem utilizados como entradas excedeu o
número disponível pelo CLP LOGO!, foram utilizadas ligações em série de alguns
componentes a fim de diminuir o número de entradas necessárias.
Estão relacionadas às saídas do CLP as seguintes funções: sobe, desce,
para e freio. Para definir o sentido de giro do motor, o inversor de frequência
receberá através de uma entrada digital um sinal enviado pelo controlador.
Assim que o CLP recebe o sinal através das botoeiras de chamada do
elevador, aciona a saída relacionada à liberação do freio juntamente com a saída
correspondente ao sentido de giro que o motor para movimentar o carro na direção
correta. A movimentação acontece até que o sensor de nível seja acionado, ou em
caso de falha deste, o sensor de segurança.
A programação prevê que em caso de acionamento de qualquer um dos dois
botões de emergência, localizados um em cada andar, o elevador irá parar seu
movimento e exibir uma mensagem no display do CLP, até que o botão responsável
pela parada seja desacionado.
O diagrama de blocos, que mostra a lógica de programação do CLP, se
encontra disponível no Apêndice A.
3.6 INSTALAÇÃO
A instalação do quadro elétrico e a substituição da estrutura do elevador
foram programadas para períodos em que o equipamento ficasse fora de
funcionamento, a fim de evitar transtornos ao funcionamento do laboratório, bem
como a contaminação física do ambiente.
Após a desenergização do quadro elétrico antigo, foi possível sua total
remoção para instalação do novo quadro elétrico (previamente montado) e a retirada
dos cabos de alimentação e comando antigos. Em seguida foi retirada toda a
estrutura antiga.
34
O próximo passo foi fixar as bases dos guias, fixar a talha elétrica na base
superior e realizar a ligação elétrica do motor. As bases dos guias foram fixadas nas
paredes por meio de buchas de náilon e parafusos auto atarraxantes, colocando os
guias nos lugares ainda sem fixá-los totalmente. Então foram fixados os roletes no
carro e este pôde ser então inserido dentro do poço entre os guias.
Os guias foram fixados nas bases e nas paredes do poço de acordo com o
posicionamento do carro em relação às aberturas da parede. A partir deste
momento, a talha elétrica foi conectada no carro do elevador com a ponta da
corrente presa na parte central da face externa superior do carro, como pode ser
observado na Figura 16.
Figura 16 – Fixação da corrente no carro do elevador Fonte: Autores.
O passo seguinte foi a soldagem das chapas de fixação dos sensores na
estrutura, bem como a fixação dos sensores às chapas. A Figura 17 mostra a
localização aproximada de cada um dos sensores utilizados.
Por fim, foram passados os cabos de comando pelos eletrodutos e
realizadas todas as ligações necessárias.
35
Figura 17 – Vista frontal da estrutura com a localização dos se nsores utilizados na montagem Fonte: Autores.
Após o término da instalação, um extintor de incêndio foi posicionado nas
proximidades, de acordo com a NBR 14712, como pode ser visto na Figura 18.
Figura 18 – Extintor de incêndio ao lado do elevador Fonte: Autores.
36
4 TESTES E RESULTADOS
Após a instalação da parte mecânica do elevador, foram realizados alguns
testes com a função de analisar o funcionamento da programação do CLP e para
comparar a emissão de ruído do novo sistema. Nos próximos itens serão
apresentados os resultados obtidos após a instalação do elevador projetado.
4.1 TESTE DO PROGRAMA DO CLP
Depois de concluída a programação, foram realizados testes com o próprio
software de desenvolvimento, pois, o mesmo permite simular o funcionamento como
se o programa estivesse rodando no CLP. Nesses testes é possível acionar
manualmente as entradas para visualizar quais saídas serão acionadas e também o
que será mostrado no display do CLP.
A Figura 19 mostra a programação em blocos, onde é possível visualizar
todas as entradas bem como seu tipo (botão de pulso, por exemplo) e seu estado
atual, sendo possível alterar o estado destas entradas para realizar simulações.
Figura 19 – Simulação do Programa do CLP Fonte: Autores.
