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UNIVERSIDADE TUIUTI DO PARANÁ
DIEGO WOSNIAKI
TIAGO CAMBRUSSI
MÁQUINA ALINHADORA E TERMOFUSORA DE CONEXÕES E
REGISTROS EM PPR
CURITIBA
2016
DIEGO WOSNIAKI
TIAGO CAMBRUSSI
MÁQUINA ALINHADORA E TERMOFUSORA DE CONEXÕES E
REGISTROS EM PPR
Monografia apresentada à disciplina Trabalho de
Conclusão de Curso II do curso de Engenharia
Mecânica da Faculdade de Ciências Exatas e de
Tecnologia da Universidade Tuiuti do Paraná,
como requisito parcial para obtenção de grau de
Engenheiro Mecânico.
Prof. Orientador: Nelson Henrique da Silva
CURITIBA
2016
RESUMO
O presente projeto tem como proposta desenvolver uma máquina termofusora automatizada, com movimentos auxiliados por sistemas pneumáticos, que realize soldas simultâneas entre dois registros e um Te Misturador confeccionados em termoplástico PPR (Polipropileno Randon Tipo 3), a união destes componentes forma a base reguladora de fluído. A solda em PPR se dá pelo processo de termofusão, onde é necessário o acoplamento das extremidades das peças em termofusoras com temperaturas superficiais entre 260°C e 280°C; este processo funde molecularmente o PPR garantindo estanqueidade e confiabilidade no sistema. A base reguladora de fluído montada utilizando a máquina desenvolvida neste projeto ajuda a sanar a dificuldade que o mercado de construção civil encontra durante as instalações nas obras, tornando o processo mais seguro e ágil. Instalada esta base permite ao usuário a regulagem de vazão de água quente e fria até a saída no chuveiro ou ducha, apresentando características de isolamento térmico, reduzindo a perda calórica da água e garantindo a estanqueidade das partes soldadas. O processo atual de montagem e alinhamento destas bases na empresa Nicoll Indústria Plástica é de forma manual. Este método acarreta problemas de desalinhamento entre as partes e esforços repetitivos dos operadores durante o turno de trabalho, gerando despesas para a empresa principalmente devido a perda do produto. A função principal da máquina deste projeto é garantir o alinhamento entre as peças a serem soldadas, aprimorando a funcionalidade e estética do produto final, padronizando a montagem sem esforços braçais dos operadores e agilizar o processo de solda. Para orientação nas tomadas de decisões durante o desenvolvimento deste equipamento, foram utilizadas algumas ferramentas de pesquisa/projetos. Com o benchmarking foi possível constatar que não existe no mercado um equipamento com as mesmas funções, porém algumas características encontradas ajudaram na decisão da construção da máquina alinhadora e termofusora de conexões em registros PPR. As ferramentas de qualidade e projeto utilizadas para o direcionamento deste trabalho foram, QFD (Quality Function Deployment) e FMEA (Failure Mode and Effect Analysis). Por meio das análises nos resultados obtidos de alinhamento, tempo para conclusão da solda e facilidade na operação da máquina, o desenvolvimento do projeto se mostrou viável. Palavras chave: Termofusora. Base reguladora de fluído. Termofusão. Registro de
pressão. Te Misturador.
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LISTA DE FIGURAS
FIGURA 01 - BOCAIS DA TERMOFUSORA ............................................................ 10
FIGURA 02 - TERMOFUSÃO MANUAL ................................................................... 10
FIGURA 03 - BASE REGULADORA DE FLUÍDO DESALINHADA. .......................... 11
FIGURA 06 - FLEXÃO .............................................................................................. 25
FIGURA 07 - EXEMPLO POKA YOKE ..................................................................... 29
FIGURA 08 - TERMOFUSÃO MANUAL ................................................................... 30
FIGURA 09 - PROCESSO DE SOLDA POR PONTOS INTERCALADOS ................ 31
FIGURA 10 - PROCESSO DE SOLDA MIG .............................................................. 31
FIGURA 11 - SOLDA COM MATERIAL SUPERAQUECIDO .................................... 35
FIGURA 12 - SOLDA PARÂMETROS NORMAIS ..................................................... 35
FIGURA 13 - TESTE DE ESTANQUEIDADE ............................................................ 36
FIGURA 14 - VISTA ISOMÉTRICA ........................................................................... 37
FIGURA 15 - FUSÃO DO PPR .................................................................................. 37
FIGURA 16 - BERÇO DE FIXAÇÃO ALINHADO ...................................................... 39
FIGURA 17 - BASE T ................................................................................................ 42
FIGURA 18 - GRAMPO DE FIXAÇÃO ...................................................................... 44
FIGURA 19 - HASTES GUIAS .................................................................................. 44
FIGURA 20 - ATUADOR PNEUMÁTICO .................................................................. 47
FIGURA 21 - ATUADOR PNEUMÁTICO FIXADO NA ESTRUTURA ....................... 48
FIGURA 22 - TERMOFUSORA ................................................................................. 49
FIGURA 23 - TERMOFUSORA ALINHADA COM OS COMPONENTES.................. 50
FIGURA 24 - HASTES GUIAS DAS TERMOFUSORAS ........................................... 51
FIGURA 25 - BOTUEIRA DE EMERGÊNCIA ........................................................... 53
FIGURA 26 - MÁQUINA TERMOFUSORA COMPLETA .......................................... 55
FIGURA 27 - VISTA FRONTAL DA MÁQUINA ......................................................... 55
FIGURA 28 - VISTA LATERAL DA MÁQUINA .......................................................... 56
FIGURA 29 - VISTA INFERIOR DA MÁQUINA ......................................................... 56
FIGURA 30 - ESTRUTURA COMPLETA DA MÁQUINA .......................................... 56
FIGURA 31 - CONJUNTO FRONTAL. ...................................................................... 59
FIGURA 32 - BASE TERMOFUSORA. ..................................................................... 60
FIGURA 33 - CONJUNTO DA BASE TERMOFUSORA. .......................................... 60
5
LISTA DE TABELAS
TABELA 01 - PROCEDIMENTOS DE SOLDA DO PPR ........................................... 11
TABELA 02 - COMPARATIVO DOS PRODUTOS NO MERCADO .......................... 13
TABELA 03 - QFD (QUALITY FUNCTION DEPLOYMENT) ..................................... 17
TABELA 04 - SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI) ............................... 21
FIGURA 05 - TIPOS DE ESFORÇOS ....................................................................... 22
TABELA 05 - TENSÃO X DEFORMAÇÃO ................................................................ 25
TABELA 06 - INFORMAÇÕES DOS CILINDORS PNEUMÁTICOS ......................... 28
TABELA 07 - AQUECIMENTO DAS PEÇAS ............................................................ 33
TABELA 08 - AQUECIMENTO x RESFRIAMENTO .................................................. 34
TABELA 09 - CUSTO DOS PRODUTOS PARA MONTAGEM DA MÁQUINA .......... 57
TABELA 10 - CUSTO DE PRODUÇÃO UNITÁRIO DA BASE .................................. 58
TABELA 11 - PERCENTUAL DAS PEÇAS COM DEFEITO ..................................... 58
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SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ......................................................................................................... 8
1.1 JUSTIFICATIVA .................................................................................................... 9
1.2 OBJETIVOS ........................................................................................................ 12
2 BENCHMARKING ................................................................................................. 13
2.1 TOPFUSION BANCADA TERMOFUSORA ........................................................ 13
2.1.1 Fixação das peças ........................................................................................... 14
2.1.2 Placa térmica .................................................................................................... 14
2.1.3 Bocais ............................................................................................................... 14
2.1.4 Movimentação .................................................................................................. 15
2.1.5 Alinhamento ..................................................................................................... 15
2.2 TERMOFUSORA ................................................................................................ 15
2.2.1 Manopla ............................................................................................................ 15
2.2.2 Placa térmica .................................................................................................... 15
2.2.3 Bocais ............................................................................................................... 16
3 QFD (Quality Function Deployment) ................................................................... 17
3.1 SOLUÇÕES PROPOSTAS ................................................................................. 19
4 FMEA (Failure Mode and Effects Analysis). ....................................................... 20
5 TEORIA DO PROJETO ......................................................................................... 21
5.1 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS ....................................................................... 21
5.2 FLEXÃO SIMPLES .............................................................................................. 25
5.3 CILINDROS PNEUMÁTICOS .............................................................................. 27
5.3 POKA YOKE ....................................................................................................... 29
5.4 ERGONOMIA ...................................................................................................... 29
5.5 SOLDA MIG ........................................................................................................ 30
5.6 TERMOFUSÃO ................................................................................................... 32
5.6.1 Testes do PPR ................................................................................................. 32
7
6 PROJETO .............................................................................................................. 37
6.1 BERÇO DE FIXAÇÃO ......................................................................................... 39
6.2 BASE T................................................................................................................ 41
6.3 HASTES GUIAS .................................................................................................. 44
6.4 CILINDROS PNEUMÁTICOS .............................................................................. 46
6.5 TERMOFUSORA ................................................................................................ 49
6.6 BASE TERMOFUSORA ...................................................................................... 50
6.7 BOTOEIRA DE ACIONAMENTO ........................................................................ 53
6.8 BOTOEIRA DE EMERGÊNCIA ........................................................................... 53
6.9 ESTRUTURA DA MÁQUINA ............................................................................... 54
7 CROQUIS TÉCNICOS ........................................................................................... 55
8 CUSTO TOTAL DA MÁQUINA .............................................................................. 57
9 PROTÓTIPO ......................................................................................................... 59
9.1 TESTES DE FUNCIONAMENTO DA MÁQUINA ................................................ 61
10 CONCLUSÃO ...................................................................................................... 62
REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 64
APÊNDICE A – FMEA DESIGNE ............................................................................. 67
APÊNDICE B – ESQUEMA ELETROPNEUMÁTICO ............................................... 68
APÊNDICE C – DESENHOS TÉCNICOS ................................................................. 70
8
1 INTRODUÇÃO
Nas últimas duas décadas a construção civil no Brasil passou por um
desenvolvimento tecnológico, impulsionada pelas crescentes demandas de
consumo. Segundo dados da Sinduscon-MG, nos últimos 20 anos o Brasil cresceu
74,25%, com avanço médio anual de 2,82%, atingindo o pico de crescimento no ano
de 2010, com 11,6% (SINDUSCON-MG, 2015).
Juntamente com o crescimento da construção civil surgiram as
necessidades de melhorias e avanços tecnológicos em processos e produtos,
envolvendo, dentre outros setores ligados à mesma, o da indústria termoplástica
(BNDES, 2013).
Visando a durabilidade e a confiabilidade na instalação de tubos e conexões,
as empresas do ramo termoplástico se especializaram em sistemas que utilizam
tubos e conexões rígidos fabricados no copolímero PPR (polipropileno copolímero
Rondon-tipo 3), resina desenvolvida para suporta a utilização tanto em água fria
quanto em água quente (NICOLL, 2015). Utilizado na construção civil, o PPR
substitui o PVC (Polipropileno de Polivinila) em instalações de água fria e o cobre
nas instalações de água quente, proporcionando redução de custos nas instalações
(PORTAL METALICA CONSTRUÇÃO CIVIL..., 2015).
A solda entre os componentes de PPR é feita pelo processo de termofusão,
onde tubos e conexões se fundem molecularmente através do contato das peças
aquecidas à temperaturas entre 260°C a 280°C, tornando o processo irreversível
após o resfriamento das peças, garantindo uma união segura e sem vazamentos
(NORMAS..., 2015).
Outro aspecto relevante no processo de solda é o alinhamento dos itens. Em
estudo de caso, realizado na empresa Nicoll Indústria Plástica Ltda, foram
detectados problemas no alinhamento durante a montagem da base reguladora de
fluído, acarretando a perda do produto, pois o material é soldado de forma manual
em que o operador determina o alinhamento das peças de forma visual.
Neste sentido, o presente projeto tem por objetivo desenvolver uma máquina
termofusora automatizada por componentes pneumáticos, que otimizará o processo
de montagem da base reguladora de fluído, possibilitando duas uniões simultâneas,
mantendo os componentes alinhados, reduzindo desperdícios e garantindo uma
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solda segura e alinhada durante todo o processo, resultando em maior qualidade no
produto final.
1.1 JUSTIFICATIVA
Em análise ao método de solda do PPR (polipropileno Copolímero Randon –
tipo 3) realizado por colaboradores da empresa Nicoll Industria Plástica, no processo
de montagem de alguns produtos de seu portfólio, foram detectados maiores
problemas no produto base reguladora de fluído que é formado através da união de
registros de pressão ao componente Te Misturador. Esta peça tem como principal
função regular e misturar uma determinada quantidade de água fria com água
quente, para condução até a saída da ducha.
A utilização do PPR como principal material na montagem da base
reguladora é devido algumas características que justificam o aumento do seu
consumo na construção civil, tais como: resistência a corrosão, resistência à pressão
interna, potabilidade da água transportada, reduz a perda calórica da água
transportada, resistência ao impacto, instalações mais silenciosas, imune a corrente
eletrolíticas, mínima perda de carga e alta resistência a baixas temperaturas
(AMANCO, 2015).
A termofusora é responsável por aquecer os componentes em PPR na
temperatura ideal de solda, a alta temperatura gerada é possível devido à passagem
de tensão e corrente elétrica nas resistências elétricas internas da termofusora
quando ligadas em redes de 220 VCA. Através de um potenciômetro o usuário pode
regular a temperatura emitida na superfície da termofusora. O aquecimento das
conexões no diâmetro correto é auxiliado por bocais, definidos como macho e
fêmea, conforme figura 01. Estes itens são revestidos com teflon e evitam a
aderência do termoplástico em sua superfície, facilitando a conexão e limpeza dos
materiais.
