Fluxo de trabalho em empresas de elevação e transporte

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1 Fluxo de trabalho em empresas de elevação e transporte Leandro Castellanos Castellanos Tecnologia LTDA È apresentado um fluxo de trabalho (Estudo Projeto Revisão e Informações técnicas) em empresas que desenvolvem projetos de maquinas de elevação e transporte, usando tecnologias 2D e 3D que estão no pacote de produtos Autodesk. Objetivos de aprendizado Ao final desta palestra você terá condições de: Entender a aplicabilidade de AutoCAD Mechanical na parte de estudo de projeto de implementação de guindastes e estudos cinemáticos de estes equipamentos. Entender o uso de ferramentas como Design Acelerator, ilogic e Dynamic Simulation que estão no Autodesk Inventor. Aproveitar ao máximo as ferramentas existentes nas suites product design suite e factory design suite Sobre o Palestrante Leandro Barragán Castellanos (Cus Izaqua) Engenheiro mecânico da Politécnica UDFJC Bogotá (Colômbia). Especialista em Automação e controle de plantas industriais, usuário, consultor, especialista em tecnologias Autodesk, Analista de Engenharia, Artista e poeta, na sua experiência profissional trabalho em empresas de tecnologia e indústria de maquinas no estado do Rio Grande do Sul, atualmente trabalha por conta própria como consultor de empresas na área de CAD na cidade de Caxias do Sul (RS). leandro.mecanica@gmail.com

2 1. Estado atual do mercado A indústria de guindastes e equipamentos de elevação e transporte é um setor que cada ano tem um crescimento importante no mercado brasileiro. Grande parte das empresas de esta área encontra-se localizadas nos estados de São Paulo e Rio Grande do Sul. É um mercado caraterizado por um crescimento da concorrência e ao mesmo tempo o governo libera importações de estes equipamentos especialmente da China, fazendo que o mercado precise de melhorias constantes de produto, e o desenvolvimento de novos produtos. Ao mesmo tempo suprir a demanda de capacidades de carga cada vez maiores, menores pesos do equipamento e ter um preço competitivo na venda dos mesmos. Os desafios para estas empresas na área de engenharia são: Tempos de desenvolvimento mais curtos. Aumento da capacidade de carga, uso racional do aço, aumento do porcentual de nacionalização para os financiamentos BNDES. Minimizar custos de aquisição de softwares de engenharia e aplicação total das ferramentas de CAD. Processos rápidos de reengenharia e melhorias de produto. Adoção do padrão NR12 e padrões internacionais e nacionais como: EN 12999:2009 Guindaste articulado hidráulico Requisitos EN 12077:1999 Segurança em guindastes NBR 14768:2001 Guindaste articulado hidráulico Requisitos Fig. 1. Alguns tipos de maquinas de elevação e transporte a. Guindaste hidráulico veicular b. Truck crane c. Cesto aéreo d. Dispositivos especiais 2

3 Para cada um de estes projetos existe um ciclo padrão que é baseado em atividades baseadas na prévenda, desenvolvimento do produto e as informações extras para assistência técnica. Em um projeto de qualquer equipamento de elevação e transporte existem diferentes fluxos que definem o ciclo de atividades da área de engenharia, estas atividades são independentes dentro da área, dependentes sempre da engenharia de produto. O gráfico descreve três tópicos e as atividades envolvidas em cada um. Fig. 2. Fluxo de trabalho em projeto de maquinas de elevação e transporte caso guindauto 2. Desenho conceitual (Caso de Estudo Guindaste de 40ton e 45 Ton) O desenho conceitual pode ter dois focos que são totalmente independentes um do outro, nas fases de pré-venda quando se apresentam os estudos de capacidade e estabilidade dependendo do médio de transporte aonde vai ser montado o equipamento, e na definição de novos produtos. Fig. 3. Comparativo dimensional de uma linha de guindastes em função da carga As caraterísticas de cada linha dependem dos seguintes fatores: 3

4 La carga manipulada determina os momentos de inercia de cada componente estrutural. Numero de lanças hidráulicas e o alcance horizontal. Estilo de desenho e projeto em este tipo é fácil definir um desenho conceitual funcional sem precisar fazer rascunhos físicos. Existem dentro da indústria modelos de guindastes que foram baseados na concorrência de produtos existentes em outros mercados os quais sua propriedade intelectual não foi mais coberta por sistemas de patentes Aplicabilidade da plataforma AutoCAD Estudos de engenharia de produto Dentro do AutoCAD Mechanical ou AutoCAD dentro da Suite de produtos da Factory Design Suite existe a ferramenta Asset na qual desde o Autodesk Inventor podem ser configuradas algumas caraterísticas dos componentes para logo no AutoCAD obter bloco e fazer estudos conceituais mais facilmente. Fig. 4. Inserção de blocos genéricos definidos no Autodesk Inventor com a ferramenta Asset Browser do AutoCAD. Coluna Base Braço Lanças AutoCAD facilita o estudo e desenvolvimento de estudos preliminares de definição de medidas para um novo projeto de maquinas de elevação e transporte, com o desenho 2D também pode ser definida a cinemática e o reuso da informação existente para minimizar tempos de desenvolvimento. Qualquer modificação é feita desde Autodesk inventor vai ser feita igual no AutoCAD paralelamente. 4

