tcc carrossel cvmax 2010
TRANSCRIPT
i
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA – ICET
CURSO DE ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO
Anderson Alberto Ramos
Guilherme de Camargo Bizon
Kassius Kennedy de Sa Martins Rizzo
Leandro Souza Araujo
Luciano da Silva Braz
Paulo Cesar Spina
Richard Leonard Firmino
PROJETO “CARROSSEL CVMAX”
Orientadores: Prof. Dr. Mario Cesar da Silva
Prof. Ms. José Sérgio do Nascimento
Prof. Ms. Winston Fernando de Lima Gonçalves
Campinas – SP
2010
ii
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA – ICET
CURSO DE ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO
Anderson Alberto Ramos
Guilherme de Camargo Bizon
Kassius Kennedy de Sa Martins Rizzo
Leandro Souza Araujo
Luciano da Silva Braz
Paulo Cesar Spina
Richard Leonard Firmino
PROJETO “CARROSSEL CVMAX”
Trabalho de Conclusão de Curso
apresentado ao Instituto de Ciências
Exatas Campus Swift de Campinas,
Universidade Paulista, como parte dos
requisitos para obtenção do título de
Graduado em Engenharia Mecatrônica.
Orientadores: Prof. Dr. Mario Cesar da Silva
Prof. Ms. José Sérgio do Nascimento
Prof. Ms. Winston Fernando de Lima Gonçalves
Campinas – SP
2010
iii
AGRADECIMENTOS
Agradecemos às nossas esposas e filhos, que sempre nos incentivaram a
levar adiante nossos desafios, principalmente nos momentos em que se
privaram do nosso convívio, para que pudéssemos freqüentar as aulas e
realizar os trabalhos.
Agradecemos aos nossos pais, que nos deram a estrutura familiar e nos
ensinaram a trabalhar com espírito de equipe e a olhar para nossos
semelhantes.
Agradecemos ao Professor Dr. Engº Maurício Correa, coordenador do
curso de Engenharia Mecatrônica, que sempre nos apoiou, compreendeu
nossos anseios, nos orientou e soube nos ouvir quando precisávamos.
Agradecemos ao Professor Dr. Mário César da Silva, que foi o
responsável por nos transmitir os conhecimentos de macro e micro economia,
e no presente ano, nos orientou quanto aos estudos econômicos de mercado,
fundamental para a colocação do nosso produto no mercado.
Agradecemos também ao professor Dr. Engº Eder Carlos Moreira,
coordenador do curso básico de engenharia, que nos deu a base quando dos
primeiros anos do curso e nos orientou também quanto à elaboração do nosso
trabalho.
Agradecemos aos demais professores, que sempre os souberam
compreender e nos ensinaram da melhor forma possível e jamais se furtaram a
uma orientação adicional àquelas ministradas em sala de aula.
iv
“Encheu-os de
sabedoria do coração,
para fazer toda a obra
de mestre, e a mais
engenhosa, e a do
bordador, em azul, e
em púrpura, em
carmesim, e em linho
fino, e a do tecelão:
fazendo toda a obra, e
inventando
invenções”.
ÊXODO 35: 35
v
RESUMO
Esse documento tem o objetivo de apresentar o trabalho de conclusão
de curso CARROSSEL CVMAX do curso de Engenharia de Controle e
Automação para ser avaliado pelos professores da banca avaliadora da
Universidade Paulista.
Para a concepção do projeto e para o desenvolvimento do protótipo
foram utilizados os conhecimentos adquiridos durante o curso. Pode-se notar
que as aplicações das disciplinas que envolvem mecânica, elétrica e controle
foram utilizadas de forma responsável para obter segurança e qualidade do
produto final.
O projeto baseia-se em um protótipo que tem como foco explorar os
benefícios que a logística proporciona nas atividades industriais,
O protótipo tem o objetivo de ser utilizado para o armazenamento de
pequenos componentes e facilitar o trabalho dos profissionais que necessitam
de utilizar ferramentas e componentes no dia-a-dia.
As características e as vantagens do CARROSSEL CVMAX em relação
aos armários e estruturas tradicionais utilizadas para o armazenamento de
componentes serão apresentados nos próximos capítulos, pode-se considerar
como a grande vantagem competitiva do produto em relação aos concorrentes
a diferença de dimensões e a mobilidade que o CARROSSEL CVMAX
proporciona para a utilização de ferramentas e componentes diários. Outra
vantagem competitiva está relacionada à redução do tempo ciclo nas
atividades rotineiras, diminuindo o custo de produção do produto e dessa forma
possibilitando uma margem de lucro maior em cada venda.
vi
Para a confecção do protótipo foram feitos os cálculos estrutural,
mecânicos e elétricos. Com base nos resultados obtidos, teve inicio a fase de
desenvolvimento do projeto mecânico e elétrico, após a conclusão da fase de
desenvolvimento e com o projeto final documentado foi elaborado um
cronograma para a fabricação das peças, para a compra dos componentes
necessários e para a montagem final.
Além do estudo das características técnicas, foi realizada uma pesquisa
de mercado, feito o planejamento do produto e a avaliação financeira, o
protótipo foi confeccionado no laboratório de usinagem da UNIP e será
apresentado em detalhes todo o processo de construção do mesmo.
Palavras Chaves
- Sistema de armazenamento automatizado,carrossel vertical
vii
ABSTRACT
This document aims to present the work completion CAROUSEL course
CVMAX Engineering course for Control and Automation that will be assessed
by teachers at the bank examiner at the Paulista University, Swift field.
For the project design and prototype development were used the
knowledge acquired during the course. It may be noted that applications of the
disciplines that involve mechanical, electrical and automation and control were
used in a responsible way to achieve security, and the quality of final product.
The project is based on a prototype that focuses on exploring the
provides benefits that logistics in industrial activities.
The prototype is intended to be used for storing tools and small
components and facilitate the work of professionals who need to use tools and
components in day-to- day. The implementation of the project is based on
replacing the spaces used for storing tools and small components units far from
the centers of the industrial work and replaced by CAROUSEL CVMAX that will
stay near the center of work that an operator or maintainer, use such tools or
components in everyday activities.
The characteristics and advantages of CAROUSEL CVMAX in relation to
cabinets and traditional structures used for storage of components will be
presented in later chapters, can be considered as the big competitive
advantage of product over competitors, the difference in size and mobility that
provides CVMAX CAROUSEL for the use of tools and components daily.
Another advantage competitive is related to cycle time reduction activities
routine, reducing the production cost of the product and thus allowing a higher
profit margin on each sale. To make the prototype were made the structural
mechanics calculations and based on the results, began to phase development
of mechanical and electrical design, after the completion of phase development
and documented with the final project was an elaborate schedule for the
fabrication of parts, for the purchase of components required for final assembly
viii
Key Word
- Warehouse automation system, vertical carousel
ix
x
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1 – ESTRUTURA PORTANTE .............................................................................................. 28
FIGURA 2 – EIXO INFERIOR OU DE ACIONAMENTO ...................................................................... 29
FIGURA 3 – EIXO SUPERIOR ............................................................................................................. 30
FIGURA 4 – SISTEMA SINCRONIZADOR .......................................................................................... 31
FIGURA 5 – ENGRENAGENS ............................................................................................................. 32
FIGURA 6 – MANCAIS ......................................................................................................................... 33
FIGURA 7 – BANDEJAS ...................................................................................................................... 34
FIGURA 8 – CARENAGEM EXTERNA ................................................................................................ 35
FIGURA 9 – FUCIONAMENTO DO PROJETO ................................................................................... 36
FIGURA 10 – PINHÃO .......................................................................................................................... 37
FIGURA 11 – COROA .......................................................................................................................... 40
FIGURA 12 – ENGRENAGEM TRANSPORTADORA......................................................................... 43
FIGURA 13 – PINHÃO, COROA E CORRENTE DE ROLOS ............................................................. 56
FIGURA 14 – ENGRENAGENS TRANSPORTADORAS E CORRENTES DE ROLOS ..................... 58
FIGURA 15 – VISTA LATERAL DO CARROSSELCVMAX PIOR CASO........................................... 62
FIGURA 16 – VISTA LATERAL DO CARROSSEL CVMAX ............................................................... 64
FIGURA 17 – MOMENTOS TORÇORES ............................................................................................. 65
FIGURA 18 – DCL DIAGRAMA DE CORPO LIVRE EIXO INFERIOR ............................................... 67
FIGURA 19 – PONTOS CRÍTICOS DO EIXO INFERIOR .................................................................... 69
FIGURA 20 – RAIO NO EIXO ............................................................................................................... 77
FIGURA 21 – SIMETRIA DO CARROSSEL CVMAX .......................................................................... 81
FIGURA 22 – DCL DIAGRAMA DE CORPO LIVRE EIXO SUPERIOR .............................................. 81
xi
FIGURA 23 – PONTOS CRÍTICOS DO EIXO SUPERIOR .................................................................. 83
FIGURA 24 – MANCAL COM ROLAMENTO Y-TECH ........................................................................ 87
FIGURA 25 – ÁBACO .......................................................................................................................... 89
FIGURA 26 – NANOGRAMA ............................................................................................................... 91
FIGURA 27 – CENTRO DE GRAVIDADE DA CANTONEIRA ............................................................ 93
FIGURA 28 – FRENTE DA ESTRUTURA COM CORTE A-A ............................................................ 94
FIGURA 29 – PONTO DE APLICAÇÃO DE FORÇA QUE GERA MOMENTO FLETOR E
FORÇA CORTANTE ............................................................................................................................. 94
FIGURA 30 – FLEXÃO DA VIGA ......................................................................................................... 98
FIGURA 31 – FRENTE DO EQUIPAMENTO ILUSTRANDO A FLAMBAGEM DA
CANTONEIRA VERTICAL ................................................................................................................... 99
FIGURA 32 – BOTÃO DE EMERGÊNCIA ......................................................................................... 103
FIGURA 33 – CONTATOR ................................................................................................................. 103
FIGURA 34 – DISJUNTOR ................................................................................................................. 104
FIGURA 35 – FUSÍVEL ...................................................................................................................... 104
FIGURA 36 – OPLC ............................................................................................................................ 105
FIGURA 37 – FONTE CHAVEADA .................................................................................................... 105
FIGURA 38 – RELÉ ............................................................................................................................ 105
FIGURA 39 – SENSOR INDUTIVO .................................................................................................... 106
FIGURA 40 – MOTOR ........................................................................................................................ 106
FIGURA 41 – PAINEL ELÉTRICO ..................................................................................................... 107
FIGURA 42 – PRENSA CABOS ........................................................................................................ 107
FIGURA 43 – RÉGUA DE BORNE..................................................................................................... 107
FIGURA 44 – FIOS DE ENERGIA ELÉTRICA ................................................................................... 108
FIGURA 45 – CANALETA .................................................................................................................. 108
xii
FIGURA 46 – DIAGRAMA DE BLOCOS ........................................................................................... 109
FIGURA 47 – COMANDO ELÉTRICO ............................................................................................... 110
FIGURA 48 – TECLADO NUMÉRICO ............................................................................................... 111
FIGURA 49 – PROGRAMAÇÃO EM LADDER DO SOFTWARE NO OPLC .................................... 114
FIGURA 50 – PARTE DA PROGRAÇÃO DAS BANDEJAS ............................................................. 115
FIGURA 51 – PARTE DE CONTROLE DO SENSOR E MOTOR ..................................................... 116
FIGURA 52 – PARTE DA PROGRAMAÇÃO DO CONTROLE DE CONTAGEM DAS
BANDEJAS ......................................................................................................................................... 116
FIGURA 53 – USINAGEM DAS PEÇAS DO PROTÓTIPO ............................................................... 120
FIGURA 54 – MONTAGEM DAS PEÇAS DO PROTÓTIPO ............................................................. 120
FIGURA 55 – TESTES FINAIS DO PROTÓTIPO .............................................................................. 120
FIGURA 56 – SIMULAÇÃO DO FUNCIONAMENTO DO PROTÓTIPO ........................................... 121
FIGURA 57 – APROVAÇÃO DO PROTÓTIPO ................................................................................ 121
FIGURA 58 – GRÁFICO DE SISTEMA DE ARMAZENAMENTO DE PRODUTO ............................ 123
FIGURA 59 – GRÁFICO DE SEGURANÇA E CONFORTO ............................................................. 123
FIGURA 60 – GRÁFICO DE AGILIDADE E VERSATILIDADE ........................................................ 124
FIGURA 61 – GRÁFICO DE ERGONOMIA ....................................................................................... 125
FIGURA 62 – GRÁFICO DO ASPECTO VISUAL DO AMBIENTE .................................................. 125
FIGURA 63 – GRÁFICO DE EMPRESAS ENTREVISTADAS ......................................................... 130
FIGURA 64 – GRÁFICO DE EMPRESAS ENTREVISTADAS POR SEGMENTO ........................... 131
FIGURA 65 – GRÁFICO DE EMPRESAS ENTREVISTADAS POR PRODUTO .............................. 132
FIGURA 66 – CARACTERÍSTICA DO CARROSSEL CVMAX ......................................................... 136
FIGURA 67 – GRÁFICO DO LUCRO MENSAL ................................................................................ 147
xiii
LISTA DE TABELAS
TABELA 1 –VALORES CONFORME ABNT ...................................................................................... 37
TABELA 2 – COMPONENTES ELÉTRICOS .................................................................................... 102
TABELA 3 – CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS COMPONENTES .......................................... 108
TABELA 4 – LISTAGEM DE COMPONENTES DA PROGRAMAÇÃO SOFTWARE NO OPLC ..... 112
TABELA 5 – SITUAÇÃO DO MERCADO ATUAL E FUTUROS POTENCIAIS DE VENDAS ......... 127
TABELA 6 – CUSTOS DO PROTÓTIPO ........................................................................................... 138
TABELA 7 – CUSTOS DO PRODUTO (UNITÁRIO) ........................................................................ 139
TABELA 8 – CUSTOS FIXOS E INDIRETOS .................................................................................... 140
TABELA 9 – PREÇOS DE MÁQUINAS E EQUIPAMENTOS FINAME ............................................ 141
TABELA 10 – ENCARGOS SOCIAIS ................................................................................................ 142
TABELA 11 – SALÁRIOS E ENCARGOS CORRESPONDENTES (123,08%) ............................... 143
TABELA 12 – PLANILHA DE FATURAMENTO ................................................................................ 144
TABELA 13 – DEMONSTRAÇÃO DO MONTANTE A SER FINANCIADO ...................................... 145
TABELA 14 – CÁLCULO SAC .......................................................................................................... 146
TABELA 15 – CUSTOS DE IMPLEMENTAÇÃO ............................................................................... 148
xiv
LISTA DE SIGLAS
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas
BNDES – Banco Nacional de Desenvolvimento
FGTS – Fundo de Garantia do Tempo de Serviço
FINAME – Financiamento de Máquinas e Equipamentos
INCRA – Instituto Nacional de Colonização e Reforma Agrária
INSS – Instituto Nacional do Seguro Nacional
IPTU – Insposto Sobre a Propriedade Territorial Urbana
ISO – International Organization for Standardization
SAE – Society Automotive Engineers
SEBRAE – Serviço Brasileiro de Apoio as Micro e Pequenas Empresas
SENAI – Serviço Nacional de Aprendizado Industrial
SESI – Serviço Social da Industria
xv
Sumário
1. INTRODUÇÃO ............................................................................................... 22
2. REVISÃO LITERÁRIA ................................................................................... 25
2.1. CONCEITO E UTILIZAÇÃO DO CARROSSEL CVMAX ............................... 25
2.2. RESULTADOS OBTIDOS PELO CARROSSEL CVMAX .............................. 25
2.2.1. VANTAGENS NA APLICAÇÃO ..................................................................... 25
2.2.2. SEGURANÇA E CONFORTO ....................................................................... 25
2.2.3. RAPIDEZ, EFICÁCIA E COMODIDADE ....................................................... 26
2.2.4. ECONOMIA DE ÁREA INDUSTRIAL ............................................................ 26
3. PROJETO DO PRODUTO ............................................................................ 27
3.1. ESTRUTURA PORTANTE ........................................................................... 28
3.2. EIXO INFERIOR OU DE ACIONAMENTO .................................................... 29
3.3. EIXO SUPERIOR .......................................................................................... 30
3.4. SISTEMA SINCRONIZADOR DE CURSO DAS BANDEJAS ....................... 30
3.5. ENGRENAGENS .......................................................................................... 31
3.6. MANCAIS DE ROLAMENTO ....................................................................... 33
3.7. BANDEJAS .................................................................................................. 33
3.8. GABINETE OU CARENAGEM EXTERNA .................................................... 34
3.9. FORMA DE CARREGAMENTO E DE FUNCIONAMENTO .......................... 35
3.10 DIMENSIONAMENTO DA ENGRENAGEM DE CORRENTE MOTORA
(PINHÃO) .................................................................................................................. 37
xvi
3.11 DIMENSIONAMENTO DA ENGRENAGEM DE CORRENTE MOVIDA
(COROA) ................................................................................................................... 40
3.12 DIMESIONAMENTO DAS ENGRENAGENS DE CORRENTE
TRANSPORTADORAS ............................................................................................. 43
3.13 CÁLCULO DA RELAÇÃO DE TRANSMISSÃO ............................................ 46
3.14. CÁLCULO DAS VELOCIDADES DA ENGRENAGEM MOTORA ................ 47
3.15. CÁLCULO DAS VELOCIDADES DA ENGRENAGEM MOVIDA .................. 48
3.16. CÁLCULO DAS VELOCIDADE DAS ENGRENAGENS
TRANSPORTADORAS ............................................................................................. 50
3.17. CÁLCULO DA POTÊNCIA NOMINAL DA ENGRENAGEM MOTORA
PARA CORRENTE DE FILEIRA ÚNICA LIMITADA PELA PLACA DE
CONEXÃO ................................................................................................................ 51
3.18. CÁLCULO DA POTÊNCIA NOMINAL DA ENGRENAGEM MOVIDA
PARA CORRENTE DE FILEIRA ÚNICA LIMITADA PELA PLACA DE
CONEXÃO ................................................................................................................ 53
3.19. CÁLCULO DA POTÊNCIA NOMINAL DAS ENGRENAGENS
TRANSPORTADORAS PARA CORRENTE DE FILEIRA ÚNICA LIMITADA
PELA PLACA DE CONEXÃO .................................................................................... 54
3.20. DIMENSIONAMENTO DO COMPRIMENTO DA CORRENTE DE
TRANSMISSÃO ....................................................................................................... 56
3.21. DIMENSIONAMENTO DO COMPRIMENTO DAS CORRENTES
TRANSPORTADORAS ............................................................................................. 58
3.22. CÁLCULO DA DISTÂNCIA DE CENTROS ENTRE AS
ENGRENAGENS MOTORA E MOVIDA .................................................................. 59
3.23. CÁLCULO DA DISTÂNCIA DE CENTROS ENTRE AS
ENGRENAGENS TRANSPORTADORAS ................................................................ 60
xvii
3.24. CÁLCULO DO EIXO INFERIOR ................................................................ 61
3.24.1. CÁLCULO DO MOMENTO TORÇOR INTERNO ...................................... 65
3.24.2. CÁLCULO DA TENSÃO DE CISALHAMENTO NO EIXO INFERIOR ....... 66
3.24.3. CÁLCULO DO MOMENTO TORÇOR EXTERNO ...................................... 66
3.24.4. CÁLCULO DE POTÊNCIA NO EIXO ......................................................... 67
3.24.5. CÁLCULOS DOS MOMENTOS TORÇORES ........................................... 70
3.24.6. CÁLCULOS DAS TENSÕES DE FLEXÃO ................................................. 71
3.24.7. CÁLCULO DO CÍRCULO DE MOHR ........................................................ 73
3.24.8. CÁLCULO DO COEFICIENTE DE SEGURANÇA N ................................. 74
3.24.9. CÁLCULO DE FADIGA NO EIXO INFERIOR ........................................... 74
3.24.10. FATORES MODIFICADORES DO LIMITE DE RESISTÊNCIA À
FADIGA ..................................................................................................................... 75
3.25. CÁLCULO DO EIXO SUPERIOR ............................................................... 79
3.25.1. CÁLCULO DO PESO TOTAL SUPORTADO PELO EIXO SUPERIOR .... 80
3.25.2. CÁLCULOS DAS REAÇÕES DE APOIO ................................................... 82
3.25.3. CALCULANDO OS MOMENTOS TORÇORES ......................................... 83
3.25.4. CÁLCULOS DAS TENSÕES DE FLEXÃO ................................................. 84
3.25.5. CÁLCULO DE FADIGA NO EIXO SUPERIOR .......................................... 85
3.26. CÁLCULO DOS ROLAMENTOS ............................................................... 86
3.26.1. CÁLCULO DA VIDA NOMINAL DO ROLAMENTO ................................... 87
3.26.2. CÁLCULO DA CARGA IDEAL .................................................................. 89
3.26.3. FATOR DE VIDA ....................................................................................... 90
xviii
3.26.4. VIDA DO ROLAMENTO ............................................................................ 92
3.27. CÁLCULO DA ESTRUTURA DO EQUIPAMENTO ................................... 92
3.27.1. CÁLCULO DO CONJUNTO DE VIGAS .................................................... 92
3.27.2. CÁLCULO DO MOMENTO DE INÉRCIA DO CONJUNTO ........................ 95
3.27.3. CÁLCULO DO MOMENTO FLETOR ........................................................ 96
3.27.4. CÁLCULO DE TENSÃO DE FLEXÃO APLICADA .................................... 97
3.27.5. CÁLCULO DE TENSÃO DE FLEXÃO ADMISSÍVEL ................................ 97
3.27.6. CÁLCULO DO COEFICIENTE DE RIGIDEZ DO APOIO ........................... 98
3.27.7. CÁLCULO DO ÍNDICE DE ESBELTEZ .................................................... 100
3.27.8. CÁLCULO DA CARGA ADMISSÍVEL ...................................................... 101
3.28. PARTE ELÉTRICA ................................................................................... 102
3.28.1. DESCRIÇÃO E FUNÇÃO DOS COMPONENTES ELÉTRICOS .............. 102
3.28.2. DIAGRAMA DE BLOCOS ........................................................................ 109
3.28.3. COMANDO ELÉTRICO ............................................................................ 110
3.28.4. PROGRAMAÇÃO DO OPLC .................................................................... 112
4. CONFECÇÃO DO PROTÓTIPO ............................................................... 117
4.1. PARTES MECÂNICAS DA CONFECÇÃO ............................................... 117
4.2. PARTES ELÉTRICAS DA CONFECÇÃO ................................................ 118
5. PLANEJAMENTO DE MERCADO DO PRODUTO ................................... 122
5.1. PESQUISA QUANTITATIVA DE MERCADO ........................................... 122
5.2. FUTURO POTENCIAL DE VENDA E AVALIAÇÃO DE MERCADO ......... 126
xix
5.3. SEGMENTAÇÃO DE MERCADO ............................................................. 128
5.4. ALVO E FOCO .......................................................................................... 128
5.5. BENEFÍCIOS DA SEGMENTAÇÃO .......................................................... 129
5.6. PREVISÃO DE DEMANDA ....................................................................... 130
5.7. CENÁRIO AFETADO PELO RESULTADO DO PROJETO ...................... 130
5.8. O QUE É VANTAGEM COMPETITIVA DE PROJETO ............................ 132
5.9. VANTAGEM COMPETITIVAS DO CARROSSEL VERTICAL VCMAX .... 133
5.10. FATORES QUALIFICADORES ............................................................... 135
5.11. PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DO CARROSSEL CVMAX .............. 136
6. AVALIAÇÃO FINANCEIRA E ECONÔMICA DO PROJETO ..................... 137
6.1. CUSTOS TOTAIS DE INVESTIMENTOS ................................................ 137
6.2. FINANCIAMENTO DO PROJETO ........................................................... 143
6.3. PREÇO DE VENDA .................................................................................. 147
6.4. CUSTOS TOTAIS DE INVESTIMENTOS ................................................. 147
6.5. ESTIMATIVA DE CUSTO DE IMPLEMENTAÇÃO .................................. 148
6.6. CRONOGRAMA DO PROGRAMA DE IMPLEMENTAÇÃO DO
PROJETO ............................................................................................................... 149
6.7. VIABILIDADE TÉCNICA E ECONÔMICA ................................................. 149
7. CONCLUSÃO ........................................................................................... 151
8. BIBLIOGRÁFIA ......................................................................................... 153
xx
21
ANEXO A – ESTRUTURA .................................................................................................................. 155
ANEXO B – ENGRENAGEM EXTERNA ........................................................................................... 156
ANEXO C – ENGRENAGEM INTERNA ............................................................................................. 157
ANEXO D – FLANGES ....................................................................................................................... 158
ANEXO E – EIXO INFERIOR ............................................................................................................. 159
ANEXO F – EIXO SUPERIOR ............................................................................................................ 160
ANEXO G – PLACA SUPERIOR MANCAL ...................................................................................... 161
ANEXO H – MONTAGEM DO PINO DA CORRENTE ....................................................................... 162
ANEXO I – BANDEJA ....................................................................................................................... 163
ANEXO J – CHAPA FECHAMENTO ................................................................................................. 164
ANEXO K – CONJUNTO FINAL ........................................................................................................ 165
ANEXO L – CONJUNTO FRONTAL SEM CARENAGEM ............................................................... 166
ANEXO M – CONJUNTO FRONTAL COM CARENAGEM .............................................................. 167
ANEXO N – CONJUNTO TRASEIRO SEM CARENAGEM .............................................................. 168
ANEXO O – CONJUNTO TRASEIRO SOM CARENAGEM ............................................................. 169
ANEXO P – INVENTÁRIO CARROSSEL CVMAX ............................................................................ 170
ANEXO Q – INVENTÁRIO CARROSSEL CVMAX PREENCHIDO .................................................. 171
ANEXO R – CASE VANTAGEM COMPETITIVA DO CARROSSEL CVMAX ................................. 172
ANEXO S – WHITE PAPER .............................................................................................................. 174
22
1. Introdução
A logística é utilizada nas empresas como uma ferramenta de
peso para reduzir gastos, obter maiores lucros e para possibilitar um
atendimento de qualidade aos clientes. Com base na história desde os tempos
mais antigos, a logística tem sido o diferencial para o sucesso ou fracasso de
exércitos, empresas, e pessoas. Desde os tempos bíblicos, os líderes militares
já utilizavam à logística. As guerras eram longas e geralmente distantes e eram
necessários grandes e constantes deslocamentos de recursos. Para
transportar as tropas, armamentos e carros de guerra pesados aos locais de
combate eram necessários o planejamento, organização e execução de tarefas
logísticas, que envolviam a definição de transporte, armazenamento,
distribuição de equipamentos e suprimentos, e de uma rota, nem sempre a
mais curta, pois era necessário ter uma fonte de água potável. Outro fato
histórico, a Logística foi o ponto marcante e decisivo também na 2ª Guerra
Mundial onde os Estados Unidos se privilegiaram em um detalhe logístico, mas
não apenas em vencer a guerra e sim no pós-guerra, por que o continente
europeu estava devastado e os Estados Unidos estavam territorialmente quase
intactos. Até o fim da 2ª Guerra Mundial a logística esteve associada apenas às
atividades militares. Após esse período, com o avanço tecnológico e a
necessidade de suprir os locais destruídos pela guerra, a logística passou
também a ser adotada pelas organizações e empresas civis.