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FIGURA 01 - BOCAIS DA TERMOFUSORA
FONTE: UNIKAP..., 2016.
O processo de solda para a base reguladora de fluído na Nicoll é realizado
por um operador. Após realizar o aquecimento e amolecimento superficial do registro
de pressão e Te Misturador que são pressionadas contra os bocais da termofusora,
o mesmo faz a união dos dois componentes de forma manual com a aproximação e
contato das extremidades aquecidas, realizando a alinhamento de forma visual,
ocasionando vários erros durante o processo de montagem, como mostra a figura
02.
FIGURA 02 - TERMOFUSÃO MANUAL
FONTE: ZEUS DO BRASIL..., 2015.
Para realização da solda perfeita, as peças a serem unidas são encostadas
e pressionadas nos bocais da termofusora, respeitando a profundidade de
penetração e tempo limite de aquecimento para cada diâmetro, como explica a
tabela 01:
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TABELA 01 - PROCEDIMENTOS DE SOLDA DO PPR
FONTE: UNIKAP..., 2016.
As informações coletadas pelo setor de qualidade da Nicoll durante a
montagem da base reguladora de fluido levaram a resultados insatisfatórios para a
companhia, gerando elevado desperdício de material e retrabalho assim os
responsáveis pelo setor recorreram ao mercado a fim de encontrar máquinas que
aperfeiçoem e melhorem o processo de montagem das bases reguladoras de fluído,
possibilitando a redução de custos causada por constantes erros de alinhamento no
final da termofusão dos componentes. A figura 03 mostra o problema de
alinhamento causado por um erro de alinhamento durante a união dos componentes.
FIGURA 03 - BASE REGULADORA DE FLUÍDO DESALINHADA.
FONTE: Próprios autores.
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As exigências levantadas pela diretoria da empresa Nicoll para aquisição da
máquina são; realize soldas alinhadas e padronizadas; maior quantidade de peças
produzidas em menor tempo; menor custo de operação; uma máquina compacta e
que trabalhe de forma automatizada para realizar a montagem dos componentes em
PPR; facilidade na montagem e manuseio do equipamento. A empresa acredita que
se o equipamento apresentar estas características, o prejuízo causado pelo descarte
dos materiais errados reduzirá.
As melhorias de produção, proposta pela construção da máquina, geram
benefícios ergonômicos, que devido automatização do processo o operador deixa de
exercer os esforços braçais e repetitivos para soldagem das peças, reduzindo a
possibilidade de acidentes devido o contato das mãos com a termofusora.
1.2 OBJETIVOS
Sabendo da procura da empresa Nicoll Indústria Plástica e as exigências
solicitadas para a aquisição de um produto novo que atenda suas necessidades de
produção e redução de desperdício, o presente projeto tem como objetivo principal
desenvolver uma máquina que realize soldas alinhadas entre as peças que
compõem a base reguladora de fluído, gerando minimização dos custos de
operação e maximização da quantidade de peças produzidas, bem como ter
resistência ideal para demanda solicitada e trabalhar com correta sincronia dos seus
componentes, garantindo a satisfação do cliente.
O desalinhamento entre as partes soldadas, que é o principal problema
encontrado atualmente, será sanado através de hastes guias e berços para fixação
das peças, desenvolvidas e instaladas na maquina para maior precisão e segurança
na montagem, mantendo a solda alinhada do começo ao fim do processo,
padronizando os produtos.
A precisão também fará parte dos componentes pneumáticos, que serão
implantados para automatização da máquina. A utilização de dois atuadores nas
laterais da máquina tem a utilidade de movimentar os berços de fixação dos
registros sincronizados, para realização de duas soldas ao mesmo tempo, gerando
maior agilidade na confecção do produto final.
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2 BENCHMARKING
Com intuito de se obter informações sobre mecanismos que sirvam de base
para o desenvolvimento da máquina do presente projeto, foram realizadas pesquisas
através do Benchmarking em equipamentos que realizam soldas por termofusão em
materiais confeccionados em PPR.
Verificou-se que não existe no mercado um produto que desenvolva de
forma automatizada a solda em registros e "Te Misturador" que o presente projeto
está determinado a realizar, entretanto a pesquisa foi de grande valia, fornecendo
informações e métodos que auxiliaram na escolha e construção da máquina
alinhadora e termofusora. A tabela 02 apresenta um comparativo de dois produtos
disponíveis no mercado que realizam solda em PPR.
TABELA 02 - COMPARATIVO DOS PRODUTOS NO MERCADO
FONTE: Próprios autores.
2.1 TOPFUSION BANCADA TERMOFUSORA
A Topfusion bancada termofusora apresenta um sistema mecânico manual
para realizar soldas por meio de termofusão, unindo uma conexão ao tubo, e
podendo contar com regulagem dos diâmetros das peças a serem soldadas. Estas
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regulagens são fixadas através de parafusos a um sistema em formato cilíndrico
confeccionado em ferro fundido, onde sua metade superior é móvel devido a
dobradiças que facilitam a inserção do material a ser soldado. São utilizados três
conjuntos de regulagem para fixar as peças (TOPFUSION, 2016).
A movimentação do sistema utiliza um atuador manual tipo volante que
trabalha em conjunto com cremalheiras e engrenagens. Para a realização do
movimento de forma alinhada e segura são utilizadas quatro hastes de ferro,
auxiliando na movimentação completa para realização das soldas.
O conceito de utilização das hastes, para direcionar e alinhar o movimento
da maquina até o momento da solda, auxiliou na idealização e confecção do projeto
máquina alinhadora e termofusora de conexões e registro em PPR, contribuindo
para uma melhor solução dos problemas encontrados no processo de montagem
atual.
Os sistemas de fixação utilizados pela Topfusion bancada termofusora
permite que não ocorra erro de alinhamento e encaixe das mesmas durante o
processo de solda, garantindo a conclusão do processo de forma correta.
2.1.1 Fixação das peças
Quantidade de fixadores: três sistemas.
Material: nylon.
Regulagem: de acordo com a tubulação utilizada.
2.1.2 Placa térmica
Utiliza placa térmica para realizar o aquecimento dos bocais e fusão das
peças.
Tensão: 220 VCA.
Potência: 1100 W.
Temperatura de trabalho: 260°C.
2.1.3 Bocais
Os bocais (fêmea/ macho) fixados nas placas térmicas através de parafusos
são responsáveis pelo aquecimento da tubulação que será soldada no diâmetro
desejado.
Diâmetros de regulagem: 63 a 160 mm.
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Material: metal revestido com teflon.
2.1.4 Movimentação
A movimentação do sistema é composta por engrenagens, cremalheira e
atuador manual tipo volante.
Material das guias: aço 1020.
Material das engrenagens: Não especificado.
2.1.5 Alinhamento
O alinhamento das peças se dá por duas hastes cilíndricas na parte superior
da ferramenta e duas cremalheiras fixadas na parte inferior.
Material: Aço de baixa liga.
2.2 TERMOFUSORA
A termofusora apresenta simplicidade e facilidade para realização de solda.
O operador conecta um registro no bocal macho do equipamento e o Te Misturador
no bocal fêmea, espera alguns segundos para o aquecimento das peças, retira dos
bocais e realiza a conexão unindo as duas partes manualmente (NICOLL, 2016).
2.2.1 Manopla
É possível movimentar a termofusora manualmente através da manopla uma
vez que o mesmo não sofre alteração de temperatura, o que garante a segurança do
operador.
Dimensões: Comprimento 100 mm x Diâmetro 40 mm.
Material: ABS.
Ligação: Direta.
LED: Vermelho/Verde.
Peso: 340g.
2.2.2 Placa térmica
A placa recebe a tensão da rede elétrica e converte em calor chegando à
temperatura ideal de trabalho.
Tensão: 220 VCA.
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Potencia: 1000 W.
Temperatura máxima: 300°C.
Dimensões: C 150 x E 16 x L 78,5 mm.
Material: Metal condutivo.
Peso: 300 g.
2.2.3 Bocais
Fixados na placa térmica através de um parafuso, os bocais (fêmea/macho)
são responsáveis em aquecer a tubulação que será soldada no diâmetro desejado.
Diâmetros atendidos: 20 a 63 mm.
Bocal macho: Rosca métrica para torque do parafuso.
Material: Metal revestido com teflon.
Peso: 80 g.
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3 QFD (Quality Function Deployment)
A metodologia QFD (Quality Function Deployment) também conhecida como
“casa da qualidade” tem como objetivo identificar as necessidades dos clientes
através de pesquisas, frente aos produtos e serviços, fazendo com que os desejos e
necessidade sejam compreendidas e atendidas.
A tabela 03 mostra a ferramenta QFD do projeto proposto.
TABELA 03 - QFD (QUALITY FUNCTION DEPLOYMENT)
FONTE: Próprios autores.
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Por meio da ferramenta QFD foram listadas as principais necessidades do
cliente juntamente com o percentual de importância de cada item. Para atender da
melhor forma os requisitos propostos pela empresa foram indicados parâmetros de
projeto que cruzam com as necessidades que deverão conter no projeto, a fim de
desenvolver o melhor produto ao cliente final. Ao traçar os parâmetros, a ferramenta
QFD indica a classificação por importância para cada item que deverá constar no
projeto final, conforme descrito abaixo:
1° Alinhamento.
2° Custo de operação.
3° Quantidade de peças produzidas.
4° Custo das peças.
5° Sistema de fixação.
6° Transmissão de força.
7° Tempo de produção.
8° Ar comprimido.
9° Quantidade de peças da máquina.
10° Dimensões.
10° Resistência das peças.
11° Padronização das peças.
12° Bloqueio de energia.
13° Proteção térmica.
Foi constatado pela ferramenta QFD que alguns requisitos importantes
geraram conflitos negativos para a realização do projeto proposto, estes são:
1° Alinhamento X Quantidade de peças da máquina.
2° Sistema de fixação X Tempo de produção.
3° Sistema de fixação X Quantidade de peças produzidas.
4° Sistema de fixação X Quantidade de peças da maquina.
5° Transmissão de força X Custo de operação.
6° Ar comprimido X Custo de operação.
7° Quantidade de peças da maquina X Proteção térmica.
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3.1 SOLUÇÕES PROPOSTAS
1° Alinhamento X Quantidade de peças da máquina.
Para melhor alinhamento das peças sem a redução da precisão e qualidade
da termofusão será utilizado o mínimo de diâmetro nas guias.
2° Sistema de fixação X Tempo de produção.
Desenvolvimento de presilhas ou gabaritos para maior agilidade de fixação
das peças a serem unidas.
3° Sistema de fixação X Quantidade de peças produzidas.
Ajustando os sistemas de fixação para realização de duas termofusões ao
mesmo tempo, haverá uma maior quantidade de peças produzidas em um
determinado tempo.
4° Sistema de fixação X Quantidade de peças da máquina.
Utilizando menor quantidade de peças possíveis nos sistemas de fixação
sem que haja redução na precisão e qualidade na termofusão.
5° Transmissão de força X Custo de operação.
A realização de cálculos precisos de dimensionamento, juntamente com
pesquisas de valores dos atuadores no mercado reduzirá o conflito com o custo de
operação.
6° Ar comprimido X Custo de operação.
A utilização de atuadores pneumáticos com o menor consumo de ar
comprimido e máxima eficiência para o sistema proposto garante economia de
energia, reduzindo o custo de operação devido ao menor tempo que o compressor
permanecerá ligado.
7° Quantidade de peças da maquina X Proteção térmica.
Desenvolvimento de uma única peça para proteção do operador contra
queimaduras nas placas térmicas.
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4 FMEA (Failure Mode and Effects Analysis).
A ferramenta FMEA (Failure Mode and Effects Analysis), é usada para
elevar a confiabilidade de um determinado produto durante a fase de projeto ou
processo, sistematizando um grupo de atividades para detectar potenciais falhas e
avaliar os efeitos das mesmas (PORTAL..., 2015). A partir de possíveis falhas, são
desenvolvidas ações a serem tomadas para corrigir ou minimizar a probabilidade
que elas ocorram e evitar que o produto chegue até o cliente com falhas ou
apresente-as antes de cumprir seu ciclo de uso.
Neste projeto foi utilizado o conceito do FMEA design, que tem como
objetivo analisar as potenciais falhas que poderão ocorrer no produto ou processo
em decorrência de falhas peça a peça no projeto.
O método consiste basicamente em classificar separadamente cada peça do
equipamento, aplicar sua função, especificar o modo em que a falha pode ocorrer,
os efeitos de determinada falha e as causas que geraram estes defeitos, tendo isso
realizado indica-se na verificação do projeto uma ação a ser realizada para correção
do problema.
Após o modo de falha disposto na tabela, serão analisados e classificados
em relação três aspectos: probabilidade da falha se refere à frequência que a falha
ocorre em um dado período. Provável efeito para o cliente, assumindo que a falha
ocorra durante a utilização da máquina, quais são os perigos que este defeito
oferece ao cliente. Probabilidade de detecção, se a falha ocorre a uma peça
especifica, é necessário que o cliente possa perceber o defeito antes da função ser
exigida ou o sistema alertará o usuário.
Pela multiplicação destes três itens é possível verificar as falhas que
apresentam maior índice critico, sendo geradas ações de projeto com propósito de
eliminar ou reduzir as possibilidades dos erros acontecerem conforme representado
no apêndice A.
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5 TEORIA DO PROJETO
Para desenvolvimento da máquina alinhadora termofusora, testes e estudos
foram necessários para o desenvolvimento do projeto e protótipo, embasar conceitos
visando encontrar os melhores métodos, equipamentos, dimensões e quantidade de
itens para realizar a construção da máquina, desejando que a mesma execute os
movimentos necessários para a conclusão da solda da base reguladora de fluído de
forma mais alinhada e ágil possível.