37
Ao lado das entradas estão as saídas e seus respectivos estados,
representadas pela letra Q seguida do número atribuído a cada saída, que são
alteradas de acordo com a programação e o acionamento das entradas. Também é
possível visualizar a mensagem de texto que é mostrada para cada situação.
Após o término da montagem do painel, do desenvolvimento do programa
para o CLP e dos testes da programação no computador, foi efetuado um teste do
painel em bancada. Foi realizada a alimentação do painel, ligado um motor e os
sensores. Com esse teste foi possível realizar alguns ajustes, evitando assim, perda
de tempo na hora da montagem do elevador.
4.2 MEDIÇÃO DE RUÍDO
Um dos principais problemas que havia no elevador antigo era a questão do
elevado ruído emitido.
Para verificação desta questão e realização de uma comparação com o
ruído gerado pelo novo sistema, foram realizadas algumas medições com um
aparelho chamado Medidor de Nível Pressão Sonora (MNPS), comumente chamado
de decibelímetro.
O ouvido humano é um órgão muito sensível que não reage igualmente a
todos os tipos de frequências de ruído, sendo menos sensível em frequências muito
altas ou muito baixas e mais sensível a frequências intermediárias. Levando em
consideração essa característica, os medidores de nível pressão sonora devem
efetuar uma correção dos níveis de energia medidos para simular o comportamento
do ouvido em relação à determinada frequência. Para efetuar essa correção os
MNPSs utilizam quatro tipos de circuitos eletrônicos internos, circuitos A, B, C e D
(ABEL, 2014).
O circuito A que é utilizado para curvas de baixo nível de pressão sonora,
próximos de 50 dB, é o mais utilizado, pois a curva para o circuito B é considerada
obsoleta, a curva para o circuito C é utilizada para medir ruídos de impactos e a
curva para D mede ruídos muito altos, como em aeroportos (ABEL, 2014).
Foi disponibilizado pela empresa um medidor de nível de pressão sonora
analógico, que, utilizado na curva A, exibe os resultados em decibéis dB(A).
38
Antes da sua remoção foram realizadas duas medições próximas a abertura
do elevador antigo, com o carro no andar superior, sendo encontrado um valor de
pico de aproximadamente 82 dB(A), com mostra a Figura 20.
Figura 20 – Medição de ruído com medidor de nível de pressão sonora do elevador antigo Fonte: Autores.
Após as alterações (novo elevador) foram realizadas duas medições
novamente, e o valor máximo encontrado foi de aproximadamente 69 dB(A), como
pode ser observado na Figura 21.
Figura 21 – Medição de ruído com medidor de nível de pressão sonora do elevador novo Fonte: Autores.
39
Mesmo esse valor estando acima do valor proposto pela NBR 10152, houve
uma melhora significativa no conforto do ambiente de trabalho, de acordo com o
relato dos funcionários do laboratório.
Um valor mais próximo ao ideal poderia ser alcançado caso fosse instalada
um talha elétrica nova, pois esta utilizada apresenta um ruído elevado proveniente
do freio eletromecânico.
4.3 PROCEDIMENTOS DE MANUTENÇÃO PREVENTIVA
Como se trata de um equipamento antigo, não mais produzido pelo
fabricante, não foi possível encontrar um manual de instruções ou qualquer outro
material de apoio da talha elétrica. Desta forma, para a elaboração de um plano de
manutenção preventiva, foi realizada a adaptação de um plano de manutenção
preventiva de uma talha elétrica similar, de outro fabricante, com a mesma faixa de
carga máxima para o elevador.
Sendo assim, ficaram definidas as manutenções necessárias nos seus
determinados períodos, de acordo com o Quadro 2.
Período Manutenção
Diariamente • Inspecionar o freio se há escorregamento da carga.
A cada três meses
• Limpeza externa do motor.
• Conferir terminais e conexões se as mesma estão em boas condições e fazer o reaperto dessas conexões.
• Verificar se as conexões apresentam algum indicio de oxidação.
A cada quatro meses • Inspecionar o disco de freio, condições das molas de pressão e desgaste da pastilha de freio.
A cada seis meses
• Verificar contatores, seus contatos e bobinas.