O grande avanço industrial do século XXI trouxe desafios que
atualmente guiam as decisões das organizações. As principais preocupações
são melhorar a qualidade de seus produtos e serviços em benefício dos
clientes, reduzirem custos de operação, obter economia no transporte, diminuir
as perdas ao máximo no processo de estocagem de materiais visando sempre
melhorar, com o objetivo de superar as expectativas dos clientes e obter lucro.
Nos últimos anos ocorreram diversas mudanças tecnológicas e
organizacionais, a logística tem uma grande importância neste grande salto
tecnológico e está em constante evolução, sendo hoje um dos elementos-
chave na formação da estratégia competitiva das empresas. No inicio era
confundida como transporte e a armazenagem de produtos, hoje ela pode ser
23
considerada além dessas características como o ponto diferencial para o
aumento dos lucros de uma empresa, e como chave para a empresa ter
credibilidade e confiabilidade junto aos clientes. A sociedade atual está
passando por um grande processo de expansão nas empresas, esta expansão
se trata de um maior fluxo de transações comerciais, forçando as empresas a
preocupar-se com a organização e armazenamento de materiais.
Devido a essa necessidade de armazenamento de materiais e devido
aos outros tipos de crescimento nas empresas não acompanharem seu
desenvolvimento físico, isto quer dizer, que a produção aumentou, os
colaboradores aumentaram, os lucros aumentaram, mas o espaço físico
diminuiu, então têm-se duas grandezas principais inversamente proporcionais,
o lucro e o espaço físico, mas não pode esquecer que se adaptar todo o
aumento da produção, a maior quantidade de materiais, o aumento de
empregados dentro do espaço inicial encaixa-se no que toda empresa
necessita que é a diminuição de gastos. Levando em consideração toda esta
análise de necessidade do mercado o objetivo desse documento é apresentar
o projeto CARROSSEL CVMAX.
O CARROSSEL CVMAX tem o objetivo de aperfeiçoar os processos
industriais, e atuar na área logística da empresa. Como trabalho de conclusão
de curso, o projeto é constituído de três fundamentos principais: mecânica,
elétrica e controle. Fundamentos essenciais para o curso de engenharia de
controle e automação. O CARROSSEL CVMAX possui dimensões maiores em
relação à altura quanto ao comprimento, influenciando diretamente na
armazenagem dos produtos que normalmente são alocados horizontalmente
reduzindo a capacidade logística e perca de mobilidade para as máquinas,
veículos e pessoas. Voltado ao setor industrial sua utilização disponibiliza
maior agilidade, menor risco de acidentes e economia de espaço físico,
comparado ao sistema atual de armazenagem de componentes.
O projeto é constituído pela interação entre o sistema mecânico do
protótipo e o sistema de controle elétrico, a parte mecânica do protótipo é
constituído por uma estrutura portante, bandejas de armazenamento,
24
engrenagens transportadoras, eixo superior e eixo inferior, flanges, suportes de
mancais de rolamentos, mancais de rolamento, engrenagens motora (pinhão),
engrenagens movida (coroa), engrenagens transportadoras, correntes
transportadoras e correntes de transmissão. E a parte elétrica do protótipo é
constituída por botão de emergência, contator, disjuntor, fusível, OPLC, fonte
chaveada 24VDC, relé, sensor indutivo, motor, painel elétrico, prensa cabos,
régua de borne, fios elétricos e canaletas. A parte de controle do protótipo foi
elaborada e concebida através de um sistema de malha fechada, constituído
pela interação entre o OPLC (controlador), motor (atuador), bandejas (planta),
sensor indutivo (sensor) e o valor desejado de entrada e saída.
A aplicação do projeto baseia-se em substituir os espaços utilizados
para o armazenamento de ferramentas e pequenos componentes em unidades
distantes dos centros de trabalho industriais pelo CARROSSEL CVMAX
próximo ao centro de trabalho que os operadores ou manutentores utilizam tais
ferramentas ou componentes em atividades diárias. Através de um case em
anexo, é possível visualizar a grande vantagem competitiva que o
CARROSSEL CVMAX possibilita ao ser utilizado em um centro de trabalho
industrial.
25
2. Revisão literária
2.1 Conceito e utilização do CARROSSEL CVMAX
O sistema CARROSSEL CVMAX é um complemento indispensável para
quem busca qualidade, rapidez e segurança em gestão de estoque. Composto
por uma estrutura que se utiliza de engenhos e eletrônica, o equipamento é um
ótimo investimento para economia de espaço físico de área utilizada e
integração com o futuro. Muitos especialistas em logística têm seus
argumentos e teorias próprias que fortalecem o conceito de utilização desse
sistema, entre eles encontram-se (BOWERSOX et al., 2002), (DIAZ & SMITH,
2008), (TOMPKINS et al.,2010), (TOMPKINS et al.,2003),
2.2 Resultados obtidos pelo CARROSSEL CVMAX
2.2.1 Vantagens na aplicação
O Carrossel Vertical é um sistema muito engenhoso em manipulação de
mercadorias. É confiável, simples e altamente eficiente. A densidade de
armazenamento associado com seu uso é excepcionalmente alto. Além disso,
podem ser localizados em áreas onde na utilização de outros parece não ser
provável. Talvez a sua maior vantagem é a sua eficácia em trazer o estoque
para o operador ao invés de o operador ir até o estoque (DIAZ & SMITH, 2008).
2.2.2 Segurança e conforto
Forma de retirar os produtos para carrosséis verticais são, em teoria,
melhores do que os utilizados em sistemas de armazenamento de produtos
horizontal, devido eliminação de se curvar em posições não ergonômicas para
alcançar os produtos. Para sistemas horizontais pode-se utilizar-se de escadas,
onde nos carrosséis verticais não é necessário. (DIAZ e SMITH, 2008).
O tempo de recuperação para carrosséis verticais são teoricamente
inferiores aos sistemas de armazenamentos horizontais. Os resultados
melhoram a partir dos itens sempre sendo apresentados ao nível do operador
na altura da cintura, onde isso elimina a inclinar-se e alcançar os materiais,
26
onde não ocorre nos sistemas de armazenamentos horizontais (TOMPKINS et
al., 2010).
2.2.3 Rapidez, eficácia e comodidade
Carrosséis verticais podem ajudar a reduzir o tempo de ciclo de
pesquisa e coleta de materiais, promovendo a separação mais
precisa. Benefícios resultantes da utilização de carrosséis verticais incluem
proteção permanente do material e eficácia na segurança do produto, uma vez
que apenas uma prateleira de produtos é apresentada na seleção, e os
carrosséis podem ser amarrados aos programas usados pelo controlador.
(DIAZ e SMITH, 2008).
Um carrossel vertical opera em um conceito diferente da maioria dos
outros equipamentos mecanizados de manuseio. Ao invés de exigir que o
operador vá até o estoque, o carrossel movimenta o estoque até o operador.
Trata-se uma série de receptáculos (bandejas) montados numa trilha ou coluna
oval. Podem existir muitos níveis de trilhas, o que permite um armazenamento
de alta densidade. O carrossel inteiro gira, movendo o receptáculo até o
operador, onde nesse meio tempo o operador poderá estar realizando outras
atividades. (BOWERSOX et al., 2007).
2.2.4 Economia de área industrial
O operador ao digitar os códigos de artigo ou localização no teclado,
determina a seqüência de bandejas a ser processada. Em outros casos, a
seqüência pode ser processada automaticamente pelo sistema. À semelhança
dos carrosséis, a altura e o comprimento dos equipamentos depende dos
requisitos e características do edifício. Quanto mais comprido e alto o sistema,
maior o tempo necessário para alcançar os contentores. No entanto, quanto
mais comprido e alto, menores são os corredores e os equipamentos que são
necessários adquirir. A necessidade de espaço para estas máquinas são
bastante reduzidas graças à capacidade de armazenar na vertical. Outro
aspecto a salientar é a largura dos corredores e locais de aplicação do
carrossel vertical que é determinada apenas pela largura dos carrosséis,
economizando assim área de trabalho. (TOMPKINS, 2003).
27
3 Projeto do produto
Sabe-se que uma empresa que tenha o objetivo de implementar novas
células de produção para aumentar a produtividade, deve calcular o espaço
físico disponível e encontrar soluções para reduzir o desperdício do mesmo.
Uma das soluções possíveis é a locação, compra ou construção de um novo
espaço físico para atender a nova demanda de produção. Porém essa solução
terá um custo alto para a empresa. Com base nessas informações foi
desenvolvido o CARROSSEL CVMAX, um produto que possui como principal
característica a utilização do espaço vertical, possibilitando a utilização do
espaço horizontal para outras aplicações.
No Cenário atual o almoxarifado convencional ocupa um grande espaço
físico dentro de uma empresa, e um dos temas de estudo da filosofia Lean
Manufacturing é a eliminação dos almoxarifados industriais, pois são
considerados como fonte de desperdício de recursos financeiros. E os centros
de trabalhos encontram-se distantes dos almoxarifados, obrigando os
manutentores ou usuários que precisam de ferramentas e componentes diários
se deslocarem até o almoxarifado para a retirada do produto, desperdiçando a
hora/trabalho do funcionário. Com o CARROSSEL CVMAX, cada centro de
trabalho pode possuir o seu conjunto de ferramentas e componentes
necessários para a realização das tarefas diárias. Devido à mobilidade do
produto o usuário pode aproximá-lo da máquina de trabalho conforme
necessidade, dessa forma o tempo ciclo é reduzido e diminui o desperdício de
espaço físico, e o espaço que essas ferramentas e componentes ocupavam no
almoxarifado é liberado para ser utilizado para outros fins.
O CARROSSEL CVMAX é um produto automatizado para facilitar a
localização e a utilização das ferramentas e componentes necessários que são
utilizados diariamente.
28
3.1 Estrutura portante
Construída com perfil “L”, em aço carbono AISI 1020 devido a sua boa
soldabilidade e tensão do escoamento definida, toda estrutura é soldada
conforme figura 1 para atender a tarefa de ser auto portante, ou seja, ela
sustenta todas as placas de fechamento do gabinete, bem como os mancais
dos eixos de acionamento e a base do moto redutor. Deve ser montada sobre
um piso sem imperfeições e também não sujeito a vibrações, as quais podem
interferir no sistema de comando, danificando-o.
Figura 1: Estrutura portante
29
3.2 Eixo inferior ou de acionamento
O eixo é um elemento de máquinas, destinado a suportar outros
elementos que giram com ou sobre ele, isto é, podem ser fixos (exemplo: eixo
de polia louca) ou móveis (exemplo: eixo das engrenagens de transmissão). O
eixo se subdivide em apoio, corpo e assentos. O CARROSSEL CVMAX é
composto pelo eixo propriamente dito, fabricado em aço carbono AISI 1045,
apoiado sobre dois mancais de rolamentos, estes estão rigidamente fixados a
estrutura portante, através de elemento de fixação conforme figura 2. No eixo
inferior encontram-se, também as engrenagens de correntes de rolo que
recebem a transmissão de potência do moto redutor e como consequência
transmitem essa potência através do eixo para as correntes de rolo que
suportam as bandejas fazendo assim o movimento rotativo do CARROSSEL
CVMAX.
Figura 2: Eixo inferior ou de acionamento
30
3.3 Eixo superior
Como no eixo inferior, o eixo superior é fabricado em aço carbono
AISI 1045 e o mesmo atuam como eixo de reenvio e, ao mesmo tempo, como
eixo de acionamento do sistema sincronizador conforme item 3.4.Ele é apoiado
também sobre dois mancais de rolamento rigidamente fixados à estrutura
portante conforme figura 3, que sustenta as correntes de carga e todas as
bandejas com o conteúdo interno.
Figura 3: Eixo superior
3.4 Sistema sincronizador de curso das bandejas
O sistema sincronizador compreende o conjunto de elementos, que
compõem o mecanismo, garantindo a posição correta das bandejas, quaisquer
que sejam suas cargas ou posições relativas, estando o equipamento parado
ou operando.
É um sistema simples, composto de correntes de rolo conforme figura 4
que garante o posicionamento das bandejas, devido ao seu próprio conceito de
31
funcionamento isto é no sistema de transmissão por corrente de rolo não
ocorre o deslizamento da corrente, devido a sua intercambiabilidade com a
engrenagem.
Figura 4: Sistema sincronizador
3.5 Engrenagens
Existem dois problemas fundamentais que podem causar danos a uma
engrenagem, e por conta disto deve-se escolher de forma correta seu material,
para evitar ou minimizar esses problemas. Os problemas fundamentais que
podem ser encontrados em uma engrenagem é fratura por fadiga, causada
pelas cargas alternadas e desgaste na superfície, estes dois problemas devem
ser levados em consideração ao se projetar uma engrenagem.
Na maioria dos casos as engrenagens são geralmente feitas de ferro
fundido, que apresentam elevados limites de resistência à flexão, então existe
32
a possibilidade de projetar uma engrenagem de maneira que ela tenha uma
vida infinita.
Entretanto, é difícil se obter materiais que tem elevados limites de
resistência a pressões de contato, então, é impossível construir uma
engrenagem de vida infinita contra desgastes superficiais. Engrenagens
devidamente projetadas nunca devem fraturar um dente em funcionamento
normal, mas devem ser esperados desgastes superficiais que com o tempo são
inevitáveis.
Já no caso do CARROSSEL CVMAX foi utilizado engrenagens de
correntes de rolo conforme figura 5 em toda a concepção do projeto, levando
em consideração os problemas fundamentais que podem ser encontrados em
uma engrenagem, com isso o material para as engrenagens externas foi ferro
fundido cinzento ASTM 20 recozido, e para as engrenagens internas foi
utilizado ASTM-A36 com tratamento termoquímico de cementação a fim de
aumentar a dureza e a resistência ao desgaste da superfície da engrenagem
mantendo o núcleo dúctil e tenaz.
Figura 5: Engrenagens
33
3.6 Mancais de rolamento
O CARROSSEL CVMAX como qualquer outra máquina rotativa é dotada
de dois elementos básicos, entre outros importantes, para a execução de seu
objetivo, são eles o rotor e os mancais, (que suportam o rotor e os esforços a
ele impostos). Os mancais transmitem os esforços estáticos e dinâmicos para a
estrutura da máquina. No CARROSSEL CVMAX é utilizado mancais de
rolamento conforme figura 6 cujas cargas são suportadas por esferas.
Figura 6: Mancais
3.7 Bandejas
São os elementos estruturais conforme figura 7 que sustentam os
produtos a serem armazenados. São fabricadas em aço carbono AISI 1020 e
podem tomar as mais variadas formas, em função do produto armazenado.
34
Figura 7: Bandejas
3.8 Gabinete ou carenagem externa
Compreende as chapas de fechamento da estrutura, e é composto por
painéis em chapa de aço carbono AISI 1020 recortadas e parafusadas
conforme figura 8 na estrutura portante, e podem ser removidos para inspeção
ou manutenção.
35
Figura 8: Carenagem externa
3.9 Forma de carregamento e de funcionamento
As bandejas do CARROSSEL CVMAX devem ser preenchidas de forma
que se mantenha o equilíbrio de cargas entre as bandejas frontais e traseiras,
sendo permitida uma variação máxima de 30% (70 Kgf.), isto é, a diferença de
bandejas, totalmente preenchidas, entre a parte frontal e a parte traseira não
deve ultrapassar a duas bandejas.