5.1 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS
A resistência dos materiais é o ramo da mecânica que estuda as relações
entre cargas externas aplicadas a um corpo deformável e a intensidade das forças
internas que atuam dentro do corpo, abrangendo também o cálculo das
deformações do corpo e o estudo da sua estabilidade, quando submetido a
solicitações externas (HIBBELER, 2010).
As variáveis para se analisar as deformações de um corpo são definidas
conforme sistema internacional de unidades, tabela 04.
TABELA 04 - SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI)
QUANTIDADE SÍMBOLO DIMENSIONAL UNIDADE BÁSICA
Comprimento L Metro (m)
Tempo T Segundo (s)
Massa M Quilograma (kg)
Força F Newton (N)
Área A Metro quadrado (m²)
Tensão Ϭ Newton por metro quadrado (N/m) ou Pascal (Pa)
FONTE: INMETRO..., 2012.
Uma força pode ser aplicada em um corpo de diferentes maneiras, gerando
diversos tipos de esforços como: tração, compressão, cisalhamento, flexão, torção e
flambagem, a figura 05 demonstra por imagem as formas de como a força é aplicada
para gerar os esforços nos materiais.
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FIGURA 05 - TIPOS DE ESFORÇOS
FONTE: MPSC..., 2016.
a) Tração: caracteriza-se pela tendência de alongamento do elemento na
direção da força atuante.
b) Compressão: a tendência é uma redução do elemento na direção da força
de compressão.
c) Flexão: ocorre uma deformação na direção perpendicular à da força
atuante.
d)Torção: forças atuam em um plano perpendicular ao eixo e cada seção
transversal tende a girar em relação às demais.
e) Flambagem: é um esforço de compressão em uma barra de seção
transversal pequena em relação ao comprimento, que tende a produzir uma
curvatura na barra.
f) Cisalhamento: forças atuantes tendem a produzir um efeito de corte, isto é,
um deslocamento linear entre seções transversais.
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Em muitas situações práticas é possível ter dois ou mais esforços aplicados
em uma determinada peça, estes esforços devem ser analisados para que se
determine o correto material a ser utilizado no projeto.
Calculo das tensões normais é dado por Ϭ = F
A, para definir qual tensão está
sendo gerada.
Cálculos de resistência do material:
Ϭ = F
A (1)
Sendo:
Ϭ = Tensão do material
F = Força
A = Área
Tensão máxima que o material pode suportar considerando o coeficiente de
segurança.
Ϭmax = б
𝐶.𝑆 (2)
Sendo:
Ϭmax = Tensão máxima do material
Ϭ = Normal
C.S = Coeficiente de segurança
O cálculo de resistência dos parafusos.
Ϭ = 4 ∗ 𝑃
𝜋 ∗ 𝑑² ∗ 𝑛 (3)
Sendo:
Ϭ = Tensão de cisalhamento
P = Carregamento
d = diâmetro parafuso
n = numero de parafusos
24
Valor da tensão Ϭ tem que ser menor que a tensão máxima do material do
fabricante.
Calculo de deformação de materiais:
𝛿 =N ∗ L
A∗E (4)
Sendo:
𝛿 = Deformação
N = Carregamento
L = Comprimento
A = Área
E = Módulo de Young ou Modulo de elasticidade longitudinal.
Utilizado para verificar a deformação gerada pelo carregamento aplicado em
um determinado objeto com determinada área. Valores de 𝛿 até 0,002 são
enquadrados no regime elástico, acima desse valor pertence ao regime plástico,
segundo Callister (2008, p. 107).
O limite elástico é a tensão máxima que um material pode suportar quando
carregado por tração ou compressão sem sofrer deformações permanentes, ou seja,
quando retirado os esforços sobre o material o mesmo retorna a sua forma original.
Ao aplicar tensões superiores as de tensão máxima elástica, o material entra no
regime de deformação plástica, alterando sua forma e não sendo possível recupera
sua forma original, (CALLISTER, 2008).
Conforme tabela 05 pode se observar o regime elástico e plástico na relação
de tensão/deformação.
25
TABELA 05 - TENSÃO X DEFORMAÇÃO
FONTE: CALLISTER, 2008, p.107.
5.2 FLEXÃO SIMPLES
O esforço de flexão simples ocorre em corpos que recebem forças externas,
ativas e reativas, onde o eixo longitudinal do corpo deve estar no mesmo plano,
estas forças tendem a curvar o corpo que geram uma distribuição de tensões
lineares no seu interior. A resultante dessa distribuição é um binário de forças de
igual intensidade, porém com sentidos opostos, conhecido como momento fletor
(BEER, 1995).
FIGURA 06 - FLEXÃO
FONTE: BEER, 1995, p.318.
Tensão de flexão:
MF = 𝐹∗𝐿
4 (5)
Sendo:
F = Força
26
MF = Momento flexor
L = Comprimento
Raio de curvatura:
𝜌 = 𝐷
2 (6)
Sendo:
𝜌 = Raio de curvatura
D = Diâmetro
Momento de inércia para cilindros:
I = 𝜋∗𝐶
4
4 (7)
Sendo:
I = Momento de inércia
C = Raio
Módulo de resistência:
W = 𝐼
𝐶 (8)
Sendo:
W = Módulo de resistência
I = Momento de inércia
C = Raio
Tensão flexão:
𝑇𝐹 = 𝑀𝐹
𝑊 (9)
Sendo:
TF = Tensão flexão
MF = Momento flexor
W = Módulo de resistência
27
Deformação da Haste:
𝛿 = 𝑀 ∗ 𝐶
𝐼 (10)
Sendo:
δ = Deformação
M = Momento flexor
C = Raio
I = Momento de inércia
5.3 CILINDROS PNEUMÁTICOS
Os cilindros pneumáticos, também conhecidos por atuadores ou pistões
pneumáticos, têm como característica receber o ar comprimido e transformar em
energia mecânica, gerando movimentos lineares ou giratórios.
Para funcionamento do circuito pneumático é obrigatório ter disponibilidade
de ar comprimido na rede entre 0,05 a 1 MPa ou 0,05 a 1x10^6 Pa, convertendo
para bar o valor fica entre 0,5 a 10 Bar, (SMC), visando que este valor de pressão na
entrada no atuador definirá à aceleração e força do mesmo (força pode ser definida
em Newton ( N ) ou em kilopond ( kp ) onde 1 kp = 9,81 N) (BEER, 1995). Por se
tratar de um sistema pneumático que trabalha com uma pressão de ar considerável,
pode ser necessário utilização de abafadores no sistema de escape do ar
comprimido, evitando ruídos maiores que 60 dB, mantendo o padrão estabelecido
pela norma (NR 10152, 1986).
28
TABELA 06 - INFORMAÇÕES DOS CILINDORS PNEUMÁTICOS
FONTE: SMC, 2016 p.3.
É importante definir o comprimento da haste do atuador para que tenha o
curso ideal de trabalho, nunca utilizando o fim de curso do atuador como limitador de
curso, os movimentos devem ser limitados mecanicamente através de encostos
reguláveis para obter uma precisão maior sem exceder as medidas definidas do
projeto (FUNDAMENTOS DA PNEUMÁTICA..., 2015).
Segundo Meixner ([entre 1970 e1990], p. 79) "a força do embolo exercida
como elemento de trabalho, depende da pressão de ar, do diâmetro de cilindro e da
resistência de atrito dos elementos de vedação". A tabela 06 mostra as
características técnicas de cilindros com variação do diâmetro do embolo.
Força de avanço do pistão: (11)
Fa = 𝑝 ∗ 𝐷² ∗ 𝜋
4
Sendo que:
Fa= Força de avanço
p= Pressão
D= Diâmetro do embolo
29
5.3 POKA YOKE
A ferramenta Poka Yoke (a prova de erros), é desenvolvida para ser utilizada
na qualidade e inspeção, prevenindo falhas humanas e também corrigir eventuais
erros em processos industriais, tendendo por alternativas e ações simples.
Esta ferramenta surgiu no Japão em 1960, criada pelo engenheiro Shigeo
Shingo e implantada no sistema Toyota de produção, devido a erros frequentes
relacionados à falha humana. Shigeo começou a desenvolver a técnica que
inicialmente chamou de Yoke Baca “a prova de idiota”, porém, com o aprimoramento
da técnica que se provaram eficazes e para não ofender, o nome foi trocado para
Poka Yoke “a prova de erros” (INDÚSTRIA HOJE..., 2016).
Existem muitas aplicações práticas do Poka Yoke, a Figura 07 mostra um
método simples, o material o material só pode ser conectado em uma determinada
posição, evitado possíveis erros.
FIGURA 07 - EXEMPLO POKA YOKE
Fonte: INDÚSTRIA HOJE..., 2016.
5.4 ERGONOMIA
A ergonomia estuda diversos princípios que influenciam no desempenho do
sistema produtivo e procura reduzir as suas consequências nocivas sobre as
limitações humanas, gerada por fadiga, estresse, acidentes, postura inadequada
durante a realização de um trabalho, falta de segurança entre outras atividades
quando interagem com o operador, (LIDA, 2005).
Segundo a Associação Brasileira de Ergonomia, entende-se por ergonomia
o estudo das interações das pessoas com a tecnologia, a organização e o ambiente,
30
objetivando intervenções e projetos que visem melhorar, de forma integrada e não
dissociada, a segurança, o conforto, o bem estar e a eficácia das atividades
humanas (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE ERGONOMIA, 2016).
A construção da máquina tem por objetivo trazer benefícios ao operador
durante a montagem das bases reguladoras de fluído, correção do alinhamento,
automatização do processo e por consequência maior conforto ao operador. O
processo anterior o operador executava todas as funções da união das peças
manualmente e com auxilio de uma termofusora, processo que exige aplicação de
força física, esforço repetitivo, riscos de contato das mãos com a termofusora e
posição pouco confortável para execução da tarefa conforme figura 08.
Além dos processos citados anteriormente, o tempo para realização das
soldas para a montagem da base reguladora de fluído é de 48 segundo, sem
respeitar tempo algum de resfriamento e solidificação das peças recém unidas para
a armazenagem, podendo ocorrer desalinhamento das partes.
FIGURA 08 - TERMOFUSÃO MANUAL
FONTE: Próprios autores.
5.5 SOLDA MIG
Para fixação das peças metálicas na máquina, será utilizado equipamento
que realiza solda tipo MIG (Metal Inert Gas) também conhecida como GMAW (Gas
Metal Arc Welding), utilizando arames de solda no diâmetro de 0,8 mm. Em razão de
a máquina necessitar do maior alinhamento possível, a aplicação da solda será por
pontos intercalados nas chapas, evitando que a peça apresente alterações em suas
propriedades mecânicas e deforme devido ao calor excessivo que o cordão de solda
31
proporciona na região (CALLISTER, 2008). A figura 09 mostra um exemplo de
pontos de soldas intercalados.
FIGURA 09 - PROCESSO DE SOLDA POR PONTOS INTERCALADOS
FONTE: CLUBE DAS OFICINAS..., 2016.
A solda MIG trata-se de um processo que utiliza o arco metálico protegido
por gás na fundição do metal de adição em forma de arame entre as peças a serem
soldadas, o procedimento é produzido pela ação de um arco elétrico visível,
formando uma poça de fusão, durante a fusão é gerado um fluxo de gás que não
reage com o metal, protegendo a solda realizada (QUITES, 2002).
Em qualquer realização de solda é indispensável o uso de equipamentos de
proteção como; máscara de proteção facial, macacão, luvas, óculos, botas com
solado isolante e máscaras de proteção respiratória. A figura 10 mostra o processo
de solda MIG indicando os componentes.
FIGURA 10 - PROCESSO DE SOLDA MIG
FONTE: GUIAS OXIGÊNIO..., 2016.
32
5.6 TERMOFUSÃO
A União entre peças confeccionadas em PPR é realizada através de fusão
molecular, em razão do aquecimento a 280°C proporcionado pela termofusora, a
temperatura pode ser controlada para uma melhor execução da solda. O
aquecimento dos componentes ocorre através dos bocais fixos na termofusora, que
encaixam nas extremidades das conexões em PPR, conforme informações dos
fabricantes, para cada diâmetro de tubo e conexão é determinado um tempo de
aquecimento para realização da solda, conforme tabela 01.
Conhecendo as informações sobre o material, tempo de aquecimento e
temperatura da termofusora para realização da solda, foram desenvolvidos alguns
teste para analisar o material PPR em situações extremas com objetivo de criar
parâmetros que auxiliem a união da base reguladora de fluído e confirmem as
informações dos fabricantes.
5.6.1 Testes do PPR
Para análise do comportamento do material PPR, foram utilizados como
corpo de prova, tubos e conexões no diâmetro de 20 mm. Os testes consistiram em
aquecer as extremidades dos termoplásticos com auxilio de uma termofusora a
280°C, variando o tempo de contato de três corpos de prova para cada tempo: 5, 7,
10 e 15 segundos. Logo após a retirada das peças da termofusora, foram realizadas
as coletas de temperaturas das superfícies das peças com termômetro
infravermelhas modelo MT-360, com faixa de medição de -30°C a 550°C e margem
de erro de 2% para mais ou menos. A temperatura ambiente durante o teste estava
em 20°C.
33
TABELA 07 - AQUECIMENTO DAS PEÇAS
FONTE: Próprios autores.
Foram realizados novos testes onde foi repetido o aquecimento de três
corpos de provas (tubos e conexões), para cada tempo: 5, 7 e 10 segundos.
Gerando uma média de perfil de temperatura, aumentando a confiabilidade na coleta
dos resultados anteriores e garantindo uma maior precisão. As analises feitas nos
testes que se encontram na tabela 08, se deu a partir de aquecimentos dos corpos
de provas a 280°C, após este processo, foram mantidas as peças resfriando a
temperatura ambiente de 14°C em tempos de 5, 7, 10 e 15 segundos, ao completar
cada tempo de resfriamento foi realizada a coleta de temperatura na superfície dos
corpos de prova. Para concluir os testes, foram realizadas tentativas de solda entre
as peça resfriadas, verificando a possibilidade de realizar solda, sendo possível a
união, a indicação na tabela foi "SIM" caso contrario foi indica com "NÃO". Indicado
na tabela abaixo.
