INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SÃO PAULO CAMPUS SÃO JOSÉ DOS CAMPOS

Transcrição

1 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SÃO PAULO CAMPUS SÃO JOSÉ DOS CAMPOS Luana Pinho Fideles André Ryuske Takahashi Valdir Jucinei da Silva Thaís Cardoso de Oliveira Suporte Fixo com Elevação para Bicicleta Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo Campus São José dos Campos, como requisito para obtenção do Título de Técnico em Mecânica soborientação do Professor Ricardo Becker Mendes de Oliveira e Co-orientação do Professor Luís Carlos Pires Videira. São José dos Campos 2014 i

2 BANCA EXAMINADORA Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) defendido e aprovado em de de 2014, pela banca examinadora constituída pelos professores: Prof... Orientador (a) Prof.... Co-orientador (a) Prof.... ii

3 Aos nossos entes queridos Com muito amor e carinho, Dedicamos iii

4 Agradecimentos Muitas pessoas, direta ou indiretamente, contribuíram para a realização deste trabalho. Em especial gostaríamos de agradecer: Ao orientador, Ricardo Becker Mendes e co-orientador Luís Carlos Pires Videira, por acreditarem em nossa capacidade, valorizar o nosso trabalho e contribuir para o nosso crescimento pessoal e intelectual. e amizade. À professora, Vania Battestin Wiendl, pela contribuição, paciência E a todos os professores do Instituto Federal de São Paulo campus São José dos Campos/Petrobras por toda a disposição, atenção e ensinamentos dispensados no decorrer desses anos. iv

5 SUMÁRIO LISTA DE TABELAS... Erro! Indicador não definido. LISTA DE FIGURAS... vii RESUMO... viii ABSTRACT... ix 1. INTRODUÇÃO OBJETIVO REVISÃO BIBLIOGRÁFICA A bicicleta Problema no armazenamento Suporte MATERIAIS E MÉTODOS Materiais Métodos Elaboração da Coluna de Elevação Desenvolvimento do mecanismo Elevação do mecanismo Montagem do Suporte Desenho RESULTADOS E DISCUSSÕES Relações de custo e viabilidade econômica CONCLUSÃO Considerações finais Sugestões para trabalhos futuros REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS v

6 LISTA DE TABELAS Tabela 1-Comparação do custo entre fornecedores...12 vi

7 LISTA DE FIGURAS Figura 1: Suporte para duas bicicletas... 5 Figura 2: Suporte fixo na parede... 5 Figura 3: O perfil de metalon desenhado no SOLIDWORKS Figura 4: Suporte da polia móvel... 9 Figura 5: Suporte para posicionamento da bicicleta... 9 Figura 6: Suporte para posicionamento da bicicleta Figura 7: Fixando o metalon com o mecanismo na parede Figura 8: Seção do metalon para fixação das polias Figura 9: Montagem do suporte Figura 10 : Suporte da bicicleta vii

8 RESUMO Devido à falta de espaço para o armazenamento de bicicletas nas residências, foi desenvolvido um suporte para ser instalado em pequenos espaços e de fácil manuseio. Neste projeto optamos por um meio ecológico, utilizando materiais reciclados e de baixo custo. O desenvolvimento do suporte foi iniciado pela construção da coluna de elevação, feita de metalon, para a elevação do mecanismo com o suporte. O mecanismo foi desenvolvido com uma chapa de metal, rolamentos, abraçadeiras e elementos de fixação. Para a elevação do suporte foi montado um sistema com duas polias, uma fixa e outra móvel, o que proporcionou diminuição do peso, facilitando a suspenção da bicicleta. O suporte levantou a bicicleta como esperado. A barra do suporte ficou esteticamente ruim e por isso resolvemos troca-la. O preço do material reciclado foi menor que o preço de mercado. viii