O funcionamento mecânico do CARROSSEL CVMAX é simples
primeiramente o moto redutor recebe uma informação em forma de tensão da
OPLC fazendo com que o moto redutor funcione transmitindo para a próxima
engrenagem por meio de correntes de rolo potência e torque e um RPM
definido pela relação existente. Com o eixo inferior rotacionando todo sistema
36
interno é retirado da inércia fazendo o conjunto de bandejas se movimentarem
também por meio de correntes de rolo conforme figura 9.
As bandejas são interligadas as correntes por meio de um pino de
sustentação onde os mesmos são presos nas correntes de rolo pelo próprio
ligamento entre elos existente na corrente e também preso em furos existente
na parte superior de cada bandeja, este furo ao contrario do furo existente na
corrente é maior que o diâmetro do pino isto é pelo motivo de manter a bandeja
sempre livre, ou seja, a gravidade que vai trabalhar para manter a bandeja na
posição correta de uso. A bandeja do CARROSSEL CVMAX apresenta uma
forma construtiva especial a fim de manter o centro de gravidade da bandeja
bem abaixo de seu ponto de sustentação levando isso em consideração junto
com a força de gravidade a bandeja sempre ficara na posição correta.
Com a bandeja os eixo e mancais trabalhando em sincronia falta agora
somente aguardar o termino do processo onde se abre uma porta presente à
frente do CARROSSEL CVMAX onde a mesma serve de bancada para auxiliar
na escolha do produto presente na bandeja escolhida.
Figura 9: Funcionamento do Projeto
37
3.10 Dimensionamento da engrenagem de corrente motora
[pinhão].
Com base no livro (PROVENZA, F. Protec Projetista de Máquinas. 46.
ed. F. Provenza. 1960.) os cálculos foram realizados.
Figura 10: Pinhão
Tabela 1: Valores conforme ABNT
Descrição Nomenclatura Valor
Símbolo da corrente ABNT 08B
Passo da corrente p 12,70mm Diâmetro dos rolos d1máx 8,51mm Distância entre placas internas b1mín 7,75mm Diâmetro do corpo do pino d2máx 4,45mm Largura externa do elo interno b2máx 11,30mm Carga de medida Cm 13kg Carga de ruptura Cr 1820kg
38
Para o dimensionamento do diâmetro primitivo do pinhão tem-se,
=
2
γsen
pDp
Para o dimensionamento do ângulo de passo do pinhão tem-se,
N
360=γ
onde:
N = número de dentes da engrenagem motora [pinhão]
Dp = diâmetro primitivo do pinhão [mm]
p = passo da corrente [mm]
γ = ângulo de passo do pinhão [graus ( º )]
Substituindo valores em γ,
16
360=γ
Calculando o valor de γ,
º5,22=γ
Substituindo valores em Dp,
=
2
5,22
7,12
sen
Dp
Calculando o valor do Dp,
098,65=Dp [mm]
39
Para o dimensionamento do diâmetro externo do pinhão tem-se,
máxdpDpDe 125,1 −•+=
onde:
De = diâmetro externo do pinhão [mm]
d1máx = diâmetro dos rolos da corrente [mm]
Substituindo valores em De,
51,87,1225,1098,65 −•+=De
Calculando o valor do De,
51,8875,15098,65 −+=De
463,72=De [mm]
Para o dimensionamento do raio de perfil do dente do pinhão tem-se,
( )212,0 1 +••= Ndrd máx
onde:
rd = raio de perfil do dente do pinhão [mm]
Substituindo valores em rd,
( )21651,812,0 +••=rd
Calculando o valor do rd,
382,18=rd [mm]
Para o dimensionamento do raio de perfil do vão do pinhão tem-se,
máxdrv 1505,0 •=
40
onde:
rv = raio de perfil do vão do pinhão [mm]
Substituindo valores em rv,
51,8505,0 •=rv
Calculando o valor do rv,
298,4=rv [mm]
3.11 Dimensionamento da engrenagem de corrente movida
[coroa].
Figura 11: Coroa
41
Para o dimensionamento do diâmetro primitivo da coroa tem-se,
=
2
γsen
pDp
Para o dimensionamento do ângulo de passo da coroa tem-se,
N
360=γ
onde:
N = número de dentes da engrenagem movida [coroa]
Dp = diâmetro primitivo da coroa [mm]
p = passo da corrente [mm]
γ = ângulo de passo do pinhão [graus ( º )]
Substituindo valores em γ,
45
360=γ
Calculando o valor de γ,
º8=γ
Substituindo valores em Dp,
=
2
8
7,12
sen
Dp
Calculando o valor do Dp,
062,182=Dp [mm]
42
Para o dimensionamento do diâmetro externo da coroa tem-se,
máxdpDpDe 125,1 −•+=
onde:
De = diâmetro externo da coroa [mm]
d1máx = diâmetro dos rolos da corrente [mm]
Substituindo valores em De,
51,87,1225,1062,182 −•+=De
Calculando o valor do De,
51,8875,15062,182 −+=De
427,189=De [mm]
Para o dimensionamento do raio de perfil do dente da coroa tem-se,
( )212,0 1 +••= Ndrd máx
onde:
rd = raio de perfil do dente da coroa [mm]
Substituindo valores em rd,
( )24551,812,0 +••=rd
Calculando o valor do rd,
996,47=rd [mm]
Para o dimensionamento do raio de perfil do vão da coroa tem-se,
máxdrv 1505,0 •=
43
onde:
rv = raio de perfil do vão da coroa [mm]
Substituindo valores em rv,
51,8505,0 •=rv
Calculando o valor do rv,
298,4=rv [mm]
3.12 Dimensionamento das engrenagens de corrente
transportadoras.
Figura 12: Engrenagem transportadora
44
Para o dimensionamento do diâmetro primitivo das engrenagens
transportadoras tem-se,
=
2
γsen
pDp
Para o dimensionamento do ângulo de passo das engrenagens transportadoras
tem-se,
N
360=γ
onde:
N = número de dentes das engrenagens transportadoras
Dp = diâmetro primitivo das engrenagens transportadoras [mm]
p = passo da corrente [mm]
γ = ângulo de passo do pinhão [graus ( º )]
Substituindo valores em γ,
98
360=γ
Calculando o valor de γ,
º67347,3=γ
Substituindo valores em Dp,
=
2
67347,3
7,12
sen
Dp
45
Calculando o valor do Dp,
2363,396=Dp [mm]
Para o dimensionamento do diâmetro externo das engrenagens
transportadoras tem-se,
máxdpDpDe 125,1 −•+=
onde:
De = diâmetro externo das engrenagens transportadoras [mm]
d1máx = diâmetro dos rolos da corrente [mm]
Substituindo valores em De,
51,87,1225,12363,396 −•+=De
Calculando o valor do De,
51,8875,152363,396 −+=De
6013,403=De [mm]
Para o dimensionamento do raio de perfil do dente das engrenagens
transportadoras tem-se,
( )212,0 1 +••= Ndrd máx
onde:
rd = raio de perfil do dente das engrenagens transportadoras [mm]
Substituindo valores em rd,
( )29851,812,0 +••=rd
46
Calculando o valor do rd,
12,102=rd [mm]
Para o dimensionamento do raio de perfil do vão das engrenagens
transportadoras tem-se,
máxdrv 1505,0 •=
onde:
rv = raio de perfil do vão das engrenagens transportadoras [mm]
Substituindo valores em rv,
51,8505,0 •=rv
Calculando o valor do rv,
298,4=rv [mm]
3.13 Cálculo da relação de transmissão.
Conforme informação do fabricante, a quantidade de revoluções por
minuto do motor é igual a 44 [RPM].
O pinhão gira com RPM igual ao do motor, pois está acoplado ao eixo do
mesmo.
Para relação de transmissão inversamente proporcional tem-se,
↑=↓2
1
2
1
n
n
N
N ⇒
2
1
2
1
n
n
N
N
→→
47
onde:
N1 = número de dentes da engrenagem motora [pinhão]
N2 = número de dentes da engrenagem movida [coroa]
n1 = revoluções por minuto do pinhão [RPM]
n2 = revoluções por minuto da coroa [RPM]
Para o cálculo do RPM da coroa tem-se,
1122 nNnN •=• ⇒ 2
112
N
nNn
•=
Substituindo valores em n2,
45
44162
•=n
Calculando o valor de n2,
644,152 =n [RPM]
3.14 Cálculo das velocidades da engrenagem motora.
Para o cálculo da velocidade angular da engrenagem motora tem-se,
60
2 πω
••= n
onde:
ω = velocidade angular da engrenagem motora [rad /s]
n = revoluções por minuto da engrenagem motora [RPM]
48
Substituindo valores em ω,
60
244
πω
••=
Calculando o valor de ω,
6077,4=ϖ [rad /s]
Para o cálculo da velocidade da engrenagem motora tem-se,
ωυ •= rp
onde:
υ = velocidade da engrenagem motora [m /s]
rp = raio primitivo da engrenagem motora [m]
Substituindo valores em υ,
6077,403255,0 •=υ
Calculando o valor de υ,
15,0=υ [m /s]
3.15 Cálculo das velocidades da engrenagem movida
Para o cálculo da velocidade angular da engrenagem movida tem-se,
60
2 πω
••= n
49
onde:
ω = velocidade angular da engrenagem movida [rad /s]
n = revoluções por minuto da engrenagem movida [RPM]
Substituindo valores em ω,
60
2644,15
πω
••=
Calculando o valor de ω,
6382,1=ϖ [rad /s]
Para o cálculo da velocidade da engrenagem movida tem-se,
ωυ •= rp
onde:
υ = velocidade da engrenagem movida [m /s]
rp = raio primitivo da engrenagem movida [m]
Substituindo valores em υ,
6382,109103,0 •=υ
Calculando o valor de υ,
149,0=υ [m /s]
50
3.16 Cálculo das velocidades das engrenagens
transportadoras
Para o cálculo da velocidade angular das engrenagens transportadoras tem-se,
60
2 πω
••= n
onde:
ω = velocidade angular das engrenagens transportadoras [rad /s]
n = revoluções por minuto das engrenagens transportadoras [RPM]
Substituindo valores em ω,
60
2644,15
πω
••=
Calculando o valor de ω,
6382,1=ϖ [rad /s]
Para o cálculo da velocidade das engrenagens transportadoras tem-se,
ωυ •= rp
onde:
υ = velocidade das engrenagens transportadoras [m /s]
rp = raio primitivo das engrenagens transportadoras [m]
Substituindo valores em υ,
6382,1198115,0 •=υ
51
Calculando o valor de υ,
32455,0=υ [m /s]
Esta velocidade será transmitida as correntes, que por sua vez
transmitirão para as bandejas através de seus pinos especiais.
3.17 Cálculo da potência nominal da engrenagem motora
para corrente de fileira única limitada pela placa de
conexão
Para este cálculo é necessário que a medida do passo da corrente
esteja em polegadas.
Para o cálculo da potência nominal da engrenagem motora tem-se,
( )ppnNH •−•••= 07,039,008,1004,0
onde:
H = potência nominal da engrenagem motora [hp]
p = passo da corrente [pol]
N = número de dentes da engrenagem motora [pinhão]
n = revoluções por minuto do pinhão [RPM]
Substituindo valores em H,
( )5,007,039,008,1 5,04416004,0 •−•••=H
Calculando o valor de H,
( )965,25,01375,309733,19004,0 •••=H
12807,01375,309733,19004,0 •••=H
30836,0=H [hp]
52
No SI, a relação correspondente é,
34,1
HH SI =
onde:
HSI = potência nominal da engrenagem motora [kW]
Portanto,
23012,034,1
30836,0==SIH [kW]
53
3.18 Cálculo da potência nominal da engrenagem movida
para corrente de fileira única limitada pela placa de
conexão
Para este cálculo é necessário que a medida do passo da corrente
esteja em polegadas.
Para o cálculo da potência nominal engrenagem movida tem-se,
( )ppnNH •−•••= 07,039,008,1004,0
onde:
H = potência nominal da engrenagem movida [hp]
p = passo da corrente [pol]
N = número de dentes da engrenagem movida [coroa]
n = revoluções por minuto da coroa [RPM]
Substituindo valores em H,
( )5,007,039,008,1 5,0644,1545004,0 •−•••=H
Calculando o valor de H,
( )965,25,08826,110196,61004,0 •••=H
12807,08826,110196,61004,0 •••=H
37144,0=H [hp]
No SI, a relação correspondente é,
34,1
HH SI =
54
onde:
HSI = potência nominal da engrenagem movida [kW]
Portanto,
27719,034,1
37144,0==SIH [kW]
3.19 Cálculo da potência nominal das engrenagens
transportadoras para corrente de fileira única limitada
pela placa de conexão
Para este cálculo é necessário que a medida do passo da corrente
esteja em polegadas.
Para o cálculo da potência nominal das engrenagens transportadoras tem-se,
( )ppnNH •−•••= 07,039,008,1004,0
onde:
H = potência nominal das engrenagens transportadoras [hp]
p = passo da corrente [pol]
N = número de dentes das engrenagens transportadoras
n = revoluções por minuto das engrenagens transportadoras
55
Substituindo valores em H,
( )5,007,039,008,1 5,0644,1598004,0 •−•••=H
Calculando o valor de H,
( )965,25,08826,114243,141004,0 •••=H
12807,08826,114243,141004,0 •••=H
86088,0=H [hp]
No SI, a relação correspondente é,
34,1
HH SI =
onde:
HSI = potência nominal das engrenagens transportadoras [kW]
Portanto,
64245,034,1
86088,0==SIH [kW]
56
3.20 Dimensionamento do comprimento da corrente de
transmissão
Figura 13: Pinhão, coroa e corrente de rolos
Para o dimensionamento do comprimento da corrente de transmissão tem-se,
••
−+
++
••=
p
C
NNNN
p
CpL
2
21221
4
)(
2
2
π
onde:
L = comprimento da corrente [mm]
p = passo da corrente [mm]
C = distância de centros entre engrenagens [mm]
N1 = número de dentes da engrenagem motora [pinhão]
N2 = número de dentes da engrenagem movida [coroa]
57
Substituindo valores em L,
••
−+
++
••=
7,12
2614
)1645(
2
4516
7,12
26127,12
2
2
πL
Calculando o valor de L,
++•=
328,811
8415,301024,417,12L
639,727,12 •=L
515,922=L [mm]
58
3.21 Dimensionamento do comprimento das correntes
transportadoras
Figura 14: Engrenagens transportadoras e corrente de rolos
Para o dimensionamento do comprimento das correntes transportadoras tem-
se,
++
••=
2
2 21 NN
p
CpL
onde:
L = comprimento da corrente [mm]
p = passo da corrente [mm]
C = distância de centro entre engrenagens [mm]
N1 = N2 = número de dentes das engrenagens transportadoras
Substituindo valores em L,
++
••=
2
9898
7,12
94227,12L
59
Calculando o valor de L,
( )983465,1487,12 +•=L
6,3128=L [mm]
3.22 Cálculo da distância de centros entre as engrenagens
motora e movida.
Para o cálculo da distância de centros entre engrenagens tem-se,
•
−•−+−•=
2
122
28
4 πNN
AAp
C
onde:
C = distância de centro entre engrenagens [mm]
p = passo da corrente [mm]
A = constante calculada
N1 = número de dentes da engrenagem motora [pinhão]
N2 = número de dentes da engrenagem movida [coroa]
Para o cálculo da constante tem-se,
p
LNNA −
+=
221
onde:
L = comprimento da corrente [mm]
60
Substituindo valores em A,
7,12
515,922
2
4516−
+=A
Calculando o valor de A,
139,42−=A
Substituindo valores em C,
( ) ( )
•−
•−−+−−•=2
2
2
16458139,42139,42
4
7,12
πC
Calculando o valor de C,
[ ]422,170695,1775139,42175,3 −+•=C
20486,82175,3 •=C
261=C [mm]
3.23 Cálculo da distância de centros entre as engrenagens
transportadoras
Para o cálculo da distância de centros entre engrenagens tem-se,
( )AAp
C +−•=4
onde:
C = distância de centro entre engrenagens [mm]
p = passo da corrente [mm]
A = constante calculada
61
Para o cálculo da constante A tem-se,
p
LNNA −
+=
221
onde:
L = comprimento da corrente [mm]
N1 = N2 = número de dentes das engrenagens transportadoras
Substituindo valores em A,
712
63128
2
9898
,,
=+
=A
Calculando o valor de A,
3465,148−=A
Substituindo valores em C,
( )[ ]3465,1483465,1484
7,12+−−•=C
Calculando o valor de C,
693,296175,3 •=C
942=C [mm]
3.24 Cálculo do eixo inferior (figura capitulo 3 item 3.2)
Material do eixo é de AISI 1045 laminado a quente com um limite de
resistência ao escoamento Sy = 310,000 Mpa e limite de resistência a tração
Sut = 565,000 Mpa o peso do eixo é de Peinf. = 1,900 kgf.
Os cálculos das forças e tensões presentes no eixo inferior iniciam-se
através dos respectivos pesos dos componentes presentes no CVMAX,
portanto o peso de uma bandeja vazia é BV = 4,200 kgf e sua capacidade é
62
Cap. = 35,000 kgf somando os pesos encontra-se o peso total de uma bandeja
cheia que é PT = 39,200 kgf a partir desse ponto levando em consideração que
o CVMAX tem oito bandejas o peso total de bandejas cheias no CVMAX é
PTBC = 313,600 kgf.
Outro componente presente no CVMAX é a corrente ABNT 08B que
apresenta um peso de 0,650 kgf/m, conforme projeto é necessário
aproximadamente 6,500 m de comprimento multiplicando os valores acima é
encontrado o peso total de corrente presente no CVMAX que é PC = 4,220 kgf.
As engrenagens transportadoras presentes no projeto tem um peso
PEint. = 6,150 kgf cada, no eixo inferior tem duas engrenagens totalizando um
peso de 12,300 kgf e o peso da engrenagem movida (coroa) é PEext. = 0,68
kgf.
Outro ponto importante que é necessário para o Cálculo do eixo inferior
é identificar o pior caso onde o eixo está sendo mais solicitado com isso as
instruções presentes, no capitulo 3 item 3.9 é levado em consideração para
determinar o pior caso.Ver figura 15.
Figura 15: Vista lateral do CARROSSEL CVMAX pior caso
63
Conforme figura 15 a parte dianteira do equipamento tem quatro
bandejas cheias, e a parte traseira do equipamento com, duas bandejas vazias
e duas bandejas cheias.
Peso da parte dianteira do equipamento com, quatro bandejas cheias.
(BV + Cap.) x 4,000
(4,200+35,000) x 4,000 = 156,800 Kgf
Peso da parte traseira do equipamento com, duas bandejas cheias.
(BV + Cap.) x 2,000
(4,200+35,000) x 2,000 = 78,400 Kgf
Peso da parte traseira do equipamento com, duas bandejas vazias.
BV x 2,000
4,200 x 2,000 = 8,400 Kgf.
Peso total na parte traseira do equipamento.
78,400+8,400 = 86,800 kgf
Peso do conjunto
156,800 - 86,800 = 70,000 Kgf
O peso Putil = 70,000 kgf é o total útil que o sistema vai carregar no pior
caso.
De acordo com o projeto e sua simetria, esse valor de peso será dividido
por dois, ou seja, o peso P = 35,000 Kgf aplicado no diâmetro primitivo da
engrenagem transportadora conforme figura 16.
64
Figura 16: Vista lateral do CARROSSEL CVMAX
O peso P = 35,000 kgf aplicado no diâmetro primitivo da engrenagem
transportadora multiplicado pela aceleração da gravidade A = 9,810 m/s²
resultara na força em [N] aplicada neste ponto.
F = P x A
onde:
F = Força presente no diâmetro primitivo [N]
P = Peso aplicado no diâmetro primitivo [Kgf]
Substituindo tem-se,,
F = 35,000 x 9,810 = 343,350 N
As engrenagens transportadoras e externas com a figura presente no
item 3.5 aplicam no eixo um momento torçor por conta do braço que forma a
força “F” e o eixo conforme figura 16 o braço formado entre a força “F” e o eixo
nada mais é que o raio primitivo da engrenagem transportadora.
65
Os momentos torçores presentes no eixo inferior são causados pelas
engrenagens transportadoras e os mesmos estão dispostos conforme figura
17.
As engrenagens transportadoras possuem um diâmetro primitivo
Dpint. = 396,236 mm.
Figura 17: Momentos torçores
3.24.1 Cálculo do momento torçor interno.
����� = F x Dpint2
Onde:
MTint. = Momento torçor da engrenagem transportadora [N.mm]
Dpint = Diâmetro primitivo interno [mm]
Substituindo tem-se,
����� = 343,350 x 396,2362 = 68023,815 N. mm
66
3.24.2 Cálculo da tensão de cisalhamento no eixo
inferior
���� = 16 x MTint.π x de³
Onde:
���� = Tensão de cisalhamento na engrenagem interna [Mpa]
de = diâmetro do eixo engastado na engrenagem transportadora [mm]
Substituindo tem-se,
���� = 16 x 68023,815 π x 22³ = 32536 Mpa
Momento torçor da engrenagem movida (coroa) será a soma dos
momentos torçores da engrenagem transportadora.