34
TABELA 08 - AQUECIMENTO X RESFRIAMENTO
FONTE: Próprios autores.
Com estes testes foi possível verificar a faixa de temperatura necessária e o
tempo que as peças podem resfriar para efetuar uma solda de qualidade entre os
materiais termoplásticos PPR. Com os dados da tabela 08, foi possível verificar qual
faixa de temperatura é aceitável para realização da solda. Durante os testes
realizados, quando a superfície do material atingiu 121°C e 123°C, não foi possível
realizar a penetração das peças em 15 mm (NICOLL, 2015). Esta informação é de
grande valia para auxiliar na programação dos movimentos da máquina, evitando
solda da base reguladora de fluído fora do padrão.
Outro estudo realizado, foi para determinar o tempo máximo de aquecimento
do PPR sem que ocorra a deformação do material, utilizando uma termofusora, e
aquecendo corpos de prova à temperaturas de 280°C. A partir dos dados coletados
foi constatado que a acima de 20 segundos de aquecimento o material atinge
temperaturas acima de 200°C, onde começa o processo de amolecimento do PPR,
este fato ficou visível após o corte realizado na peça soldada, a parte interior
deformou conforme figura 11. Este aquecimento excessivo pode gerar perda de
carga devido a redução de área interna. Porém os testes de estanqueidade foram
satisfatórios, não apresentando pontos de vazamento.
35
FIGURA 11 - SOLDA COM MATERIAL SUPERAQUECIDO
FONTE: Próprios autores.
Ao realizar a solda seguindo os tempos de aquecimento 5, 7, 10 e 15 segundos, os
resultados obtidos quanto a aparência dos materiais foram satisfatórios, sem a
formação de rugosidade na parede interna, conforme figura 12.
FIGURA 12 - SOLDA PARÂMETROS NORMAIS
FONTE: Próprios autores.
Para dar maior confiabilidade e garantia aos procedimentos de solda e testes
de aquecimento das peças, foram realizadas medições de estanqueidade nos
corpos de provas, compostos por tubo e conexão no material PPR, mantendo os
mesmos diâmetros que o registro e Te Misturador. Assim foi possível verificar a
confiabilidade das uniões e se o tempo de aquecimento poderia alterar a fusão das
peças.
36
A máquina de ensaio de pressão figura 13, foi regulada para aplicar uma
pressão de 15,94 bar nos corpos de prova. Em todos os tempos de aquecimento
realizados as peças não apresentaram pontos de vazamento.
FIGURA 13 - TESTE DE ESTANQUEIDADE
FONTE: Próprios autores.
As realizações dos testes de estanqueidade confirmaram que os materiais
confeccionados em PPR apresentam uniões livres de vazamentos, conforme
informações do fabricante (UNIKAP, 2016). Ao realizar a fixação dos materiais
mesmo em condições de soldas inadequadas e fora de padrão, 100% dos corpos de
prova não apresentaram vazamentos, garantindo que o processo de solda por
termofusão tem um diferencial no critério de fixação das peças, gerando uma maior
confiabilidade nas instalações prediais.
37
6 PROJETO
FIGURA 14 - VISTA ISOMÉTRICA
FONTE: Próprios autores.
O desenvolvimento do projeto conforme figura 14, foi idealizado a partir das
informações coletadas junto ao cliente Nicoll Indústria Plástica, onde o processo
atual de montagem da base reguladora de fluído por se manual, apresenta alguns
problemas no processo de produção, principalmente no alinhamento dos materiais
soldados, devido a solda ser por termofusão, fundindo molecularmente as peças em
PPR, portanto qualquer erro apresentado durante a união dos componentes resulta
na perda do material. A figura 15 apresenta a peça em corte, podendo visualizar a
fusão das peças em PPR, tornando-se apenas um item.
FIGURA 15 - FUSÃO DO PPR
FONTE: ECV..., 2016
38
Através da ferramenta de pesquisa e projeto benchmarking, foram realizadas
pesquisas de mercado onde foram observados equipamentos que poderiam auxiliar
na composição e funcionamento da máquina, foi verificado que não existe disponível
no mercado um equipamento que realize solda entre dois componentes utilizados
neste projeto, o registro de pressão e Te Misturador, foram encontrados apenas
equipamentos que realizam solda entre um tubo e uma conexão.
Foi utilizada a ferramenta QFD onde contém a listagem de requisitos
indicados pelo cliente para realizar melhorias e soluções no processo atual da
empresa. Ao termino do preenchimento do QFD o resultado indicou potenciais
problemas de projeto a serem solucionados ou minimizados antes da confecção da
máquina, garantindo a satisfação do cliente com um produto próximo de sua
expectativa.
A ferramenta FMEA desing foi utilizado para aumentar a confiabilidade do
equipamento a fim de detectar possíveis falhas que o mesmo possa apresentar
durante a confecção e execução do projeto. Assim evitando que o equipamento
chegue até o cliente final apresentando problemas de processo.
Para realização da projeção dos dois berços de fixação que contém os
registros de pressão até o ponto ideal de solda, foi utilizado duas hastes guias
confeccionadas em aço 1045 trefilado, que serão passantes pelo berço e não
permitirão o movimento de rotação no seu próprio eixo, garantindo a movimentação
alinhada durante todo o processo de solda.
O sistema de fixação das peças na placa de movimento e base central, são
compostas por berços e presilhas que garantem a imobilização das peças por
completo para realização de uma solda correta sem desperdícios.
A movimentação das placas será realizada por dois atuadores pneumáticos
localizados nas extremidades da máquina alinhadora, estes atuadores em conjunto
com os demais componentes pneumáticos, fornecerão força, velocidade e precisão
ao sistema.
O aquecimento necessário para as peças atingirem a temperatura ideal para
realização da solda será possível com a utilização da termofusora, item de estudo do
benchmarking deste projeto. As termofusoras juntamente com os bocais da
termofusora, que permitem o aquecimento dos materiais no diâmetro correto, serão
fixadas em uma placa que terá movimentação retilínea auxiliada por hastes guias e
39
pela força do atuador pneumático. Após o aquecimento ideal as termofusoras são
retiradas da rota de solda pelo acionamento de um cilindro pneumático.
O último movimento que a máquina realiza é a solda entre os componentes
aquecidos, com o acionamento do atuador pneumático novamente movimentando o
berço de fixação até o ponto de contato com o Te Misturador, mantendo a união
alinhada.
6.1 BERÇO DE FIXAÇÃO
Para realização da termofusão adequada e funcional, a utilização de placas
móveis é indispensável neste projeto, chamada de berço de fixação, que tem
objetivo de conduzir de forma alinhada e segura os registros de pressão, que devem
permanecer estáticos durante a montagem da base reguladora de fluído. Seu
movimento auxiliado por hastes guias é retilíneo, apenas na horizontal, necessária
para estabilizar e direcionar a aproximação e junção dos registros ao Te Misturador
fixado no centro da máquina, conforme mostra a figura16.
FIGURA 16 - BERÇO DE FIXAÇÃO ALINHADO
FONTE: Próprios autores.
Conforme dados retirados do FMEA, para fabricação do berço a atenção
deve ser redobrada na seleção do material de confecção e dimensões que a mesma
deverá ter, alguns pontos devem ser levados em consideração, relacionada aos
esforços mecânico que a placa receberá do pistão pneumático, sendo este
responsável pela aplicação de toda força para movimentação do sistema, por tanto o
material do berço deve ter boa resistência a compressão. Quanto ao design de
40
construção da máquina é importante utilização de uma menor quantidade de
material que resista às devidas forças de compressão aplicadas, desta forma estima-
se a redução de peso final da estrutura. O limite de escoamento do material que
será utilizado na fabricação do berço é de grande importância, este deverá resistir a
força recebida dos atuadores e ter limite de escoamento superior a dos registros
fixos no berço que atualmente são confeccionados em termoplástico PPR
(ENSAIOS MECÂNICOS DOS MATERIAIS..., 2016). Para verificação da força do
pistão, foi utilizado a formula (11), utilizando pressão máxima de operação 0,6 MPa,
(SMC, 2016) e diâmetro do embolo de 20 mm.
Fa = (0,0006𝑘𝑁/𝑚𝑚 ² ∗ (20𝑚𝑚 )² ∗ 𝜋
4) (11)
Fa = 0,3694 KN ou 369,45 N
Para o cálculo de resistência do material (1), foi considerado a força total
aplicada pelo pistão no berço de fixação de 369,45 N, e a tensão de cisalhamento do
aço de 200 MPa (BEER FERDINAND, 2008), utilizando o coeficiente de segurança
de 2 (NBR 15655, 2009), a tensão máxima que o material pode suportar é de 100
MPa.
Ϭ = 0,3694𝐾𝑁
2800𝑚𝑚 ² (1)
Ϭ = 0,0001319 GPa ou 0,1319 MPa
A fixação dos registros na placa é importante para que não ocorram falhas
durante o processo de solda dos componentes, o sistema utilizado deverá ser o
mais fácil, ágil e seguro possível. Para que isto ocorra à placa de fixação contará
com um berço usinado no formato do registro com pontos de encaixe específicos
para evitar o deslocamento do registro durante o processo de união.
O registro de pressão só pode ser soldado ao Te Misturador no sentido
correto da passagem do fluido, indicado por uma seta gravada na peça no momento
de fabricação do componente, caso ocorra a montagem no sentido contrário o
registro não permitirá a passagem do fluído e o material deverá ser descartado. Para
evitar montagens errôneas por parte do operador, o berço de fixação contará com
um sistema de poka yoke (dispositivos a prova de erros), permitindo o encaixe do
41
registro apenas na posição correta para solda. A usinagem desta peça será feita em
um pequeno bloco de aço 1020 com medidas de 92 mm de comprimento 60 mm de
largura e 43,5 mm de altura, devido este material ter maior resistência a deformação
mecânica em comparação ao registro fabricado em termoplástico (ENSAIOS
MECÂNICOS DOS MATERIAIS..., 2016).
A fixação é complementada com um sistema de trava por grampos verticais
metálicas modelos DB017 adquiridas prontas no mercado (CAROLFIX, 2016). Este
componente garantirá a pressão necessária para imobilização do registro durante
todo o processo de solda. A escolha deste modelo de presilha esta relacionado com
a facilidade de fixação e liberação das peças pelo operador, tornando o processo
mais ágil e seguro e ergonômico.
Devido ao movimento preciso que o berço necessita para execução da
solda, a furação que o berço dispõe para passagem das hastes guias contará com
uma tolerância máxima é de 0,5 mm garantindo linearidade durante todo o processo.
Para evitar o desgaste prematuro entre a placa e as hastes, serão utilizadas buchas
antifricção confeccionadas em latão, material mais mole que o berço de fixação e as
hastes, tornando o movimento suave e sem danos aos materiais.
6.2 BASE T
O Te Misturador que é soldado a dois registros de pressão para formar a
base reguladora de fluído, em seu funcionamento tem a função de receber uma
quantidade regulada de água quente e fria vinda dos registros de pressão e
direcionar para a saída da ducha de banho, necessitando o máximo alinhamento
possível entre as partes para garantir uma instalação correta e alinhada no
estabelecimento que adquiriu o produto.
Pensando em garantir a solda entre os componentes com qualidade e
alinhada, a máquina alinhadora e termofusora contará com um suporte estático
fabricado para acomodar de forma rápida e eficaz o Te Misturador no centro da
máquina, esta peça é fundamental para montagem da base reguladora de fluído e
chama se base T, conforme figura 17.
42
FIGURA 17 - BASE T
FONTE: Próprios autores.
O suporte permanecerá na altura ideal para manter o Te Misturador alinhado
com os dois registros. Para ter maior agilidade durante o processo de solda, esta
máquina permitirá a realização da união dos dois registros ao Te Misturador
simultaneamente, foi constatado que em todos os momentos que a base T for
exigida para realizar o seu trabalho, receberá a força vinda dos dois atuadores
pneumáticos e se anulará, pois conforme informado anteriormente o processo de
solda é simultânea, uma vez que aplicado a força em um sentido do Te Misturador,
no mesmo momento é aplicado a mesma força em sentido contrário.
No cálculo de resistência deste material (1), foi considerada uma situação
extrema que a força do pistão seja aplicada sobre a menor área 500 mm² da base T,
para verificar a tensão que vai gerar nesta peça.
Ϭ = 0,3694 𝐾𝑁
500 𝑚𝑚 ² (1)
Ϭ = 0.0007388 GPa ou 0,7388 MPa
O critério utilizado para determinação da tensão máxima dos parafusos
conforme equação (4), foi considerado tensão de ruptura do material de 200 MPa
(BEER FERDINAND, 2008), e coeficiente de segurança 2 (NBR 15655, 2009),
obtém a tensão máxima suportada.
Ϭmax = 200𝑀𝑃𝑎
2 (2)
Ϭmax = 100 MPa ou 0,100 Gpa
43
Foi considerada na equação (3) a força máxima aplicada sobre o Te
Misturador para determinar o diâmetro mínimo que cada parafuso de fixação deverá
conter para que a base onde o Te permaneça apoiado não entre em colapso.
0,100 = 4 ∗ 0,36945
𝜋 ∗ 𝑑² ∗ 2 (3)
d = 1,53mm
A partir dos resultados obtidos, deve-se observar que o parafuso terá que
resistir uma força muito pequena, porém para manter o padrão da máquina será
utilizado o parafuso sextavado rosca BSP no diâmetro de 6 mm, a equação (3)
novamente, mostra os cálculos para a tensão de cisalhamento no valor de 6,5 MPa
informando que o diâmetro do parafuso será suficiente para suportar a base, relação
aos 100 MPa da tensão máxima de cisalhamento.