• Inspeção visual e testar conexões das botoeiras.
• Verificar cabos de alimentação e comando se estão ressecados ou danificados.
Anualmente
• Substituir o lubrificante do redutor.
• Verificar o desgaste das engrenagens.
• Substituir os rolamentos da talha.
Quadro 2 – Manutenções preventivas para o elevador Fonte: Adaptado de Berg-Steel (2014).
40
4.4 REDUÇÃO DE DESPESAS COM MANUTENÇÃO CORRETIVA
De acordo com os dados obtidos no sistema de manutenção foi possível
descobrir quais peças estavam se danificando no sistema antigo e gerando longos
períodos de parada e o montante aproximado gasto nessas manutenções.
No período de maio a novembro de 2013, ainda com a utilização do elevador
antigo, haviam ocorrido dez aberturas de solicitações de serviço, como pode ser
observado no Quadro 3.
Descrição do Problema Data Horas Trabalhadas
Custo da Manutenção
Não está funcionando corretamente. 05/mar/2013 3,16 R$ 251,58 Não funciona, caixa redutora com engrenagens danificadas 29 e 30/mai/2013 8,66 R$ 395,59
Fazendo muito barulho ao subir 07/jun/2013 3 R$ 246,60
Elevador travado 11, 12, 14 e 17/jun/2013 8,58 R$ 366,71
Elevador não está funcionando 20/jun/2013 8,55 R$ 246,04
Elevador parou novamente 21/jun/2013 0,92 R$ 103,61
Instalação do capacitor e lubrificação do fuso 09/jul/2013 3,5 R$ 58,06
Parou de funcionar 04 e 06/set/2013 11,94 R$ 393,64
Parou de funcionar 23 e 24/ out/2013 4,5 R$ 239,23 Total 52,81 R$ 2301,06
Quadro 3 – Paradas do elevador no período de março a novembro de 2013 Fonte: Autores.
Os dados foram obtidos no sistema de manutenção da empresa, onde o
responsável por utilizar o equipamento gera uma solicitação de serviço com a
descrição do problema apresentado.
O responsável por realizar a manutenção gera uma ordem de serviço (OS)
através da solicitação aberta. Então a ordem irá reter os dados e valores da
manutenção.
Nos meses subsequentes a instalação, não ocorreu a abertura de nenhuma
solicitação de serviço por parte dos utilizadores do equipamento, portanto, não foi
realizada nenhuma manutenção corretiva, desde a instalação no final da primeira
quinzena de janeiro de 2014 até o final da segunda semana de maio de 2014.
Após a instalação, foi necessário realizar apenas as manutenções
preventivas programadas para o período.
41
5 CONCLUSÃO
Após a instalação do novo elevador, não foi aberta nenhuma solicitação de
serviço de manutenção até a data de apresentação desse trabalho (em um período
aproximado de quatro meses).
Não foi realizada nenhuma manutenção corretiva devido à quebra de
componentes, nem houve a necessidade de substituição de peças, gerando uma
redução no custo com a manutenção deste elevador. Foi necessário realizar apenas
as manutenções preventivas programadas para o período.
A análise do projeto mecânico feita em software de desenho tridimensional
demonstrou que o equipamento suporta os esforços a que será submetido no seu
dia a dia, desde que seja respeitado seu limite operativo previsto em projeto.
Em relação à emissão de ruído, mesmo não alcançando os valores contidos
na norma, houve uma melhora significativa em relação ao valor inicial,
proporcionando um maior conforto para os colaboradores que trabalham no local.
O novo elevador possui um quadro elétrico novo e organizado que possui
um diagrama elétrico atualizado, facilitando o trabalho em casos de necessidade de
reparos na parte elétrica.
A frequência de saída do inversor teve de ser fixada em 42 Hz, pois uma
frequência maior fazia o elevador trepidar e aumentava o ruído. Mesmo assim, o
elevador novo é capaz de percorrer a distância entre os dois pisos em um tempo
menor que o elevador antigo.