3.24.3 Cálculo do momento torçor externo
MText. = 2 x MTint
onde:
MText. = Momento torçor da engrenagem movida (coroa) [N.mm]
Substituindo tem-se,
MText. = 2 x 68023,815
MText. = 136047,630 N.mm
67
3.24.4 Cálculo de potência no eixo
A constante de const = 98,100 é um fator de conversão para utilizar o
valor do momento torçor da engrenagem transportadora com a unidade em
[N.mm].
MTint. = $%&'( ) *+,-.. ) /012
68023,815 = $%&'( ) 34,%((.) /%5
N = 0,145 HP
Onde:
N = Potencia [HP]
Aplicando no eixo inferior o sistema DCL (diagrama de corpo livre)
conforme figura 18, serão iniciados os cálculos de forças externas para
encontrar o ponto mais solicitado no eixo.
Figura 18: DCL diagrama de corpo livre do eixo inferior
Para o dimensionamento das reações de apoio tem-se,
F1 = PEint x A
68
onde:
F1 = Força aplicada um ponto n [N];
PEint. = Peso da engrenagem transportadora [kgf]
A = Aceleração da gravidade [m/s²]
Portanto,
F1 = PEint. x A
F1 = 6,15 x 9,81 = 60,331 N
F2 = PEint. x A
F2 = 6,15 x 9,81 = 60,331 N
F3 = PEext. X A
F3 = 0,68 x 9,81 = 6,671 N
Somando as forças em Y tem-se,
ƩFy = 0
RA + RB - 60,331- 60,331 – 6,671 = 0
RA + RB = 127,333N
onde:
RA= Reação de apoio no eixo [N]
RB= Reação de apoio no eixo [N]
69
Somando os momentos do eixo conforme figura 18
ƩM = 0
F1 x 62,00 + F2 x 588,00 – RB x 650,00 + F3 x 690,00 = 0
3740,522 + 35474,628 - RB x 650,00 + 4602,990 = 0
43818,140 = RB x 650,00
RB =674%4,%6(&5(
RB = 67,412 N
Logo,
RA + RB = 127,333 N
RA + 67,412 = 127,333
RA = 59,921 N.
Após encontrar todas as forças externas atuantes no eixo inferior, será
calculado os momentos torçores em todos os pontos críticos do eixo, conforme
indicado na figura 19.
Figura 19: Pontos críticos do eixo inferior
70
Deve-se observar que para cada ponto crítico (A; B; C; D; E; F; G; H; J),
deverá ter sua própria formula, onde teremos como ponto principal em “A”, não
tendo nenhum braço para gerar momento torçor, esse será o ponto inicial para
os cálculos.
3.24.5 Cálculos dos momentos torçores
MB = RA x 42,00 = 2516,682 N.mm
MC = RA x 62,00 = 3715,102 N.mm
MD = RA x 82,00 – F1 x 20,00 = 3706,902 N.mm
ME = RA x 568,00 – F1 x 506,00 = 3507,642 N.mm
MF = RA x 588,00 – F1 x 526,00 = 3499,442 N.mm
MG = RA x 608,00 – F1 x 546,00 – F2 x 20,00 = 3357,822 N.mm
MH = RA x 650,00 – F1 x 588,00 – F2 x 102,00 = 2793,580 N.mm
MJ = RA x 690,00 – F1 x 628,00 – F2 x 102,00 = -2696,140 N.mm
onde:
MB = Momento torçor no ponto ‘B’ do eixo [N.mm]
MC = Momento torçor no ponto ‘C’ do eixo [N.mm]
MD = Momento torçor no ponto ‘D’ do eixo [N.mm]
ME = Momento torçor no ponto ‘E’ do eixo [N.mm]
MF = Momento torçor no ponto ‘F’ do eixo [N.mm]
MG = Momento torçor no ponto ‘G’ do eixo [N.mm]
MH = Momento torçor no ponto ‘H’ do eixo [N.mm]
MJ = Momento torçor no ponto ‘J’ do eixo [N.mm]
71
Após encontrar todos os momentos torçores, serão iniciados os cálculos
das tensões de flexão, cada qual em seu ponto, conforme figura 19 do ponto
“A” ao “J”.
Utilizando o ponto “A” como principal, o mesmo não gerou nenhum
momento por não ter um braço de reação, com isso os cálculos iniciam-se pelo
ponto “B”.
3.24.6 Cálculos das tensões de flexão
8 = − �:;
A equação estabelece que a tensão σ, devida à flexão, é diretamente
proporcional à distância y medida a partir do eixo neutro e ao momento fletor
M. Costuma-se designar c=ymáx e omitir o sinal negativo, escrevendo-se
8 = �:;
Determina-se se a tensão máxima é de tração ou de compressão
através de simples inspeção, quando se conhece o sentido do momento fletor.
Pode se escrever a equação da seguinte forma:
8 = �:;/=
72
onde:
I/c = Módulo da seção.
Calculando tem-se:
σB = 7' ) 2>? ) @A³ =
7' ) '5%&,&4'? ) '',((³ = 2,407 Mpa
σC = 7' ) 2B? ) @A³ =
7' ) 7$%5,%('? ) '',((³ = 3,554 Mpa
σD = 7' ) 2C? ) @A³ =
7' ) 7$(&,3('? ) '',((³ = 3,546 Mpa
σE = 7' ) 2D? ) @A³ =
7' ) 75($,&6'? ) '',((³ = 3,355 Mpa
σF = 7' ) 2E? ) @A³ =
7' ) 7633,66'? ) '',((³ = 3,347 Mpa
σG = 7' ) 2F? ) @A³ =
7' ) 775$,4''? ) '',((³ = 3,212 Mpa
σH = 7' ) 2G? ) @H³ =
7' ) '$37,54(? ) '(,((³ = 3,557 Mpa
σJ = 7' ) 2G? ) @H³ =
7' ) (J'&3&,%6()? ) '(,((³ = -3,433 Mpa
Conforme cálculos efetuados o ponto mais solicitado é o ponto “H” com
σH = 3,557 Mpa.
A partir desse ponto será efetuado o cálculo do círculo de Mohr para
encontrar suas respectivas tensões.
73
3.24.7 Cálculo do circulo de Mohr
σ1,σ2 = L)MLN' ± PQL)RMLNR
' S' M ƮU,.²
onde:
σ1 = Componente um da tensão de cisalhamento do circulo de Mohr [Mpa]
σ2 = Componente dois da tensão de cisalhamento do circulo de Mohr [Mpa]
σx = Componente x de tensão normal flexão no eixo [Mpa]
σy = Componente y de tensão normal flexão no eixo [Mpa]
Ʈint. = Tensão de cisalhamento na engrenagem transportadora [Mpa]
Substituindo-se, agora
σ1,σ2 = (M7,55$' ± PQ(RM7,55$' S' M 7',57&²
σ1 = 34,362 Mpa
σ2 = -30,805 Mpa
Ʈmax. = 32,584 Mpa
onde:
Ʈmax. = Tensão de cisalhamento máxima [Mpa]
Aplicando os cálculos de Von Misses.
σeq = Vσ' + 3Ʈ'
74
onde:
σeq = Tensão de flexão equivalente entre tensão de cisalhamento maquina e
maior componente de tensão de flexão [Mpa]
σeq = V34,362² + 3 × (32,584)²
σeq = 66,075 Mpa
3.24.8 Cálculo do coeficiente de segurança n
n = ZNLA[ =
7%(,((&&,($5 = 4,692
onde:
n = Coeficiente de segurança para cargas estáticas
Sy = Limite de resistência ao escoamento [Mpa]
Esse o valor n = 4,692 significa que o eixo está atendendo a solicitações
de cargas estáticas, com tudo quando o sistema está em funcionamento ele
sofre cargas alternadas, por conta disto será necessário calcular o coeficiente
de segurança levando em consideração a fadiga do material.
3.24.9 Cálculo de fadiga no eixo inferior
S´n = 0,500 x Sut; para Sut 1400,000 Mpa
S´n = 0,500 x 565,000 = 282,500 Mpa
75
onde:
Sut = Limite de resistência a tração [Mpa]
3.24.10 Fatores modificadores do limite de
resistência à fadiga
O limite de resistência à fadiga Sn de um elemento de máquina pode ser
consideravelmente menor do que o limite de fadiga S’n de um corpo de prova
do teste de flexão rotativa. Pode-se explicar esta diferença empregando-se
uma variedade de fatores de correção, cada um respondendo por um efeito
separado.Usando esta idéia, pode-se escrever.
Sn = ka x kb x kc x kd x ke x kf x S´n
onde:
Sn = Limite de resistência a fadiga superficial [Mpa];
S´n = Limite médio de resistência a fadiga [Mpa];
ka = Fator de correção de acabamento superficial;
kb = Fator de correção de tamanho;
kc = Fator de correção de confiabilidade;
kd = Fator de correção de temperatura;
ke = Fator de correção de tensões;
kf = Fator de efeitos diversos;
76
Valor para ka.
A confecção do eixo e feito através de usinagem
Sut = 0,565 Gpa
ka = 0,780 (SHIGLEY, Elemento de maquinas, 1984, figura 5.17)
Valor para kb.
kb = 1,340 × dJ(,(3$ =
kb = 1,340 × 22,000J(,(3$=
kb = 0,993(SHIGLEY, Elemento de maquinas, 1984, pag. 177)
Valor para kc.
Considerando que o eixo tenha uma confiabilidade de 99%
kc = 0,814 (SHIGLEY, Elemento de maquinas, 1984, tabela 5.2)
Valor para kd.
Sistema vai trabalhar em temperatura ambiente uma media de T = 25ºC.
Kd = 1,000 (SHIGLEY, Elemento de maquinas, 1984, equação 5.34)
Valor para ke.
ke = %,(((\´^
K´f = 1,000 + q x (Kt-1,000)
77
onde:
K´f = Fator de concentração de tensões de fadiga
Para achar o valo de “q” é necessário o valor do raio ”rd” das mudanças
de diâmetro do eixo conforme figura 20
Figura 20: Raio no eixo
Conforme gráfico de sensibilidade ao entalhe presente no livro
(Elementos de maquinas SHIGLEY, 1984, figura 5.19) o valor de Sut deve ser
expresso em [Gpa], portanto, Sut = 0,565 Gpa.
Analisando o gráfico de sensibilidade ao entalhe.
q = 0,700
onde:
q = Sensibilidade ao entalhe
Para Kt fator de concentração das tensões é necessário fazer
duas relações.
Primeira relação.
_@@H = ',((('(,((( = 0,100
78
onde:
rd = Raio nas mudanças de diâmetro do eixo [mm]
dm = diâmetro menor do eixo [mm]
Segunda relação.
@A@H = '',((('(,((( = 1,100
Conforme gráfico de fator de concentração das tensões presente no livro
(Elementos de maquinas SHIGLEY, 1984, figura A.25.9).
Kt = 1,590
Onde:
Kt = Fator de concentração das tensões
Portanto K´f.
K´f = 1,000 + q x (Kt-1,000)
K´f = 1,000 + 0,700 x (1,590 – 1,000)
K´f = 1,413
Resolução de ke.
ke = %,(((\´^ =
%,(((%,6%7 = 0,708
Valor para kf.
Embora se pretenda que o fator kf responda pela redução do limite de
resistência a fadiga devida a todos os efeitos, realmente tenciona-se que ele
seja um lembrete par avisar que esses fatores devem ser considerados, porque
não se dispõem de valores verdadeiros de kf, com isso.
79
kf = 1,000 (SHIGLEY, Elemento de maquinas, 1984, item 5.19)
Substituindo os valores do limite de resistência a fadiga superficial, tem-se,
Sn = ka x kb x kc x kd x ke x kf x S´n
Sn = 0,780 x 0,993 x 0,814 x 1,000 x 0,708 x 1,000 x 282,500 =
Sn = 126,101 Mpa
Para o Cálculo do coeficiente de segurança, tem-se,
nf = Z,LA[
onde:
nf = Coeficiente de segurança levando em consideração a fadiga
Portanto:
nf = %'&,%(%&&,($5 =1,908
O valor de nf = 1,908 significa que o eixo está atendendo a solicitações
de cargas alternadas.
O valor de n>1 significa que a vida do eixo está acima de 10$ ciclos
então podemos considerar uma vida infinita.
3.25 Cálculo do eixo superior (figura capitulo 3 item 3.3)
O eixo superior tem as mesmas características do eixo inferior, porém
com um peso Pesup. = 1,800 kgf.
80
onde:
Pesup. = Peso do eixo superior [kgf]
Para o Cálculo das forças e tensões presentes no eixo superior são
necessárias saber qual é o peso total que o eixo está suportando, portanto o
peso de oito bandejas com sua carga total é PTBC = 313,600 kgf e o peso das
correntes é PC = 4,220 kgf também no eixo superior existem duas
engrenagens com um peso de PEint. = 6,150 kgf cada.
3.25.1 Cálculo do peso total suportado pelo eixo
superior
PTSES = PTBC + PC + PEint. + PEint.
onde:
PTSES = Peso total suportado pelo eixo superior [kgf]
PTBC = Peso total de todas as bandejas cheias [kgf]
PC = Peso total da corrente [kgf]
Substituindo-se,
PTSES = 313,600 + 4,220 + 6,150 + 6,150
PTSES = 330,120 kgf
De acordo com o projeto e sua simetria, esse valor de peso será dividido
por dois, ou seja, o peso Pr = 165,060 Kgf aplicada em cada diâmetro 22 mm
presentes no eixo conforme figura 21.
81
Figura 21: Simetria do CARROSSEL CVMAX
Aplicando no eixo superior o sistema DCL (diagrama de corpo livre)
conforme figura 22, será iniciado os cálculos de forças externas que envolvem
o eixo superior.
Figura 22: DCL diagrama de corpo livre do eixo superior
82
3.25.2 Cálculos das reações de apoio
F1 = F2 = Pr x A
F1 = F2 = 165,060 x 9,810
F1 = F2 = 1619,288 N
Somando as forças em Y tem-se,
ƩFy = 0
RA + RB = 3238,576 N
Somando os momentos tem-se,
ƩM = 0
F1 x 62,00 + F2 x 588,00 – RB x 650,00 = 0
100395,856 + 952141,344 = RB x 650,00
1052537,200 = RB x 650,00
RB =`abcbde,caa&5(
RB = 1619,288 N
Logo,
RA + RB = 3238,576 N
RA + 1619,288 = 3238,576
RA = 1619,288 N
Após encontrar todas as forças externas atuantes no eixo superior, será
calculado os momentos torçores em todos os pontos críticos do eixo, conforme
indicado na figura 23.
83
.
Figura 23: Pontos críticos do eixo superior
Deve-se observar que para cada ponto crítico deverá ter sua própria
formula, onde teremos como ponto principal em “A”, não tendo nenhum braço
para gerar momento torçor, esse será o ponto inicial para os cálculos abaixo.
3.25.3 Calculando os momentos torçores
MB = RA x 42,00 = 68010,096 N.mm
MC = RA x 62,00 = 100395,856 N.mm
MD = RA x 82,00 – F1 x 20,00 = 100395,856 N.mm
ME = RA x 568,00 – F1 x 506,00 = 100395,856 N.mm
MF = RA x 588,00 – F1 x 526,00 = 100395,856 N.mm
MG = RA x 608,00 – F1 x 546,00 – F2 x 20,00 = 68010,096 N.mm
MH = RA x 650,00 – F1 x 588,00 – F2 x 102,00 = 0 N.mm
Após encontrar todos os momentos torçores, será iniciado os cálculos
das tensões de flexão, cada qual em seu ponto, conforme figura 23 do ponto
“A” ao “H”.
84
Utilizando o ponto “A” como principal, o mesmo não gerou nenhum
momento por não ter um braço de reação, com isso os cálculos iniciam-se pelo
ponto “B”.
3.25.4 Cálculos das tensões de flexão
σB = 7' ) 2>? ) @³ =
7' ) &4(%(,(3&? ) '',((³ = 65,059 Mpa
σC = 7' ) 2B? ) @³ =
7' ) %((735,45&? ) '',((³ = 96,039 Mpa
σD = 7' ) 2C? ) @³ =
7' ) %((735,45&? ) '',((³ = 96,039 Mpa
σE = 7' ) 2D? ) @³ =
7' ) %((735,45&? ) '',((³ = 96,039 Mpa
σF = 7' ) 2E? ) @³ =
7' ) %((735,45&? ) '',((³ = 96,039 Mpa
σG = 7' ) 2F? ) @³ =
7' ) &4(%(,(3&? ) '',((³ = 65,059 Mpa
σH = 7' ) 2G? ) @³ =
7' ) (? ) '(,((³ = 0 Mpa
Conforme cálculos efetuados os pontos mais solicitados é os pontos de
“C” a “F” com σ = 96,039 Mpa.
Cálculo do coeficiente de segurança n.
n = ZNL =
7%(,((3&,(73 = 3,230
Esse o valor de n = 3,230 significa que o eixo está atendendo as
solicitações de cargas estáticas, portanto quando o sistema está em
funcionamento ele sofre cargas alternadas, por conta disto será necessário
85
calcular o coeficiente de segurança levando em consideração a fadiga do
material.
3.25.5 Cálculo de fadiga no eixo superior
Como o eixo superior tem as mesmas características do eixo inferior os
fatores de correção são os mesmo.
ka = 0,780
kb = 0,993
kc = 0,814
kd = 1
ke = 0,708
Cálculo do Limite de resistência a fadiga superficial “Sn”.
Sn = ka x kb x kc x kd x ke x S´n
Substituindo tem-se,
Sn = 0,780 x 0,993 x 0,814 x 1 x 0,708 x 282,500 =
Sn = 126,101 Mpa
Cálculo do coeficiente de segurança levando em consideração a fadiga.
nf = Z,ZE
Substituindo tem–se:
nf = %'&,%(%3&,(73 = 1,313
86
Esse o valor de nf = 1,313 significa que o eixo está atendendo a
solicitações de cargas alternadas.
O valor de n>1 significa que a vida do eixo está acima de 10$ ciclos
então podemos considerar uma vida infinita.
3.26 Cálculo dos rolamentos
Conforme (PIEBER, F.M. et al, Projetista de máquinas. Editora Centro de
Comunicação Gráfica Pro-Tec, São Paulo, 1976), foram realizados os cálculos.
Para o projeto CARROSSEL CVMAX foi considerado o pior caso para os
cálculos dos rolamentos, utilizando o rolamento próximo ao motor, pois será o
mais solicitados.
Usa-se o termo mancal de rolamento ou simplesmente rolamento para
descrever um tipo de mancal em que a carga principal é transferida por meio
de elementos em contato por rolamentos em vez de deslizamento.
Para garantir o funcionamento do mancal com rolamentos ou Unidades
flangeadas de rolamentos Y, Y-TECH, caixa quadrada, fixação por cavilha
roscada conforme figura 24, adota-se a condição de resistência onde a carga
ideal sendo maior que a Carga equivalente no rolamento, valida o projeto.
Figura 24: Mancal com rolamento Y
3.26.1 Cálculo
C = 12700,000
P = 1619,280
n = 8500,000 r.p.m
onde:
L = Vida nominal [milhões de rotações]
Alcançada ou superada por 90% de uma quantidade considerável de
rolamentos iguais, antes que ocorram os primeiros sinais de fadga de
10% dos rolamentos poderão ter vida menor.
C = Capacidade básica de carga dinâmica [N].
Em rolamentos radius C é a carga, de grandeza e direção inv
qual 90% de uma quantidade considerável de rolamentos iguais, com o anel
: Mancal com rolamento Y-TECH, reação de apoio P, base dos
cálculos
Cálculo da vida nominal do rolamento
L =
P
C 3
= Vida nominal [milhões de rotações]
lcançada ou superada por 90% de uma quantidade considerável de
rolamentos iguais, antes que ocorram os primeiros sinais de fadga de
10% dos rolamentos poderão ter vida menor.
sica de carga dinâmica [N].
Em rolamentos radius C é a carga, de grandeza e direção inv
90% de uma quantidade considerável de rolamentos iguais, com o anel
87
TECH, reação de apoio P, base dos
lcançada ou superada por 90% de uma quantidade considerável de
rolamentos iguais, antes que ocorram os primeiros sinais de fadga de material,
Em rolamentos radius C é a carga, de grandeza e direção invariáveis, na
90% de uma quantidade considerável de rolamentos iguais, com o anel
88
externo imóvel e o anel interno em movimento, alcançam uma vida nominal L=
1 milhão de rotações.
P = Carga equivalente no rolamento em [N].
A carga equivalente “P”, é a reação de apoio gerada pelo conjunto
atuando no mancal com rolamento, que para o este projeto está representado o
mais solicitado. Cargas de (C / P) abaixo de 6 são consideradas altas, cargas
com valor 7 a 15 são consideradas médias e acima de 15 consideradas como
cargas baixas.
Substituindo valores em L calcula-se:
L =
93,161
1270= L = 482,424
Para calcular a vida nominal do rolamento utiliza-se a seguinte equação:
P
C =
93,161
1270 = 7,842
onde:
Lh: vida em horas de funcionamento
Para P
C = 7,842 e n= 8500 r.p.m
Lê-se no ábaco conforme figura 25: Lh: 950 horas de trabalho
89
Figura 25: Ábaco
Para comprovar a vida de rolamento radial, determina-se:
3.26.2 Cálculo da carga ideal
Pi = X•Pr + Y•Pa
onde:
Pi = Carga ideal [N]
Pr = Carga radial [N]
Pa = Carga axial [N]
X = Coeficiente tabelado
Y = Coeficiente tabelado
90
Valores experimentais para a vida necessária Lh em horas de
funcionamento, quando se adotam para Pr e Pa cargas correspondentes
máxima de serviço, conforme a tabela de Pr e Pa livro (PIEBER, F.M. et al,
Projetista de máquinas. Editora Centro de Comunicação Gráfica Pro-Tec, São
Paulo, 1976).
