Coordenação/Colegiado ao(s) qual(is) será vinculado: Engenharia Mecânica e Engenharia Eletrica.

Transcrição

1 FORMULÁRIO PARA INSCRIÇÃO DE PROJETO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA. Coordenação/Colegiado ao(s) qual(is) será vinculado: Engenharia Mecânica e Engenharia Eletrica. Curso (s) : Engenharia Mecânica e Engenharia Mecânica Nome do projeto: Projetar e fabricar um pórtico rolante Nome do(s) acadêmico(s) envolvido(s): Nome do professor orientador: Wilmar Mattes Nome do professor co-orientador: Nome do coordenador(a) do Curso: Renato Zanandrea 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 05/ FERJ, 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, 01 de abril de Acadêmico(a) Acadêmico(a) Professor orientador Professor coorientador Coordenador do Curso 1

2 2 DESCRIÇÃO DO PROJETO Título do Projeto: Projetar e fabricar um pórtico rolante Tipo de Projeto ( 12 meses ) ( ) Elaborado pelo acadêmico em conjunto com o professor orientador; ( x) Apresentado pela instituição; Resumo do Projeto Hoje equipamentos de transporte e elevação de carga, em especifico pórtico rolantes sobre trilhos, poucos são os materiais para consulta, devido à alta complexidade e variedade de equipamentos do gênero. O equipamento proposto é um pórtico rolante em escala que será fabricado para instalação no laboratório do Centro Universitário Católica se Santa Catarina de Jaraguá do Sul. Onde serão feitos os carregamentos com carga máxima, carga de teste dinâmico e carga de teste estático com 140% da carga nominal. Com o carregamento irão surgir as deformações e tensões, onde serão feitos analises em elementos finitos com o auxilio do software ANSYS As deformações captadas na análise serão comparadas com as deformações admissíveis descritas na NBR Também com o carregamento serão captadas as tensões atuantes em condições normais e de teste estático, as tensões atuantes serão comparadas com as tensões admissíveis de cada caso conforme norma NBR PALAVRA CHAVES: Pórtico Rolante, Deformação, Tensão, Elementos Finitos. Texto limitado em até 200 palavras Problematizacão: Um dos mais importantes aspectos a considerar quando do projeto e equipamentos de uma planta industrial moderna, para sua máxima eficiência, é a instalação do número correto de guindastes indústrias tais como: Ponte Rolante, Pórtico Rolante e Guindastes ao longo de toda a planta. Ao maximizar a rede interna de distribuição, através do correto posicionamento do equipamento de levantamento e transporte de carga aonde é necessário, muito tempo pode ser economizado em processos e, isto obviamente, levará a um resultado mais produtivo. O Pórtico Rolante é usado em todas as indústrias em que objetos pesados devem ser levantados ou transferidos, dentro da planta de produção da fábrica ou em seu pátio de armazenamento. Texto limitado a 20 linhas Justificativa: Os guindastes tipo Pórtico rolante são tipicamente usados da mesma forma que uma ponte, no levantamento vertical de objetos de uma superfície para outra. A grande facilidade de alguns modelos é a movimentação no pavimento, com trilhos ou não. Outra característica é facilidade na montagem e desmontagem, principalmente quando existem possibilidades de mudança das instalações, para outra área. Objetivo Geral: Projetar e fabricar um pórtico rolante sobre trilhos em escala para ser instalado no laboratório de movimentações de materiais. Texto limitado a 05 linhas Objetivos específicos: Utilizar o projeto de pesquisa do acadêmico Wagner avier Patrício como base para fabricar o pórtico rolante; Conferir o dimensionamento e normas utilizadas; Usinar, soldar as peças necessárias; Montar e concluir o projeto. Texto limitado a 15 linhas Metodologia: Primeira etapa: Utilizar o projeto de pesquisa realizado pelo acadêmico Wagner avier Patrício de Engenharia Mecânica, conferir os desenhos, dimensionamentos, normas. Segunda etapa: Usinar, soldar as peças necessárias.terceira etapa: Montar as partes mecânicas. Quarta etapa: Fazer a montagem elétrica, controle e movimentação. Quinta etapa: Testar. Sexta etapa: Desmontar para Pintura. Sétima etapa: Pintura e acabamento. Oitava etapa: remontagem. Observação foram doados 95% dos componentes, já em poder do Centro Universitário Católica de Santa Catarina. Texto limitado em 02 página Fundamentação Teórica 1 MÁQUINAS DE ELEVAÇÃO E TRANSPORTE Equipamentos de elevação e transporte de cargas são equipamentos mecânicos que fazem parte de toda empresa dentro da indústria moderna. Como descrito por Rudenko (1976), os inúmeros projetos de máquinas de elevação e transporte de carga, são 2

3 resultados de uma grande variedade dimensional e capacidade de cargas a serem movidas. A abundância de operações de transportes de cargas, sem a qual a produção moderna seria impossível. Todo processo de produção, em cada empresa, depende essencialmente de uma escolha racional dos tipos de máquinas de elevação e transporte, determinação correta de seus principais parâmetros e eficiente operação. Todo engenheiro deve, portanto, ter completo conhecimento do projeto e das características operacionais deste equipamento, bem, como dos métodos de seus projetos e aplicações práticas (RUDENKO, 1976, p 01). 1.1 INSTALAÇÕES INTERNAS DE TRANSPORTE E MÁQUINAS DE ELEVAÇÃO Equipamentos de elevação e transporte de cargas tem a aplicação para movimentar cargas dentro de áreas da indústria, locais de construções, depósitos, etc. Como comentado por Rudenko (1976) diferentemente das máquinas de transporte de longa distância (ferrovia, automóvel, de água e ar), que transporta cargas a distância consideravelmente longas. Os equipamentos de elevação e transporte de cargas movem cargas a distância relativamente curtas. Na prática os equipamentos de transporte de cargas, estas distâncias são usualmente limitadas a dezenas ou centenas de metros. Raramente atingem milhares de metros. Em toda empresa, operações de manuseio e carga dependem das facilidades disponíveis no transporte. Processos de transporte dessa espécie não se limitam, apenas, a remover cargas de um lugar para outro, mas incluem, também, operações de carga e descarga, isto é, entrega de carga às máquinas portadoras de carga, descarregando-as em locais predeterminados, alojando mercadorias em armazém e movendo-as aos equipamentos de processo (RUDENKO, 1976, p 03). 1.2 PRINCIPAIS GRUPOS DE MÁQUINAS DE ELEVAÇÃO E TRANSPORTE Os grupos principais das máquinas de elevação e transporte de cargas são classificados pelas suas aplicações. A classificação resumida por Rudenko (1976). Cada grupo de equipamentos é definido, resumidamente, como. Equipamentos de elevação é o grupo de maquinas com mecanismo de elevação. Destinado a mover cargas, principalmente em lotes. Equipamento transportador é o grupo de máquinas que pode não ter mecanismo de elevação, movendo cargas num fluxo contínuo. Equipamento de superfície e elevado é o grupo de máquinas que também pode não ser provido de mecanismo de elevação e que usualmente manuseia cargas em lotes (RUDENKO, 1976, p 05). Rudenko (1976) diz que as diferenças nos projetos dos grupos dependem das características de cada carga que se manuseia, nas direções dos movimentos e necessidades dos processos da movimentação de cada carga. As cargas podem ser classificadas em carga a granel (carvão, minério, cimento, etc.) e cargas unitárias que podem diferir amplamente no dimensional e peso. Geralmente, o movimento de trabalho, em máquinas de elevação, destina-se tanto a levantar como a baixar a carga. Algumas máquinas de elevação podem também, deslocar horizontalmente, girar, mover-se radialmente, etc. A maior parte das instalações de transporte desloca cargas na direção horizontal, embora muitas possam movê-las em vários ângulos com a direção horizontal ou na vertical (RUDENKO, 1976, p 06). 1.3 ESCOLHAS DAS MÁQUINAS DE ELEVAÇÃO E TRANSPORTE Máquinas de elevação e transporte de cargas tem fabricações em projetos padrões e fabricações especiais, com uma infinidade em tamanho dimensional, capacidade de carga e concepção de projeto. Rudenko (1976) indica alguns fatores técnicos que são as principais orientações na escolha dos tipos de equipamentos a serem empregados na indústria, e mecanizar qualquer processo de elevação e transporte. Propriedades de carga a serem manuseados. Rudenko (1976), para carga unitária sua forma, peso, conveniente superfície de apoio ou partes pelas quais podem ser suspensas, fragilidade, temperatura, etc. Capacidade horária requerida por unidade. Rudenko (1976), grande variedade de velocidades para mover cargas podem ser obtidas, com certos tipos de equipamentos. Por outro lado, há equipamentos, tais como carrinho motorizado ou pontes rolantes, seguindo um ciclo definido de movimentos com retorno da carga em vazio, que podem operar com uma eficiência superior quando em trabalho com a carga máxima. 3

4 Direção e distância do percurso. Rudenko (1976), grande parte dos equipamentos pode transportar cargas em direção horizontal, vertical e em ângulos. O movimento vertical requer talha, guindaste, elevador de caçamba ou de bandejas. O movimento horizontal pode ser obtido com carrinhos motorizados ou manuais, carrinho fixo, etc. Alguns equipamentos podem facilmente transportar cargas por vias em curva, enquanto outros só se movem retilineamente. Os comprimentos do percurso, a posição dos pontos de abastecimento de cargas, são também, muito importantes para a correta escolha do equipamento. Métodos de empilhar cargas nos pontos iniciais, intermediários e finais. Rudenko (1976), método de carregar sobre veículos, diferem consideravelmente, pois algumas máquinas de elevação e transporte podem ser carregadas mecanicamente. Outras são necessário dispositivos auxiliares especiais ou até mesmo força manual. Cargas a granel podem ser armazenadas em lotes ou montes, dos quais devem ser removidas por outro meio, onde escoam pela gravidade, sobre instalações de transporte. Características dos processos de produção relacionada com a movimentação de cargas. Rudenko (1976), este fator influi decisivamente nas características dos equipamentos de elevação e transporte de carga. Os movimentos de máquinas de elevação e transporte estão diretamente ligados ao processo de fabricação e o desempenho das operações em processo. Condição específica do local. Rudenko (1976), está diretamente relacionado ao ambiente de trabalho, onde se incluem as dimensões e formas da área de trabalho, projeto do edifício, nivelamento do piso do chão de fábrica, condições do ambiente de trabalho do equipamento como poeira, umidade, presença de vapor, gases, temperaturas, etc. Em cada caso, as máquinas de elevação e transporte escolhido deverão satisfazer a todas as exigências dos processos de produção. Assegurar, ao mesmo tempo, um salto grau de mecanização e as mais favoráveis condições de trabalho deve reduzir o custo do manuseio, por unidade de carga, e reduzir o prazo dentro do qual o capital de investimento (RUDENKO, 1976, p 08). 2.4 TIPOS DE MÁQUINAS DE ELEVAÇÃO E TRANSPORTE Máquinas de elevação e transporte de carga são de extrema importância para a indústria moderna, porém de grande complexidade pela quantidade de tipos de equipamentos de elevação de carga e classificações. Para escolha do tipo de equipamentos se faz necessário uma vasta experiência na área da mecânica. Rudenko (1976) afirma que as máquinas de elevação podem ser do tipo estacionário, portáteis ou móveis, a maioria dos guindastes e elevadores é estacionária ou móvel. Das máquinas de elevação, o grupo dos guindastes são os mais extensos. Guindastes que se movem sobre trilhos de rolamento compreendem, primeiramente, guindastes em balanço e monotrilhos, que se movem retilineamente ao longo de trilhos especiais. 2.5 CLASSIFICAÇÃO DOS MECANISMOS E ESTRUTURAS É um dos aspectos mais importantes para o início do estudo que culminará com a definição do equipamento. Tratando-se de equipamentos de custo elevado, onde necessariamente ocorrerá amortização do investimento no tempo, requer-se um estudo aprofundado para não tornar-se obsoleto em curto prazo e nem ser projetado muito acima das expectativas de uso. É uma das etapas que julgamos complexa, pois estão envolvidos fatores internos e externos à empresa. Há a necessidade de prever como o equipamento irá operar, isto é, a percentagem de carga usual de operação em relação à carga máxima, bem como a frequência de utilização. Ou seja, desta forma poderemos classificar os mecanismos, bem como as estruturas, conforme a norma brasileira ABNT NBR Na tabela1, apresenta genericamente, como os componentes mecânicos, estruturais e elétricos, serão abordados: Tabela 1 - Norma Componentes. Mecanismos NBR 8400 CMAA 70/83 NBBR11723 Estruturas Detalhes Construtivos para Estruturas Motores Elétricos 4

5 Componentes Elétricos (excetos Motores) Fonte: Autor, A Norma NBR 8400 fixa diretrizes básicas para os mecanismos e estruturas. Entretanto é omissa em alguns detalhes construtivos estruturais, como por exemplo, as proporções dimensionais e a flecha admissível. (NBR 8400, 1984) Neste caso o recomendado pela CMAA 70/83 será observado. Também não fixa diretrizes para os componentes elétricos. Estas diretrizes serão extraídas das normas CMAA 70/83, NEC National Electrical Code, IEC - International Electrical Code e NEMA - NationalElectrical Manufacturers Association, (CMAA 70/83, 1983). Texto limitado em até 05 páginas 3. CRONOGRAMA DE EECUÇÃO ETAPA OU FASE DO PROJETO Objetivo Específico Etapa/Fase (O que?) Especificação (Como?) Início Término Utilizar o projeto de Analise da viabilidade pesquisa do acadêmico Wagner avier Patrício como base para fabricar o pórtico rolante Conferir as Normas, espaço para montagem e viabilidade da fabricação. 2 semana de abril de 4 semana de abril de 5

6 Objetivo Específico Etapa/Fase (O que?) Especificação (Como?) Início Término Conferir dimensionamento normas utilizadas Usinar, soldar as peças necessárias Montar e concluir o projeto o O cálculos dos e dimensionamentos da estrutura e se esta dentro das Normas. Fabricar as peças Montar a parte estrutural, montagem das partes de movimentação, montagem elétrica, pintura, remontagem e entrega do pórtico pronto Conferindo os cálculos dos dimensionamentos e desenhos. Usinagem de torno, fresdora, solda, etc. Montagem mecânica e elétrica, pintura e remontagem final 1 semana de maio 2 semana de maio de 3 semana de maio de 4 semana de outubro de 4 semana de outubro 3 semana de março de de REFERÊNCIAS ( Descrever as utilizadas na elaboração do projeto.todas as referências deverão estar citadas no corpo do projeto, conforme normas ABNT) CMAA 70/83, Specification for Eletric Overhead Traveling Cranes, Association of Iron and Steel Engineers, Pittsburg, NBR 8400, Cálculo de Equipamentos para Levantamento emovimentação de Cargas, ABNT - Associação Brasileira de NormasTécnicas, São Paulo, RUDENKO, N. Máquinas de elevação e transporte. 1 ed. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos Editora S.A.,