A maior dificuldade encontrada durante a realização do trabalho foi o tempo
disponível para a instalação do elevador. Foi realizada uma programação para a
instalação em um fim de semana, porém, não foi possível terminar a instalação no
tempo previsto. Desta forma, foi necessária a instalação de um comando provisório
para o elevador, para que o mesmo pudesse ser utilizado durante a semana.
Por fim, foi necessário aumentar o tempo inicialmente proposto para a
instalação do elevador, usando um período adicional para que pudessem ser
instalados corretamente os eletrodutos, sensores e que fossem realizados os
demais acabamentos necessários.
42
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43
GEORGINI, Marcelo. Automação Aplicada . 2 ed. São Paulo: Érica, 2002. CLUBE DA ELETRÔNICA. Inversores de Frequência . Disponível em: <http://www.clubedaeletronica.com.br/Automacao/PDF/Apoio%20004%20-%20Inversores%20de%20frequencia.pdf>. Acesso em: 05 nov. 2013 LOGO! SIEMENS. Manual LOGO! . Edição 06/2003. Disponível em: <http://www.siemens.com.br/upfiles/1401.pdf> Acessso em: 20 julho de 2013. MANUTENÇÃO E SUPREMENTOS. O que é uma talha elétrica . Disponível em:<http://www.manutencaoesuprimentos.com.br/conteudo/6072-o-que-e-uma-talha-eletrica> Acesso em: 05 nov. 2013. MECATRÔNICA ATUAL. Ciclo de funcionamento de um CLP . Disponível em: <http://www.mecatronicaatual.com.br/artigos/1295-o-funcionamento-da-memria-de-um-clp.> Acesso em: 05 nov. 2013. MECATRÔNICA ATUAL. Como trabalhar a curva V-Hz no inversor de freqüência . Disponível em: <http://www.mecatronicaatual.com.br/educacao/956-como-trabalhar-a-curva-v-hz-no-inversor-de-freqncia?showall=&start=1>. Acesso em: 05 nov. 2013. MELHORIA DA QUALIDADE. Disponível em: <http://melhoriadaqualidade.com.br/>.Acesso em: 24 jun. 2014 REOCITIES. Rotor gaiola de esquilo . Disponível em: <http://www.reocities.com/jaxs60/motor.html>. Acesso em: 05 nov. 2013. SILVEIRA, Paulo R. da; SANTOS, Winderson E. Automação e controle discreto . 9 ed. São Paulo: Érica, 2010.
44
GLOSSÁRIO
Armação do Carro
Estrutura rígida, destinada à fixação da plataforma, da cabina e dos acessórios.
Botão de Emergência
Dispositivo de acionamento manual destinado a paralisar o carro e mantê-lo parado.
Botoeira
Conjunto de botões, podendo conter, eventualmente, outros dispositivos.
Cabina
Recinto formado por paredes, teto e piso montados sobre plataforma, destinado ao
transporte de pessoas e/ou carga.
Cabo de Comando
Cabo elétrico flexível, que interliga os terminais elétricos do carro e os localizados no
painel elétrico.
Carro
Conjunto formado pela armação, plataforma e cabina.
Elevador
Aparelho estacionário provido de cabina que se move aproximadamente na vertical
entre guias, servindo a níveis distintos e destinados ao transporte de pessoas e
carga.
Elevador de Carga
Elevador com características próprias, destinado ao transporte de carga.
Guias
Elementos destinados a guiar o curso do carro e o do contrapeso.
45
Monta-carga
Elevador com características próprias, destinado ao transporte de pequenas cargas.
Painel de comando
Conjunto de elementos que comanda a partida, parada, sentido de movimento,
velocidade, aceleração e retardamento do carro e outras funções correlatas.
Plataforma
Estrutura resistente que contém o piso da cabina sobre a qual esta é montada.
Poço
Parte da caixa compreendida entre o nível da parada extrema inferior e o fundo da
caixa.
46
APÊNDICE A – PROJETO DO PROGRAMA DO CLP
47
48
49
50
APÊNDICE B – PROJETO DE COMANDO E FORÇA
51
52
53
54
55
56
57
APÊNDICE C – PROJETO MECÂNICO
58
59
60
61
ANEXO A – PROPRIEDADE MECÂNICA DOS AÇOS INOX