Pr = 10000,000
Pa = 15000,000
X = 1,400
Y = 1,700
Substituindo os valores em Pi, calcula-se:
Pi = 1,400• 10000,000 + 1,700• 15000,000 = 39500,000 N
3.26.3 Fator de vida
fL= fn• ftP
C•
C= capacidade de carga
fn = coeficiente de rotação
ft = coeficiente de temperatura
Para obter o valor do coeficiente de rotação, utiliza-se o valor de n=
8500,000 r.p.m para poder verificar o valor tabelado através da figura 26 do
nanograma.
91
Como não tem-se o valor do coeficiente de temperatura, pode utilizar
como valor = 1.
Figura 26: Nanograma
P
C= 7,843
fn = 0,158
ft = 1
Substituindo os valores em fL, calcula-se:
fL = 1,000• 0,158• 7,843
fL = 1,239
92
3.26.4 Vida do rolamento
Lh em horas de funcionamento relacionado com fL.Ver tabela xxx. Lh =
900 horas de funcionamento.
Conforme condição de resistência, a carga ideal é maior que a carga
equivalente no rolamento.
Pi > P, projeto validado
3.27 Cálculo da estrutura do equipamento
(PIEBER, F.M. et al, Projetista de máquinas. Editora Centro de
Comunicação Gráfica Pro-Tec, São Paulo, 1976)
3.27.1 Cálculo do conjunto de vigas
Cálculo do conjunto de vigas (cantoneira aço SAE 1025 1” x 1” x 3/16”)
suportes de um mancal no caso do eixo superior devido ser o qual sofrerá a
maior reação de apoio, entendendo neste momento que ambas as vigas estão
solidamente engastadas. Desprezaremos outros mancais e atribuiremos a eles
as mesmas condições dimensionais por se tratarem de geometrias simétricas
para que o conjunto mantenha a harmonia visual. O objetivo dos cálculos é
identificar as forças e tensões aplicadas nos conjuntos estudados, e verificar a
capacidade da estrutura em sua flexão.
93
Conforme tabela norma ANSI padrão americano, para cantoneiras SAE
1025 1” x 1” x 3/16”:
Figura 27: Centro de gravidade da cantoneira
Ic = 1,200 cm4 = 12000,000 mm4
X = 8,100 mm
A = 2,190 mm² = 219,000 mm²
onde:
Ic = Momento de inércia da cantoneira [mm4]
x = Distância da extremidade da cantoneira até centro de gravida [mm]
A = Área da cantoneira de 1” x 1” x 3/16” [mm²]
G = Centro de gravidade
O valor encontrado para “x” será responsável por auxiliar no cálculo da
linha neutra, onde a linha neutra, fibra neutra ou eixo neutro é a superfície
material curva de um corpo deformado por flexão que separa a zona
comprimida da zona tracionada.
94
Conforme distâncias do centro e gravidade “G”, de acordo com a figura
24, tem-se o cálculo do momento de Ixx (momento de inércia do conjunto):
Figura 28: Frente da estrutura com corte A-A para ilustração da linha neutra e
seus cálculos
‘
Figura 29 : Ponto de aplicação de força gera momento fletor e força cortante
95
3.27.2 Cálculo do momento de inércia do conjunto
IXX = 2.Ic + 2.(A.Y²)
Y = 90,00 – 8,81 = 81,900 mm
A = 219,000 mm²
Ic = 1,2cm4 = 12000,000 mm4
onde:
XX = Linha neutra
A = Área da cantoneira de 1” x 1” x 3/16” [mm²]
Y = Distância do centro de gravidade até linha neutra [mm]
IXX = Momento de inércia do conjunto [mm4]
Substituindo tem-se,
IXX = 2.12000,000 + 2,000.(219,000.81,900²) = 2961933,180 mm4
Em mecânica, o momento de inércia mede a distribuição da massa de
um corpo em torno de uma rotação. Quanto maior for o momento de inércia de
um corpo, mais difícil será fazê-lo girar. Contribui mais para a elevação do
momento de inércia a porção de massa que está afastada do eixo de giro. Um
eixo girante fino e comprido, com a mesma massa de um disco que gira em
relação ao seu centro, terá um momento de inércia menor que este.
Deverá ser calculado o momento fletor de vigas com força unitária
aplicada no centro e extremidades engastadas.
96
3.27.3 Cálculo do momento fletor
Mf = FxL8,000
F = 1619,280 N
L = 700,000 mm
onde:
Mf = Momento fletor [Nmm]
L = Comprimento total do conjunto de vigas [mm]
F= Força resultante da reação de apoio do mancal aplicada nas cantoneiras [N]
Substituindo tem-se,
Mf = 1619,280.700,0008,000 = 141687,000 Nmm
O momento fletor calculado será implementado no cálculo da Tensão de
flexão. Momento fletor de acordo com DCL da figura 29 de uma secção é a
soma algébrica dos momentos (em relação à secção considerada), de todas as
forças (ação e reação) que precedem ou seguem a secção.
Deverá ser comparada a Tensão de flexão aplicada contra Tensão de
flexão admissível, onde para validação do projeto será necessário que
Taplicada seja menor que Tadm, assim essa condição de resistência irá validar
e garantir que as vigas irão suportar as cargas aplicadas.
97
3.27.4 Cálculo de tensão de flexão aplicada
Taplicada = MfWf Mf = IXXY = 2961933,18081,900 = 32910,370 mm³ onde:
Taplicada = Tensão de flexão aplicada no conjunto [Mpa]
Wf = Módulo de flexão [mm³]
Substituindo, tem-se:
Taplicada = 141687,000 32910,370 = 0,0043 Mpa
3.27.5 Cálculo de tensão de flexão admissível
Tadm = TrFs
Tr = 0,465 Mpa
Fs = 10
onde:
Tr = Tensão resultante [N], conforme tabela norma ANSI padrão americano,
para cantoneiras SAE 1025 1” x 1” x 3/16”
Fs = Coeficiente de segurança para carga aplicada na cantoneira adotada,
utilizado para sistema de elevação.
Tfadm = Tensão de flexão admissível [Pa]
98
Substituindo, tem-se:
Tadm = 0,46510 = 0,046 Mpa
Conforme condição de resistência, Tadm > Taplicada, logo a estrutura
irá suportar as cargas aplicadas.
Figura 30: Flexão da viga
O valor de flexão conforme figura 28 será calculado como:
3.27.6 Cálculo do coeficiente de rigidez do apoio
Cr = Ff
onde:
Cr = Coeficiente de rigidez do apoio do mancal [Nmm]
Substituindo, tem-se:
Cr = 1619,2800,005 = 352017,400 Nmm
Cálculo de flambagem das colunas (cantoneiras verticais) considerando a
dimensão entre centro de eixos, por estarem nestas regiões travadas
lateralmente, não correndo risco de flambagem nem acima do eixo superior,
99
nem abaixo do eixo inferior em relação às linhas de centro dos eixos.
Desprezaremos outras vigas verticais e atribuiremos a elas as mesmas
condições dimensionais por se tratarem de geometrias simétricas para que o
conjunto mantenha a harmonia visual. O objetivo dos cálculos é identificar as
forças e tensões aplicadas nos conjuntos estudados, e verificar a capacidade
da estrutura em suportar a flambagem.
Considerando que a coluna esta fixa (engastada) em ambas
extremidades, tem-se:
Figura 31: Frente do equipamento, ilustrando a flambagem na cantoneira
vertical
A carga Fv aplicada longitudinalmente na viga é todo o peso do sistema
sem a estrutura de vigas(cantoneiras).
100
3.27.7 Cálculo do índice de Esbeltez
i = LyR
R = tIcA = 2961933,180219,000 = 7,400 MM onde:
i = Indice de Esbeltez
R = raio de giração [mm]
Ly = comprimento da viga vertical [mm]
Substituindo, tem-se:
i = 943,0007,400 = 127,000
O cálculo do índice de Esbeltez é a relação existente entre o comprimento
Ly e o raio de giração R da secção transversal da barra. O índice de Esbeltez é
necessário para verificar o critério a ser calculado, se será utilizado a fórmula
de Euler ou não. Para valores acima de 105,00 será necessário calcular Euler,
assim para esse caso aplica-se tal cálculo.
Deverá ser comparada a Tensão de flexão aplicada contra Tensão de
flexão admissível, onde para validação do projeto será necessário que
Taplicada seja menor que Tadm, assim essa condição de resistência irá validar
e garantir que as vigas irão suportar as cargas aplicadas.
Será admitido a condição de projeto, comparando o valor de carga
admissível contra a carga vertical aplicada, onde tal comparação irá garantir
que a viga irá suportar a carga vertical, se a carga admissível for maior que a
carga vertical,
101
onde:
Fadm > Fv = estrutura irá suportar a carga
Fv = 550 N = carga vertical
Fadm = carga admissível
3.27.8 Cálculo da carga admissível
Para obter-se do valor de carga admissível, será calculado primeiramente
a carga crítica, onde segundo fórmula de Euler:
Fer = 4π. E. IcL²
substituindo, tem-se:
Fer = 4π. 2,100.100000,000.12000,000943,000² = 111875,990 N
logo tem-se,
Fer = FerFs
onde:
Fer = Carga critica do sistema [N]
Fs = Coeficiente de segurança para carga aplicada na cantoneira adotada,
utilizado para sistema de elevação
substituindo, tem-se:
Fer = 111875,99010 = 11187,600 N
102
Logo o valor de Fer = 11187,600 N, comparado com o valor Fv = 550,000 N,
tem-se:
Fer > Fv, assim define-se que a estrutura irá suportar a carga aplicada por Fv.
3.28 Parte elétrica
3.28.1 Descrição e função dos componentes
elétricos
Para a realização da parte elétrica (controle) do CARROSSEL CVMAX
foram utilizados os seguintes componentes, conforme tabela 1.
Tabela 2: Componentes Elétricos
Botão de emergência: É um dispositivo mecânico que permite o
travamento imediato do sistema com o objetivo de proteger o usuário e o
equipamento em caso de urgência, conforme figura 32.
Contator: É um dispositivo eletromecânico que permite a partir de um
circuito de comando efetuar o controle de cargas, num circuito de potência.
Essas cargas podem ser de qualquer tipo, desde tensões diferentes do circuito
de comando, até conter múltiplas fases. T
com diferença que é utilizado em um circuito de potência
Disjuntor: É um dispositivo de manobra (mecânico) e de proteção capaz
de estabelecer, conduzir
circuito, assim como interromper condições anormais
Figura 32: Botão de emergência
um dispositivo eletromecânico que permite a partir de um
circuito de comando efetuar o controle de cargas, num circuito de potência.
Essas cargas podem ser de qualquer tipo, desde tensões diferentes do circuito
de comando, até conter múltiplas fases. Tem o funcionamento idêntico ao r
com diferença que é utilizado em um circuito de potência, conforme figura 33
Figura 33: Contator
um dispositivo de manobra (mecânico) e de proteção capaz
de estabelecer, conduzir ou interromper correntes em condições normais do
circuito, assim como interromper condições anormais, conforme figura 34
103
um dispositivo eletromecânico que permite a partir de um
circuito de comando efetuar o controle de cargas, num circuito de potência.
Essas cargas podem ser de qualquer tipo, desde tensões diferentes do circuito
o funcionamento idêntico ao relé
, conforme figura 33.
um dispositivo de manobra (mecânico) e de proteção capaz
em condições normais do
, conforme figura 34.
Fusível: É um dispositivo de proteção contra sobre correntes do circuito e curto
circuitos, conforme figura 35
OPLC: É um conjunto de dois dispositivos eletrônicos, um é IHM
(Interface Homem Máquina
para designar a interface existente no produto para que o usuário possa
interagir com o equipamento e o segund
Programável) que é um dispositivo
industriais. Os CLPs utilizam
diagrama de contatos, ou ladder
programação de Controladores Lógicos Programáveis
funções lógicas são representadas através de contatos e bobinas, de modo
análogo a um esquema elétrico com os contatos dos
O nome (ladder, escada em
contatos e bobinas é realizada, de maneira geral, na horizontal, que lembra o
formato de uma escada.
Figura 34: Disjuntor
um dispositivo de proteção contra sobre correntes do circuito e curto
, conforme figura 35.
Figura 35: Fusível
um conjunto de dois dispositivos eletrônicos, um é IHM
áquina), conforme figura 36 que é utilizado normalmente
para designar a interface existente no produto para que o usuário possa
interagir com o equipamento e o segundo é o CLP (Controle Lógico
Programável) que é um dispositivo eletrônico-digital compatível com aplicações
industriais. Os CLPs utilizam a linguagem de programação denominada de
diagrama de contatos, ou ladder. A linguagem ladder, é um auxílio gráfico para
Controladores Lógicos Programáveis (CLPs) no qual as
são representadas através de contatos e bobinas, de modo
análogo a um esquema elétrico com os contatos dos transdutores
, escada em inglês) provem do fato que a disposição dos
contatos e bobinas é realizada, de maneira geral, na horizontal, que lembra o
104
um dispositivo de proteção contra sobre correntes do circuito e curto
um conjunto de dois dispositivos eletrônicos, um é IHM
que é utilizado normalmente
para designar a interface existente no produto para que o usuário possa
o é o CLP (Controle Lógico
digital compatível com aplicações
a linguagem de programação denominada de
, é um auxílio gráfico para
(CLPs) no qual as
são representadas através de contatos e bobinas, de modo
transdutores e atuadores.
) provem do fato que a disposição dos
contatos e bobinas é realizada, de maneira geral, na horizontal, que lembra o
Fonte chaveada: É
tensão elétrica de 220V/ 110V
Relé: É um dispositivo que faz o chaveamento do circuito quando
acionado eletricamente. Tem a posição N
Fechada), que é movimentada fisicamente quando a corrente
as espiras da bobina do relé criando assim um campo magnético que por sua
vez atrai a alavanca responsável pela mudança dos estados do contatos entre
N/A e N/F, conforme figura 38
Sensor indutivo: É
campo eletromagnético defronte a face
Figura 36: OPLC
Fonte chaveada: É um dispositivo que tem a função de transformar a
tensão elétrica de 220V/ 110V em 24VDC, conforme figura 37.
Figura 37: Fonte chaveada
um dispositivo que faz o chaveamento do circuito quando
acionado eletricamente. Tem a posição N/A (Normal Aberta) e N
, que é movimentada fisicamente quando a corrente elétrica percorre
as espiras da bobina do relé criando assim um campo magnético que por sua
vez atrai a alavanca responsável pela mudança dos estados do contatos entre
, conforme figura 38.
Figura 38: Relé
É um dispositivo com circuito eletrônico que forma um
campo eletromagnético defronte a face do sensor. Ao ser inserido nessa região
105
um dispositivo que tem a função de transformar a
um dispositivo que faz o chaveamento do circuito quando
A (Normal Aberta) e N/F (Normal
elétrica percorre
as espiras da bobina do relé criando assim um campo magnético que por sua
vez atrai a alavanca responsável pela mudança dos estados do contatos entre
um dispositivo com circuito eletrônico que forma um
o sensor. Ao ser inserido nessa região
um corpo metálico, parte desse campo é absorvido, provocando a comutação
do sinal de saída do sensor
Motor: É um dispositivo que converte outras formas de energia em
energia mecânica. Têm acionamento pelas tensões de 110 volts e 220 volts
conforme figura 40.
Painel elétrico: É uma caixa metálica
componentes de comandos elétricos
um corpo metálico, parte desse campo é absorvido, provocando a comutação
do sinal de saída do sensor, conforme figura 39.
Figura 39: Sensor indutivo
um dispositivo que converte outras formas de energia em
energia mecânica. Têm acionamento pelas tensões de 110 volts e 220 volts
Figura 40: Motor
É uma caixa metálica que armazena
componentes de comandos elétricos, conforme figura 41.
106
um corpo metálico, parte desse campo é absorvido, provocando a comutação
um dispositivo que converte outras formas de energia em
energia mecânica. Têm acionamento pelas tensões de 110 volts e 220 volts,
a maioria dos
Prensa cabos: É um componente de plástico com
protegendo a conexão d
resistência mecânica e são utilizados em entradas para cabos de energia
conforme figura 42.
Régua de borne: É o
ligação dos componentes elétricos do
43.
Fios de energia elétrica: É um elemento condutor
são feitos de cobre, conforme figura 4
Figura 41: Painel elétrico
um componente de plástico com alto grau de proteção,
a conexão dos cabos contra possíveis ruptura
resistência mecânica e são utilizados em entradas para cabos de energia
Figura 42: Prensa cabos
Régua de borne: É o componente responsável pela identificação d
componentes elétricos do CARROSSEL CVMAX, conforme f
Figura 43: Régua de borne
energia elétrica: É um elemento condutor de energia elétrica
, conforme figura 44.
107
grau de proteção,
ruptura , possui alta
resistência mecânica e são utilizados em entradas para cabos de energia,
componente responsável pela identificação da
, conforme figura
de energia elétrica e
Fig
Canaletas: São tubos de plástico com
organizar os cabos em geral para não
Abaixo as características técnicas dos componentes utilizados no
CARROSSEL CVMAX, conforme tabela 2.
Tabela 3: Características técnicas dos componentes.
igura 44: Fios de energia elétrica
Canaletas: São tubos de plástico com a função de armazenar e
em geral para não ficarem expostos, conforme figura 45
Figura 45: Canaleta
aracterísticas técnicas dos componentes utilizados no
, conforme tabela 2.
: Características técnicas dos componentes.
108
a função de armazenar e
, conforme figura 45.
aracterísticas técnicas dos componentes utilizados no
3.28.2
O CARROSSEL CVMAX
sistema de malha fechada para o controle do
A figura 46 representa o controle do equipamento. O valor de entrada ou
valor desejado é o número da bandeja que o usuário deseja utilizar e a posição
que essa bandeja deverá estar após o motor ser desligado por um comando
através do software para controle. O control
estar integrada com o CLP que contém o software de controle e o atuador é o
motor, a planta é o processo ou produto que sofre modificação que no caso são
as bandejas, e o valor de saída é o número da bandeja desejada pelo opera
e a posição de parada da mesma após desligado o motor. O sensor indutivo é
utilizado para reconhecer o número de bandejas que passam por ele, e dessa
forma enviar um sinal para a
sistema pare na posição corre
equipamento.
Diagrama de blocos
CARROSSEL CVMAX possui o seguinte diagrama de blocos com um
sistema de malha fechada para o controle do equipamento conforme figura 46
Figura 46: Diagrama de blocos
representa o controle do equipamento. O valor de entrada ou
valor desejado é o número da bandeja que o usuário deseja utilizar e a posição
que essa bandeja deverá estar após o motor ser desligado por um comando
através do software para controle. O controlador do sistema é a OPLC por
estar integrada com o CLP que contém o software de controle e o atuador é o
motor, a planta é o processo ou produto que sofre modificação que no caso são
as bandejas, e o valor de saída é o número da bandeja desejada pelo opera
e a posição de parada da mesma após desligado o motor. O sensor indutivo é
utilizado para reconhecer o número de bandejas que passam por ele, e dessa
forma enviar um sinal para a OPLC indicando a bandeja correta para que o
sistema pare na posição correta para atender a necessidade do operador do
109
possui o seguinte diagrama de blocos com um
equipamento conforme figura 46.
representa o controle do equipamento. O valor de entrada ou
valor desejado é o número da bandeja que o usuário deseja utilizar e a posição
que essa bandeja deverá estar após o motor ser desligado por um comando
ador do sistema é a OPLC por
estar integrada com o CLP que contém o software de controle e o atuador é o
motor, a planta é o processo ou produto que sofre modificação que no caso são
as bandejas, e o valor de saída é o número da bandeja desejada pelo operador
e a posição de parada da mesma após desligado o motor. O sensor indutivo é
utilizado para reconhecer o número de bandejas que passam por ele, e dessa
indicando a bandeja correta para que o
ta para atender a necessidade do operador do
110
3.28.3 Comando elétrico
Segue abaixo o Comando elétrico utilizado no projeto de controle,
conforme figura 47.
Figura 47: Comando elétrico
A seguir será apresentado em seqüência o princípio de funcionamento
do comando elétrico do CARROSSEL CVMAX.
– Escolher a Bandeja.
Apertando o botão do teclado numérico da bandeja desejada (um - oito)
no OPLC, o programa do CLP será ativado, porém o comando não será
acionado. Para acionar o comando, deve-se pulsar o botão liga comando no
OPLC para que acione o contato O0 do OPLC e assim fazendo com que
acione também a bobina do relé R1. Ao acionar a bobina do relé R1, o contato
111
N/A 3,4 irá selar acionando a bobina do contator C1. Acionando a bobina do
contator C1, o contato N/A C1 ligará o Motor M. A figura 48 apresenta onde se
localiza o teclado numérico (um – oito) e o botão liga comando no OPLC
Figura 48: Teclado numérico
– Sensor
Após ligar o Motor M, o Sensor iniciará a contagem até a bandeja
desejada.Chegando a bandeja desejada, o Motor M será desligado
automaticamente.