5 Estudos de integração rodoviária ou veicular Os estudos têm como finalidade estabelecer a distancia de montagem de um equipamento sobre um caminhão, garantindo as condições de peso e estabilidade, em estes estudos são necessários as informações de carga e capacidades do caminhão e Fig. 5. Dados para o calculo de uma integração veicular caminhão e guindaste Em muitas engenharias de algumas empresas se fazem investimentos altos em ferramentas de implementação rodoviária como se faz um uso não adequado das ferramentas de CAD causando retrabalho. Programando um bloco dinâmico padrão dentro do AutoCAD podemos fazer estudos de implementação rodoviária simples e obter ao final todas as informações necessárias para o estudo. 3. Recomendações para engenharia de produto Dentro da engenharia de produto se apresentam casos de parametria e casos de calculo e dimensionamento de elementos de maquinas que podem ser feitos rapidamente no Autodesk Inventor, a continuação são apresentados dois de casos de fácil execução, mas que refletem a simplicidade de uso das ferramentas existentes no Autodesk Inventor Uso de templates para peças repetitivas (Caso de Estudo Lança de guindaste) Existem casos de peças repetitivas que podem ser feitas mais eficientemente a partir de definição de templates como o caso das lanças de um braço de um guindaste. Esta peça muda facilmente sua geometria em função da quantidade e a espessura dos calços de cada uma. Fig. 6. Dados para o calculo de uma integração veicular caminhão e guindaste 5

6 A definição de um template é fácil fazer definindo uma geometria paramétrica simples e salvando este modelo como um modelo de template do Autodesk Inventor. Fig. 7. Fluxo de dados para criação de template. Com as geometrias paramétricas de família de peças (ipart) pode ser definidas bibliotecas de componentes como: anéis, buchas, fixações, entre outras peças Calculadora de elementos de maquinas (Caso de estudo Engrenagem - Corpo de giro) A calculadora de desenho de elementos de maquinas existente no Autodesk Inventor atende os requerimentos de calculo e avaliação de modelos dentro do projeto de equipamentos de elevação e transporte. Muitas vezes este recurso não é totalmente explorado e um importante porcentagem de peças de elementos de maquinas são feitas usando o template padrão ipt, a grande vantagem da calculadora é a integração paramétrica. Fig. 8. Aba (Design) do Autodesk Inventor 6

7 A abá Design tem a possibilidade de gerar e validar muitos tipos de peças que são importantes na estrutura do equipamento como é o caso de pinos, conexões parafusadas, molas e engrenagens. Fig. 9. Peça eixo coluna guindaste, modelos 3D. Para começar este tutorial tem que ser aberto um arquivo novo de montagem Assembly.iam e logo depois salvar como Eixo de coluna de giro.iam. Vamos e estudar este caso usando a ferramenta que gera os eixos e a ferramenta, para gerar engrenagens que esta na aba Design do modulo de montagem Assembly.iam. Primeiro vamos gerar a base do eixo principal com a ferramenta., uma janela vai ser aberta para configurar as geometrias dos eixos, os eixos se montam por seções, vamos configurar duas seções. Fig. 10. Procedimento passo a passo Primeira seção Segunda seção 7

8 Apagamos as outras seções na opção e clicando em OK temos o resultado final. Depois de obter o eixo, temos que criar um plano de trabalho. Fig. 11. Eixo gerado Listo o eixo de base procedemos a criar a engrenagem que da o giro da coluna, clicamos na ferramenta. Lembre-se que o perfil gerado na engrenagem é um perfil representativo o perfil tem que ser feito separadamente para efeitos de controle de qualidade ou para fazer um molde de um modelo fundido. Para obter isto temos que clicar no Browser na opção (Export Tooth Shape). Logo despois este perfil é copiado e colado no arquivo do eixo. 8

9 A continuação tem que fazer uma operação de Extrusão e Extrude e Circular Pattern para obter a engrenagem com perfil envolvente verdadeiro. Com este ultimo passo terminamos este exercício Simulação dinâmica (Caso de estudo Curvas de carga) Curvas de Carga La curva de carga é uma relação gráfica do momento de carga em função do alcance horizontal e as alturas de trabalho que pode ter o equipamento, estas são padronizadas para cada equipamento e é uma informação importante para a operação do equipamento. Fig. 12. Curva de carga Grande maioria de estas curvas é construída diretamente dentro de um estudo 2D feito em AutoCAD, mas muitas vezes estes estudos são representativos e não são resultado da engenharia de produto 9

10 mesmo, a continuação se apresenta um procedimento simples para obter esta curva dentro do modulo de simulação dinâmica (Dynamic Simulation). Ao momento de modelar qualquer equipamento de elevação e transporte que tem nos seus componentes elementos como cilindros hidráulicos estes devem garantir que realmente fazem o movimento do equipamento, para comprovar esto revisar sempre as constraints presentes nos arquivos de estes componentes. Para começar este tutorial temos que abrir o arquivo Crane Au.iam. A continuação vai carregar o modulo de simulação dinâmica que se encontra na abá (Enviroments). A continuação clicamos na opção play da pequena janela de simulação. A partir da ferramenta Trace, posso gerar curvas a diferentes distancias dentro da montagem do guindaste, para gerar o catalogo final do equipamento com as curvas de carga. 10