Ϭ = 4 ∗ 0,36945
𝜋 ∗ 62∗ 2 (3)
Ϭ = 0,006533 𝐺𝑃𝑎 ou 6,5 MPa
A fixação de Te Misturador é complementada com um sistema de trava por
grampos verticais de metal como podemos observar na figura 18, semelhante ao
utilizado no berço de fixação (CAROLFIX, 2016), porém este componente será
fixado em uma estrutura quadrada metálica posicionada atrás da base T, e
disponibilizará uma ponteira para acoplamento na extremidade superior do Te
Misturador, com funcionamento simples, seguro e ágil o grampo garantirá o
acoplamento e a pressão ideal para imobilização do Te Misturador durante o contato
para aquecimento e solda dos componentes. Estes grampos garantem que o
operador tenha agilidade no momento de prender e liberar as peças soldadas. Para
evitar erros de posicionamento do Te Misturador em sua base, foi desenvolvido um
poka yoke que mantém um padrão de conexão e facilita o posicionamento.
44
FIGURA 18 - GRAMPO DE FIXAÇÃO
FONTE: Próprios autores.
6.3 HASTES GUIAS
As hastes guias são peças que determinam o alinhamento correto de todos
os conjuntos da máquina termofusora, oferecendo direção e precisão na
movimentação do sistema. Para que esta movimentação ocorra com a máxima
precisão, a máquina disponibilizará seis hastes guias, sendo duas para
movimentação dos dois berços de fixação que conduzirão os registros, e outras
quatro hastes estarão montadas no conjunto que auxiliará a movimentação das duas
termofusoras. A utilização de duas hastes para cada processo permite maior
estabilidade evitando que as peças acopladas nas hastes não entrem em trabalho
de rotação, conforme mostra a figura 19.
FIGURA 19 - HASTES GUIAS
FONTE: Próprios autores.
45
O material que será utilizado para fabricar as hastes guias será o aço 1045
trefilado, para resistir a ao atrito provocado pelo berço de fixação que movimenta se
de forma retilínea sobre as hastes através da força gerada pelos pistões
pneumáticos para evitar o desgaste prematuro destes componentes é necessário a
utilização da graxa (KLUEBER, 2016). O diâmetro que as hastes deverão possuir
para que não entre em colapso ou flexione durante o funcionamento da máquina.
As duas hastes com comprimento de 500 mm serão responsáveis por gerar
a resistência necessária para suportar e conduzir os berços de fixação. Outras duas
hastes com comprimento de 300 mm têm como objetivo suportar e permitir o
movimento das duas termofusoras, peças cruciais para o aquecimento dos
componentes em PPR, e as outras duas hastes com comprimento de 401,12 mm
permitirão a movimentação do conjunto onde as duas termofusoras serão fixadas,
chamada de carrinho, esta peça terá a função de movimentar alinhadamente as
duas termofusoras para a rota de solda permitindo realizar o aquecimento das peças
e posteriormente recuar o carrinho desobstruindo a rota de solda.
O alinhamento durante todo o processo é de fundamental para o resultado
satisfatório dos componentes soldados. Para que isso ocorra da melhor forma
possível é ideal realizar os cálculos de flexão e cisalhamento que o material esta
sujeito a receber (HIBBELER, 2010).
As haste serão compradas com diâmetro de 12 mm e para o cálculo de
flexão (5), sobre a área de seção da haste, será utilizado o peso de 3 kg ou 29,4321
N referente ao berço de fixação que permanecerá em contato constante com a
haste. Conforme indicado no cálculo 13, a tensão de deformação da haste será de
0,00007221, valor dentro do regime elástico de 0,002, ou seja o material não
deformará, (CALLISTER, 2008).
MF = 29,4321𝑁∗277,5𝑚𝑚
4 (5)
MF = 2041,85 N*mm
𝜌 = (12𝑚𝑚
2) (6)
𝜌 = 6 mm
46
I = 𝜋∗(6𝑚𝑚 )
4
4 (7)
I = 1.017,84 mm4
W = 1107,84𝑚𝑚 4
6 𝑚𝑚 (8)
W = 153,12 mm³
𝑇𝐹 = 2041,85 𝑚𝑚
153,12 𝑚𝑚 ³ (9)
𝑇𝐹 = 13,33 N/mm² ou 0,01333 KN/mm²
𝛿 = 0,01333𝐾𝑁/𝑚𝑚 ² ∗ 6𝑚𝑚
1107,84𝑚𝑚 4 (10)
𝛿 = 0,00007221 mm
6.4 CILINDROS PNEUMÁTICOS
Os atuadores pneumáticos são responsáveis por transmitir a força
necessária para movimentação do sistema, neste projeto serão dois atuadores
fixados nas laterais responsáveis pela movimentação dos berços de fixação
simultaneamente, regulados através de uma válvula solenóide. Os registros se
encontram acomodados e tem o movimento deslizante nas hastes guias, estes
componentes vão de encontro da termofusora e o Te Misturador. Um segundo
cilindro pneumático fixado sob a estrutura da máquina será responsável pelo
movimento do carrinho onde as termofusoras estarão acopladas, realizando
movimentos retilíneos de avanço e retorno.
A movimentação com precisão dos componentes que integram a máquina
alinhadora, só é possível quando os atuadores receberem a quantidade mínima de
ar comprimido para seu funcionamento, que para os modelos utilizados, fica na faixa
de 0,05 a 1 MPa ou 0,5 a 10 Bar (SMC, p. 3), a quantidade de ar comprimido na
entrada do atuador que definirá à aceleração e força do mesmo.
Para o funcionamento deste projeto a pressão de entrada que será utilizada
para calcular a força do pistão é de 0,6 MPa ou 6 Bar.
47
Para este projeto será utilizado atuadores de dupla ação com embolo pré
definido de 20 mm, devido ao custo elevado para confeccionar o atuador com
medidas ideais, seu funcionamento com pressão máxima de 1 MPa (10 bar), gera
uma força total de 615,7 N ou 62,75 Kgf conforme diâmetro do embolo. O curso da
haste do atuador deverá atender o comprimento de 110 mm em razão a posição das
peças a serem soldadas. Para o projeto o atuador selecionado terá o curso da haste
de 125 mm, evitando a utilização do fim de curso do atuador como término de
movimento, abaixo é possível verificar o desenho técnico do atuador utilizado.
FIGURA 20 - ATUADOR PNEUMÁTICO
FONTE: SMC..., 2016.
Força de avanço do pistão:
Fa = (0,0006𝑘𝑁/𝑚𝑚 ² ∗ (20𝑚𝑚 )² ∗ 𝜋
4) (11)
Fa = 0,3694 KN ou 369,45 N
Conforme resultado de 369,45 N, a pressão de entrada de 0,6 MPa ou 6 Bar
é suficiente para que o atuador disponibilize a força necessária para movimentação
do sistema. O material que será fabricado o berço de fixação dos registros que por
sua vez será conectado à extremidade da haste do cilindro suportará os esforços
aplicados sem entrar em colapso.
A aceleração do atuador é fundamental para execução correta da solda, pois
conforme informado na tabela 01, para cada diâmetro é determinado um tempo de
permanência da termofusora em contato com a peça para aquecimento, as peças
utilizadas neste projeto serão com diâmetro de 20 mm, que através dos estudos
realizados neste projeto, podem permanecer em contato com a termofusora na faixa
de 5 a 15 segundos de aquecimento.
48
A estabilidade nos atuadores pneumáticos durante todo o processo de
movimentação é de extrema importância para evitar problemas de alinhamento no
produto final, necessitando realizar a fixação de forma correta, neste projeto os
atuadores permanecerão acoplados em uma estrutura em formato de "U" fixos por
uma porca rosqueada nas extremidades dos corpos dos atuadores, este peça em
formato de "U" será fabricada para permitir que o atuador não trabalhe com seu fim
de curso, esta estrutura será fixada por parafusos M8 nas placas laterais da
máquina conforme figura 21.
FIGURA 21 - ATUADOR PNEUMÁTICO FIXADO NA ESTRUTURA
FONTE: Próprios autores.
Ponto importante na definição do diâmetro do parafuso são as tensões de
cisalhamento e tração que os mesmos sofrerão devido ao peso e força para realizar
movimentação das peças, o cálculo abaixo determina isto.
Tensão máxima de cisalhamento, para análise de diâmetro do parafuso.
Ϭ =200𝑀𝑃𝑎
2 (02)
Ϭ =100 𝑀𝑃𝑎 ou 0,100 GPa
A equação 14 é para determinar o diâmetro do parafuso que fixa o cilindro
pneumático na base da máquina, força utilizada na equação, refere-se a reação do
esforço gerada pelo pistão.
49
Ϭ =0,100 GPa = 4 ∗0,3694𝐾𝑁∗𝑚𝑚 ²
𝜋 ∗ 𝑑² ∗ 2 (3)
d= 2,35 mm
O diâmetro do parafuso calculado foi de 2,35 mm significa que o diâmetro de
cada parafuso deve ser igual ou maior a esse resultado, caso seja utilizado um
parafuso com menor diâmetro do estabelecido, o mesmo cisalhará e romperá.
Será utilizado neste equipamento parafuso de 8 mm de diâmetro para fixar o
sistema pneumático na máquina. A seguir o cálculo (3) de tensão de cisalhamento
com o diâmetro do parafuso reajustado.
Ϭ = 4 ∗0,3694𝐾𝑁∗𝑚𝑚 ²
𝜋 ∗ 8² ∗ 2 (3)
Ϭ =0,003674 GPa ou 3,674 MPa
6.5 TERMOFUSORA
A união entre o Te Misturador e o registro de pressão em PPR é possível
através de fusão molecular, auxiliada pelo aquecimento entre 260°C a 280°C
fornecida através da termofusora. A figura 22 mostra o equipamento acompanhado
com seus acessórios.
FIGURA 22 - TERMOFUSORA
FONTE: NICOLL..., 2016.
50
A termofusora utilizada neste projeto é a comparada no benchmarking,
disponibilizada para solda manual atualmente na empresa Nicoll.
Para realização da solda correta e alinhada as termofusoras podem conter
tolerância no alinhamento entre as peças de até 0,5 mm (NICOLL, 2016). Os bocais
são confeccionados e dispostos como macho e fêmea para penetração nas
extremidades do Te Misturador e registros de pressão para realizar o aquecimento
no diâmetro correto. A figura 23 mostra o detalhe e tolerância que a mesma deverá
ter, são os bocais fixados na superfície da termofusora que transmitem a energia em
forma de calor para as peças em PPR.
FIGURA 23 - TERMOFUSORA ALINHADA COM OS COMPONENTES
FONTE: Próprios autores.
A termofusora fornecida pela empresa Nicoll, tem selo de qualidade
garantindo que o equipamento será capaz de operar nas condições exigidas,
fornecendo temperaturas entre 260°C e 280°C, cumprindo seu ciclo de vida
operacional.
6.6 BASE TERMOFUSORA
A base termofusora é um sistema complexo desenvolvido para realizar a
movimentação das termofusoras tanto na direção horizontal de aquecimento do Te
Misturador e registros, quanto na direção longitudinal para desobstrução da rota de
solda dos componentes. Esta peça tem algumas particularidades que a torna
essencial para o bom funcionamento do sistema.
51
Com o conjunto alinhado, o primeiro passo para o funcionamento do sistema
é pelo acionamento dos cilindros pneumáticos laterais, que movimentam os berços
simultaneamente com os registros e a termofusora até a base Te fixa no centro da
máquina, para realização do aquecimento das extremidades das peças. O berço dos
registros possui uma barra de ferro soldada para auxiliar na correta movimentação
da termofusora, evitando que o conjunto gere momento de forças, travando a
movimentação.
A mobilidade da termofusora é possível devido à utilização de hastes guias,
semelhante a dos berços, que servem de apoio e direcionamento do movimento, a
figua 24 mostra este detalhe. Após realizar o aquecimento a termofusora volta a
posição inicial devido a força de tração de molas que estarão envolvidas nas hastes
guias.
FIGURA 24 - HASTES GUIAS DAS TERMOFUSORAS
FONTE: Próprios autores.
Realizando o primeiro movimento e aquecimento é necessário retirar as
termofusoras da rota de solda, etapa indispensável para conclusão da união dos
componentes, este movimento será através de um terceiro atuador pneumático
acoplado sob a máquina termofusora. Este atuador deverá ter força suficiente para
movimentar uma estrutura metálica fabricada em aço 1020 que acomodará as
termofusoras, retirando este conjunto da rota de solda, após a conclusão das uniões
é necessário que o conjunto da estrutura e termofusoras voltem para a posição
inicial para realizar o próximo aquecimento. Para o movimento alinhado deste
conjunto será utilizado duas hastes guias.
52
Análise de tensão de flexão nas hastes que apóiam e auxiliam na
movimentação da termofusora, será considerado o peso total das termofusora
aplicadas sobre a haste, que representa 6 kg, ou 58,86 N, para o comprimento da
haste será utilizado de 300 mm e diâmetro de 12 mm. Conforme equação 5.