– Sistema de segurança
Foi instalado no sistema de comandos elétricos, um fusível tubular de
vidro de 2A, dois disjuntores bipolares e um botão de emergência.
3.28.4
A tabela 3 abaixo apresenta a função e descrição de cada componente
utilizado no software.
Tabela 4: Listagem dos componentes da programação do software no OPLC.
Programação do OPLC
A tabela 3 abaixo apresenta a função e descrição de cada componente
Listagem dos componentes da programação do software no OPLC.
112
A tabela 3 abaixo apresenta a função e descrição de cada componente
Listagem dos componentes da programação do software no OPLC.
113
O CARROSSEL CVMAX possui oito bandejas e cada uma é
representada por um botão individual na OPLC, sendo respectivamente
representada a bandeja um pelo botão um a bandeja dois pelo botão dois e
assim sucessivamente até a bandeja oito pelo botão oito.
Existe um comando especial no OPLC formado pelo botão zero mais UP
acionados simultaneamente, refletem uma reprogramação das bandejas onde
o controlador irá entender que a bandeja atual disposta ao usuário é a bandeja
um.
Ao pressionar o botão do teclado numérico correspondente relacionado
ao texto acima (botão um – oito) acionará todo o sistema, mas para que a
bandeja solicitada pelo usuário esteja disponível na posição de retirada do
componente é preciso pressionar em seguida o botão liga comando no teclado
do OPLC.
O sistema funciona de modo que quando selecionada uma bandeja, este
valor correspondente a bandeja (ex.: bandeja sete valor sete) é armazenado
em uma memória M10.
Por outro lado o sensor indutivo instalado na máquina tem a função de
indicar quantas bandejas passaram por ele através da memória M11. Na lógica
inserida no OPLC existe uma função comparativa que quando o valor da
prateleira (M10) for diferente da memória do sensor (M11) aciona a saída para
o motor. Parando apenas quando este mesmo comparador tiver o valor da
memória da prateleira (M10) e o valor do sensor (M11) igual.
A memória do sensor (M11) trabalha de forma a um somador que
quando uma bandeja passa no campo do sensor (M11) este mesmo passa ao
controlador uma forma de pulso contabilizando que o somador some mais um a
memória (M10). Quando a memória do sensor (M11) atinge o valor oito, o
mesmo subentende que o próximo valor será o valor correspondente a bandeja
um, ou seja, o valor da memória (M11) será um, pois o sistema trabalha em
forma cíclica, conforme a figura 49, consta a programação completa em ladder
do OPLC.
114
Figura 49: Programação em ladder do software no OPLC
As figuras a seguir ilustra
partes. A figura 50 apresenta a programação das bandejas,
apresenta a programação do sensor e
programação do controle de contagem das bandejas.
Figura 50
figuras a seguir ilustram o programa em ladder explodido em três
apresenta a programação das bandejas,
rogramação do sensor e do motor e a figura 5
programação do controle de contagem das bandejas.
0: Parte da programação das bandejas.
115
plodido em três
apresenta a programação das bandejas, a figura 51
52 apresenta a
Figura 5
Figura 52: Parte da programação do controle de contagem das bandejas.
51: Parte de controle do sensor e motor
Parte da programação do controle de contagem das bandejas.
116
Parte da programação do controle de contagem das bandejas.
117
4 Confecção do protótipo
4.1 Partes mecânicas da confecção
Para a confecção do protótipo foram feitos os cálculos estrutural,
mecânicos e elétricos. Com base nos resultados obtidos, teve inicio a fase de
desenvolvimento do projeto mecânico e elétrico, após a conclusão da fase de
desenvolvimento e com o projeto final documentado foi elaborado um
cronograma para a fabricação das peças, para a compra dos componentes
necessários e para a montagem final.
Serão apresentados nas próximas linhas os meios de construção de cada
peça do protótipo. Todas as tarefas seguintes aconteceram simultaneamente
dentro do prazo estipulado para a construção do protótipo, foi solicitada a um
serralheiro a fabricação da estrutura portante e das bandejas de
armazenamento, as engrenagens transportadoras foram fabricadas por uma
empresa especializada em usinagem. Foram comprados os materiais para a
confecção das peças dentro do laboratório de usinagem da UNIP e todos os
outros componentes mecânicos e elétricos, o eixo superior, o eixo inferior e as
flanges foram usinados no torno mecânico com placa de três castanhas e a
furação na furadeira de bancada. Para a confecção dos suportes dos mancais
foi necessário a utilização de uma placa de quatro castanhas no torno
mecânico para a usinagem do furo central, pois devido o formato retangular da
peça e principalmente pelo diâmetro do furo central não foi possível usiná-los
na furadeira ou na fresadora convencional.
Com todas as peças e componentes disponíveis, iniciou-se a fase de
montagem do protótipo. Algumas das tarefas seguintes ocorreram
simultaneamente e o objetivo é apresentar a montagem por ordem cronológica.
As engrenagens transportadoras foram fixadas nas flanges com parafusos tipo
“Allen M6”, dois mancais foram fixados em seus suportes com parafusos tipo
“Allen M8” e esses suportes de mancais foram fixados na estrutura portante
com parafusos tipo “Allen M8”, sendo fixados um na parte superior e outro na
118
parte inferior do lado esquerdo da estrutura portante e do lado direito da
estrutura foram fixados os suportes sem os seus respectivos mancais. Para a
montagem dos eixos inferiores e superiores, primeiramente colocou-se as
flanges nos eixos sem fixá-las, inseriu o eixo inferior no furo do suporte de
mancal fixado no lado direito da estrutura portante, através de uma manobra foi
possível montá-lo no mancal do lado esquerdo da estrutura portante, após essa
ação foi montado o mancal do lado direito e fixado as flanges, repetiu-se o
mesmo procedimento para a montagem do eixo superior. A engrenagem
movida de transmissão foi montada e fixada no eixo inferior, à engrenagem
motora de transmissão foi montada no eixo do motor e o mesmo foi fixado no
suporte da estrutura portante. Foram colocadas as correntes transportadoras e
de transmissão nas suas respectivas engrenagens. E as bandejas de
armazenamento foram fixadas nos pinos especiais das correntes de
transmissão. Na base da estrutura portante foram fixadas as rodas para
mobilidade do protótipo.
4.2 Partes elétricas da confecção
A parte elétrica iniciou-se com a programação do software do OPLC,
durante o desenvolvimento da programação do software do CLP, foi observado
que o software utilizado para desenvolver o programa de controle do projeto
não possuía a ferramenta de contagem (contador), então foi desenvolvido um
programa utilizando as ferramentas de comparadores, somadores e subtração
do software.
Com a programação finalizada, o programa foi compilado e foi feito o
download para o OPLC. Após alguns testes a programação foi concluída com
êxito fazendo com que o OPLC executasse o controle definido para o protótipo.
Concluído o programa do CLP, iniciou-se a montagem do painel elétrico
conforme o desenho de comandos elétricos. A montagem do painel elétrico foi
feito em uma bancada no laborátorio de usinagem da Universidade Paulista,
Campus Swift, Campinas - SP ao lado da estrutura do protótipo. Depois de
119
concluída a montagem do painel elétrico, foi feito um teste para validar o
software de controle.
Como o software obteve sucesso no controle do protótipo, iniciou-se a
fixação do painel elétrico na parte inferior direita da estrutura portante do
protótipo. Para fixar o painel elétrico foram feitos três furos com a broca M6
utilizando-se uma furadeira e três parafusos acompanhados com três porcas.
Após a fixação do painel elétrico, iniciou-se a fixação do sensor indutivo em um
suporte com um parafuso e uma porca na lateral da estrutura portante próximo
às bandejas. O OPLC e o botão de emergência foram encaixados em um
policarbonato e o mesmo foi cortado com uma serra tico-tico no laboratório da
maqueteria da Universidade Paulista, Campus Swift, Campinas – SP. Após o
corte foram feitos quatros furos no policarbonato e quatro furos na estrutura
portante utilizando-se uma furadeira com uma broca M6, esses furos foram
feitos com o objetivo de fixar o policarbonato com o OPLC e o botão de
emergência utilizando-se quatros parafusos e quatro porcas. O OPLC com o
botão de emergência foram fixados na parte superior frontal da estrutura
portante do protótipo.
Com todos os componentes da parte elétrica fixados na estrutura
portante do protótipo, foi feita a ligação dos componentes elétricos. Após a
conclusão das instalações de todos os componentes elétricos foi realizado
novo teste para validação do controle do protótipo.
A seguir serão apresentadas, algumas fotos da fase de construção do
protótipo confeccionada no laboratório de usinagem da UNIP.
120
Figura 53: Usinagem das peças do protótipo
Figura 54: Montagem das peças do protótipo
Figura 55: Testes finais do protótipo
121
Figura 56: Simulação do funcionamento do protótipo
Figura 57: Aprovação do protótipo
122
5 Planejamento do mercado do produto
5.1 Pesquisa quantitativa de mercado
O grande desafio para iniciar um projeto ou inserir um novo produto no
mercado é saber como esse produto será aceito pela sociedade e como será
aceito em seu campo de aplicação. Televisão, internet, rádio, entre outros, são
fontes facilitadoras para ingressar novas oportunidades de negócio, mas não
são suficientes para que essas não sejam apenas tentativas.
Deve-se ter cuidado ao ser realizada a pesquisa de mercado que se
mostra uma ferramenta primordial para qualquer empresa lançar seu produto,
pois a opinião do consumidor é o melhor argumento para levar adiante um
projeto, onde se acredita que, hoje as metodologias de pesquisas usadas pelos
institutos no Brasil são absolutamente eficazes e ajudam a identificar alguns
dos problemas iniciais para aceitação do produto no mercado, assim
implicitamente reduz o risco no caminho que se deve seguir para que se possa
evitar deslizes e fracassos na trajetória.
Levando em consideração a importância da pesquisa de mercado, foram
realizadas pesquisas de aceitação do produto, onde o principal objetivo é
conhecer o ambiente e o impacto que o novo produto irá causar, porém para
isso ser eficaz o foco das pesquisas foi direcionado para os principais usuários
de sistemas de armazenamento de materiais, almoxarifados e armazéns,
manutentores e operadores de máquinas operatrizes, assim houve 247
pessoas entrevistadas com simples questões do dia a dia que fazem a
diferença se, praticadas ao longo de suas carreiras.
A seguir, serão apresentadas as pesquisas realizadas e os resultados,
baseados em votações:
Preferência do usuário em relação ao sistema de armazenamento de
produto:
Figura 58: Gráfico de s
Preferência do usuário em relação à questão de segurança e conforto:
Figura 59:
Preferência do usuário em relação ao sistema de armazenamento de
Gráfico de sistema de armazenamento de produto
Preferência do usuário em relação à questão de segurança e conforto:
Figura 59: Gráfico de segurança e conforto
123
Preferência do usuário em relação ao sistema de armazenamento de
istema de armazenamento de produto
Preferência do usuário em relação à questão de segurança e conforto:
Justificativas globais
Sistema de portas com
Sistema de estantes manuais: fica uma bagunça.
Sistema de gavetas manuais: depois de algum tempo começa a enroscar.
Sistema de bandejas manuais: podem cair e machucar
Sistema CARROSSEL CVMAX: rápido, seguro e prático.
Preferência do usuário em relação as questões de agilidade e
versatilidade:
Figura 60:
Justificativas globais das porcentagens:
Sistema de portas com trincas: bom esteticamente, porém cansativo.
Sistema de estantes manuais: fica uma bagunça.
Sistema de gavetas manuais: depois de algum tempo começa a enroscar.
ma de bandejas manuais: podem cair e machucar
Sistema CARROSSEL CVMAX: rápido, seguro e prático.
Preferência do usuário em relação as questões de agilidade e
Figura 60: Gráfico de agilidade e versatilidade
124
: bom esteticamente, porém cansativo.
Sistema de gavetas manuais: depois de algum tempo começa a enroscar.
Preferência do usuário em relação as questões de agilidade e
agilidade e versatilidade
Preferência do usuário em
Preferência dos usuários em relação à questão do aspecto visual do
ambiente:
Figura 62:
Preferência do usuário em relação a questão de ergonomia:
Figura 61: Gráfico de ergonomia
Preferência dos usuários em relação à questão do aspecto visual do
Figura 62: Gráfico do aspecto visual do ambiente
125
relação a questão de ergonomia:
Preferência dos usuários em relação à questão do aspecto visual do
aspecto visual do ambiente
126
5.2 Futuro potencial de venda e avaliação de mercado
Devem-se considerar os riscos que o empresário terá de enfrentar ao
longo de sua caminhada para lançamento do produto ou serviço, a avaliação
quantitativa de mercado incrementa o futuro potencial do produto e possíveis
conquistas, assim visando a aceitação do CARROSSEL CVMAX, onde
pesquisas realizadas mostram o patamar de aprovação, benefícios e
vantagens que o equipamento possa propagar.
Tais pesquisas foram feitas em grandes indústrias de diversos ramos,
focado em obter uma avaliação das pessoas que mais serão afetadas pela
aplicação do novo equipamento em suas vidas, foi desenvolvido uma série de
perguntas baseadas em oportunidades diárias de acontecimento, e com uma
apresentação para cada pessoa dentre os 247 entrevistados, de todos os
produtos, não houve nenhum tipo de tendência de produto, devido o objetivo
ser de respostas em fluxo natural, assim o mercado adotado é comprador
potencial, pois se trata de uma classe seleta de consumidores que se aplicam
em grandes investimentos de baixo custo, ótima qualidade em aspectos gerais
e lucro.
A classe selecionada para primeiro impacto do produto é o mercado com
maior poder aquisitivo do país com uma concentração de renda per capta
maior que as demais.
Foi utilizada uma ferramenta para calcular o poder aquisitivo e ilustrar a
situação do mercado atual e futuros potencias de vendas:
Bi = 0,50 x Yi + 0,30 x ri + 0,20 x pi.
onde:
Bi = Índice do poder aquisitivo regional, da região estudada.
Yi = Percentual da Renda Nacional disponível na região.
ri = Percentual de Vendas Nacionais no varejo, efetuadas na região estudada.
pi = percentual da população nacional residente na região estudada.
127
Tabela 5: Situação do mercado atual e futuros potenciais de vendas
ÍNDICES
FATORES
REGIÕES
SÃO PAULO RIO DE JANEIRO RIO GRANDE DO
SUL
Bi 21,18 9,14 5,73
Yi 26,81 10,23 3,06
ri 11,50 9,70 10,20
pi 21,61 5,58 5,70
População 41.384.089,00 10.686.247,00 10.914.128,00
% População 21,61 5,58 5,70
Renda PIB (R$) 534.918.498.000,00 204.084.866.000,00 61.007.723.000,00
% Renda PIB 26,81 10,23 3,06
Consumo Médio Geral (R$) 389.325.201.941,26 119.955.541.535,12 82.350.134.673,57
% Consumo Médio Geral 29,02 8,94 6,14
% Total 77,44 24,75 14,90
População Nacional 191.480.630,00 191.480.630,00 191.480.630,00
Consumo Nacional x
R$ 1.000 1.341.468.571,00 1.341.468.571,00 1.341.468.571,00
Renda Nacional Y x
R$ 1.000 1.995.225.000,00 1.995.225.000,00 1.995.225.000,00
∑yz 25,81 8,25 4,97
Potencial de Venda Poder Aquisitivo
Percentual total Região São
Paulo 25,81 21,18
Percentual total Região Rio e
Janeiro 8,25 9,14
Percentual total Região Rio
Grande Do Sul 4,97 5,73
Poder Aquisitivo Bi = 0,5 . Yi + 0,3 . ri + 0,2 . pi
Potencial de Vendas Pot. Vendas = (∑U0 ) /7
128
5.3 Segmentação de mercado
A segmentação geralmente envolve a divisão do mercado por uma
sucessão de variáveis que permitam quantificar e localizar os prováveis
consumidores através dos canais de distribuição ou da propaganda
segmentada. O gestor comercial deve escolher as variáveis por dois critérios
básicos: sua linha de produtos também deve ser segmentada e deve ter a
possibilidade de colher as informações.
Toda empresa deve determinar não apenas qual necessidade quer servir,
mas também as necessidades de quem servir. A maior parte dos mercados é
grande demais para que uma empresa possa fornecer todos os produtos e
serviços necessários a todos os compradores daquele mercado. A
segmentação de mercado é o processo de se identificar grupos de
compradores com semelhantes desejos ou necessidades de compras.
A correta segmentação do mercado, dividindo-o em partes com as
mesmas características é o fundamento básico do planejamento comercial.
Pensar em grupos de clientes que tenham afinidade permite ao gestor
comercial adequar o conjunto de estratégias focando as ações de venda.
Abaixo são demonstrados três modos de segmentação, a segmentação
geográfica é a região onde se encontra o público alvo, a segmentação
demográfica é a classificação do perfil do consumidor alvo como idade, sexo,
dependentes, renda, profissão, instrução, religião e classe social e a
segmentação psicográfica são as variáveis referentes ao estilo de vida,
personalidade e motivos de compra do público alvo.
5.4 Alvo e foco
Foi definido como alvo todo o segmento identificado e que tem um
número de consumidores suficiente para que seja elaborado um plano de
vendas específico, porém nem todos os alvos identificados podem ser objeto
de um plano de vendas. É preciso selecionar os mercados mais propensos
para focar a atuação de mercado.
129
O plano de vendas será mais eficiente se o número de focos escolhidos
puder ser administrado de forma personalizada. A escolha do foco também
permite que todas as ações de venda sejam dirigidas o mais próximo possível
das características de cada segmento do mercado.
5.5 Benefícios da segmentação
A segmentação de mercado começa pela caracterização de grupos de
clientes que tenham pontos em comum. A segmentação de mercado é a
subdivisão de um mercado em subconjuntos distintos de clientes que pode ser
selecionado como um objetivo de mercado. O gestor de vendas que considera
as diferentes necessidades dos diferentes segmentos de mercado poderá
aproveitar as oportunidades de três maneiras. Primeiramente, pode examinar
as necessidades de cada segmento em confronto com as ofertas atuais dos
concorrentes e determinar o grau de satisfação dos consumidores. Os
segmentos com níveis relativamente baixos de satisfação das ofertas atuais
podem representar excelentes oportunidades de venda.
Em segundo lugar, poderá fazer melhores ajustes de seu produto. Em vez
de um programa de marketing dirigido a todos os compradores em potencial o
vendedor pode criar programas separados para satisfazer as necessidades de
diferentes consumidores.
Em terceiro lugar, o vendedor pode desenvolver programas, orçamentos e
planos de venda baseados numa idéia mais clara sobre as características de
segmentos específicos de mercado. Poderá distribuir recursos de forma mais
eficaz, a fim de conseguir os efeitos desejados em diferentes partes do
mercado.
130
5.6 Previsão de demanda
Com base nos estudos de mercado realizados e nos dados das
pesquisas, levando-se em conta que o mercado a ser agredido é relativamente
grande, pois se estima 150 adeptos, a produção será iniciada com duas
unidades por mês, crescendo gradativamente até atingir uma média de trinta
unidades por mês, que se considera a demanda ideal. Algumas destas
unidades serão utilizadas na demonstração de produto nas principais praças
consumidoras. A partir do primeiro ano ou mesmo antes, conforme for a
aceitação do mercado, a produção poderá aumentar em um curto espaço de
tempo, para até dois ou três vezes a produção inicial ou seja, partindo de três
unidades por mês para seis ou nove unidades por mês, sem que haja qualquer
tipo de transtornos maiores, mas somente investindo em mão de obra direta.
Figura 63: Gráfico de empresas entrevistadas
5.7 Cenário afetado pelo resultado do projeto
De acordo com a pesquisa realizada, durante visitas às empresas pela
equipe do CARROSSEL CVMAX, foi verificado que em 100% das empresas
que tiveram funcionários entrevistados, foi encontrado pelo menos dois meios
diferentes de armazenagem de produto, mas todas encontram-se com
deficiências em relação à agilidades do processo e falta de praticidade, sem
131
contar problemas com segurança à longo prazo, assim surgiu também o
interesse recíproco pelo novo projeto.
O processo de segmentação de mercado objetiva a determinação de
diferenças significativas entre grupos de compradores, separando-os em
conjuntos diferenciados, para que a empresa possa selecionar segmentos que
se apresentem mais favoráveis à concentração de esforços.
A escolha desses segmentos de forma eficaz, conjugada com a avaliação
dos elementos do ambiente em que a empresa desenvolve suas atividades,
deve ser precedida de certas características fundamentais. Kotler (1992, p.339)
apresenta algumas contribuições inovadoras e importantes que devem ser
observadas: a mensurabilidade, a substancialidade, a acessibilidade e a
operacionalidade.
Sem que o segmento apresente essas características, parece imprudente
alimentar decisões específicas do composto de marketing voltadas a esses
compradores.
Baseando-se nas 247 pessoas entrevistadas, uma análise foi gerada por
empresa, assim foi separado graficamente o tipo de empresa para totalizar as
247 visitas, onde obtêm:
Figura 64: Gráfico de empresas entrevistadas por segmento
132
Para uma análise de tendência de produto, mensuram-se graficamente as
preferências por tipo de produto, baseando-se nas entrevistas realizadas:
Figura 65: Gráfico de empresas entrevistadas por produto
5.8 O que é vantagem competitiva de projeto
Vantagem Competitiva é um conceito desenvolvido por Porter (1993:
09): no seu best-seller Competitive Advantage e que procura mostrar a forma
como a estratégia escolhida e seguida pela organização pode determinar e
sustentar o seu sucesso competitivo.
