FORMULÁRIO PARA INSCRIÇÃO DE PROJETO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA.

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1 FORMULÁRIO PARA INSCRIÇÃO DE PROJETO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA. Coordenação/Colegiado ao(s) qual(is) será vinculado: Curso (s) : Engenharia Mecânica Nome do projeto: Projeto e execução de um equipamento para ensaios de desgastes pino disco Nome do professor orientador: Wilmar Mattes Nome do professor co-orientador: Carlos Viana Nome do coordenador(a) do Curso: Para a Fundação Educacional Regional Jaraguaense FERJ, mantenedora do Centro Universitário - Católica de Santa Catarina em Jaraguá do Sul e em Joinville, encaminhamos anexo, Projeto de Iniciação Científica a ser submetido ao Edital nº.../2014 Programa de Bolsas de Estudo da Educação Superior UNIEDU, da Secretaria de Estado da Educação de Santa Catarina, e declaramos nosso interesse e prioridade conferida ao desenvolvimento do projeto ora proposto, assim como nosso comprometimento de que serão oferecidas as garantias necessárias para sua adequada execução, incluindo o envolvimento de equipe, utilização criteriosa dos recursos previstos e outras condições específicas definidas no formulário anexo. Jaraguá do Sul, 02 de maio de 2014 Professor orientador Professor coorientador Coordenador do Curso 1

2 1-DADOS CADASTRAIS IDENTIFICAÇÃO DO ACADÊMICO E PROFESSOR(ES) ORIENTADOR(ES) NOME COMPLETO DO PROFESSOR(A) ORIENTADOR(A): Wilmar Mattes CPF: CURSO : Engenharia Mecânica Identidade: Órgão Emissor-UF:SSI/SC Data de Emissão: 10/11/ mattes@catolicasc.org.br Endereço Residencial :Rua Ema Schmitd, 175 Bairro Centro Cidade Corupá UF SC CEP Telefone residencial: Telefone Comercial: Celular: Banco :Brasil Agência: Conta Corrente: Regime de Tempo de Trabalho 40 horas semana Titulação/Categoria Funcional : Dr em Engenharia Macânica INTERVENIENTES (Instituições ou parcerias que participam do projeto para manifestar consentimento ou assumir obrigações em nome próprio.anexar documentação comprobatória.) Nome Sigla CNPJ Endereço: Cidade : CEP UF Telefone Fax Nome do Dirigente: Natureza Jurídica: Cargo: Atividade Econômica Predominante: 2

3 2 DESCRIÇÃO DO PROJETO Orientações para organização do texto( projeto): Fonte: Times New Roman ou Arial, 12. Espaçamento entre linhas simples, o texto deverá estar justificado. Todos os autores deverão estar corretamente citados no texto e descritos nas referências. Título do Projeto: Projeto e execução de um equipamento tribômetro pino disco para ensaios em escala real Tipo de Projeto ( 24 meses ) (X) Apresentado pelo professor; Resumo do Projeto O equipamento servirá para instrumentar o Laboratório de Tribologia e Materiais do Centro Universitário Católica de SC com o objetivo de classificar os materiais de acordo com sua resistência ao desgaste. Através destes ensaios serão selecionados os pares com os melhores materiais ou revestimentos para a fabricação de componentes ou partes de equipamentos, bem como também revestimentos de ferramentas, contudo a apresentar uma previsão de vida útil para a aplicação. Com este projeto busca-se uma proposta para construção de um equipamento respeitando a norma ASTM (Standard Test Method for Wear Testing with a Pin-on-Disk Apparatus), o projeto mecânico contemplará com recursos de fácil operacionalidade, consequentemente, reduzir o tempo na preparação dos testes. O equipamento contará, com sistema supervisório LabVIEW, servo motor com resolver e servo controlador, para regulagem mecânica composto por guia deslizantes, dispositivo de troca rápida dos corpos de provas (pino e disco). O equipamento contará com a composição de circuito de controle de carga, rotação, torque e temperatura, em malha fechada. No quesito precisão, a incerteza da faixa de mais ou menos 2,5% do valor nominal medido, repetibilidade na faixa de 0,010. Texto limitado em até 200 palavras Problematizacão (Problema de pesquisa) O estudo da tribologia é a ciência do entendimento dos fenômenos de atrito, desgaste e lubrificação, atualmente quando se fala em ensaios tribológicos, em especial de desgaste, usa-se equipamento de pino disco, este equipamento tem seu funcionamento pela ação de uma determinada carga, que entra em contato com um disco e desliza sobre ele. Os ensaios pino disco são realizados por: selecionar os materiais que deseja estudar, corpo e contra corpo de prova; o disco; o disco é fixado na base girante; o pino é fixado a um braço, no qual há sensores de deslocamento e carga; os materiais são colocados em contato, com o pino sujeito a determinada carga, e este contato gera um força, que é transferida através do braço; o equipamento armazena os dados, valores de atrito entre os corpos e estes são enviados a um computador; os valores monitorados e armazenados são formatados em tabelas para serem analisados. Texto limitado a 20 linhas Justificativa (descrever o problema de pesquisa e sua importância científica, tecnológica e sócio-econômico-ambiental para a região ) Os equipamentos de ensaios de desgastes pino disco são utilizadas em larga escala nas industrias metal mecânica para medições de desgastes da camada de revestimentos, aços ferramentas, camadas polimérica, revestimentos em componentes eletrônicos, revestimentos de proteção, etc. Texto limitado a 20 linhas 3

4 Objetivo Geral: ( Onde estamos...onde queremos chegar.) Projetar e executar um equipamento de ensaios de desgaste pino disco, automatizado e instrumentado. Objetivos específicos ( Etapas que devem ser cumpridas para se atingir o objetivo geral.) Texto limitado a 05 linhas Projetar e construir um equipamento para estudar e determinar o desgaste durante o deslizamento de um pino sobre um disco. Automatizar e instrumentar o equipamento de ensaios de desgaste pino disco. Executar ensaios para fazer a calibração do equipamento, que deve manter a velocidade do disco constante durante o ensaio, executar o número de revoluções pré-determinado e aplicar a carga do pino sobre o disco sem perdas mecânica sobre mancais, fusos e guias de deslizamentos. Texto limitado a 15 linhas Metodologia (Descrição dos procedimentos, instrumentos( questionários, formulários, entrevistas, softwares), técnicas e materiais(equipamentos) a serem utilizados na execução do projeto). Para a realização da metodologia experimental proposta neste projeto de pesquisa seguirá etapas de atividades de acordo com a sequência: a) Definição da Norma de Teste. b) Projeto do Equipamento de Teste. c) Realização de Avalições Operacionais. d) Aprovação do Projeto. e) Fabricação do Equipamento. f) Automação e Instrumentação do Equipamento. g) Realização dos Ensaios de Desgastes. h) Acreditação do Projeto e Processo. Observação, já foi adquirida a Norma, Servo Motor, Servo Controlador e CLP. Fundamentação Teórica Texto limitado em 02 página Os equipamentos de análise laboratorial de desgaste são equipamentos que buscam reproduzir fenômenos que acontecem no dia-a-dia de maneira acelerada e controlada. Para uma análise de desgaste é necessário entender todas as variáveis que se encontram através de um ensaio, muitas vezes a soma de diversos fatores acaba convergindo o ensaio para um resultado diferente do esperado. A Tribologia é a ciência que estuda a lubrificação, desgaste e atrito, incluindo os estudos da interação física e química de componentes, distribuição de forças, conversão de energia e alteração de topografia (BHUSHAN, 2002). O desgaste é a maior causa de descarte e perda de propriedades dos componentes mecânicos, os desgastes são responsáveis por 30% do PIB, a busca da redução no desgaste tem saldo positivo no orçamento da manutenção, a busca de técnicas efetivas para controlar o desgaste e reduzir o atrito, são bem vindas (STACHOWIAK, 2001). Os desgastes mais comuns são o desgaste abrasivo, desgaste erosivo, desgaste corrosivo e a 4

5 cavitação. O grande desafio dos projetistas é prever os pontos aonde estes diferentes tipos de desgaste podem ocorrer, e selecionar os materiais apropriados para a redução dos efeitos de desgaste (STACHOWIAK, 2001). Os estudos com ensaios de desgastes são práticas importantes, pois com eles é possível fazer um estudo de degradação acelerada em corpos de provas, simulando com tempos, processos definidos e controlados. Os testes de laboratório se dividem em dois grupos. O primeiro grupo são os testes fenomenológicos que focam em alguma situação particular de desgaste como erosão, abrasão ou oxidação. O segundo grupo são os testes operacionais, que focam mais na aplicação do equipamentos de Ensaio de Disco de Borracha com Areia, Ensaio de Erosão de Partículas Sólidas, Ensaio de Erosão por Cavitação, Ensaio de Desgaste de Quatro Esferas, Ensaio de Desgaste Bloco-Disco e Ensaio de Desgaste Pino-Disco, etc., exemplo de aplicações, análise de durabilidade das engrenagem de uma caixa de câmbio (BAYER, 2004). Os ensaios pino disco, é uma técnica de ensaios para determinar o desgaste provocado pelo deslizamento de contatos com áreas reduzidas. O equipamento de teste pino disco consiste em rotacionar o disco ou fazer movimentos circulares com o pino para que haja um movimento discordante entre o A Figura 1 ilustra o funcionamento teórico do dispositivo. Figura 1 - Representação esquemática do dispositivo Pino-Disco Fonte: (ASTM G99, 2004) Pode-se configurar o dispositivo tanto na horizontal quanto na vertical, contanto que o eixo do pino esteja perpendicular com a face do disco. Com carga pré-determinada, o pino é pressionado sobre o disco que está em movimento, sendo possível simular a carga utilizando dispositivos mecânicos, hidráulicos, pneumáticos e elétricos. A determinação do desgaste é feita através da análise de perda de massa ou variação das medidas do disco e do pino realizadas antes e depois dos testes. A quantidade de desgaste é resultado de uma combinação de fatores como força aplicada, velocidade de deslizamento, distância percorrida, o meio em que o teste é realizado e as propriedades dos materiais. As características dos sistemas reais como meio corrosivo, temperatura, lubrificação e geometria podem levar o teste a resultados distantes dos valores reais, logo deve-se simular o maior número possível de variáveis. Texto limitado em até 05 páginas 5

6 3. CRONOGRAMA DE EXECUÇÃO ETAPA OU FASE DO PROJETO Objetivo Específico Etapa/Fase (O que?) Especificação (Como?) Início Semanas e meses Término Semanas e meses Projetar e construir um equipamento para estudar e determinar o desgaste durante o deslizamento de um pino sobre um disco. Automatizar e instrumentar o equipamento de ensaios de desgaste pino disco. Executar ensaios para fazer a calibração do equipamento, que deve manter a velocidade do disco constante durante o ensaio, executar o número de revoluções prédeterminado e aplicar a carga do pino sobre o disco sem perdas mecânica sobre mancais, fusos e guias de deslizamentos. Estudar a Norma, material didático, artigos científicos, analisar os processos de fabricação, esboçar as peças e modelar as peças em CAD. Estudar os meios de automação e instrumentação, conhecer os softwares do servo controlador, configuração dos movimentos, sensores, resolver, programação do CLP. Analisar as normas para ensaios, produzir corpos de provas. Após analises dos processos, modelar as peças em CAD, usinar, conformar e montar os componentes mecânicos. Montar, fixar sensores, programar servo controlador, parametrizar servo e analisar os procedimentos necessários. Usinar e revestir os corpos de provas, fazer os ensaios e comparar com o equipamento da USP de São Carlos. Inicio na primeira semana de junho de Inicio na segunda semana de outubro de Inicio na primeira semana de novembro Termino na primeira semana de outubro de Termino na última semana de outubro de Termino na ultima semana de maio de

7 4. REFERÊNCIAS ( Descrever as utilizadas na elaboração do projeto.todas as referências deverão estar citadas no corpo do projeto, conforme normas ABNT) ASTM G99-04, Standard Test Method for Wear Testing with a Pin-on-Disk Apparatus. American Society for Testing and Materials. ASM Society: United States, 5 p., BAYER, Raymond G; Mechanical Wear: Fundamentals and Testing. Marcel Dekker: New York, 395 p., BHUSHAN, Bharat; Introduction to Tribology. John Wiley & Sons: New York, 732 p., STACHOWIAK, Gwidon W.; Batchelor, Andrew W. Engineering Tribology. 2.ed. Butterworth-Heinemann: Boston, 744 p., RESUMO DO ORÇAMENTO: FERJ Elementos de Despesa Quantidade Preço Unitário R$ Participação em eventos 1 Passagens e Despesa de Locomoção. Material de Consumo ( descrever todos os itens ex: Papel A4, disquetes,etc..) Aquisição de Livros * Cópias monocromáticas, Contrapartida (quando houver parcerias) Quantidade Preço Unitário R$ Total R$ 1 Deverá estar justificada a despesa na Metodologia do projeto e aprovada pela Coordenação do PROINPES 7

8 fotocópia colorida, fotos aéreas, mapas, plotagens, cópias em metro. Equipamentos e Material Permanente ** Outros ( Descrever conforme padrão) Total do Projeto R$980,00 R$980,00 * O valor não poderá exceder a 15 % do valor total solicitado para a execução do projeto. ** O valor solicitado deverá respeitar os critérios dispostos no Edital. R$980,00 6-CRONOGRAMA DE DESEMBOLSO (R$) (Especificar o período em que os elementos de despesas serão solicitados) Objetivo Específico Elementos de despesas Período Valor Projetar e construir um equipamento para estudar e determinar o desgaste durante o deslizamento de um pino sobre um disco. Carcaça do equipamento conforme desenho, elementos de fixação, sensores. Terceira semana de junho de 2014 R$980,00 CONTRAPARTIDA (quando houver parcerias) Objetivo Específico Elementos de despesas 7. EQUIPE 8

9 (Breve histórico da equipe e de sua experiência na área do projeto) Importante: Anexar Currículo Lattes 2 (atualizado nos últimos 06(seis) meses), completo para toda a equipe envolvida no projeto. Texto limitado em 01 página 9