MF = 58,86 𝑁 ∗ 82𝑚𝑚
4 (5)
MF = 3237,3 N*mm
𝜌 = (12
2) (6)
𝜌 = 6 mm
I= 𝜋∗(6𝑚𝑚 )
4
4 (7)
I= 1017,84 mm4
W = 1017,83𝑚𝑚 4
6 𝑚𝑚 (8)
W = 169,64 mm³
𝑇𝐹 = 3237,3 𝑁𝑚𝑚
169,64 𝑚𝑚 ³ (9)
𝑇𝐹 = 19,08 N/mm² ou 0,01908 KN/mm²
𝛿 = 0,01908𝐾𝑁/𝑚𝑚 ² ∗ 6𝑚𝑚
1017,84𝑚𝑚 4 (10)
𝛿 = 0,0001124 mm
O resultado de deformação 0,0001124 mm, está muito abaixo do regime
elástico do aço que é 0,002 (HIBBLER, 2010), com isso é entendido que as hastes
53
suportaram todo o peso do conjunto das termofusoras, realizando os movimentos
sem correr o risco do material flexionar e deformar.
6.7 BOTOEIRA DE ACIONAMENTO
Responsável pelo acionamento de avanço e retorno de todos os atuadores
pneumáticos da máquina, é dever do operador acionar as botoeiras que trabalham
por pulso elétrico, colocando em funcionamento todo sistema.
6.8 BOTOEIRA DE EMERGÊNCIA
Responsável pela parada total do equipamento em caso de problema com o
equipamento ou acidente com o operador, é acionada de forma manual e interrompe
o funcionamento do sistema por pulso elétrico diretamente ligado ao circuito eletro-
pneumático.
A posição que a botoeira deverá estar, é próxima e visível do operador,
facilitando o bloqueio do sistema em caso de emergência, acionado o botão de
emergência, é desativado o funcionamento da máquina e despressurizando o
sistema pneumático.
FIGURA 25 - BOTUEIRA DE EMERGÊNCIA
FONTE: GOOGLE IMAGENS..., 2016.
54
6.9 ESTRUTURA DA MÁQUINA
A estrutura da máquina é responsável por suportar e assegurar o
funcionamento correto de todos os componentes sem entrar em colapso,
proporcionando a operação de forma ergonomicamente correta e segura para o
operador. Os materiais e dimensões utilizados na fabricação estrutural da máquina
são determinados através dos cálculos e carregamento máximos que a estrutura
esta sujeita a receber, a mesma deverá garantir resistência a flexão e cisalhamento,
mantendo o sistema estático e alinhado.
As chapas de aço que compõem a estrutura serão fixadas através de solda
MIG, garantido a fixação sem que ocorram oscilações da carcaça e
desalinhamentos. Devido todos os cálculos realizados anteriormente informar
valores de força, tração, compressão muitos baixos, não será necessário o cálculo
de cordão de solda para a estrutura da máquina, pois se entende que devido o
procedimento de solda fundir o aço a resistência da estrutura será elevada. O
material utilizado na estrutura da máquina para que não entre em colapso será o aço
1020 com espessura de 8 mm.
Ponto importante na construção da máquina é seguir a norma (NR17, 2016),
que visa estabelecer parâmetros para montagem da estrutura, evitando que o
operador prejudique sua saúde devido ao mau posicionamento dos componentes e
realizar o trabalho com máximo conforto possível (LIDA, 2005).
55
7 CROQUIS TÉCNICOS
Os desenhos técnicos desse projeto foram elaborados utilizando o software
SolidWorks, a seguir croquis da máquina termofusora.
FIGURA 26 - MÁQUINA TERMOFUSORA COMPLETA
FONTE: Próprios autores.
FIGURA 27 - VISTA FRONTAL DA MÁQUINA
FONTE: Próprios autores.
56
FIGURA 28 - VISTA LATERAL DA MÁQUINA
FONTE: Próprios autores.
FIGURA 29 - VISTA INFERIOR DA MÁQUINA
FONTE: Próprios autores.
FIGURA 30 - ESTRUTURA COMPLETA DA MÁQUINA
FONTE: Próprios autores.
57
8 CUSTO TOTAL DA MÁQUINA
Teve com base fazer um levantamento dos custos envolvidos para construção
da máquina alinhadora e termofusora, foram considerados todas as peças e material
que será adquirido para montagem do projeto, conforme mostra a tabela 09.
TABELA 09 - CUSTO DOS PRODUTOS PARA MONTAGEM DA MÁQUINA
Peças montagem da máquina
Peça Quantidade (Unidades)
Custo Peça (R$)
Custo total por peça
Hastes 1045 2 186,00 R$ 186,00
Parafuso M6x15mm 10 0,21 R$ 2,10
Hora projeto 80 30 R$ 2.400,00
Parafuso M8x15mm 10 0,31 R$ 3,10
Porcas M6 30 0,1 R$ 3,00
Porcas M8 10 0,12 R$ 1,20
Arruela 40 0,05 R$ 2,00
Termofusora 2 150 R$ 300,00
Atuador pneumático básico 1 275 R$ 275,00
Atuador pneumático básico 2 197,34 R$ 394,68
Válvula bidirecional 2 198 R$ 396,00
Válvula controle de vazão 2 66 R$ 132,00
Filtro regulador 1 310 R$ 310,00
Conexão em T de plástico 5 14,64 R$ 73,20
Conexão reta de latão 8 9,09 R$ 72,72
Tubo poliuretano azul 20 3,45 R$ 69,00
Válvula controle de vazão 4 81,97 R$ 327,88
Sensor magnético 2 126,33 R$ 252,66
Presilhas mecânicas 3 40 R$ 120,00
Chapa de aço 1020 1/4" 1 100,00 R$ 100,00
Botoeira 1 120 R$ 120,00
Serviços de usinagem 2 150 R$ 300,00
Programação elétrica/material 1 2.500,00 R$ 2.500,00
Mão de obra const. Máquina 50 30 R$ 1.500,00
Total dos custos R$ 9.840,54 FONTE: Próprios autores
Análise feita para verificar o custo de produção por montagem de cada base
reguladora de fluído conforme mostra a tabela 10.
58
TABELA 10 - CUSTO DE PRODUÇÃO UNITÁRIO DA BASE
Montagem
Peça Qtd Custo Peça Custo
"Te Misturador" 1 1,45 R$ 1,45
Registro 2 8,60 R$ 17,20
Custo funcionário/peça 1 Salário R$
3.000,00/450 R$ 6,70
Custo total montagem R$ 25,35 FONTE: Próprios autores
A empresa Nicoll Indústria Plástica monta cerca de 450 bases reguladoras de
fluído por mês, segundo dados da empresa. Sua margem de erro ou desperdícios de
peças está na casa de 8%. Conforme indicado na tabela 11.
TABELA 11 - PERCENTUAL DAS PEÇAS COM DEFEITO
Montagem/mês
Peça Qtd Percentual médio de
perdas Número de peças com defeitos
Kit Misturador 450 8% 36% FONTE: Próprios autores
59
9 PROTÓTIPO
Como parte de requisitos para conclusão do projeto, o protótipo da máquina
foi criado, utilizando como base os conceitos teóricos e técnicos desenvolvidos
durante o curso, para que o equipamento atenda a proposta de união da base
reguladora de fluído em PPR.
A construção da máquina foi realizada em parceria com a metalúrgica Edfer
Equipamentos Industriais Ltda, para a padronização da montagem, foram enviados
os desenhos técnicos, detalhamento da máquina e os componentes para utilização
em cada conjunto da máquina, além dos detalhes que as peças compradas
deveriam conter para atender a montagem correta e o bom funcionamento do
equipamento.
Projeto foi monitorado pela equipe, que apesar do confronto de horários de
funcionamento da empresa e suas atividades de ordem pessoal, foi possível orientar
a correta projeção da máquina. Alguns testes com tipos de materiais foram feitos
durante a montagem da máquina, verificando se o método idealizado transformaria
em solução prática de funcionamento da máquina, algumas alterações foram feitas
para melhorar a conformidade do projeto.
Foi solicitado para a empresa parceira que a montagem da máquina
iniciasse na parte frontal da máquina, conforme figura 31.
FIGURA 31 - CONJUNTO FRONTAL.
FONTE: Próprios autores.
60
A parte frontal da máquina é composta pelos berços dos registros e base Te
usinados, com as devidas furações para instalar as hastes guias e atuadores
pneumáticos, seguindo orientações dos desenhos técnicos e materiais de cada
peça. A partir desta montagem foram realizados testes manuais verificando o
funcionamento e alinhamento de conjunto primário.
A segunda etapa da construção seguiu pela montagem da base das
termofusoras, sistema que permite realiza a fixação e movimentação do conjunto
que realiza o aquecimento das peças, compostas por duas bases furadas e hastes
para movimentação, conforme figura 32.
FIGURA 32 - BASE TERMOFUSORA.
FONTE: Próprios autores.
A montagem deste conjunto tem por objetivo a movimentação das
termofusoras acompanhando o mesmo sentido dos registros e Te Misturador de
forma alinhada realizando o aquecimento dos componentes. Outro movimento é no
eixo longitudinal, que permite o carrinho posicionar as termofusoras na rota de solda
e posteriormente a desobstrução, auxiliado por hastes guias e um atuador
pneumático. A figura 33 mostra o conjunto da base da termofusora montado.
FIGURA 33 - CONJUNTO DA BASE TERMOFUSORA.
FONTE: Próprios autores.
61
O alinhamento estrutural da máquina, conceito fundamental da criação do
projeto, foi concretizado corretamente devido as furação e montagem das pecas de
acordo com o desenho técnico e pelo conceito das hastes guias que garantiram a
mobilidade de todo o sistema.
Para realização da programação que define o funcionamento do sistema
pneumático por botões de pulso, foi contratada a empresa EMC Automação
Industrial Ltda. As informações sobre o passo a passo do funcionamento da
máquina foram informadas para que a programação executasse a forma correta de
solda. Programando os movimentos de aquecimento e solda da máquina, conforme
os tempos limites encontrados nos testes de tempo de aquecimento e resfriamento.
Os diagramas elétricos e pneumáticos para consulta encontram-se disponíveis no
apêndice B.
9.1 TESTES DE FUNCIONAMENTO DA MÁQUINA
Os testes de funcionamento da máquina foram realizados na empresa Edfer
utilizando a rede de ar comprimido regulada em 0,6 MPa (6 Bar), conforme definido
no projeto para a movimentação do sistema pneumático. O teste consiste em coletar
o tempo de solda desde a preparação das peças na máquina, tempo para realização
da solda e retirada do kit pronto. Para a coleta de tempo do conjunto de tarefas a
média de tempo final do processo ficou em 30 segundos. O tempo de preparação,
que consistes em encaixar as peças na máquina teve um tempo médio de 8
segundos, sendo que a agilidade e habilidade do operador contam no tempo total,
para os movimentos de aquecimento e solda o tempo total foi de 15 segundos. Para
garantir a solidificação da fusão, as peças soldadas foram mantidas na máquina por
7 segundos para.
Para evitar que a máquina não se movimente quando em funcionamento é
necessário fixação extra na bancada de instalação.
62
10 CONCLUSÃO
O presente projeto trata do desenvolvimento de uma máquina alinhadora e
termofusora, movimentada por sistema pneumático. Apesar da complexidade
encontrada em sua elaboração, este se mostrou viável, atendendo as necessidades
da empresa Nicoll. O funcionamento da máquina deste projeto resolveu os
problemas de desalinhamento na montagem base regulador de fluído e diminuiu o
tempo na concretização da solda, proporcionando a redução dos custos
operacionais e do desperdício de materiais por falha no processo de produção antes
da implantação da máquina, atendendo os requisitos da empresa Nicoll Indústria
Plástica. O equipamento caracteriza um produto diferenciado no mercado, que
possibilita a realização de solda alinhada e possui um sistema pneumático que
automatiza e melhora o processo.
Foram utilizadas ferramentas de pesquisa e projeto que auxiliaram na
definição da construção do equipamento. O benchmarking foi possível verificar que
não existe no mercado um equipamento que desenvolva atividades nas mesmas
características da máquina objeto de nosso projeto. O QFD Casa da Qualidade, que
mostrou as principais peças e prioridades, confrontando a necessidade do cliente e
os requisitos técnicos utilizados pelos autores. O FMEA uma ferramenta de Projeto,
que auxiliou em possíveis problemas ou falhas do equipamento durante a
fabricação, teste ou durante a operação. Todas estas foram de fundamental
importância e auxiliaram de maneira significativa o desenvolvimento do projeto.
As principais dificuldades deste projeto foram durante na elaboração da
máquina e encontrar a melhor simetria dos conjuntos, na seleção dos materiais e o
processo de fabricação dos componentes, visto que o menor desalinhamento
ocasionaria a perda do produto.
Este produto foi desenvolvido com base em cálculos e pesquisas
apresentadas durante o projeto, indicando a dimensão correta das peças e as
etapas para a sua construção, assim como o cuidado necessário para com o
operador.
A automatização da máquina trará benefícios para a fabricação das bases
reguladoras de pressão, reduzindo os esforços braçais que o processo manual
apresentava, assim como os riscos de acidentes dos operadores com queimaduras.
63
Conforme levantamento dos estudos deste projeto, a utilização da máquina
pela empresa deve gerar ganhos de produção, pois o alinhamento do produto
resulta num ganho estético padronizado e na satisfação do cliente.
Consequentemente, conclui-se que investimento para a confecção da máquina é
viável.
Os testes efetuados no funcionamento da máquina mostraram soluções para
a dificuldade de alinhamento de solda de algumas pecas por termofusão em dois
registros e um Te Misturador. Com isto comprova-se que o objetivo inicial do projeto.
64
REFERÊNCIAS
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67
APÊNDICE A – FMEA DESIGNE
68
APÊNDICE B – ESQUEMA ELETROPNEUMÁTICO
69
70
APÊNDICE C – DESENHOS TÉCNICOS
FMEA Design
Design FMEA Executado Nome do Produto / Processo MÁQUINA TERMOFUSORA
No do Produto / Processo
Cliente NICOLL INDÚSTRIA PLÁSTICA Projeto
Líder do projeto DIEGO WOSNIAKI / TIAGO CAMBRUSSI Aprovado data 28/06/2016 FMEA no. Rev. Página no.
Caracterização da Falha Avaliação da situação atual Ação / Resultados
Efeitos da falha (4) (5) (9) (PoxSxPd)
no.
Nome do
componente /
processo / operação
ou principal função Função Potencial Modo de Falha Potencial Efeito da Falha
Clie
nte
Inte
rno
Potencial Causa da Falha Verificação do Projeto
Oco
rrê
ncia
(P
o)
Se
ve
rid
ad
e (
S)
De
tecçã
o (
Pd
)
Nú
me
ro d
e P
rio
rid
ad
e
de
Ris
co
(R
PN
.)
Crí
tico
Açã
o R
eco
me
nd
ad
a
Re
sp
on
sá
ve
l
Prazo
Ob
se
rva
çõ
es
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Travamento Movimentação ineficiente x Especificação da tolerância Tolerância máxima 3 7 1 21 x tolerância máxima de 0,5mm
Quebra Movimentação interrompida x x Material mais Frágil que o registroMaterial com resistência superiror ao
do registro4 7 2 56 x
Utilização de aço carbono1020 sem
tratamento superficial
Dimensionamento incorreto Cálculo Dimensionamento Espessura da placa com 10mm
Folga no embuchamento Ruído x x Falta de lubrificação Lubrificação 5 2 2 20 x Llubrificante a base de sabão de lítio
Aquecimento x Desgaste prematuro Propriedades do material Bucha de bronze
Mal formado Folga no encaixe x Desalinhamento dos registros Tolerancia máxima 2 2 2 8 Tolerância máxima de 0,5mm
Quebra da trava Instável x x Desgaste presilhas de fixação Propriedade dos materiais 3 7 1 21 x Utilizar Presilhas em aço
Quebra do berço Desalinhamento x Dimensionamento incorreto Resistência dos materiais 2 6 2 24 xUtilizar aço carbono 1020 sem
tratamento superficial
Quebra da base Instável x x Material mais Frágil que o registroMaterial com resistência superiror ao
do registro2 7 1 14 x Utilizar aço carbono 1020
Desalinhamento Dimensionamento incorreto Tolerância máxima tolerância máxima de 0,5mm
Rosca dos pinos
espanadasFolga no encaixe x Torque excessivo Torque especificado 2 4 1 8
Torque determinado 600 a 800
N/mm²
Quebra dos pinos Instável x xMaterial não resistir os esforços
aplicadosPropriedade dos materiais 1 7 1 7 Cáculo de cisalhamento
Dimensionamento superior
/ inferior ao furoFalha no encaixe x x Erro no dimensionamento Tolerancia máxima 3 7 1 21 x tolerância máxima de 0,5mm
Entortar Desalinhamento x x Dimensionamento incorreto Tolerância máxima 4 5 2 40 xDimensões que suportem os
esforços
Entortar Desalinhamento x Material frágil Propriedades do material 2 7 3 42 x Utilizar aço carbono 1020
Quebra Movimentação interrompida x x Material mal dimensionado Diâmetro mínimo 2 7 1 14 Diâmetro de 10mm
Travar Sistema inoperante x Hastes desalinhadas Tolerância de simetria 5 7 1 35 xMáximo de alinhamento entre as
hastes de 0,5mm
Dimensionamento Rugosidade Máxima Hastes retificadas
Folga movimentação ineficiente x falta de lubrificaçãoSeleção do lubrificante conforme o
potencial esforço e atrito5 4 2 40 x Lubrificante base de sabão de lítio
Entortar Desalinhamento xMaterial não resistir os esforços
aplicadosPropriedades do material 3 4 3 36 x Utilizar aço 1020
Quebrar Movimentação interrompida x x Mal dimensionado Diâmetro mínimo 3 7 1 21 Diâmetro de 10mm
Travar Sistema inoperante x Hastes desalinhadas Tolerância de simetria 5 7 1 35 xMáximo de alinhamento entre as
hastes de 0,5mm
Dimensionamento Rugosidade máxima Hastes retificadas
Folga movimentação ineficiente x Falta de lubrificaçãoSeleção do lubrificante conforme o
potencial esforço e atrito3 2 3 18 Lubrificante base de sabão de lítio
Rompimento mangueiras
de arSistema inoperante x Excesso de pressão Pressão ideal para sistema 2 9 1 18 Válvula reguladora de pressão
Ruido x
Movimento interrompido Vazamento de ar x Despressurização do sistema Verificar conexões do sistema 2 7 1 14 Utilizar mecanismos de qualidade
Perda de eficiência x Falta de lubrificação nos atuadores Especificar lubrificanteLubrificantes para sistemas
pneumáticos viscosidade ISOVG 100
Travamento Parada do sistema x Força insuficiente Cálculo de força ideal 3 7 1 21 xSeleção do sistema pneumático ideal
de acordo com a força necessária
para mover o sistema
Movimentação ineficiente x Falta de lubrificaçãoSeleção do lubrificante conforme o
potencial esforço e atrito
Lubrificantes para
sistemaspneumáticos viscosidade
ISOVG 100
Quebra Sistema inoperante x x Dimensionamento incorreto Cálculo de dimensionamento 2 7 1 14 Hastes 10 mm de diãmetro
Material Frágil Propriedade do material Aço carbono
Excesso de pressão Cálculo de pressão 3 a 5 Kgf/cm²
Fixar registros na placa
de movimento
1
Hastes Guias
Alinhamento do conjunto
Suporte termofusora
Placa de
movimento e
fixadora dos
registros
2
Auxilia
Movimento/Alinhamento
dos registros
Base "T"Prender Te misturador
na placa central
Movimento do sistemaCilindros
Pneumáticos
2
FMEA Design
Líder do projeto DIEGO WOSNIAKI / TIAGO CAMBRUSSI Aprovado data 28/06/2016 FMEA no. Rev. Página no.
Caracterização da Falha Avaliação da situação atual Ação / Resultados
Efeitos da falha (4) (5) (9) (PoxSxPd)
no.
Nome do
componente /
processo / operação
ou principal função Função Potencial Modo de Falha Potencial Efeito da Falha
Clie
nte
Inte
rno
Potencial Causa da Falha Verificação do Projeto
Oco
rrê
ncia
(P
o)
Se
ve
rid
ad
e (
S)
De
tecçã
o (
Pd
)
Nú
me
ro d
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rio
rid
ad
e
de
Ris
co
(R
PN
.)
Crí
tico
Açã
o R
eco
me
nd
ad
a
Re
sp
on
sá
ve
l
Prazo
Ob
se
rva
çõ
es
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Placa de
movimento e
fixadora dos
registros
2
Auxilia
Movimento/Alinhamento
dos registros
Falha na termofusão Temperatura baixa Curto circuito Tensão de uso correta 4 7 3 84 xSeleção da termofusora a partir de
testes
Interrupção na alimentação elétrica Bornes de ligação elétrica Bornes com parafusos para fixação
Temperatura incorreta Temperatura correta 260°C a 280°C
Não encaixa as peças Não derrete o material x x Bocais fora da medida Utilização dos bocais corretos 3 7 1 21 Bocais de 1/2" e 3/4"
Termofusora desalinhadaNão encaixa as peças a
serem soldadasx x Erro no alinhamento Cálculo de alinhamento da estrutura 4 7 2 56 x
Dimensionamento do projeto com
erro máximo de alinhamento de
0,5mm
verificar parafusos de fixação Possível reaperto dos parafusos Parafuso M6
Não liga Não aquece x x Tensão de alimentação tensão de uso correta 2 7 1 14 127 VCA
Sem alimentação Verificar contatos Revisão nos contatos elétricos
Falha no encaixe Folga x x Material mal dimensionado Tolerância máxima 3 4 2 24 x Tolerância de 0,5mm
Tripidar Movimentação ineficiente x Gera momento na baseCálculo de força suportada para não
entrar em colapço4 4 2 32 x
Seleção do sistema a partir do
resultado de força necessária para
mover o sistema
Travar Falha de funcionamento x Excesso de torque nos parafusos Torque especificado 3 7 2 42 x Torque de 600 a 800 N/mm²
Bocais de aquecimento
fora de centro
Problemas no alinhamento
da termofusãox Dobradiça mal dimensionada Resistência dos material 3 4 2 24 x Dobradiça em aço carbono
Cálculo de tensão dos parafusos de
fixação
Utilização do parafuso ideal para
força exposta
Não aciona x x Desgaste excessivoBoteira com certificado de teste e
garantia para o uso.2 7 1 14 Seleção da botueira a partir de testes
Acionamento defeituoso x x Mal contato Conexões elétricas 2 7 1 14 Revisão de todas conexões elétricas
Mal contato 2 8 6 96 xSeleção de botoeira com certificado
de qualidade.
Quebra da botoeira Seleção da botueira a partir de testes
Quebrar Interromper funcionamento x x Material entrar em colapso Propriedades do material 2 8 4 64 x Utilizar aço 1020
Entortar Desalinhar sistema x Dimensionamento incorretoCalculo do dimencionamento da
espessura do material2 4 4 32 x Aço 1020 com expessura de 10 mm
Estrutura da
máquinaSustentar todo o sistema
xx
Base
termofusora
Aquecimento das peças
a serem soldadas
Boteira com certificado de teste e
garantia para o uso.
Boteira de
emergênciaParar sistema falha no acionamento Sistema se mantém ativo
Fixar e auxiliar a
movimentação da
termofusora
Botoeira de
acionamentoAcionamento do sistema Falhar/quebrar
Termofusora
80
500
36 190 ±0,05
12,7 H7 (2x)
6,3
5
1.6
*tratamento superficial - nitretação
1.6
DESCRIÇÃO NÚMERO DO DESENHO
REVISÕESREVISOR DATA
ELABORADO:
VERIFICADO:
APROVADO:
DATA:
CONJUNTO:
MATERIAL: PESO:
ESCALA: FORMATO/ UNIDADE:
DISP.TERM.FUS.26 1.6
DISP.TERM.FUS
1 : 5 A4 / mm
SAE 1020 XXXXX
NOME DA PEÇA:
05/06/2016
XXXX
XXXXX
XXXXUTPUniversidade Tuiuti do Paraná
0 - 30 mm30 - 60 mm60 - 90 mm90 - 120 mm120 - 150 mm150 - 180 mm180 - 210 mm
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
DIMENSÃO
TOLERÂNCIA
Superfície bruta
RETIF.
Superfície desbastada
Superfície alisada
Superfície polida
Superfície lapidada
Grau de acabamento
Tratamento especial
80
394 6,3
5
1.7
*tratamento superficial - nitretação
1.6
DESCRIÇÃO NÚMERO DO DESENHO
REVISÕESREVISOR DATA
ELABORADO:
VERIFICADO:
APROVADO:
DATA:
CONJUNTO:
MATERIAL: PESO:
ESCALA: FORMATO/ UNIDADE:
DISP.TERM.FUS.28 1.7
XXXXXX
1 : 3 A4 / mm
SAE 1020 XXXXX
NOME DA PEÇA:
05/06/2016
XXXX
XXXXX
XXXXUTPUniversidade Tuiuti do Paraná
0 - 30 mm30 - 60 mm60 - 90 mm90 - 120 mm120 - 150 mm150 - 180 mm180 - 210 mm
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
DIMENSÃO
TOLERÂNCIA
Superfície bruta
RETIF.
Superfície desbastada
Superfície alisada
Superfície polida
Superfície lapidada
Grau de acabamento
Tratamento especial
64
52
15,
5 2
1
33 15,5 A
A 12 M
4
SEÇÃO A-AESCALA 1 : 1
1.8
*tratamento superficial - nitretação
1.6
DESCRIÇÃO NÚMERO DO DESENHO
REVISÕESREVISOR DATA
ELABORADO:
VERIFICADO:
APROVADO:
DATA:
CONJUNTO:
MATERIAL: PESO:
ESCALA: FORMATO/ UNIDADE:
DISP.TERM.FUS.12 1.8
DISP.TERM.FUS
1 : 1 A4 / mm
SAE 1020 XXXXX
NOME DA PEÇA:
05/06/2016
XXXX
XXXXX
XXXXUTPUniversidade Tuiuti do Paraná
0 - 30 mm30 - 60 mm60 - 90 mm90 - 120 mm120 - 150 mm150 - 180 mm180 - 210 mm
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
DIMENSÃO
TOLERÂNCIA
Superfície bruta
RETIF.
Superfície desbastada
Superfície alisada
Superfície polida
Superfície lapidada
Grau de acabamento
Tratamento especial
50
A
A
50
C
140
SEÇÃO A-A 2
DETALHE CESCALA 1 : 1
1.9
*tratamento superficial - nitretação
1.6
DESCRIÇÃO NÚMERO DO DESENHO
REVISÕESREVISOR DATA
ELABORADO:
VERIFICADO:
APROVADO:
DATA:
CONJUNTO:
MATERIAL: PESO:
ESCALA: FORMATO/ UNIDADE:
DISP.TERM.FUS.31 1.9
DISP.TERM.FUS
1 : 2 A4 / mm
SAE 1020 XXXXX
NOME DA PEÇA:
05/06/2016
XXXX
XXXXX
XXXXUTPUniversidade Tuiuti do Paraná
0 - 30 mm30 - 60 mm60 - 90 mm90 - 120 mm120 - 150 mm150 - 180 mm180 - 210 mm
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
DIMENSÃO
TOLERÂNCIA
Superfície bruta
RETIF.
Superfície desbastada
Superfície alisada
Superfície polida
Superfície lapidada
Grau de acabamento
Tratamento especial
2
3
22
23
18
11
1413
9
19
10
15
21
25
17
16
9
8
12
1
26
4
20
5
24
67
0
Nº DO ITEM Nº DA PEÇA QTD.
1 montagem solda 1
2 montagem solda4 1
3 montagem solda3 1
4 montagem solda2 1
5 CARRO.TRAS.07 2
6 CARRO.TRAS.05 2
7 CARRO.TRAS.27 2
8 DISP.TERM.FUS.01 1
9 DISP.TERM.FUS.02 2
10 DISP.TERM.FUS.07 2
11 GRAMPO.017DB 3
12 DISP.TERM.FUS.13 213 Montagem5 1
14 Montagem4 1
15 DISP.TERM.FUS.33 216 painel pneumatico 117 painel de comando 118 painel eletrico 119 MI_20x10_CA_G_0_ 220 MI_25x10_CA_G_0_ 1
21 MI25_M22x1_5___Nut 1
22 APHF8_01 323 APLL8_01 224 APC8_01 125 mola 226 mola2 227 mang8 128 mang10 129 mang9 126 mang11 131 Peça15 132 mang12 1
Nº DO ITEM Nº DA PEÇA QTD. Nº DO ITEM Nº DA PEÇA QTD.1 montagem solda 1 14 Montagem4 12 montagem solda4 1 15 DISP.TERM.FUS.33 23 montagem solda3 1 16 painel pneumatico 14 montagem solda2 1 17 painel de comando 15 CARRO.TRAS.07 2 18 painel eletrico 16 CARRO.TRAS.05 2 19 MI_20x10_CA_G_0_ 27 CARRO.TRAS.27 2 20 MI_25x10_CA_G_0_ 18 DISP.TERM.FUS.01 1 21 MI25_M22x1_5___Nut 19 DISP.TERM.FUS.02 2 22 APHF8_01 3
10 DISP.TERM.FUS.07 2 23 APLL8_01 211 GRAMPO.017DB 3 24 APC8_01 112 DISP.TERM.FUS.13 2 25 mola 413 Montagem5 1 26 Mangueiras 1
Universidade Tuiuti do ParanáUTP XXXX
XXXXX
XXXXX
05/06/2016
NOME DA PEÇA:
XXXXXXXXXX
A3 / mm XXXXX
DISP.TERM.FUS
0MONTAGEM 3
FORMATO/ UNIDADE:ESCALA:
PESO:MATERIAL:
CONJUNTO:
DATA:
APROVADO:
VERIFICADO:
ELABORADO:
DATAREVISORREVISÕES
NÚMERO DO DESENHODESCRIÇÃO
Tratamento especial
Grau de acabamento
Superfície lapidada
Superfície polida
Superfície alisada
Superfície desbastada
RETIF.
Superfície bruta
TOLERÂNCIA
DIMENSÃO
0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1
180 - 210 mm 150 - 180 mm 120 - 150 mm 90 - 120 mm 60 - 90 mm 30 - 60 mm 0 - 30 mm
18
17
10
19
23
22
16
2
26
20
1
12
7
45
25
6
15
13
14
11
3
9
8
Nº DO ITEM Nº DA PEÇA QTD.
1 montagem solda 1
2 montagem solda4 1
3 montagem solda3 1
4 montagem solda2 1
5 CARRO.TRAS.07 2
6 CARRO.TRAS.05 2
7 CARRO.TRAS.27 2
8 DISP.TERM.FUS.01 1
9 DISP.TERM.FUS.02 2
10 DISP.TERM.FUS.07 2
11 GRAMPO.017DB 3
12 DISP.TERM.FUS.13 213 Montagem5 1
14 Montagem4 1
15 DISP.TERM.FUS.33 216 painel pneumatico 117 painel de comando 118 painel eletrico 119 MI_20x10_CA_G_0_ 220 MI_25x10_CA_G_0_ 1
21 MI25_M22x1_5___Nut 1
22 APHF8_01 323 APLL8_01 224 APC8_01 125 mola 426 mangueiras 1
Universidade Tuiuti do ParanáUTP XXXX
XXXXX
XXXXX
06/06/2016
NOME DA PEÇA:
XXXXXXXXXX
A3 / mm 1 : 9
DISP.TERM.FUS
0.1MONTAGEM 3 - VISTA EXPLODIDA
FORMATO/ UNIDADE:ESCALA:
PESO:MATERIAL:
CONJUNTO:
DATA:
APROVADO:
VERIFICADO:
ELABORADO:
DATAREVISORREVISÕES
NÚMERO DO DESENHODESCRIÇÃO
Tratamento especial
Grau de acabamento
Superfície lapidada
Superfície polida
Superfície alisada
Superfície desbastada
RETIF.
Superfície bruta
TOLERÂNCIA
DIMENSÃO
0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1
180 - 210 mm 150 - 180 mm 120 - 150 mm 90 - 120 mm 60 - 90 mm 30 - 60 mm 0 - 30 mm
300
A
A
BB
1.1
1.8
1.6 20 - 40z5 20 - 40
z5 20 - 40
182
,9
1.2
1.4
z1z1
225 225
1.51.9
30 - 60z5 30 - 60
z1z1
30 - 60z5 30 - 60
238,35
60 C
SEÇÃO A-AESCALA 1 : 9
1.7
1.4
z5z5
30 - 64z5 30 - 64
z5z5
694
1.3
20 - 40z5 20 - 40
500
SEÇÃO B-BESCALA 1 : 9
20 - 40z5 20 - 40
DETALHE CESCALA 1 : 1
z4 22 - 40
z2 15
1 Nº Nº DA PEÇA QTD.1.1 DISP.TERM.FUS.11 11.2 DISP.TERM.FUS.10 21.3 DISP.TERM.FUS.23 11.4 DISP.TERM.FUS.32 41.5 DISP.TERM.FUS.27 1
1.6 DISP.TERM.FUS.26 11.7 DISP.TERM.FUS.28 21.8 DISP.TERM.FUS.12 11.9 DISP.TERM.FUS.31 11.10 DISP.TERM.FUS.15 11.11 chapa nova 1
Nº DO ITEM Nº DA PEÇA DESCRIÇÃO QTD.
1.1 DISP.TERM.FUS.11 1
1.2 DISP.TERM.FUS.10 2
1.3 DISP.TERM.FUS.23 1
1.4 DISP.TERM.FUS.32 8
1.5 DISP.TERM.FUS.27 1
1.6 DISP.TERM.FUS.26 1
1.7 DISP.TERM.FUS.28 2
1.8 DISP.TERM.FUS.12 1
1.9 DISP.TERM.FUS.31 1
10 DISP.TERM.FUS.15 111 chapa nova 1
Universidade Tuiuti do ParanáUTP XXXX
XXXXX
XXXXX
05/06/2016
NOME DA PEÇA:
XXXXXSAE 1020
A3 / mm 1 : 9
DISP. TERM.FUS
1MONTAGEM SOLDA
FORMATO/ UNIDADE:ESCALA:
PESO:MATERIAL:
CONJUNTO:
DATA:
APROVADO:
VERIFICADO:
ELABORADO:
DATAREVISORREVISÕES
NÚMERO DO DESENHODESCRIÇÃO
Tratamento especial
Grau de acabamento
Superfície lapidada
Superfície polida
Superfície alisada
Superfície desbastada
RETIF.
Superfície bruta
TOLERÂNCIA
DIMENSÃO
0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1
180 - 210 mm 150 - 180 mm 120 - 150 mm 90 - 120 mm 60 - 90 mm 30 - 60 mm 0 - 30 mm
300
500
6,3
5
1.1
*tratamento superficial - nitretação
1.6
DESCRIÇÃO NÚMERO DO DESENHO
REVISÕESREVISOR DATA
ELABORADO:
VERIFICADO:
APROVADO:
DATA:
CONJUNTO:
MATERIAL: PESO:
ESCALA: FORMATO/ UNIDADE:
DISP.TERM.FUS.11 1 . 1
DISP.TERM.FUS
1 : 5 A4 / mm
SAE 1020 XXXXX
NOME DA PEÇA:
XXXXX
XXXX
XXXXX
XXXXUTPUniversidade Tuiuti do Paraná
0 - 30 mm30 - 60 mm60 - 90 mm90 - 120 mm120 - 150 mm150 - 180 mm180 - 210 mm
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
DIMENSÃO
TOLERÂNCIA
Superfície bruta
RETIF.
Superfície desbastada
Superfície alisada
Superfície polida
Superfície lapidada
Grau de acabamento
Tratamento especial
QTDE 1
120
38 ±0,05
50
150
19 60
A
300
6,3
5
10
+ 0,
30
(2x)
12
,7 H7
(2x)
9
+ -0,
50,
2
24,
5 18
20,
6
DETALHE AESCALA 2 : 3
1.2
*tratamento superficial - nitretação
1.6
DESCRIÇÃO NÚMERO DO DESENHO
REVISÕESREVISOR DATA
ELABORADO:
VERIFICADO:
APROVADO:
DATA:
CONJUNTO:
MATERIAL: PESO:
ESCALA: FORMATO/ UNIDADE:
DISP.TERM.FUS.1O 1.2
DISP.TERM.FUS
1:3 A4 / mm
SAE 1020 XXXXX
NOME DA PEÇA:
05/06/2016
XXXX
XXXXX
XXXXUTPUniversidade Tuiuti do Paraná
0 - 30 mm30 - 60 mm60 - 90 mm90 - 120 mm120 - 150 mm150 - 180 mm180 - 210 mm
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
DIMENSÃO
TOLERÂNCIA
Superfície bruta
RETIF.
Superfície desbastada
Superfície alisada
Superfície polida
Superfície lapidada
Grau de acabamento
Tratamento especial
80
50
36
190 ±0,05
12
,7 H7
(2x
) 33 + 0,30
6,3
5
487,3
1.3
*tratamento superficial - nitretação
1.6
DESCRIÇÃO NÚMERO DO DESENHO
REVISÕESREVISOR DATA
ELABORADO:
VERIFICADO:
APROVADO:
DATA:
CONJUNTO:
MATERIAL: PESO:
ESCALA: FORMATO/ UNIDADE:
DISP.TERM.FUS.23 1.3
DISP.TERM.FUS
1:4 A4 / mm
SAE 1020 XXXXX
NOME DA PEÇA:
05/06;2016
XXXX
XXXXX
XXXXUTPUniversidade Tuiuti do Paraná
0 - 30 mm30 - 60 mm60 - 90 mm90 - 120 mm120 - 150 mm150 - 180 mm180 - 210 mm
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
DIMENSÃO
TOLERÂNCIA
Superfície bruta
RETIF.
Superfície desbastada
Superfície alisada
Superfície polida
Superfície lapidada
Grau de acabamento
Tratamento especial
80
80
6,3
5
1.4
*tratamento superficial - nitretação
1.6
DESCRIÇÃO NÚMERO DO DESENHO
REVISÕESREVISOR DATA
ELABORADO:
VERIFICADO:
APROVADO:
DATA:
CONJUNTO:
MATERIAL: PESO:
ESCALA: FORMATO/ UNIDADE:
DISP.TERM.FUS.32 1.4
DISP.TER.FUS
1:1 A4 / mm
SAE 1020 XXXXX
NOME DA PEÇA:
05/06/2016
XXXX
XXXXX
XXXXUTPUniversidade Tuiuti do Paraná
0 - 30 mm30 - 60 mm60 - 90 mm90 - 120 mm120 - 150 mm150 - 180 mm180 - 210 mm
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
DIMENSÃO
TOLERÂNCIA
Superfície bruta
RETIF.
Superfície desbastada
Superfície alisada
Superfície polida
Superfície lapidada
Grau de acabamento
Tratamento especial
80
50
250
25
500
6,3
5
1.5
*tratamento superficial - nitretação
1.6
DESCRIÇÃO NÚMERO DO DESENHO
REVISÕESREVISOR DATA
ELABORADO:
VERIFICADO:
APROVADO:
DATA:
CONJUNTO:
MATERIAL: PESO:
ESCALA: FORMATO/ UNIDADE:
DISP.TERM.FUS.27 1.5
DISP.TERM.FUS
1:4 A4 / mm
SAE 1020 XXXXX
NOME DA PEÇA:
05/06/2016
XXXX
XXXXX
XXXXUTPUniversidade Tuiuti do Paraná
0 - 30 mm30 - 60 mm60 - 90 mm90 - 120 mm120 - 150 mm150 - 180 mm180 - 210 mm
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
DIMENSÃO
TOLERÂNCIA
Superfície bruta
RETIF.
Superfície desbastada
Superfície alisada
Superfície polida
Superfície lapidada
Grau de acabamento
Tratamento especial
300
190 ±0,05
A
A
2.32.42.3
2.2
2.5
15 - 34z5 15 - 34
15 - 34z5 15 - 34
z5z5z5
z5
z5z5
z5z5
111
,35
2.2
z5z5
120
35
32
2.1
60
SEÇÃO A-A
z5z5
2
Nº DO ITEM Nº DA PEÇA QTD.
2.1 CARRO.TRAS.11 1
2.2 CARRO.TRAS.10 2
2.3 CARRO.TRAS.12 2
2.4 DISP.TERM.FUS.24 1
2.5 encosto mola 2
Universidade Tuiuti do ParanáUTP XXXX
XXXXX
XXXXX
05/06/2016
NOME DA PEÇA:
XXXXXSAE 1020
A3 / mm 1 : 2
DISP.TERM.FUS
2MONTAGEM SOLDA 2
FORMATO/ UNIDADE:ESCALA:
PESO:MATERIAL:
CONJUNTO:
DATA:
APROVADO:
VERIFICADO:
ELABORADO:
DATAREVISORREVISÕES
NÚMERO DO DESENHODESCRIÇÃO
Tratamento especial
Grau de acabamento
Superfície lapidada
Superfície polida
Superfície alisada
Superfície desbastada
RETIF.
Superfície bruta
TOLERÂNCIA
DIMENSÃO
0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1
180 - 210 mm 150 - 180 mm 120 - 150 mm 90 - 120 mm 60 - 90 mm 30 - 60 mm 0 - 30 mm