A vantagem competitiva surge fundamentalmente do valor que uma
determinada empresa consegue criar para os seus clientes e que ultrapassa os
custos de produção. O termo valor aqui aplicado representa aquilo que os
clientes estão dispostos a pagar pelo produto ou serviço; um valor superior
resulta da oferta de um produto ou serviço com características percebidas
idênticas aos da concorrência, mas por um preço mais baixo ou,
alternativamente, da oferta de um produto ou serviço com benefícios superiores
aos da concorrência que mais do que compensam um preço mais elevado.
133
Segundo Porter, existem dois tipos básicos de vantagem competitiva: a
liderança e a diferenciação, as quais, juntamente com o âmbito competitivo,
definem os diferentes tipos de estratégias genéricas.
Porter descreve ainda o instrumento básico para diagnosticar a vantagem
competitiva e para encontrar formas de intensificá-la: a cadeia de valores.
Através da cadeia de valores, a organização é dividida nas suas atividades
básicas (investigação e desenvolvimento, produção, comercialização e serviço)
o que facilita a identificação das fontes de vantagem competitiva.
5.9 Vantagens competitivas do CARROSSEL CVMAX
Para a criação do CARROSSEL CVMAX foi analisado os padrões atuais
de mercado, e encontrado nesses padrões problemas que comprometem suas
utilizações, assim são os erros em armazenamentos com prateleiras: de
bandejas onde são de fácil acesso para qualquer pessoa incluindo as não
autorizadas e que há um grande problema de quedas de materiais ao puxar a
bandeja fora do limite; de gavetas onde com o tempo começa a enferrujar e
apresentar desgastes nos corpos deslizantes devido ao tempo de uso e atrito
constantes que possam vir a prejudicar a saúde do almoxarife operando; de
estante aberta simples a qual é a menos segura pois não tem prateleiras para
armazenas separadamente os materiais e todos os produtos são expostos aos
desgastes do tempo e acumulo de sujeira; de portas com trincas para
segurança onde os materiais e todos os produtos são expostos aos desgastes
do tempo e acumulo de sujeira, mesmo com porta poderá enfrentar problemas
de trava do sistema de trinca, quebra de chave dentro da trinca, e dar impactos
com as portas nos materiais estocados.
Redução do tempo ciclo: O CARROSSEL CVMAX melhora o processo
evitando atividades que não agregam valor, como por exemplo, o tempo de
procura da peça. Utilizando O CARROSSEL CVMAX, elimina-se a atividade de
procurar a peça, utilizando armazenagem inteligente.
134
Tecnologia IHM (Interface Homem Máquina): O CARROSSEL CVMAX
possui uma Interface Homem-Máquina, que é um equipamento que possibilita
ao operador a monitoração e interação com a máquina ou processo industrial.
Através de um display de texto ou tela gráfica, a IHM cumpre a função de
apresentar de forma objetiva o status de sinais de sensores e atuadores,
válvulas, motores, valores de variáveis de processo, alarmes e indicações de
falhas. E através de um teclado ou tela sensível ao toque (touch screen),
possibilita de forma interativa a realização de comandos, acionamento de
atuadores, alterações de Set Point’s (valores ideais determinados pelo
operador), mudança de manual para automático e definição de limites de
funcionamento. Composto também por um CLP que é um aparelho eletrônico
digital que utiliza uma memória programável para o armazenamento interno de
instruções para implementações específicas, tais como lógica,
seqüenciamento, temporização, contagem e aritmética, para controlar, através
de módulos de entradas e saídas, vários tipos de máquinas ou processos. Em
um sistema de automação que utiliza CLP, os sensores da máquina ou
processo, são conectados aos módulos de entradas, que levam as informações
até um software programado por um técnico ou engenheiro responsável pela
automação. Traz também benefícios e rapidez para cadastro de novos itens,
pois dentro de seu banco de dados, ao digitar “adicionar novo item”,
automaticamente ao preencher com seu código, irá trazer à frente do usuário a
prateleira, e na Interface Homem Máquina indicará em qual local você poderá
guardar o item adicionado como novo, sem esforços extras, sem necessidade
de procurar um lugar livre no armário e com a total segurança caso seja um
item de grande porte, pesado.
Com o CARROSSEL CVMAX não arriscará experiências dispendiosas e
dolorosas em armazenamento de produto, assim as principais qualidades a
seguir nos darão a segurança necessária: confiança, a agilidade aumenta a
confiança dos clientes e parceiros de negócio e a tranqüilidade na integração
de seu sistema de interface simples e ao mesmo tempo sofisticada;
continuidade, as atualizações regulares de seu banco de dados possibilitam
infinitos armazenamentos de informações, que são adaptados à moda do
cliente, assim sendo benéfico ao padrão de cada empresa; flexibilidade, o
135
projeto pode a qualquer momento ser aumentado em relação à quantidade
física de armazenamentos possíveis com pequenas readequações no projeto;
velocidade, na necessidade de encontrar um produto com facilidade, e também
para o aprendizado do operador; adaptabilidade, de acordo com a solicitação
do cliente, o CARROSSEL CVMAX se adapta ao espaço físico útil com
facilidade, em suas dimensões, suas programações e capacidade de
informações; em resumo, o CARROSSEL CVMAX atenderá em um único
produto todos os aspectos necessários para um perfeito armazenamento de
produtos, pois terá todas as vantagens que os processos atuais possam
oferecer.
5.10 Fatores qualificadores
Confiança: a agilidade aumenta a confiança dos clientes e parceiros de
negócio e a tranqüilidade na integração de seu sistema de interface simples e
ao mesmo tempo sofisticada.
Continuidade: as atualizações regulares de seu banco de dados
possibilitam infinitos armazenamentos de informações, que são adaptados à
moda do cliente, assim sendo benéfico ao padrão de cada empresa.
Flexibilidade: o projeto pode a qualquer momento ser aumentado em
relação à quantidade física de armazenamentos possíveis.
136
5.11 Principais características do CARROSSEL CVMAX
Figura 66: Característica do CARROSSEL CVMAX
137
6 Avaliação financeira e econômica do projeto
6.1 Custos totais de investimentos
Os custos totais de investimentos são todos os custos necessários para
a concretização do projeto e envolvem os custos com a elaboração da proposta
de projeto, custos com o protótipo, custos gerais de projeto, custos de materiais
e insumos, instalações e máquinas e equipamentos.
138
Tabela 6: Custos do protótipo
Descritivo Unidade Quantidade Custo Unitário (R$) Custo
Total orçamento (R$)
MANCAL SEM ROLAMENTO PÇ 4 15,00 60,00
ROLAMENTO PADRÃO PARA MANCAL PÇ 4 12,00 48,00
CORRENTE DE ROLO ABNT 08B MT 6 9,00 72,00
EMENDA PARA CORRENTE DE ROLO ABNT
08B
PÇ 4 1,00 4,00
ENGRENAGEM TRANSMISSÃO PÇ 4 250,00 1000,00
ENGRENAGEM MOVIDA PÇ 1 60,00 60,00
ENGRENAGEM MOTORA PÇ 1 15,00 15,00
EIXO SUPERIOR AISI 1045 PÇ 1 165,70 165,70
EIXO INFERIOR AISI 1045 PÇ 1 165,70 165,70
FLANGE DA ENGRENAGEM AISI 1020 PÇ 4 130,00 520,00
PLACA SUPORTE DO MANCAL AISI 1020 PÇ 4 175,00 700,00
BANDEJA PÇ 8 70,00 560,00
ESTRUTURA PORTANTE PÇ 1 400,00 400,00
PLUG 2P+T PÇ 1 3,50 3,50
FUSIVEL VIDRO 5X20 PÇ 3 0,36 1,08
PORTA FUSIVEL ROSCA 5X20 15A PÇ 1 4,17 4,17
PRENSA CABO PLASTICO C/ROSCA 1/4 PÇ 5 0,92 4,60
PRENSA CABO PLASTICO C/ROSCA 3/8 PÇ 2 1,17 2,34
CABO FLEX PP 1KV 90 2X1,5 MT 17 1,14 19,38
CABO FLEX PP 750V 90 2X1,0 MT 16 0,77 12,32
PONTE CONECTORA SIMPL 2.5MM PÇ 2 3,19 6,38
BASE RELE IND 14PINOS FINDER PÇ 1 30,78 30,78
CONTATOR GERAL PÇ 2 55,00 110,00
RELÉ DISJUNTOR PÇ 3 40,00 120,00
PARAFUSOS M5X12 PÇ 33 0,10 3,30
PARAFUSOS M5X10 PÇ 17 0,06 1,02
PORCA M5 PÇ 50 0,05 2,50
CAIXA DO PAINEL GERAL PÇ 1 40,00 40,00
CLP JASS PÇ 1 800,00 800,00
PROJETO ELÉTRICO horas 10 27,14 271,40
MONTAGEM ELÉTRICA horas 20 19,53 390,60
PROGRAMAÇÃO horas 10 27,14 271,40
ENGENHARIA MECÂNICA horas 40 28,86 1.154,40
PROJETO MECÂNICO horas 40 32,83 1.313,20
MONTAGEM MECÂNICA horas 80 34,00 2.720,00
TESTES horas 53 25,00 1,325,00
DESPESAS DIVERSAS (TRANSP., LANCHES, ETC.) - - - -
CUSTO TOTAL DO PROTÓTIPO 12.802,77
139
Tabela 7: Custos do produto (unitário)
Descritivo Unidade Quantidade Custo Unitário (R$) Custo
Total orçamento (R$)
MANCAL SEM ROLAMENTO PÇ 4 15,00 60,00
ROLAMENTO PADRÃO PARA MANCAL PÇ 4 12,00 48,00
CORRENTE DE ROLO ABNT 08B MT 6 9,00 72,00
EMENDA PARA CORRENTE DE ROLO ABNT 08B PÇ 4 1,00 4,00
ENGRENAGEM TRANSMISSÃO PÇ 4 250,00 1000,00
ENGRENAGEM MOVIDA PÇ 1 60,00 60,00
ENGRENAGEM MOTORA PÇ 1 15,00 15,00
EIXO SUPERIOR AISI 1045 PÇ 1 165,70 165,70
EIXO INFERIOR AISI 1045 PÇ 1 165,70 165,70
FLANGE DA ENGRENAGEM AISI 1020 PÇ 4 130,00 520,00
PLACA SUPORTE DO MANCAL AISI 1020 PÇ 4 175,00 700,00
BANDEJA PÇ 8 70,00 560,00
ESTRUTURA PORTANTE PÇ 1 400,00 400,00
PLUG 2P+T PÇ 1 3,50 3,50
FUSIVEL VIDRO 5X20 PÇ 3 0,36 1,08
PORTA FUSIVEL ROSCA 5X20 15A PÇ 1 4,17 4,17
PRENSA CABO PLASTICO C/ROSCA 1/4 PÇ 5 0,92 4,60
PRENSA CABO PLASTICO C/ROSCA 3/8 PÇ 2 1,17 2,34
CABO FLEX PP 1KV 90 2X1,5 MT 17 1,14 19,38
CABO FLEX PP 750V 90 2X1,0 MT 16 0,77 12,32
PONTE CONECTORA SIMPL 2.5MM PÇ 2 3,19 6,38
BASE RELE IND 14PINOS FINDER PÇ 1 30,78 30,78
CONTATOR GERAL PÇ 2 55,00 110,00
RELÉ DISJUNTOR PÇ 3 40,00 120,00
PARAFUSOS M5X12 PÇ 33 0,10 3,30
PARAFUSOS M5X10 PÇ 17 0,06 1,02
PORCA M5 PÇ 50 0,05 2,50
CAIXA DO PAINEL GERAL PÇ 1 40,00 40,00
CLP JASS PÇ 1 800,00 800,00
MONTAGEM ELÉTRICA horas 20 19,53 390,60
PROGRAMAÇÃO horas 10 27,14 271,40
MONTAGEM MECÂNICA horas 80 34,00 2.720,00
TESTES horas 53 25,00 1,325,00
CUSTO TOTAL DO PRODUTO 9.638,77
140
Tabela 8: Custos fixos e indiretos
Item Valor Mensal (R$) Período Total (R$)
Aluguel 850,00 Mensal 10.220,00
IPTU 420,00 Ano 420,00
Licenças 510,00 Ano 510,00
Manutenção Predial 100,00 Mês 1.200,00
Máquinas/Equipamentos ¹ 3.000,00 Mês 37.200,00
Móveis 2.100,00 1º Ano 2.100,00
Computadores 625,00 1º Ano 7.500,00
Almoxarifado 195,41 1º Ano 2.344,92
Ferramentas manuais 178,00 1º Ano 2.136,00
Água 190,00 Mês 2.280,00
Energia Elétrica 260,00 Mês 3.120,00
Automóvel Leasing (36x) 610,00 3 Anos 7.320,00
Pick-up 690,00 3 Anos 8.280,00
Salário e Encargos ² 26.007,60 Mês 321.091,20
Combustíveis 420,00 Mês 5.040,00
Manutenção de Veículos 300,00 Mês 3.600,00
Propaganda e Marketing 210,00 Mês 2.250,00
Desp. Lançamento Prod. 346,64 Mês 4.160,00
Materiais de Escritório 195,00 Mês 2.340,00
Refeições 792,00 Mês 9.504,00
Vale Transporte 396,00 Mês 4.752,00
Despesas Gerais 178,00 Mês 2.136,00
Total Geral 71.695,68 430.754,12
¹ Ver a planilha de preços das máquinas e equipamentos, adquiridos
através de FINAME, da tabela 9.
² Ver composição na planilha da tabela 10.
141
Tabela 9: Preços de máquinas e equipamentos FINAME
Item Descrição Qde R$ Unitário R$ Total
1 Conjunto de Solda MIG/MAG 250ª 220/380V 1 3.524,54 3.524,54
2 Carro Hidráulico Porta Pallet 2000kg 1 774,49 774,49
3 Bancada com Torno e gavetas 3 1.100,00 3.300,00
4 Compressor de Ar 1 3.560,00 3.560,00
5 Furadeira de Bancada CM3 Kone 1 7.968,32 7.968,32
6 Prensa Hidráulica 1 1.127,15 1.127,15
7 Dobradeira Manual Newton 1 6.785,90 6.785,90
8 Furadeira Fresadora KFF-30 Kone 1 36.515,00 36.515,00
9 Serra Fita Vertical Franho 1 15.750,00 15.750,00
10 Conjunto de Filtro Regulador de Ar 1 380,00 380,00
11 Conjunto de Pistola de Pintura 1 859,92 859,92
12 Cabine de Pintura com cortina dágua 1 3.680,00 3.680,00
13 Esmerilhadeira 7" Bosch 2000W 220V 1 452,00 452,00
14 Esmerilhadeira 4-1/2" Bosch 750W 220V 1 308,00 308,00
15 Traçador Digital Mitutoyo 1 5.419,74 5.419,74
16 Paquímetro 150mm Mitutoyo 2 150,00 300,00
17 Micrômetro 0 a 25mm com catraca Mitutoyo 2 176,00 352,00
18 Ferramentas em Geral div. 8.254,00 8254,00
Total Geral 105.030,80
142
Tabela 10: Encargos sociais
Encargos Grupo A Grupo B Grupo C
INSS 20,0%
SESI 1,5%
SENAI 1,0%
INCRA 0,2%
SEBRAE 0,6%
Salário Educação 2,5%
Seguro de Acidente de trabalho 3,0%
FGTS 8,0%
SECONSI
Repouso Semanal Remunerado 18,32%
Aux. Enfermidade/Aux. Legais 0,79%
Licença Paternidade 0,34%
13º Salário 10,57%
Feriados 4,58%
Chuvas/Faltas 4,57%
Férias + 1/3 de férias 14,06%
Aviso Prévio 13,12%
Depósito p/ dispensa Imotivada 4,45%
Sub-total 36,8% 39,18% 31,63%
Inc. Cumulativa Grupo A x B 14,42%
Inc. Cumulativa Grupo A x C 1,05%
Total Geral = 123,08%
143
Tabela 11: Salários e encargos correspondentes (123,08%)
Cargo Postos Salário (R$) Encargos (R$) Tota (R$)
Direção 01 3.500,00 9.930,75 7.430,75
Técnicos 02 2.500.00 2.807,67 10.615,00
Secretária 01 1.200,00 1.347,68 2.547,68
Operadores 03 850,00 954,61 5.413,83
Total 07 26.007,61
6.2 Financiamento do projeto
O projeto será financiado pelos seus investidores BANCO SANTANDER,
contabilizando os custos de proposta de projeto, custos de desenvolvimento,
custos de protótipo, custos de instalações e planejamento de distribuição,
marketing, lançamento do produto, fluxo de caixa negativo nos primeiros meses
de produção.
As máquinas e equipamentos serão obtidos através de financiamento
FINAME, que pode ser feito pelo banco CAIXA.
O FINAME é uma linha de crédito destinada a empresas de micro e
pequeno porte, localizadas em qualquer região do país. São utilizados recursos
do BNDES para financiar a aquisição de máquinas e equipamentos nacionais
novos, cadastrados na Agência Especial de Financiamento Industrial
(FINAME), e capital de giro associado à aquisição isolada de equipamentos.
O retorno dos investimentos está planejado para ocorrer após 12 meses
de operação da fábrica.
Os primeiros meses de operação da fábrica, conforme demonstrado na
Tabela 12 - Planilha de Faturamento serão deficitários, uma vez que as
receitas obtidas unicamente das vendas dos produtos, não serão suficientes
para cobrir todas as despesas do período.
144
Assim, o montante destas despesas será coberta inicialmente com um
financiamento obtido junto a uma instituição financeira, contando com alguns
benefícios concedidos especialmente para empresas que estão iniciando as
atividades.
Este montante perfaz o total da soma dos meses deficitários e os
pagamentos somente começarão a ser efetuados a partir de 12 meses de
atividade da empresa.
A seguir tem-se a demonstração de como serão efetuados estes
financiamentos na tabela 13.
Tabela 12: Planilha de faturamento
Mês Produção Despesas (R$) Lucro (R$) Saldo (R$)
1 2 71.695,68 12.851,69 -58.843,99
2 5 71.695,68 32.129,23 -39.566,45
3 7 71.695,68 44.980,93 -26.714,75
4 9 71.695,68 57.832,62 -13.863,06
5 10 71.695,68 64.258,47 -7.437,21
6 16 71.695,68 102.813,55 31.117,87
7 21 71.695,68 134.942,78 63.247,10
8 17 71.695,68 109.239,39 37.543,71
9 20 71.695,68 128.516,93 56.821,25
10 25 71.695,68 160.646,17 88.950,49
11 28 71.695,68 179.923,71 108.228,03
12 32 71.695,68 205.627,09 133.931,41
Total 192 860.348,16 1.233.762,56 373.414,40
145
O cálculo das despesas foi obtido através da soma de todos os
custos fixos e indiretos, conforme a tabela 8.
O lucro é valor final do produto, menos as despesas, vezes a
quantidades de equipamentos vendidos no mês.
Tabela 13: Demonstração do montante a ser financiado
Meses Valores (R$)
01 58.843,99
02 39.566,45
03 26.714,75
04 13.863,06
05 7.437,21
Total 146.425,46
Portanto o valor mencionado de R$ 146.425,46, será financiado
pelo Sistema de Amortecimento Constante (SAC) em cinco anos,
devendo entretanto, o primeiro pagamento ser efetuado somente após
decorridos os primeiros doze meses de atividades, com juros de 0,9% ao
mês, já incluindo a desvalorização causada pela inflação.
A tabela abaixo demonstra o cronograma de desembolso
financeiro para cobrir estas despesas com o financiamento, bem como o
comportamento das prestações anuais, que a critério da companhia,
poderão ser saldadas antecipadamente mês a mês ou ainda
semestralmente, caso o fluxo de caixa da mesma seja favorável.
146
Cálculo dos juros do período
{| = (` + })~ − `
onde:
{| = Juros do período
} = Taxa de Juros
~ = Período
Logo:
{| = (` + a, aa�)`c − ` {| = `, ``dba − ` {| = a, ``dba �� ``, db%
Tabela 14: Cálculo SAC
Ano Saldo (R$) Amortização (R$) Juros (R$) Prestação (R$)
0 146.425,46
1 117.140,37 29.285,09 13.295,43 42.580,52
2 87.855,28 29.285,09 9.971,57 39.256,67
3 58.570,18 29.285,09 6.647,72 35.932,81
4 29.285,09 29.285,09 3.323,86 32.608,95
5 0,00 29.285,09 0,00 29.285,09
Total 146.425,46 33.238,58 179.664,04
6.3 Preço de v
O preço de venda será calculado tendo por base os custos de
produção, custos fixos
pretende auferir sobre cada produto vendido.
O lucro estimado sobre cada produto está em torno de 30% para
uma produção média de 20 u
6.4 Custos totais de i
O resultado do cálculo do lucro mensal
que a empresa gera sobre a receita obtida com o trabalho desenvolvido,
ou seja:
Lucro = receita total
-75.000,00
-50.000,00
-25.000,00
0,00
25.000,00
50.000,00
75.000,00
100.000,00
125.000,00
150.000,00
1
R$
Preço de venda
O preço de venda será calculado tendo por base os custos de
custos fixos, acrescentando-se o lucro que a
pretende auferir sobre cada produto vendido.