9 ABSTRACT Due to the lack of space to store bicycles in residences, an easy handling gadget was developed to be installed in small spaces. In this project, we decided for an ecological method, using second-hand recycled material. The development of the gadget began with the construction of the lifting stud, made of metalon, to lift the trolley with the bars to hang the bicycles. The trolley was developed with a metal plate, bearings, clamps and hardware. To lift the trolley with the bar, a system with 2 sheaves - a steady one and a mobile one - was assembled, what led to weight decrease, making the bicycle lifting easier. The gadget lifted the bicycle as it was expected. The bar was esthetically unsuited which is why it was changed. The price of the recycled material was cheaper than the one in the retail. ix

10 1. INTRODUÇÃO Há tempos, a bicicleta foi um dos principais meios de transporte do mundo. Em aproximadamente 1490, Leonardo da Vinci desenhou o projeto de um veículo com duas rodas, foi o primeiro projeto de uma bicicleta.(escola da Bicicleta) O resultado da evolução começou num brinquedo criado na França, em 1790, com o conde francês Sivrac, que inventou o Celerífero. O brinquedo fora construído todo em madeira, constituído por duas rodas alinhadas unidas por uma viga onde se podia sentar porem muito pesado e rígido. O próximo passo da evolução veio com o barão alemão Karl Friederich Von Drais, em 1816, ele adaptou o sistema do celerífero e do ajuste de altura do selim. No entanto, não conseguiu conquistar o público, acabou ridicularizado e falido. Em 1839, quando o escocês Kirkpatrick Macmillan, um humilde ferreiro do interior, criou os pedais e mesmo assim o veículo não se popularizou. (Revista Bicicleta) Apenas por volta de 1862, movida pela Revolução Industrial, o desenvolvimento ganhou um grande impulso, conquistando o público. No Brasil, a bicicleta só chegou em 1898 com italiano Luigi Caloi onde instalou uma empresa de importação de bicicletas da Europa. Foi assim que elas entraram no país, e conquistaram seu espaço. (Revista Bicicleta) Nos primórdios de sua criação, as bicicletas eram usadas como meio de status, custando o equivalente a seis meses de salário de um trabalhador médio, mas com o passar dos anos, foi à busca para uma vida saudável. O benefício ao meio ambiente também estava em foco, sendo um meio de transporte não poluente. Atualmente o cenário é bem diferente, dificuldade de mobilidade urbana e a falta de estacionamentos adequados para as bicicletas impedem que pessoas as utilizem como meio de transporte básico, pois deixar uma bicicleta sem vigilância, mesmo que por curtos períodos de tempo podem facilmente resultar em danos ou roubos. 1

11 Otimizar os espaços nas residências para guardar as bicicletas tem se tornado um transtorno para a maioria de seus usuários. Isto é decorrente das residências seguirem a tendência de edificações em pequenas áreas. Destaca-se a importância que este veículo proporciona para incorporação de bons hábitos e conseqüentemente uma vida saudável. Com base nessas informações o presente projeto teve o objetivo de desenvolver um suporte para atender essas necessidades, visando auxiliaras pessoas com espaços reduzidos em suas residências. 2

12 2. OBJETIVO Produzir um suporte universal para bicicletas de fácil manuseio, instalação e baixo custo. 3

13 3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 3.1. A bicicleta Leonardo da Vinci foi o primeiro que esboçou o conceito de transmissão de força através de correntes, característica universal e até hoje utilizada nas bicicletas. Desde então não parou de evoluir, "Poucos objetos utilizados pelos seres humanos originaram uma revolução tão grande nas convenções sociais como a bicicleta" (Trecho do censo norteamericano de 1.900). (Tudo Sobre Rodas) 3.2. Problema no armazenamento As pessoas que vivem em apartamentos ou em casas pequenas, podem se deparar com um problema: onde guardar a bicicleta. O armazenamento no interior das residências nem sempre é tecnicamente e financeiramente possível. (Formiga) 3.3. Suporte O suporte é conveniente para edificações pequenas, ajudando e facilitando guardar a bicicleta. Porém nem todos são adequados para atender as necessidades de espaço. Os suportes atualmente comercializados no mercado são fixos não fornecendo uma facilidade aos seus usuários, conforme apresentados nas figuras 1 e 2 a seguir. 4

14 Figura 1: Suporte para duas bicicletas Este suporte suspende duas bicicletas em diferentes alturas, porem não podem escolher alturas diferentes das predeterminadas. Figura 2: Suporte fixo na parede 5

15 O suporte fixo de bicicleta com ajuste de altura facilitara o armazenamento de bicicletas e ocupando menos espaço e dando a dinâmica de ajustes. 4. MATERIAIS E MÉTODOS 4.1. Materiais Utilizamos alguns materiais de reciclados, tais como: 2 polias, 2 abraçadeiras, 2 rolamentos esféricos de 30 mm de diâmetro encapado com nylon e tubo retangular de aço carbono, conhecido com metalon, de 1,89 metros e chapa de 5mm de espessura e 22cm de comprimento para confecção do mecanismo. Os seguintes materiais foram comprados em lojas especializadas: parafusos sextavados, parafusos allen, porcas e buchas, cabo de aço1/8 de diâmetro encapado, tubo de aço 1020 diâmetro de 3/4 e comprimento de 20cmpara confecção do suporte, chapa de alumínio espessura de 4mm, cantoneira aço1020 ( 2 metros), EVA (Etileno Acetato de Vinila) e um enrolador de mangueira Métodos Como não há registro de projeto semelhantes na literatura ou metodologia do projeto seguiu os procedimentos de montagem que foram adotados no laboratório do IFSP campus São José dos Campos Elaboração da Coluna de Elevação Observando os suportes disponíveis no mercado, optou-se por um projeto pratico e dinâmico. Utilizamos o perfil de metalon, que foi preciso ser aberto um canal para o deslocamento do mecanismo, para fazer a coluna de elevação, porem no interior do perfil havia um cordão de solda (do próprio processo de fabricação) que impedia a movimentação do mecanismo, com isso, o mesmo foi retirado, utilizando a ferramenta de retificação. Após a retirada do cordão de solda foi realizada a furação na 6

16 coluna, para a fixação na parede. Posteriormente foi aplicada uma tinta anticorrosiva Desenvolvimento do mecanismo Projetamos o mecanismo para que o mesmo pudesse correr no perfil de metalon. Utilizando rolamentos de esferas, encapando-o com nylon para eliminar o atrito e ruído com o metalon. Utilizamos uma barra de aço inox (22cm) para unir os dois rolamentos, fixando duas abraçadeiras reguláveis através de parafusos allen (6 mm de diâmetro) onde foi encaixado o suporte que posicionara a bicicleta de modo a ser elevada pelo mecanismo. No qual tracionado com o cabo de aço conectado a uma extremidade ligando-o ao sistema de polias Elevação do mecanismo Foi projetado um sistema de polias moveis com elevação por cabo de aço para que se pudesse elevar o suporte. Foi estimado um valor de carga máxima (N) para o dimensionamento da estrutura. Nesta seção é apresentada a equação 1 utilizada para estimar a carga máxima para o suporte : P= m x a Onde P = peso, m = massa e a = aceleração da gravidade. Para os cálculos da polia, foi utilizada a equação 2 abaixo: Fp= P/2 As unidades para as equações acima foram respectivamente, Peso (P)= N, massa (m) = Kg e aceleração (a) = m/s² Montagem do Suporte Para a montagem do suporte foram utilizadas barra de metalon, cantoneiras, parafusos (m06). Após o dimensionamento das peças foi 7

17 realizado o trabalho de confecção do suporte, corte, furação, dobramento e fixação. Utilizando a cantoneira como o "garfo" do suporte, e fixando-o na barra de metalon com parafuso (m06), feito um reforço com o sistema de mão francesa, para dar estabilidade e maior resistência ao suporte. Para não causar danos na pintura da bicicleta encapamos os "garfos" do suporte com borracha EVA Desenho O desenvolvimento do projeto pelo SOLIDWORKS foi feito para ilustrar a ideia do que aconteceu na prática. Criando as peças e montando para que possamos ver parcialmente sua funcionalidade. Na figura 3 é apresentado o perfil de metalon utilizado no presente trabalho. Figura 3: O perfil de metalon desenhado no SOLIDWORKS.. 8

18 A figura 4 apresenta o suporte da polia móvel. Figura 4: Suporte da polia móvel Na figura apresentada a seguir tem-se o esquema do suporte para armazenar a bicicleta. Figura 5: Suporte para posicionamento da bicicleta 5. RESULTADOS E DISCUSSÕES Nesta seção são apresentadas figuras que ilustram as varias etapas de confecção das partes do suporte bem como sua montagem. 9

19 A figura 6 apresenta a furação do perfil de metalon para fixação do suporte na parede. Figura 6: Suporte para posicionamento da bicicleta A figura 7 ilustra a fixação do suporte na parede. Figura 7: Fixando o metalon com o mecanismo na parede. 10

20 Em uma seção do perfil, foram instaladas as polias conforme na figura abaixo: Figura 8: Seção do metalon para fixação das polias. Em seguida foi realizada a montagem do suporte de elevação, conforme ilustrado na figura 9. Figura 9: Montagem do suporte. 11

21 Figura 10 : Suporte da bicicleta. 5.1 Relações de custo e viabilidade econômica Alguns materiais foram adquiridos de empresas de sucatas por serem mais barato do que comprados em lojas especializadas. A tabela apresenta uma comparação de peças entre esses dois comércios: Tabela 1 Comparação do custo entre fornecedores Comparação de preços (R$) Novos (loja de Reutilizados entre materiais Novos x ferragem) (ferro velho) Reutilizados 1 Barra de perfil metalon R$ 20,00 R$ 12,00 50x25cm 1 cantoneira R$ 20,00 R$ 10,00 2 rolamentos encapados nylon R$ 120,00 R$ 60,00 2 roldanas com rolamento R$50,00 R$ 30,00 *Destaca-se que alguns dos materiais usados não foram reutilizados como os parafusos discos de corte, cabo de aço e a tinta. 12

22 Embora os materiais fossem comprados em loja de sucata, estes apresentam-se em bom estado de conservação e, consequentemente, não interferem na funcionalidade das peças e no funcionamento do suporte montado. 6. CONCLUSÃO 6.1Considerações finais O presente trabalho tinha como objetivo a elaboração e confecção de um suporte para acondicionar bicicleta sem ambiente de pequenas áreas. Desta forma, este projeto viabilizava a economia de espaços e conservação das bicicletas. Sendo assim o presente projeto atingiu as expectativas esperadas Sugestões para trabalhos futuros Nesta seção são apresentadas algumas sugestões para trabalhos futuros. Este trabalho não foi possível a fixação de catraca para elevação do suporte, ficando como sugestão para trabalho futuro a adequação de um dispositivo na forma de catraca. 13

23 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS (s.d.). Acesso em 17 de 04 de 2014, disponível em Revista Bicicleta: (1 de maio de 2013). Acesso em 16 de 04 de 2014, disponível em dbike: Escola da bicicleta. (s.d.). Acesso em 09 de 04 de 2014, disponível em Escola da bicicleta. (s.d.). Acesso em 17 de 04 de 2014, disponível em Revista Bicicleta: Formiga, F. d. (s.d.). Ideias de negócios - Oficina de Bicicletas. Sebrae. Tudo sobre rodas. (s.d. ). Acesso em 09 de 04 de 2014, disponível em 14