Documento No. R 0822 Revisão 0 15 setembro 2008

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1 MAKAI Engenharia & Serviços Ltda. fone /fax: / 8759 Website: Documento No. R 0822 Revisão 0 15 setembro 2008 MANUAL DE INSTALAÇÃO E USO MESA DE REAÇÃO PARA CARGAS DINÂMICAS DE 25 kn < LABORATÓRIO DE ESTRUTURAS VEICULARES > Referência Makai: Serviço S08.50 Arquivo: R0822 CIMATEC 11 páginas A4 Cliente: SENAI Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial CIMATEC Centro Integrado de Manufatura e Tecnologia FIEB Federação das Indústrias do Estado da Bahia Elaborado por: Adalto F. da Conceição Tecnólogo Senior Makai Alexius Masiukewycz Engenheiro Mecânico, MS Makai Mauro G. Vidal Ocean Engineer, MS Makai Resumo Este documento técnico, elaborado por Makai Engenharia & Serviços Ltda, apresenta os cuidados básicos e instruções técnicas para a correta instalação no Laboratório de Estruturas Veiculares do CIMATEC, dos módulos da mesa de reação para cargas dinâmicas até 25 kn, conforme projeto executivo desenvolvido pela Makai, visando principalmente o posicionamento das placas modulares da mesa sobre o bloco inercial de concreto, o nivelamento das mesmas, e a fixação dos módulos através de parafusos chumbadores de expansão no bloco de concreto. O documento apresenta também orientações e instruções de uso da mesa para uma correta fixação de amostras de peças que poderão ser submetidas a ensaios de fadiga mecânica. Quadro de Revisões Rev Data Resp. Comentários 0 15/set/08 Makai Emissão original

2 Mesa de Reação para Cargas Dinâmicas até 25 kn Set/08 página 2 de INTRODUÇÃO Este documento tem por objetivo apresentar, de forma clara e didática, uma seqüência de instruções técnicas para a correta instalação dos módulos que compõe a mesa de reação, conforme planejado pela projetista da mesa. A mesa de reação é composta por 12 módulos de placas de aço, com as dimensões nominais de 2,3 m x 1,00 m x 60 mm. Cada módulo pesa aproximadamente 1 tonelada. Os módulos possuem 4 furos com rosca na superfície superior para a fixação de olhais de içamento para o seu manuseio seguro. A sala do laboratório no qual será instalada a mesa tem as dimensões aproximadas de 7,0 m x 9,5 m com pé direito de 3,8 m. Parte do piso da sala corresponde a superfície de um bloco inercial de concreto totalmente enterrado no solo, e aproximadamente nivelado com o piso do laboratório, com área de 4 m x 7 m e espessura de 1,5 m. Os módulos da mesa de reação deverão ser fixados pro meio de buchas de expansão a esse bloco inercial de concreto, de maneira a oferecer uma única superfície plana e horizontal, sobressalente ao nível do piso, para a fixação de peças mecânicas de ensaio, dispositivos, e atuadores hidráulicos. A mesa de reação proverá os meios físicos de fixação das peças, dos dispositivos, e dos atuadores hidráulicos em diversas configurações de ensaio, e transmitirá os esforços decorrentes do ensaio das peças para o bloco inercial de concreto. 2.0 DOCUMENTOS DE REFERENCIA Durante a instalação dos módulos da mesa de reação 25 kn poderá ser necessário consultar o desenho de montagem da mesa e sua lista de materiais e componentes: Desenho No Mesa de Reação 25 kn Laboratório de Estruturas Veiculares Montagem da Mesa Completa 4 m x 7 m (nominal) LMC No. L Mesa de Reação 25 kn

3 Mesa de Reação para Cargas Dinâmicas até 25 kn Set/08 página 3 de INSTRUÇÕES PARA A INSTALAÇÃO DA MESA DE REAÇÃO 3.1 Preâmbulo As instruções para instalação da mesa de reação apresentadas neste documento, foram planejadas detalhadamente para possibilitar a perfeita instalação do equipamento no bloco inercial de concreto existente no laboratório do CIMATEC, e recomenda-se que a empresa responsável pela instalação siga essas instruções tanto quanto possível. Não obstante, por se tratar de um serviço de instalação não usual, e com requisitos bem específicos, a empresa instaladora poderá propor uma seqüência de instalação diferente da sugerida, que ela julgue ser mais adequada para o sucesso do serviço de instalação. A sala operacional do laboratório tem dimensões de 7,0 m x 9,5 m e pé direito de 3,80 m. Nessa sala, com piso plano e horizontal, está construído um bloco inercial de concreto armado que servirá de base para a fixação da mesa (metálica) de reação. O bloco inercial de concreto tem um comprimento de 7 m por uma largura de 4 m e uma profundidade de 1,5 m, com massa aproximada de kg. A superfície de 4 x 7 m plana e horizontal, no mesmo nível do piso, possui uma malha de armação, logo abaixo da sua superfície, com barras redondas de ferro de construção, 10 mm de diâmetro, espaçadas de 120 mm nas duas direções do plano horizontal, e recobertas com uma camada de concreto entre 20 e 25 mm de espessura. Os módulos da mesa de reação são constituídos por placas grossas, espessura nominal de 2.1/2, de aço laminado ASTM A-36, usinadas na superfície superior e nas suas faces laterais com a geometria final de x x 60 mm, pesando cerca de 1 tonelada cada módulo. Ao todo poderão ser instalados 12 módulos da mesa sobre o bloco inercial de concreto, sub-dividido em regiões, conforme ilustrado na figura 1. Cada módulo da mesa é dotado de 4 furos roscados na sua superfície superior para a fixação de olhais de içamento. O manuseio dos módulos deverá ser realizado sempre através desses olhais de içamento aparafusados e torqueados aos furos roscados, com o auxílio de equipamento de içamento adequado e seguro. Não existe ponte rolante disponível na sala operacional, portanto, será necessário o uso de uma empilhadeira ou pórtico móvel de capacidade adequada para o içamento seguro das placas. Apenas acessórios certificados para içamento de carga poderão ser utilizados no serviço de instalação. A empresa instaladora é a responsável pelo correto uso dos acessórios.

4 Mesa de Reação para Cargas Dinâmicas até 25 kn Set/08 página 4 de Marcação e Verificação da Superfície do Bloco Sugere-se iniciar o trabalho traçando-se na superfície do bloco as linhas divisórias das 12 regiões conforme mostrado na figura 1. Nesse trabalho de marcação do bloco é necessário identificar exatamente as regiões sob os parafusos de nivelamento de cada módulo. A superfície do bloco deve estar limpa e isenta de partículas soltas. Recomenda-se até mesmo uma pintura superficial com uma tinta de fundo adequada para concreto aparente. A superfície do bloco inercial de concreto deve estar razoavelmente plana e horizontal, porém, a instaladora deverá confirmar a existência de irregularidades da superfície exposta do bloco de concreto, e determinar a região de maior elevação. Para essa tarefa ela pode utilizar-se de um nível longo e uma régua reta (perfilado de alumínio) com um comprimento adequado. Figura 1 Demarcação das linhas divisórias na superfície do bloco de concreto Se for confirmado que uma região é bem mais elevada do que as demais, desníveis acima de 10 ou 15 mm, então sugere-se iniciar a instalação dos módulo por essa região mais elevada. Se não houver uma região preponderantemente mais elevada então devese começar a instalação por uma região de canto.

5 Mesa de Reação para Cargas Dinâmicas até 25 kn Set/08 página 5 de Posicionamento dos Módulos Antes de se posicionar o primeiro módulo é importante marcar os pontos de nivelamento de cada região, conforme mostrado na figura 2. Em seguida deve-se preparar as chapas de apoio para os parafusos niveladores. Essas chapas de apoio podem ser retalhos de chapa de aço carbono comum, dimensões aproximadas de 100 mm x 100 mm x 1/8. Figura 2 Coordenadas dos pontos niveladores Essas pequenas chapas deverão ser coladas com uma cola adequada (aço x concreto) na superfície do bloco de concreto na posição dos parafusos niveladores, conforme ilustrado na figura 3. Tanto quanto possível, essas placas devem estar niveladas no mesmo plano horizontal. Figura 3 Posicionamento das placas de apoio dos niveladores

6 Mesa de Reação para Cargas Dinâmicas até 25 kn Set/08 página 6 de 11 Com as chapas de apoio dos niveladores coladas a base de concreto, procede-se a colocação do primeiro módulo da mesa sobre as mesmas e posicioná-la corretamente. O manuseio de cada módulo da mesa deve ser feito com o máximo cuidado. Os módulos possuem quatro furos roscados para adaptação de olhais de içamento. O equipamento de levantamento da carga a ser utilizado, seja um pórtico móvel ou uma empilhadeira deve ser selecionada levando em conta o peso de cada módulo e sua geometria. Todos os acessórios de içamento de carga, tais como cabos de aço; grampos; e outros, devem ser certificados para o uso e adequados para a tarefa. 3.4 Nivelamento dos Módulos Com o primeiro módulo corretamente apoiado sobre as chapas de apoio procede-se ao nivelamento do mesmo através dos parafusos niveladores conforme ilustrado na figura 4. Figura 4 Parafusos de nivelamento O nivelamento dos módulos poderá ser realizado com o emprego de dois níveis longos adequados apoiados sobre o módulo da mesa de reação. Apesar de apenas 3 parafusos niveladores serem suficientes para o correto nivelamento do módulo, obter-se-á uma melhor estabilidade do módulo com os 4 parafusos niveladores devidamente apoiados nas suas respectivas placas de apoio.

7 Mesa de Reação para Cargas Dinâmicas até 25 kn Set/08 página 7 de Furação no Bloco de Concreto para Fixação dos Módulos Cada módulo da mesa de reação possui 8 furos passantes nos quais serão acomodados os parafusos de fixação que serão rosqueados nos chumbadores cravados no bloco de concreto. Os furos no bloco devem ser feitos com o módulo corretamente posicionado. Deve-se utilizar um martelete pneumático com função impacto e rotação ou uma furadeira de impacto de porte adequado e com base magnética. Existe uma boa folga dimensional entre o diâmetro do furo passante e o diâmetro do chumbador especificado, não obstante, os furos no bloco devem ser bem centrados e realizados com o máximo cuidado para não se danificar a parede do furo passante no módulo da mesa, conforme sugerido pela ilustração da figura 6. Figura 5 Furação no bloco de concreto para os chumbadores Deve-se seguir as instruções do fabricante do chumbador (TECNART) para o serviço de furação do bloco de concreto. Sugere-se também que os resíduos de material sejam constantemente removidos com um aspirador industrial adequado, durante a operação de furação. A profundidade dos furos para os chumbadores Tecnart URST M16 deve ser de 67 mm (-0 mm /+4 mm) a partir da superfície do bloco de concreto, ou 130 mm (- 0 mm / + 3 mm) com referência ao plano da mesa. Pode acontecer que ao se iniciar o furo no bloco de concreto, a broca de vídia encontre uma barra da malha da armação do concreto. Nesse caso, deve-se avaliar a dificuldade encontrada e decidir entre duas opções: a) continuar a furação no concreto mesmo se cortando a barra de armação, porém mantendo-se o direcionamento do furo, ou b) abandonar o furo. Como cada módulo da mesa possui 8 furos para sua fixação no bloco de concreto, podese abandonar um dos furos sem comprometer a funcionalidade de todo o conjunto.

8 Mesa de Reação para Cargas Dinâmicas até 25 kn Set/08 página 8 de Instalação dos Chumbadores e Fixação do Módulo Seguir as instruções do fabricante para a correta instalação dos chumbadores. Os furos no concreto devem estar completamente limpos antes de se inserir os chumbadores. O tipo de chumbador especificado (Tecnart URST) emprega uma bucha (comumente denominada bala) com geometria cilíndrica/cônica que é montada após a inserção do chumbador no concreto. A cravação dos mesmos deve ser feita com a ferramenta especial do fabricante Tecnart para o chumbador escolhido, batedor BTT. É interessante se ter a mão pequenos retalhos de chapas finas de aço, com espessuras diversas, que possam ser usados como calços do módulo em torno dos furos de fixação no concreto. Para se rosquear os parafusos de fixação do módulo deve-se utilizar as arruelas especiais (ver desenho série S0850) conforme ilustrado na figura 6. O torque de aperto dos parafusos sextavados M16 de fixação do módulo deve ser de 50 N.m (+/- 2 N.m). Figura 6 Inserção dos chumbadores O torque de aperto nos parafusos deve ser controlado com o uso de um torquímetro de capacidade adequada. Recomenda-se o uso de um pouco de graxa entre a cabeça do parafuso e a arruela especial.

9 Mesa de Reação para Cargas Dinâmicas até 25 kn Set/08 página 9 de Instalação Completa da Mesa e Interligação dos Módulos Os demais módulos devem ser instalados na seqüência de modo que cada módulo seja instalado justaposto ao módulo já instalado e fixado, conforme sugerido pela ilustração da figura 7. Os olhais de manuseio dos módulos devem ser removidos após o posicionamento dos mesmos. Recomenda-se que as chavetas de união sejam levemente aparafusadas interligando-se o módulo fixo com o módulo recém posicionado, antes mesmo do nivelamento deste último e furação do bloco de concreto. Para o nivelamento e a fixação do módulo recém-posicionado, seguir exatamente as mesmas instruções apresentadas para o primeiro módulo. O aperto final das chavetas de união deverá ser feito apenas após a fixação final do módulo justaposto. O torque especificado para o aperto dos parafusos da chaveta (classe de resistência 8.8) é de 160 N.m (+/- 10 N.m). Recomenda-se novamente o uso de um pouco de graxa para o aperto controlado dos parafusos das chavetas de união dos módulos. Figura 7 Chaveta de união dos módulos Completar a instalação e fixação dos módulos até se ter a mesa completa.

10 Mesa de Reação para Cargas Dinâmicas até 25 kn Set/08 página 10 de RECOMENDAÇÕES PARA O USO CORRETO DA MESA DE REAÇÃO Após a fixação de todos os módulos da mesa de reação e interligação dos mesmos com as chavetas de união, a mesa estará pronta para ser utilizada como base de apoio de peças que serão ensaiadas. Como não temos nenhum exemplo concreto de peças a serem ensaiadas, apresentamos apenas algumas regras gerais que deverão ser observadas pelo pessoal técnico do laboratório. Regra No. 01: Peças e componentes mecânicos submetidos a ensaios dinâmicos estão inerentemente sujeitos a falhas estruturais. A quebra de um parafuso ou de uma peça durante o ensaio pode ocasionar a projeção de fragmentos metálicos com muita energia, e dependendo do caso, equivalente até mesmo a energia de um projétil de arma de fogo. Dessa forma, a segurança do elemento humano (operador e espectador) deverá ser sempre a primeira consideração na definição de qualquer programa de ensaio no laboratório. Regra No. 02: Não permitir a aplicação de esforços mecânicos, cargas de ensaio acima da capacidade nominal da mesa, que é de 25 kn, em qualquer direção. Regra No. 03: Cada novo ensaio solicitado deverá ser estudado pela equipe do laboratório para a definição de dispositivos de fixação e acessórios especiais que certamente serão necessários. Manter sempre os esforços dinâmicos, ação e reação, contidos na mesa. Regra No. 04: É primordial que o aperto de parafusos de fixação de peças e atuadores seja feito com a máxima atenção, com ferramentas adequadas e com o torque especificado. Parafusos mal apertados ficam sujeitos a variação de carga e portanto são passíveis ao fenômeno de fadiga. Regra No. 05: Recomenda-se que o laboratório mantenha um registro de uso (log book) dos acessórios que podem ser utilizados em vários programas de ensaio, sujeitos a fadiga.

11 Mesa de Reação para Cargas Dinâmicas até 25 kn Set/08 página 11 de COMENTARIOS FINAIS As instruções de instalação da mesa de reação apresentadas neste documento foram elaboradas com o máximo cuidado, seguindo-se critérios técnicos, e dentro da filosofia de projeto adotada. Eventualmente, qualquer outra equipe técnica poderá ter idéias diferentes e propor um outro conjunto de instruções igualmente aceitável e exeqüível para a instalação da mesa, porém recomendamos que quaisquer alterações significativas nas instruções de instalação aqui apresentadas, sejam previamente discutidas com os técnicos da Makai. End File >>> Pasta: Makai Services/S08.50/ Arquivo Doc R08.22 CIMATEC