O lucro estimado sobre cada produto está em torno de 30% para
produção média de 20 unidades mês.
Custos totais de investimentos
O resultado do cálculo do lucro mensal é um indicador do ganho
presa gera sobre a receita obtida com o trabalho desenvolvido,
Lucro = receita total – despesas totais
Figura 67: Gráfico do lucro mensal
2 3 4 5 6 7 8 9
Meses de Faturamento
Lucro Mensal
147
O preço de venda será calculado tendo por base os custos de
se o lucro que a empresa
O lucro estimado sobre cada produto está em torno de 30% para
um indicador do ganho
presa gera sobre a receita obtida com o trabalho desenvolvido,
10 11 12
148
Assim, mês a mês este cálculo é realizado para se apurar os lucros
e acompanhar sua evolução.
No oitavo mês conforme a previsão de demanda de produção, está
previsto investimento de novos equipamentos, por isso a presença de
uma cadência no gráfico acima.
6.5 Estimativa de custos de implementação
A implementação do projeto seguirá uma linha idealizada para se
ter um mínimo possível de custos.
O produto será, no seu período de implementação, divulgado
através sites como abimaq.org.br. Em seguida a divulgação se dará as
empresas de automação industrial, através de folhetos de propaganda e
informativos, como também serão publicados anúncios em revistas
especializadas do ramo.
Estes custos de implantação do projeto estão calculados conforme
tabela 13:
Tabela 15: Custos de implementação
Item Descrição Valor Total (R$) Valor Mensal (R$)
1 Web Page/Hospedagem 950,00 79,16
2 Folhetos Publicações 450,00 37,50
3 e-mails 250,00 20,83
4 Propaganda em revista 890,00 74,16
5 Transportes 1.300,00 108,33
6 Outros 320,00 26,66
Total 4.160,00 346,64
149
6.6 Cronograma do programa de implementação do projeto
O programa de implementação do projeto seguirá os seguintes
passos:
� Aviso ao público de um novo produto no mercado.
� Primeira apresentação do produto ao público consumidor.
� Outras demonstrações ao consumidor.
� Divulgação via web Page.
� Programa de avaliação da satisfação do cliente.
� Pesquisa de Suspects e Prospects.
� Lançamento do produto.
6.7 Viabilidade técnica e econômica
A Taxa Mínima de Atratividade (TMA) é uma taxa de juros que
representa o mínimo que um investidor se propõe a ganhar quando faz
um investimento, ou o máximo que um tomador de dinheiro se propõe a
pagar quando faz um financiamento.
A TMA é considerada pessoal e intransferível, pois a propensão ao
risco varia de pessoa para pessoa, ou ainda a TMA pode variar durante o
tempo. Assim, não existe algoritmo ou fórmula matemática para calcular
a TMA.
Portanto a TMA para esse projeto é de 12% ao ano, segue abaixo
o cálculo do valor presente líquido para cada ano.
150
onde:
��� = Valor presente líquido
�� = Valores dos fluxos de caixa
} = Taxa de juro da operação financeira
~ = Período
Substituindo, tem-se
��� = 58.843,99 + 39.566,451,12% + 26714,751,12' + 13863,061,127 + 7437,211,126
��� = 58.843,99 + 35.327,19 + 11.051,55 + 9.867,45 + 4.726,48
��� = 119.816,66
A soma de todos estes valores será o VPL, o qual é igual a
R$119.816,66. Como o VPL é maior que zero, a Companhia deveria
investir neste projeto.
151
7 Conclusão
O trabalho de conclusão de curso Carrossel CVMAX foi elaborado e
construído aplicando o conhecimento teórico adquirido durante o
desenvolvimento do curso de Engenharia de Controle e Automação da
Universidade Paulista, Campus Swift, Campinas – SP. Foi possível aplicar
conceitos mecânicos, elétricos, eletrônicos e de automação e controle
presentes na ementa do curso. O trabalho foi composto pela parte teórica
representada por esse documento e pela construção do protótipo que será
apresentado no dia 18 de dezembro de 2010 para os professores da banca
avaliadora no laboratório de mecânica da Universidade Paulista, Campus Swift,
Campinas – SP.
O protótipo foi construído com o intuito de garantir para os professores
da banca avaliadora que todos os integrantes do grupo assimilaram os
conhecimentos transmitidos por todos os professores do curso e para a
aplicação escolhida mesmo sendo um protótipo, houve a responsabilidade e o
foco para ser construído um produto que seja viável para o mercado e que
traga benefícios na área industrial.
O projeto é viável para o mercado, porém o protótipo não possui todas
as condições necessárias para ser considerado um produto completo e
competitivo inserido no segmento de atuação especifico para esse tipo de
aplicação, por ser um protótipo necessita de melhorias para torná-lo um
produto a ser inserido no mercado. Uma das melhorias a serem implementadas
no protótipo é substituir o motor atual por um motor bidirecional e atualizar o
software de controle para que o mesmo faça o sistema girar no sentido horário
ou anti-horário quando necessário, atualmente o sistema só gira no sentido
anti-horário, com a implementação desse novo motor e atualização do software
é possível diminuir o tempo de operação e reduzir ainda mais o tempo ciclo de
uso do CARROSSEL CVMAX proporcionando uma margem de lucro maior.
Existe a possibilidade de o cliente apresentar a área que será utilizado o
CARROSSEL CVMAX e através de um estudo técnico, ser feito os ajustes da
configuração adequada, com a possibilidade de aumentar a altura,
152
comprimento ou largura do protótipo e aumentar ou reduzir o número de
bandejas de armazenamento.
Não foi possível desenvolver o produto completo devido à necessidade
de um investimento alto para a construção do CARROSSEL CVMAX. Sabe-se
que existem lacunas a serem preenchidas e correções a serem realizadas, e
algumas avarias só podem ser detectadas após o uso do produto em um
ambiente real de trabalho, pois nesse ambiente o produto estará propenso a
diversas condições de uso e de trabalho e dessa maneira será possível
detectar novas melhorias a serem realizadas e correções do produto.
O CARROSSEL CVMAX possui a vantagem de sua mobilidade e
organização no armazenamento de ferramentas e pequenos componentes,
devido a suas dimensões e funcionalidade reduz o tempo ciclo de produção,
garantindo uma redução de gasto na produção e possibilitando uma margem
de lucro maior.
Para a realização e conclusão desse trabalho de conclusão de curso,
foram necessárias várias horas de trabalho árduo em grupo, um dos maiores
desafios para a realização do projeto foi interligar a parte teórica do projeto com
a construção do protótipo, pois foi necessário ter coerência entre as
informações teóricas contidas nesse documento e o protótipo construído.
Conclui-se que a engenharia proporciona a satisfação de estudar e
compreender como o mundo e as leis físicas funcionam, conforme o
profissional dedica-se ao estudo constante e ao aperfeiçoamento de seus
conhecimentos é possível visualizar grandes oportunidades de invenções e
melhorias para o beneficio da humanidade.
Diante dessa realidade grandes construções e avanços tecnológicos não
seriam possíveis se não houvesse a engenharia presente em diversas áreas.
153
8 Bibliografia
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Engenheiros. 2. Vol. São Paulo: Makron, 1994.
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HIBBELER, R. C. Mecânica Dinâmica. 8. ed. Rio de Janeiro: LTC,
2004.
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2003. 800p.
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1960.
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ed. Pearson Education Inc, 2008.
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Planning. 4. ed. Nova Iorque: John Wiley & Sons, 2010
BOWERSOX, Donald J.; CLOSS, David J.; COOPER, M. Bixby. Supply
chain logistics management. 4. ed. Singapura: McGraw-Hill, 2007.
TOMPKINS, James A.; et al. Facilities planning. 3. ed. Nova Iorque:
John Wiley & Sons, 2003.
154
PILÃO; ELIAS Nivaldo; VAMPRÉ; ROBERTO Paulo. Matemática
Financeira e Engenharia Econômica. Pioneira Thomson Learning, 2004.
155
ANEXO A: Estrutura
156
ANEXO B: Engrenagem externa
157
ANEXO C: Engrenagem interna
158
ANEXO D: Flanges
159
ANEXO E: Eixo inferior
160
ANEXO F: Eixo superior
161
ANEXO G: Placa superior mancal
162
ANEXO H: Montagem do pino da corrente
163
ANEXO I: Bandeja
164
ANEXO J: Chapa fechamento
165
ANEXO K: Conjunto final
166
ANEXO L: Conjunto frontal sem carenagem
167
ANEXO M: Conjunto frontal com carenagem
168
ANEXO N: Conjunto traseiro sem carenagem
169
ANEXO O: Conjunto traseiro com carenagem
170
ANEXO P: Inventário CARROSSEL CVMAX
171
ANEXO Q: Inventário CARROSSEL CVMAX preenchido
ANEXO R: Case vantagem competitiva d
O case abaixo é utilizado para demonstrar a vantagem competitiva que o
CARROSSEL CVMAX pode proporcionar ao
trabalho. Todas as informações abaixo foram retiradas de uma multinacional
de grande porte da região, por motivo de ética não será mencionado o nome da
empresa, desta forma será utilizado um nome genérico para identifica
layout do centro de trabalho de torneamento da empresa X, era em forma de
linha, com nove operadores, três em cada turno de trabalho e um armário de
ferramentas e acessórios para cada máquina conforme a figura R
Após um estudo de melhoria, a empresa X, decidiu remanejar o centro
de trabalho de torneamento para um formato de “U”, com seis operadores, dois
em cada turno de trabalho e um armário de ferramentas e acessórios para
cada máquina conforme
: Case vantagem competitiva do CARROSSEL CVMAX
O case abaixo é utilizado para demonstrar a vantagem competitiva que o
CARROSSEL CVMAX pode proporcionar ao ser utilizado em um centro de
trabalho. Todas as informações abaixo foram retiradas de uma multinacional
de grande porte da região, por motivo de ética não será mencionado o nome da
empresa, desta forma será utilizado um nome genérico para identifica
layout do centro de trabalho de torneamento da empresa X, era em forma de
linha, com nove operadores, três em cada turno de trabalho e um armário de
ferramentas e acessórios para cada máquina conforme a figura R
Figura R1
Após um estudo de melhoria, a empresa X, decidiu remanejar o centro
de trabalho de torneamento para um formato de “U”, com seis operadores, dois
em cada turno de trabalho e um armário de ferramentas e acessórios para
cada máquina conforme figura R2.
Figura: R2
172
o CARROSSEL CVMAX
O case abaixo é utilizado para demonstrar a vantagem competitiva que o
ser utilizado em um centro de
trabalho. Todas as informações abaixo foram retiradas de uma multinacional
de grande porte da região, por motivo de ética não será mencionado o nome da
empresa, desta forma será utilizado um nome genérico para identifica-lá. O
layout do centro de trabalho de torneamento da empresa X, era em forma de
linha, com nove operadores, três em cada turno de trabalho e um armário de
ferramentas e acessórios para cada máquina conforme a figura R1.
Após um estudo de melhoria, a empresa X, decidiu remanejar o centro
de trabalho de torneamento para um formato de “U”, com seis operadores, dois
em cada turno de trabalho e um armário de ferramentas e acessórios para
Com essas informações pode
CARROSSEL CVMAX nesse centro de trabalho de torneamento específico
trará benefícios e vantagens competitivas, diminuindo o custo de produção e
aumentando a margem de lucro. Com o CARROS
poderá ser transformado em célula de trabalho de torneamento, com três
operadores, um em cada turno de trabalho e um CARROSSEL CVMAX
conforme figura R3, outra vantagem é a eliminação dos três armários de
ferramentas e acessórios, c
acessórios no CARROSSEL CVMAX, além destas vantagens, há um ganho
considerável de área útil ocupado anteriormente pelo centro de trabalho de
torneamento, devido a facilidade de mobilidade do CARROSSEL CVMAX é
possível o operador A movimentá
Com essas informações pode-se concluir que a implantação do
CARROSSEL CVMAX nesse centro de trabalho de torneamento específico
trará benefícios e vantagens competitivas, diminuindo o custo de produção e
aumentando a margem de lucro. Com o CARROSSEL CVMAX o layout atual
poderá ser transformado em célula de trabalho de torneamento, com três
operadores, um em cada turno de trabalho e um CARROSSEL CVMAX
, outra vantagem é a eliminação dos três armários de
ferramentas e acessórios, concentrando todas as ferramentas e todos
acessórios no CARROSSEL CVMAX, além destas vantagens, há um ganho
considerável de área útil ocupado anteriormente pelo centro de trabalho de
torneamento, devido a facilidade de mobilidade do CARROSSEL CVMAX é
el o operador A movimentá-lo entre os tornos conforme necessidade.
Figura R3
173
se concluir que a implantação do
CARROSSEL CVMAX nesse centro de trabalho de torneamento específico
trará benefícios e vantagens competitivas, diminuindo o custo de produção e
SEL CVMAX o layout atual
poderá ser transformado em célula de trabalho de torneamento, com três
operadores, um em cada turno de trabalho e um CARROSSEL CVMAX
, outra vantagem é a eliminação dos três armários de
oncentrando todas as ferramentas e todos
acessórios no CARROSSEL CVMAX, além destas vantagens, há um ganho
considerável de área útil ocupado anteriormente pelo centro de trabalho de
torneamento, devido a facilidade de mobilidade do CARROSSEL CVMAX é
lo entre os tornos conforme necessidade.
ANEXO S: White paper
174
175
1. CARROSSEL CVMAX:
O CARROSSEL CVMAX, auxilia e supre as necessidades
logísticas como: armazenagem de pequenos componentes, maior
controle na retirada de materiais do almoxarifado, diminuição do tempo
de espera para a entrega de um material, assim como a redução do
espaço físico necessário para o almoxarifado. Pois suas dimensões são
maiores em relação à altura quanto à largura, influenciando diretamente
na armazenagem dos produtos que normalmente são alocados
horizontalmente reduzindo capacidade logística e perca de mobilidade
para as máquinas, veículos e pessoas. Voltado ao setor automobilístico,
metalúrgico, siderúrgico entre outros, sua utilização disponibiliza maior
agilidade, menor risco de segurança, economia de espaço físico, e outras
vantagens dispostas, comparado ao sistema atual de armazenagem de
componentes.
176
2. BENEFÍCIOS:
O CARROSSEL CVMAX é um sistema de armazenamento de
componentes de pequeno porte para almoxarifados utilizados em
indústrias, oferecendo economia de espaço físico por atuar no plano
vertical, diferenciando-se dos modelos atuais que atuam no plano
horizontal. Dimensões do CARROSSEL CVMAX:
(altura 1662 mm x largura 750 mm x profundidade 616 mm). A maior
dimensão do CARROSSEL CVMAX é a altura com o objetivo de utilizar o
plano vertical, normalmente não aproveitado, vantagens que são
indispensáveis: o CARROSSEL CVMAX facilita a obtenção de
componentes no estoque através de um controle eletrônico, elimina a
necessidade de retirar os componentes de locais com difícil acesso,
aumenta a segurança do operador. Facilita o cadastro de novos itens, e
através da IHM auxilia a localização dos componentes para retirá-los do
equipamento, sem esforços extras, sem necessidade de procurar um
lugar livre no almoxarifado, e com a total segurança caso seja um item de
grande porte.
177
3. POR QUE CARROSSEL CVMAX?
3.1 - Redução do tempo ciclo: O CARROSSEL CVMAX melhora
o processo evitando atividades que não agregam valor, como por
exemplo, o tempo de procura da peça. Tendo como base a forma
clássica de almoxarifado industrial, o processo ocorre da seguinte
maneira. O Colaborador primeiramente precisa consultar um terminal
para identificar o “endereço” do produto desejado, e logo após ele sai à
procura do mesmo, levando em média 88 segundos para localizá-lo e dar
continuidade ao processo. Utilizando O CARROSSEL CVMAX, elimina-
se a atividade de procurar a peça, utilizando armazenagem inteligente e
um dispositivo de iluminação para localização rápida, e com isso o
processo leva em média 10 segundos, restando somente ao Colaborador
pegar a peça e dar continuidade ao processo. Tem-se assim uma
redução em torno de 88.6% do tempo no novo processo.
3.2 – Ganho com redução de espaço físico: Informações com
base em um levantamento feito em uma empresa automotiva da região
de Campinas, a variação de valor refere-se a tipos de estruturas da área
e quais tipos de máquinas poderiam ser instalados na mesma. Os
valores variam entre R$12,04 à R$89,97 por mês/m².
178
Usando as informações de um equipamento X, que é utilizado pela
empresa para o armazenamento de componentes:
• Dimensões das prateleiras do equipamento X:
- Comprimento: 2385 mm
- Profundidade: 450 mm
- Altura: 280 mm
- Quantidade: 32
• Dimensões do CARROSSEL CVMAX:
- Comprimento: 3359 mm
- Profundidade: 1925 mm
- Altura: 6037,7mm
“Área total ocupada pelo CARROSSEL CVMAX => 6466075mm²,
fazendo a transformação, 6,466075m² que equivale a um custo de
R$77,85/mês à R$581,75/mês”. Com os parâmetros das prateleiras, com
base de quatro prateleiras cada, seriam necessários oito desses
equipamentos para armazenarem o volume equivalente ao CARROSSEL
CVMAX.
Área ocupada por cada suporte => 1073250mm²
Área ocupada pelos oito suportes => 8586000mm²
Fazendo a transformação, 8,586m² que equivale a um custo de
R$103,37/mês à R$772,48/mês.
179
A economia gerada utilizando o CARROSSEL CVMAX está na ordem de
32,78%. Desta maneira, quanto maior for o custo por m² da área a ser
implantado o CARROSSEL CVMAX, mais rápido será a depreciação e o
retorno. Porém mesmo na área de menor custo por m², é interessante à
implantação do CARROSSEL CVMAX, mesmo que o tempo de
depreciação e o retorno seja maior.
3.3 – Tecnologia IHM (Interface Homem Máquina): O
CARROSSEL CVMAX possui uma Interface Homem-Máquina, que é um
equipamento que possibilita ao operador a monitoração e interação com
a máquina ou processo industrial. Através de um display de texto ou tela
gráfica, a IHM cumpre a função de apresentar de forma objetiva o status
de sinais de sensores e atuadores, válvulas, motores, valores de
variáveis de processo, alarmes e indicações de falhas. E através de um
teclado ou tela sensível ao toque (touch screen), possibilita de forma
interativa a realização de comandos, acionamento de atuadores,
alterações de Set Points (valores ideais determinados pelo operador),
mudança de manual para automático e definição de limites de
funcionamento. Composto também por um CLP que é um aparelho
eletrônico digital que utiliza uma memória programável para o
armazenamento interno de instruções para implementações específicas,
tais como lógica, sequenciamento, temporização, contagem e aritmética,
para controlar, através de módulos de entradas e saídas, vários tipos de
180
máquinas ou processos. Em um sistema de automação que utiliza CLP,
os sensores da máquina ou processo, são conectados aos módulos de
Entradas, que levam as informações até um software programado por um
Técnico ou Engenheiro responsável pela automação.
4 – Fluxograma do ciclo de funcionamento do CARROSSEL CVMAX:
5 – Desenho CARROSSEL CVMAX:
181
6 – Análise Macro-ambiental: (oportunidades)
• Forças Políticas: (oportunidade)
A análise no valor das moedas estrangeiras euro/dólar que impactam a
economia do Brasil, este ano as eleições incentivarão o mercado interno
para evitar a importação, que é viável financeiramente.
• Forças Físico-Ambientais: (oportunidade)
O CARROSSEL CVMAX é fabricado por produtos que são de fácil
acesso no mercado brasileiro, tanto para compra de componentes de
reposição quanto para futuras manutenções preventivas e corretivas com
grande suporte técnico local.
• Forças Econômicas: (oportunidade) O País apresenta uma excelente retomada das atividades industriais,
após a crise no final de 2008. A situação econômica é favorável para
investimentos em novas tecnologias.
• FORÇAS DEMOGRÁFICAS: (oportunidade)
A vantagem do CARROSSEL CVMAX, é que todo material utilizado é de
origem do mercado interno.
6.1 – Análise Macro-ambiental: (ameaças)
• FORÇAS POLÍTICAS: (ameaças)
Por ser ano de eleição existem maiores incentivos do governo para
microempresas executarem a construção de pequenos projetos como o
CARROSSEL CVMAX e não ter o apoio necessário para iniciantes nesse
ramo.
182
• FORÇAS CULTURAIS: (ameaças)
A cultura brasileira gosta de trabalhar com baixos custos, tendo futuros
problemas de qualidade, assim deixam de investir para um produto com
retorno em longo prazo, forçando a mão-de-obra operacional em
momentos que outros países se libertam desse meio de trabalho, com o
intuito a investir na tecnologia.
• FORÇAS LEGAIS: (ameaças) Com vários recall’s no mundo automobilístico as indústrias tiveram
grandes perdas financeiras, com existe o risco de não investir em
tecnologia como o CARROSSEL CVMAX, concentrando os
investimentos na área de qualidade do produto.
183
7. Análise de Fornecedores:
Análise do PLC/IHM por ser um item primordial do CARROSSEL
CVMAX, considerado o cérebro da máquina. Abaixo um comparativo dos
modelos de diferentes fabricantes que possam ser integrados no
CARROSSEL VERTICAL, de acordo com a necessidade do cliente: