ediun michels 2014

7/23/2019 Ediun Michels 2014

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Ediun Michels

PROJETO DETALHADO DE UMA MQUINA DE ELEVAO

E TRANSPORTE

Horizontina

2012


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Ediun Michels

PROJETO DETALHADO DE UMA MQUINA DE ELEVAO E

TRANSPORTE

Trabalho Final de Curso apresentado comorequisito parcial para a obteno do ttulo deBacharel em Engenharia Mecnica, pelo Cursode Engenharia Mecnica da FaculdadeHorizontina.

ORIENTADOR: Ricardo Ferreira Severo, Me

Horizontina

2012


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FAHOR - FACULDADE HORIZONTINA

CURSO DE ENGENHARIA MECNICA

A Comisso Examinadora, abaixo assinada, aprova a monografia:

Projeto detalhado de uma mquina deelevao e transporte

Elaborada por:

Ediun Michels

Como requisito parcial para a obteno do grau de Bacharel em

Engenharia Mecnica

Aprovado em: 03/12/2012Pela Comisso Examinadora

________________________________________________________Professor Me. Ricardo Ferreira SeveroPresidente da Comisso Examinadora

Orientador

_______________________________________________________Professor Me. Anderson Dal MolinFAHORFaculdade Horizontina

_____________________________________________________Professor Dr. Richard Thomas Lermen

FAHORFaculdade Horizontina

Horizontina2012


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DEDICATRIA

Dedico este trabalho a Deus, a minhafamlia e todos aqueles que acreditaram emmim e me apoiaram nesta caminhada.


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AGRADECIMENTOS

A minha famlia, em especial aos meuspais Ilgo e Marlene por me ensinarem comsimplicidade e dedicao valores fundamentaisque serviram de base para mais esta conquista.

Ao meu professor orientador Ricardo

Ferreira Severo pelo apoio na orientao, pelashoras de empenho a me orientar, peladedicao e pacincia no amadurecimento dosmeus conhecimentos.

A todos os professores da FAHOR quepassaram por minha vida acadmica e que dealguma forma contriburam para o meuaprendizado.

A empresa estudada por abrir suasportas e pela ateno recebida durante a coletade informaes, permitindo o desenvolvimento

deste trabalho.Aos grandes amigos e colegas que

estiveram comigo durante a Faculdade, emespecial, Ivan Borgmann, Michel Busanello,Fabiana Simon, Tiago Perin, Maur Wallrius,Csar Santos, pessoas estas que meauxiliaram nos estudos durante esta longacaminhada.


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Quanto se tem muito tempo para comear um

trabalho, o primeiro esforo mnimo. Quando

o tempo se reduz a zero, o esforo beira as

raias do infinito. Se no existissem os ltimos

minutos nada neste mundo seria realizado.Murphy


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RESUMO

O presente trabalho tem como objetivo desenvolver o projeto detalhado deuma mquina de elevao e transporte para uma empresa metalrgica localizada nomunicpio de Horizontina/RS. A empresa, encontra-se com problemas na sualogstica interna e necessita de um equipamento que atenda a demanda de

produo. O estudo iniciou com uma reviso de literatura, pesquisando em livros,catlogos e bibliografias conhecidas na rea, acerca das caractersticas deequipamentos similares existentes no mercado, buscando proporcionar uma maiorfamiliaridade com os tipos de mquinas de elevao e transporte utilizadas nasindstrias. Posteriormente, atravs da aplicao de uma metodologia de projeto deproduto conhecida, a pesquisa focou-se em identificar as necessidades dos clientespara depois transform-las em requisitos a serem atendidos no desenvolvimento doequipamento. Por fim, o estudo apresentou de forma detalhada as informaesnecessrias construo do produto, que deve ser fabricado pela prpria empresa.O desenvolvimento deste projeto permitiu a aplicao de ferramentas especficas,como QFD, Diagrama de Mudge, Matriz de avaliao, Matriz Morfolgica, entre

outras, que possibilitaram a obteno de resultados que atenderam aos objetivospropostos.

Palavras-chaves:

Mquinas de elevao e transporte - projeto de produto - empresametalrgica de pequeno porte.


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ABSTRACT

This study is aiming to develop the detailed design of a machine for lifting and

transporting a metallurgical company located in the city of Horizontina/RS. Thecompany, meets with problems in their internal logistics and needs an equipment thatmeets the production demand. The study began with a literature review, researchingin books, catalogs and bibliographies known in the area, about the characteristics ofsimilar products on the market, seeking to provide greater familiarity with the types ofmachines used for lifting and transportation industries. Later, through the applicationof a methodology known product design, research focused on identifying customerneeds and then turns them into requirements to be met in the development of theequipment. Finally, the study presented in detail the information needed to build theproduct, to be manufactured by the company itself. The development of this projectenabled the implementation of specific tools such as QFD, Diagrama de Mudge,Matrix evaluation, Matrix Morphological, among others, which enabled obtainingresults that met the objectives.

Keywords:

Lifting and transport machine - product design - small metalworking

company.


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LISTA DE FIGURAS

Figura 1: Classificao de mquinas de levantamento. ....................................................... 14Figura 2: Fases do Desenvolvimento do Projeto. ................................................................. 17Figura 3: Etapas da fase de Projeto Informacional.. ............................................................. 19Figura 4: Etapas da fase de Projeto Conceitual. .................................................................. 22

Figura 5: Tarefas e processos envolvidos na anlise funcional.. .......................................... 23

Figura 6: Tcnicas para seleo de variantes de soluo. ................................................... 25

Figura 7: Etapas da fase de projeto detalhado ..................................................................... 27Figura 8: Diagrama de Mudge. ............................................................................................ 32Figura 9: Matriz da Casa da Qualidade. ............................................................................... 33Figura 10: Funo Global. ................................................................................................... 36Figura 11: Desdobramento da funo global. ...................................................................... 37

Figura 12: Concepo 1. ...................................................................................................... 40Figura 13: Concepo 2. ...................................................................................................... 41

Figura 14: Leiaute Preliminar. .............................................................................................. 42Figura 15: Carregamento na viga principal. ......................................................................... 46

Figura 16: Carregamento na viga da cabeeira. .................................................................. 48Figura 17: Carregamento na viga do trilho. .......................................................................... 49

Figura 18: Carregamento na coluna de sustentao ............................................................ 50


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LISTA DE QUADROS

Quadro 1 - Mtodos utilizados na busca por princpios de soluo. ..................................... 24Quadro 2 - Ciclo de vida versus clientes do projeto. ............................................................ 29Quadro 3 - Necessidades dos clientes. ................................................................................ 30Quadro 4 - Requisitos dos clientes do projeto. ..................................................................... 31

Quadro 5 - Requisitos do projeto. ........................................................................................ 31

Quadro 6 - Valorao dos requisitos dos clientes. ............................................................... 32

Quadro 7 - Especificaes do projeto - tero superior. ......................................................... 35Quadro 8 - Especificaes do projeto - tero mdio. ............................................................ 35Quadro 9 - Especificaes do projeto - tero inferior. ........................................................... 35Quadro 10 - Princpios de soluo. ...................................................................................... 38 Quadro 11 - Concepes alternativas da estrutura funcional. .............................................. 39

Quadro 12 - Avaliao Passa / no passa ........................................................................... 40 Quadro 13 - Matriz de avaliao das concepes. ............................................................... 41

Quadro 14 - Dados de entrada. ........................................................................................... 45Quadro 15 - Solicitaes empregadas no dimensionamento na viga. .................................. 45

Quadro 16 - Lista de verificao de erros e fatores de perturbao. .................................... 53Quadro 17 - Lista de materiais fabricados. ........................................................................... 54

Quadro 18 - Lista de materiais comprados .......................................................................... 54

Quadro 19 - Lista de verificao .......................................................................................... 55Quadro 20 - Questionrio de levantamento das necessidades dos clientes. ........................ 59

Quadro 21 - Questionrio de avaliao passa/no passa. ................................................... 60Quadro 22 - Anlise tenses. ............................................................................................... 63


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SUMRIO

1 INTRODUO .................................................................................................................................. 12

2 REVISO DA LITERATURA ............................................................................................................ 13

2.1 AIMPORTNCIADAMOVIMENTAODEMATERIAIS ............................................................. 13

2.2 MQUINASDEELEVAOETRANSPORTE .............................................................................. 132.3 TIPOSDEMQUINASDEELEVAOETRANSPORTE ............................................................ 142.4 COMPONENTESDEMQUINASDEELEVAOETRANSPORTE ........................................... 152.5 ESCOLHADASMQUINASDEELEVAOTRANSPORTE ....................................................... 162.6 VANTAGENSDAUTILIZAO ...................................................................................................... 16

3 METODOLOGIA DE PROJETO DE PRODUTO .............................................................................. 17

3.1 PROJETODEPRODUTO .............................................................................................................. 173.1.1 PROJETO INFORMACIONAL.............................................................................................................. 183.1.1.1 PESQUISAR INFORMAES SOBRE O TEMA DO PROJETO........................................................... 193.1.1.2 IDENTIFICAR AS NECESSIDADES DOS CLIENTES DO PROJETO..................................................... 203.1.1.3 ESTABELECER OS REQUISITOS DOS CLIENTES.......................................................................... 203.1.1.4 ESTABELECER OS REQUISITOS DE PROJETO............................................................................. 20

3.1.1.5 HIERARQUIZAR OS REQUISITOS DO PROJETO............................................................................ 213.1.1.6 ESTABELECER AS ESPECIFICAES......................................................................................... 213.1.2 PROJETO CONCEITUAL................................................................................................................... 213.1.2.1 VERIFICAR O ESCOPO DO PROBLEMA....................................................................................... 233.1.2.2 ESTABELECER A ESTRUTURA FUNCIONAL................................................................................. 233.1.2.3 PESQUISA POR PRINCPIOS DE SOLUO.................................................................................. 243.1.2.4 COMBINAR PRINCPIOS DE SOLUO........................................................................................ 243.1.2.5 SELECIONAR PRINCPIOS DE SOLUO..................................................................................... 253.1.2.6 EVOLUIR EM VARIANTES DE SOLUO...................................................................................... 253.1.2.7 AVALIAR CONCEPES........................................................................................................... 263.1.3 PROJETO DETALHADO.................................................................................................................... 263.1.3.1 ELABORAR LEIAUTES PRELIMINARES E DESENHOS DE FORMAS.................................................. 283.1.3.2 ELABORAR LEIAUTES DETALHADOS E DESENHOS DE FORMA...................................................... 28

3.1.3.3 FINALIZAR AS VERIFICAES................................................................................................... 283.1.3.4 REVISAR O PROJETO.............................................................................................................. 28

4 DESENVOLVIMENTO DO PROJETO ............................................................................................. 29

4.1 PROJETOINFORMACIONAL ........................................................................................................ 294.1.1 NECESSIDADES DOS CLIENTES........................................................................................................ 294.1.2 REQUISITOS DOS CLIENTES............................................................................................................ 304.1.3 REQUISITOS DO PROJETO............................................................................................................... 314.1.4 HIERARQUIZAO DOS REQUISITOS DO PROJETO............................................................................. 324.1.5 APLICAO DA CASA DA QUALIDADE................................................................................................ 334.1.6 ESPECIFICAES DO PROJETO....................................................................................................... 344.2 PROJETOCONCEITUAL ............................................................................................................... 364.2.1 VERIFICAO DO ESCOPO DO PROBLEMA........................................................................................ 364.2.2 ESTRUTURA FUNCIONAL................................................................................................................. 364.2.3 PRINCPIOS DE SOLUO................................................................................................................ 374.2.4 COMBINAR PRINCPIOS DE SOLUO............................................................................................... 38


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4.2.5 SELEO DA COMBINAO............................................................................................................. 394.2.6 EVOLUO EM VARIANTES DE SOLUO.......................................................................................... 404.2.7 AVALIAO DAS CONCEPES........................................................................................................ 414.3 PROJETODETALHADO ................................................................................................................ 424.3.1 LEIAUTES PRELIMINARES E DESENHOS DE FORMA............................................................................ 42

4.3.1.1 CABEEIRA DO TRILHO........................................................................................................... 434.3.1.2 TRAVAMENTOS DA ESTRUTURA............................................................................................... 434.3.1.3 COLUNAS DE SUSTENTAO................................................................................................... 434.3.1.4 TRILHO DE TRANSLAO......................................................................................................... 434.3.1.5 CONJUNTO DA PONTE............................................................................................................. 444.3.1.6 RODAS DE TRANSLAO......................................................................................................... 444.3.2 LEIAUTES DETALHADOS E DESENHOS DE FORMA.............................................................................. 444.3.2.1 DIMENSIONAMENTO DA VIGA PRINCIPAL DA PONTE.................................................................... 444.3.2.2 DIMENSIONAMENTO DA CABEEIRA.......................................................................................... 474.3.2.3 DIMENSIONAMENTO DO TRILHO............................................................................................... 494.3.2.4 DIMENSIONAMENTO DA COLUNA.............................................................................................. 504.3.2.5 DIMENSIONAMENTO DOS MOTORREDUTORES DE TRANSLAO DA PONTE.................................. 524.3.3 VERIFICAO DE ERROS E FATORES DE PERTURBAO.................................................................... 53

4.3.4 REVISO DO PROJETO.................................................................................................................... 55CONSIDERAES FINAIS .................................................................................................................. 56

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS..................................................................................................... 57

APNDICE AQUESTIONRIO DE LEVANTAMENTO DAS NECESSIDADES DOS CLIENTES . 59

APNDICE BQUESTIONRIO DE AVALIAO PASSA / NO PASSA ...................................... 60

APNDICE CDETALHAMENTO DO LEIAUTE DEFINITIVO .......................................................... 61

ANEXO ATABELA DE SELEO DE PERFIS ............................................................................... 62

ANEXO BANLISE DE TENSES ATRAVS DO SOLIDWORKSSIMULATION EXPRESS..... 63


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1 INTRODUO

Em toda indstria a organizao racional dos processos e instalaes de

transporte so fundamentais para o sucesso da operao e resultam em maiores

ganhos de produtividade. Com os meios de produo cada vez mais integrados e os

processos entrelaados, os sistemas de movimentao devem atuar de forma

eficiente, pois so decisivos no cumprimento dos prazos de entrega ao cliente.

Neste contexto, o presente trabalho surge do processo de expanso de uma

empresa metalrgica de pequeno porte localizada no municpio de Horizontina-RS

que projeta e fabrica estruturas metlicas, como torres, caambas, reboques entre

outros. A movimentao de matria prima, conjuntos pr-montados, produtos e

materiais em geral atualmente realizada com o auxilio de dispositivos, cavaletes,empilhadeiras, talhas de pequeno porte e estruturas de transporte rsticas,

perdendo assim em agilidade, qualidade e segurana.

Visando a atuao em outros segmentos de mercado e a fabricao de novos

e maiores produtos a empresa necessita de um equipamento de movimentao e

transporte eficiente que atenda as necessidades, solucionando os problemas com a

logstica interna e melhorando, consequentemente, o processo de produo. A

realizao deste trabalho justifica-se pelo fato de que a empresa em questo nopossui uma mquina de elevao e transporte adequada para realizar a

movimentao de cargas.

Deste modo, o estudo tem como objetivo elaborar o projeto at a fase de

detalhamento de uma Mquina de Elevao e Transporte para a empresa em

questo, sendo considerados objetivos especficos os seguintes:

Identificar o problema de projeto;

Anlise dos equipamentos existentes no mercado;

Desenvolver a fase de Projeto Informacional;

Desenvolver a fase de projeto Conceitual;

Desenvolver a fase de Projeto Detalhado.

A partir da identificao do problema de projeto, a anlise de sistemas

tcnicos similares existentes no mercado buscou adquirir conhecimento para

posterior aplicao no desenvolvimento do projeto.


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2 REVISO DA LITERATURA

Neste captulo so apresentados os principais conceitos relacionados ao tema

de estudo, abordando os princpios da movimentao de materiais, os principais

tipos de mquinas de elevao e transporte, suas utilizaes e componentes,

baseando-se em autores da rea, dissertaes, teses e catlogos.

2.1 A IMPORTNCIA DA MOVIMENTAO DE MATERIAIS

Quando se busca uma reduo de custos em um processo produtivo, um dos

fatores importantes o encurtamento das distncias percorridas tanto pela matria-

prima quanto pelo produto final processado, podendo ser realizado atravs de um

sistema eficiente de movimentao (TAMASAUSKAS, 2000). Segundo Dias apudLangui (2001) uma anlise dos sistemas e mtodos para a movimentao e

armazenagem em uma empresa influencia diretamente sua estrutura de custos.

Em um fbrica de automveis, por exemplo, os sistemas de movimentao

so muito importantes, pois mover os produtos rapidamente atravs das operaes

internas minimiza o tempo entre o pagamento dos materiais e o recebimento da

receita de vendas de seus produtos, acelerando o retorno financeiro (LANGUI,

2001).Para Rudenko (1976), a mecanizao dos processos relacionados com o

movimento de cargas, foi o principal estimulo para o notvel progresso alcanado

hoje, em muitas empresas. Em contribuio, Tamasauskas (2000) afirma que as

atividades inerentes a um processo produtivo esto vinculadas a uma movimentao

interna de cargas, seja de forma contnua ou descontnua influenciando diretamente

nos resultados.

Neste contexto as instalaes de transporte e movimentao soselecionadas de modo a corresponderem ao fluxo de materiais que representam o

sistema geral de movimento de matria-prima, artigos semi-acabados e produtos no

departamento ou fbrica (RUDENKO, 1976).

2.2 MQUINAS DE ELEVAO E TRANSPORTE

A necessidade de movimentao de cargas nos diversos ambientes de

minerao, industrial, porturio e de comrcio aumenta de forma conjunta ao

crescimento econmico exigindo equipamentos especficos que necessitam uma

grande aplicao dos conhecimentos de engenharia (NASSAR, 2004).


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Estes equipamentos especficos chamados de mquinas de elevao e

transporte constituem um grupo de aparelhos de ao peridica, projetado como

mecanismo prprio de elevao ou para elevao e movimentao de cargas

(RUDENKO, 1976).

Para Brasil (1985), as mquinas de elevao transporte se destinam

movimentao horizontal e vertical na indstria, nos canteiros de obra, de

equipamentos e materiais, sendo decisivas quando se necessita agilidade e

preciso.

2.3 TIPOS DE MQUINAS DE ELEVAO E TRANSPORTE

Para Brasil (1985), estes equipamentos so classificados conforme afinalidade de sua fabricao, onde pode-se observar que alguns se enquadram no

tipo de fabricao seriada e os demais implicam em projeto especial e especfico

para finalidade industrial bem caracterstica, conformeFigura 1.

Parafuso

Cremalheira

Hidrulicos

Ar comprimidoSem fim coroa

Diferencial

Planetria

Tirfor

Talhas Weston

Manuais (sarilhos)

Eltricos

Monovias

Pontes rolantes

Prticos rolantes

De coluna

Dericks

Prticos

Deplataforma giratria

De torre

Automotores

Mecnicos

Mquinas de fabricao

seriada

Mquinas de fabricao

especial

Macacos

Talhas

Dispositivos

especiais

Guincho

Guindastes

Figura 1: Classificao de mquinas de levantamento. Fonte: Brasil, 1985.

Os equipamentos segundo Brasil (1985), podem ser resumidamente

conceituados da seguinte forma:

Macacos Destina-se a elevao de cargas pequena altura, com ou sem

deslocamento horizontal, a pequena distncia;


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Talhas So mquinas constitudas essencialmente por um redutor de

velocidade ligado a um tambor e polias de acionamento e suspenso de

carga;

Dispositivos especiaisTem a mesma finalidade das talhas usando, porm

sistemas patenteados de multiplicadores de fora;

GuinchosCompostos essencialmente de tambor com cabo, freio, redutor,

motor, chassi, destinam-se a elevao ou ao arraste de carga a grande

altura ou distancia;

Monovias So talhas dotadas de um sistema de translao sobre a aba

inferior de viga I, motorizadas ou manuais;

Pontes rolantesPossuem uma estrutura horizontal em ponte que permite

o movimento transversal de um guincho;

Prticos rolantes Diferem das pontes por possurem estrutura prpria e

autonomia para sua translao;

Guindastes Classifica-se como guindaste qualquer mquina de

levantamento dotada de lana. Tambm nessas mquinas a pea bsica

o guincho.

2.4 COMPONENTES DE MQUINAS DE ELEVAO E TRANSPORTE

De acordo com Rudenko (1976), as principais partes componentes e as

unidades das mquinas de elevao incluem:

rgos flexveis de elevao (correntes e rolos);

Polias, sistemas de polias, rodas dentadas para correntes;

Dispositivos de manuseio da carga;

Dispositivo de reteno e frenagem;

Motores;

Transmisses;

Componentes de transmisso (Eixos e rvores, mancais, discos, etc.);

Trilhos e rodas de translao;

Estruturas de mquinas (estrutura de guindastes);

Aparelhos de controle.


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Para Nassar (2004), durante o desenvolvimento e construo do equipamento

necessria utilizao de componentes disponveis no mercado, onde o grau de

utilizao destes pode variar desde a seleo e especificao de elementos de

mquina, at a especificao de um equipamento completo, disponvel no mercado,

que atenda todos os requisitos especificados.

2.5 ESCOLHA DAS MQUINAS DE ELEVAO TRANSPORTE

As mquinas de elevao e transporte so fabricadas em grande variedade,

de modelos, por esta razo, as mesmas operaes podem se desempenhadas por

vrios mtodos e aparelhos. Uma escolha adequada dos equipamentos requer alm

do conhecimento especial do projeto e das caractersticas operacionais domecanismo, a compreenso da organizao de produo na empresa (RUDENKO,

1976).

Ainda de acordo com Rudenko (1976), na escolha dos tipos de aparelhos a

serem empregados para mecanizar qualquer processo de elevao e transporte

necessrio considerar os seguintes fatores tcnicos: Espcie e propriedades da

carga a serem manuseadas; Capacidade horria requerida por unidade; Direo e

distncia do percurso; Caractersticas dos processos de produo relacionados coma movimentao de cargas; Condies especficas do local.

A escolha tambm influenciada pelas consideraes de uma posterior

expanso da empresa e perodo de existncia (temporrio ou permanente). A partir

da verificao destes fatores tcnicos e seleo dos possveis equipamentos estes

so comparados do ponto de vista da engenharia e economia (RUDENKO, 1976).

2.6 VANTAGENS DA UTILIZAOSegundo Passos (2011), a utilizao de uma mquina de elevao e

transporte com o dimensionamento adequado para o tipo de material a ser

transportado, contribui para a melhor execuo da tarefa e reduz grande parte do

esforo fsico.

De acordo com ENGENHEIRO MODERNO apudLangui (2001), a utilizao

destes equipamentos proporciona uma srie de vantagens, entre elas destaca-se a

reduo de custo de mo de obra, reduo do custo de materiais, aumento de

produo, aumento da capacidade de estoque, melhor distribuio de

armazenagem, maior segurana e a melhoria na circulao.


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3 METODOLOGIA DE PROJETO DE PRODUTO

Por tratar-se de um trabalho especfico de projeto de produto buscou-se

identificar os principais mtodos existentes na rea de pesquisa e desenvolvimento

de produto a fim de selecionar o que mais se adequa ao projeto.

A metodologia adotada adaptada de Reis (2003), servindo de fonte bsica

para este trabalho, sendo apresentada ao longo deste capitulo.

3.1 PROJETO DE PRODUTO

A misso do engenheiro encontrar solues para problemas tcnicos,

usando de conhecimentos das cincias naturais e da engenharia e leva em conta os

condicionantes materiais, tecnolgicas e econmicas, bem como restries legais,ambientais e aquelas impostas pelo ser humano (PAHL et al.,2005).

Para Back et al. (2008), o projeto de engenharia uma atividade orientada

para o atendimento das necessidades humanas, principalmente aquelas que podem

ser satisfeitas por fatores tecnolgicos de nossa cultura.

O fluxograma da Figura 2 apresenta a metodologia de projeto utilizada no

desenvolvimento deste trabalho, dividida em trs fases.

No

sim

No

sim

No

sim

Iniciodo projeto

Fase 1 - PROJETO INFORMACIONAL

Adequada? Especificaes do projeto

Documentose

ferramentas de apoio

Fase 2 - PROJETO CONCEITUALDocumentose


Adequada? Concepodo produto

Fase 3 - PROJETO DETALHADO

Adequada?

Documentose


Leiaute definitivo edocumentao do produto

Soluo

Bibliografia

Equipede

projeto

Especialistas

Figura 2: Fases do Desenvolvimento do Projeto. Fonte: Reis, 2003.


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A primeira fase denominada de Projeto Informacional e como resultados da

mesma so estabelecidos as especificaes de projeto da mquina que guiaro o

desenvolvimento das demais fases do projeto.As especificaes de projeto so de fundamental importncia para a fase

seguinte, chamada de Projeto Conceitual. Esta fase tida como a mais importante,

pois a etapa do processo de projeto que gera a partir de uma necessidade

detectada e esclarecida uma concepo para um produto que atenda da melhor

maneira possvel esta necessidade (FORCELLINI, 2002).

A partir das concepes geradas parte-se para a fase de Projeto Detalhado.

Nesta fase de projeto o produto evolui de concepo ao leiaute definitivo onde adisposio, a forma, as dimenses e as tolerncias de todos os componentes devem

ser finalmente fixadas (REIS, 2003).

As fases que compem a metodologia de projeto so descritas na sequncia,

sendo elas; Projeto Informacional; Projeto Conceitual; Projeto Detalhado.

3.1.1 Projeto Informacional

O ponto de partida dessa fase de projeto o problema que deu origem a

necessidade de um novo produto, consiste na anlise detalhada do problema de

projeto buscando-se todas as informaes necessrias ao seu pleno entendimento

(REIS, 2003).

Segundo Amaral et al. (2006), o objetivo desta fase , a partir da informaes

levantadas no planejamento e em outra fontes, desenvolver um conjunto de

informaes o mais completo possvel, servindo de base sobre a qual sero

montados os critrios de avaliao e de tomada de deciso utilizados nas etapas

posteriores do processo de desenvolvimento.

O modelo de produto obtido ao final dessa fase so as especificaes do

projeto, ou seja, uma lista de objetivos que o produto a ser projetado deve atender. A

partir destes so definidas as funes e as propriedades requeridas do produto e

possveis restries com relao a ele e ao prprio processo de projeto (normas,

prazos) (ROOZENBURG & EEKELS apud FORCELLINI, 2002).

Ainda segundo Roozenburg & Eekels apud Reis (2003), as especificaes

dentro do processo de projeto tem duas funes: direcionar o processo de gerao

de solues e fornecer a bases para os critrios de avaliao.


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O fluxograma da Figura 3 ilustra as etapas da fase de Projeto Informacional

desenvolvidas neste trabalho.

Documentos eferramentas de apoio

PROBLEMA

Fase 1 - Projeto informacional

Etapa 1.1 Pesquisar informaes sobre

o tema do projeto

Tarefa1.1.1 - Estabelecer o ciclo de vida do

produto

Tarefa1.1.2 - Pesquisar por informaes

tcnicas

Etapa 1.2 Identificar as necessidades

dos clientes do projeto

Tarefa1.2.1 - Definir os clientes do projeto ao

longo do ciclo de vida do produto

Tarefa 1.2.2 - Coletar as necessidades dos

clientes

Etapa 1.3 - Estabelecer os requisitos

dos clientes

Tarefa 1.3.1 - Desdobramento das

necessidades dos clientes (requisitos dos

Etapa 1.4 - Estabelecer os requisitos do

projeto

Tarefa 1.4.1 - Definir os requisitos do projeto

Etapa 1.5 - Hierarquizar os requisitos

do projeto

Tarefa 1.5.1 - Aplicar a matriz da casa da

qualidade

Etapa 1.6 - Estabelecer as

especificaes do projeto

Tarefa1.6.1 - Aplicar o quadro de

especificaes do projeto

Especificaes do projeto

Pesquisar

bibliografia,

Anlise de

sistemas

similares

Pesquisar bibliografia,

Anlise de sistemas

similares, Consulta a

especialistas,

Questionrios,

Simulao de uso

Checklists,Brainstorming

Checklists,Brainstorming

Diagrama de

mudge,Matriz da

casa da qualidade

Quadrode

especificaes

do projeto

Bibliografia

Equipe de

projeto

Especialistas

Figura 3: Etapas da fase de Projeto Informacional. Fonte: Adaptado de Reis, 2003.

3.1.1.1 Pesquisar informaes sobre o tema do projeto

Sendo a grande maioria dos produtos sistemas tcnicos caracterizados pelo

emprego de subsistemas e componentes mecnicos, possvel ento definir a partir

do ciclo de vida de produtos semelhantes, fontes de pesquisa para o novo produto a

ser projetado (REIS, 2003).


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Esta etapa de grande importncia, pois nela so estabelecidos os clientes

ao longo do ciclo de vida do produto. Resumidamente Fonseca (2010) explica que o

ciclo de vida pode ser dividido em 5 macro fases, estando presentes na maioria dos

trabalhos nesta rea, so elas: Projeto, produo, montagem, uso, descarte.

3.1.1.2 Identificar as necessidades dos clientes do projeto

Na prxima etapa busca-se levantar as necessidades dos clientes de cada

fase do ciclo de vida podendo ser realizada com o auxlio de pesquisa bibliogrfica,

anlise de sistemas tcnicos similares, consulta a especialistas, simulaes de uso e

questionrio aos clientes do produto (REIS, 2003).

3.1.1.3 Estabelecer os requisitos dos clientesAps o tratamento adequado dos dados dos questionrios, as necessidades e

desejos dos clientes so listados e convertidos em requisitos. O objetivo desta

converso obter um refinamento sob o ponto de vista mais tcnico das

necessidades dos clientes (ROMANO, 2003).

Em outras palavras Amaral et al. (2006) explica que, as necessidades dos

clientes provindas das pesquisas bibliogrficas e questionrios no podem ser

empregados diretamente no desenvolvimento do produto, pois so expressas deforma subjetiva, de difcil aproveitamento no projeto, sendo necessrio portanto,

traduz-las para a linguagem de engenharia.

3.1.1.4 Estabelecer os requisitos de projeto

A obteno dos requisitos do projeto a partir dos requisitos dos clientes se

constitui na primeira deciso fsica sobre o produto que esta sendo projetado.

Atravs desta ao, so definidos parmetros mensurveis associados scaractersticas definitivas que ter o produto (AMARAL et al., 2006).Em outra

definio Back et al. (2008) diz que, os requisitos do projeto so em essncia os

atributos do produto que podem ser manipulados para satisfazer os requisitos dos

clientes.

Complementando, Fonseca (2000) explica que estes atributos do produto

podem ser classificados em duas grandes famlias, atributos gerais e especficos. Os

atributos gerais classificam-se em bsicos e atributos do ciclo de vida. Os atributos

especficos referem-se ao sistema tcnico em questo, dividindo-se em atributos

materiais, energticos e de controle.


22/64

21

3.1.1.5 Hierarquizar os requisitos do projeto

A primeira tarefa dentro desta etapa valorar os requisitos dos clientes. Esta

tarefa pode ser realizada atravs da aplicao do diagrama de Mudge, com o

propsito de identificar os requisitos mais importantes. A classificao dos requisitos

dos clientes em ordem de importncia fundamental na aplicao do QFD. (prxima

tarefa) (ROMANO, 2003).

A segunda etapa consiste na aplicao da matriz da qualidade ou primeira

matriz do QFD (Quality Function Deployment Desdobramento da funo

qualidade). Esta ferramenta possibilita o estabelecimento de relao entre as

necessidades dos clientes e os requisitos do projeto auxiliando na transformaodas necessidades caractersticas mensurveis, que ao serem incorporadas no

projeto constituem se nos requisitos de qualidade (requisitos de projeto obtidos

visando a qualidade) (AMARAL et al.,2006).

3.1.1.6 Estabelecer as especificaes

Apenas os requisitos de projeto mostrados na Casa da Qualidade no

constituem ainda um conjunto de informaes adequadas para representarem osobjetivos a serem alcanadas nesta fase de projeto do produto, portanto, para cada

requisito de projeto deve-se associar um valor meta constituindo o quadro de

especificaes (FORCELLINI, 2002).

Fonseca (2000), explica que, o quadro de especificaes o local onde os

requisitos de projeto so associados a mais trs informaes, so elas: meta a ser

atingida pelo requisito expressa quantitativamente, forma de avaliao da meta

estabelecida a fim de verificar o seu cumprimento e aspectos que devem serevitados durante a implementao do requisito.

3.1.2 Projeto Conceitual

De acordo com Ferreira apudReis (2003), o projeto conceitual a fase do

processo de projeto que gera, a partir de uma necessidade detectada e esclarecida,

uma concepo para um produto que atenda da melhor, maneira possvel esta

necessidade, sujeita s limitaes de recursos e as restries de projeto.


23/64

22

No modelo do processo de projeto proposto por Pahl e Beitz apudReis (2003)

o projeto conceitual dividido em etapas. A sequncia destas etapas ilustrada na

Figura 4.


Especificaes de projeto

Fase 2 - Projeto conceitual

Etapa 2.1 Verificar o escopo do

problema

Tarefa 2.1.1 - Analisar as especificaes

Tarefa 2.1.2 - Identificar restries

Etapa 2.2 Estabelecer a estrutura

funcional

Tarefa 2.2.1 - Estabelecer funo global

Tarefa 2.2.2 - Estabelecer estrutura funcional

alternativa

Tarefa 2.2.3 - Selecionar a estrutura funcional

Etapa 2.3 - Pesquisar por princpios de

soluo

Tarefa 2.3.1 - Aplicar mtodos de busca

discursivos

Etapa 2.5 - Selecionar combinaes

Tarefa2.3.3 - Aplicar mtodos de busca

convencionais

Etapa 2.4 - Combinar princpios de

soluo

Tarefa 2.5.1 - Aplicar mtodos de seleo

Concepo do produto

Abstrao

orientada,

Lista de

especificaes

Abstrao orientada,

Diretrizes de

desenvolvimento da

estrutura funcional,

Matriz de deciso

Brainstorming,

Analogia simblica

e direta,TRIZ,

Pesquisa

bibliogrfica

Matriz

morfolgica,

Critrios de

combinao

Julgamento de

viabilidade,

Disponibilidade de

tecnologia,

Exame passano-

passa

Bibliografia

Equipe de

projeto

Especialistas

Tarefa2.3.2 - Aplicar mtodos de busca

intuitivos

Tarefa 2.4.1 - Otimizar a combinao dos

princpios de soluo

Etapa 2.6 - Evoluir em variantes de

concepo

Tarefa2.6.1 - Detalhar as concepes

selecionadas

Etapa 2.7 - Avaliar concepes

Tarefa2.7.1 - Aplicar a matriz de avaliao

Pesquisabibliogrfica,

Desenhos de leiute em

escala, Contrues de

modelos, Simulaes

em computador

Matriz de valiao

Figura 4: Etapas da fase de Projeto Conceitual. Fonte: Adaptado de Reis, 2003.

Para atingir o propsito da fase so realizadas diversas tarefas que buscam

estabelecer a estrutura funcional do produto, envolvendo a definio da funo


24/64

23

global a ser executada pelo produto, bem como de suas sub-funes (ROMANO,

2003).

3.1.2.1 Verificar o escopo do problema

Esta etapa tem por objetivo fazer um estudo compreensivo do problema num

plano mais abstrato, de forma a abrir caminho para solues melhores. Nesse

sentido a abstrao significa ignorar oque particular ou casual e enfatizar o que

geral e essencial (PAHL e BEITZ apudREIS, 2003).

De acordo com Forcellini (2002), o resultado desse estudo conduzir a uma

soluo melhor do problema e proporcionar um melhor entendimento da tarefa de

projeto, sendo indispensvel para o xito nas etapas subsequentes do projetoconceitual.

3.1.2.2 Estabelecer a estrutura funcional

Partindo da abstrao feita na etapa anterior, oque permitiu o estabelecimento

criterioso da funo global do sistema, o resultado ao final desta etapa a estrutura

das funes elementares ou estrutura de operaes bsicas, caso se trabalhe com

funes de baixa complexidade ou padronizadas (FORCELLINI, 2002). O processode obteno das funes elementares pode ser visualizado naFigura 5.

Neste processo segundo Back et al. (2008), a funo global pode ser

decomposta sucessivamente em funes mais simples, funes parciais e at ao

nvel de funes elementares, onde o problema pode parecer mais fcil

Figura 5: Tarefas e processos envolvidos na anlise funcional. Fonte: Forcellini, 2002.


25/64

24

Reis (2003), descreve resumidamente que nesta etapa tm-se trs tarefas,

tais como:

Estabelecer a funo global com base no fluxo de material, energia e sinal

atravs do emprego de um diagrama de bloco, expressando a relaes

entre as entradas e sadas do sistema independente de uma soluo;

Estabelecer estruturas funcionais alternativas, ou seja, a subdiviso da

funo global visando facilitar a busca por princpios de soluo;

Selecionar a estrutura funcional adequada ao projeto partindo das diversas

estruturas funcionais geradas.

3.1.2.3 Pesquisa por princpios de soluo

Nesta etapa da metodologia passa-se do abstrato ao concreto, da funo

forma onde a cada uma das subfunes da estrutura funcional escolhida na etapa

anterior atribudo um princpio de soluo (REIS, 2003).

Segundo Forcellini (2002), na busca de princpios de soluo pode-se utilizar

de vrios mtodos divididos por questes didticas, em convencionais, intuitivos e

discursivos. OQuadro 1 apresenta os principais mtodos utilizados.

Para Reis (2003), o emprego de todos os mtodos listados noQuadro 1 seriacontraproducente, e por isso deve-se escolher aqueles que melhor se adaptam ao

projeto na busca dos princpios de soluo.

CLASSIFICAO MTODO

ConvencionaisPesquisa bibliogrfica; Anlise de sistemas naturais; Anlises desistemas tcnicos existentes; Analogias; Medies e testes emmodelos.

IntuitivosBrainstorming; Mtodo 635; Mtodo Delphi; Sinergia; Analogia

direta; Analogia Simblica; Combinao de mtodos.

Discursivos

Estudo sistemtico de sistemas tcnicos; Estudo sistemtico com ouso de esquemas de classificao; Uso de catlogos de projeto;TRIZ- teoria da soluo de problemas inventivos; Mtodo da matrizmorfolgica.

Quadro 1 - Mtodos utilizados na busca por princpios de soluo. Fonte: Adaptado de Reis,2003.

3.1.2.4 Combinar princpios de soluo

Uma vez obtidos os princpios de soluo para cada uma das subfunes da

estrutura funcional do produto, necessrio combin-los de forma a atender a

funo global do sistema. Com emprego da matriz morfolgica proposta por Pahl et


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25

al., (2005) so estabelecidas combinaes de princpios de soluo entre as

subfunes da estrutura funcional (linhas da matriz).

Neste mtodo lana-se na primeira coluna as subfunes a serem satisfeitas

a nas linhas correspondentes os princpios de soluo pesquisados. Aps a

interligao de todos os princpios de soluo escolhidos para cada subfuno, tem-

se uma possvel estrutura de funcionamento como possvel soluo global (PAHL et

al., 2005).

3.1.2.5 Selecionar princpios de soluo

De acordo com Reis (2003), para minimizar riscos de eliminar uma soluo

promissora h a necessidade de se empregar mtodos sistemticos de seleo deprincpios de soluo que se adaptem pequena quantidade de informaes

disponveis nesta etapa.

Adaptado das obras de Back, Forcellini apudReis (2003), o mtodo proposto

utiliza trs tcnicas para reduzir as variantes geradas a poucas promissoras

solues. AFigura 6 mostra a sequncia de uso dessas tcnicas.

TIPO DE

COMPARAOTCNICAS

BASE DE

COMPARAO

Muitas concepes

Julgamento da

viabilidadeExperincia

AbsolutaDisponibilidade

tecnolgicaEstado da arte

Exame

passa/no passa

ecess a e os

clientes

Poucas concepes Figura 6: Tcnicas para seleo de variantes de soluo. Fonte: Adaptado de Back,

Forcellini apudReis, 2003.

3.1.2.6 Evoluir em variantes de soluo

Segundo French apud Reis (2003), a partir deste ponto o nvel de

detalhamento de uma concepo deve permitir a continuidade do projeto e a

avaliao de sua viabilidade. Para tanto, a concepo deve ser desenvolvida at que

os meios de desempenhar cada uma das funes principais tenham sido fixados e


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26

suficientemente detalhados para tornar possvel o clculo aproximado de pesos e

dimenses gerais e a exequibilidade na medida do possvel, possa ser garantida.

3.1.2.7 Avaliar Concepes

O objetivo principal desta tarefa o de escolher dentre as concepes

geradas pelas atividades anteriores o melhor dos conceitos, o qual ser

transformado em produto final (AMARAL et al., 2006). Para tal, faz-se necessrio o

uso de mtodos ou procedimentos sistemticos, compatveis com a limitao de

informaes e que auxiliem na tomada de deciso quanto escolha da melhor

concepo.

Um dos mtodos de seleo mais utilizados segundo Pahl et al. (2005), omtodo da matriz de deciso que utiliza critrios de avaliao, podendo ser estes

critrios as especificaes ou os requisitos dos clientes.

3.1.3 Projeto Detalhado

No projeto detalhado a disposio, a forma, as dimenses e as tolerncias de

todos os componentes devem ser finalmente fixadas, onde as especificaes dos

materiais e a viabilidade tcnica e econmica devem ser reavaliadas. Ao final destafase o modelo de produto expresso pela documentao completa necessria

produo do produto (PAHL e BEITZ apudREIS, 2003).

Para Forcellini (2002), nessa fase de projeto o modelo do produto evolui da

concepo ao leiaute definitivo do produto. Este ltimo deve ser desenvolvido at o

ponto onde uma verificao clara da funo, durabilidade, produo, montagem,

operao e custos, possam ser feita.

De acordo com Pahl e Beitz apudReis (2003), o nvel de detalhamento a seralcanado nessa fase deve incluir:

Estabelecimento do leiaute definitivo (arranjo geral e compatibilidade

espacial);

Projeto preliminar das formas (formato de componentes e materiais);

Procedimentos de produo;

Estabelecimento de solues para qualquer funo auxiliar.


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27

Uma sntese das atividades dessa fase pode ser visualizada no fluxograma da

Figura 7,onde empregado uma srie de normas e procedimentos padronizados

conforme as necessidades dos meios de fabricao.


Concepodo produto e

leiaute definitivo

Fase 3 - Projeto detalhado

Etapa 3.1 Elaborar projeto detalhado e desenhos de forma

Tarefa 3.1.1 - Identificar requisitos determinantes

Tarefa 3.1.2 - Produzir desenhos em escala

Tarefa 3.1.4 - Desenvolver leiautes prel. e des. de

formas dos port. de E.F. (T.3.1.3)

Tarefa 3.1.5 - Selecionar leiautes preliminares

Tarefa 3.2.1 - Buscar solues para as solues auxiliares

Etapa 3.2 - Elaborar leiautes detalhados e desenhos de formas

Tarefa 3.2.2 - Incorporar no leiaute e nos desenhos de

forma as solues para as funes auxiliares

Tarefa 3.2.4 - Avaliar sob critrios tcnicos e

econmicos

Etapa 3.3 - Finalizar verificaes

Tarefa 3.3.1 - Otimizar e completar os desenhos de

forma

Documentao do produto

Bibliografia

Equipe de

projeto

Especialistas

Tarefa 3.1.3 - Identificar os portadores de efeito fisico

determinantes

Tarefa 3.1.6 - Desenvolver leiautes prel. e des. de formas

p/ os demais portadores do E.F.

Tarefa 3.2.3 - Completar os leiautes gerais com todas as

funes incorporadas

Tarefa 3.3.2 - Verificar erros e fatores de perturbao

Tarefa 3.3.3 - Preparar lista de partes preliminares e

Etapa 3.4 - Revisar o projeto

Tarefa 3.4.1 - Verificar se o poduto atende as

especificaes

Tarefa 3.4.2 - Verificar se o produto atende as normas

Catlogos

tcnicos,

Ferramentas

de

modelamento,

Estimativa decustos, Normas

tcnicas

Ferramentas

computacionaisde apoio ao

desenho

Figura 7: Etapas da fase de projeto detalhado. Fonte: Adaptado de Reis, 2003.


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28

3.1.3.1 Elaborar leiautes preliminares e desenhos de formas

Segundo Reis (2003), esta etapa decomposta em vrias tarefas, so elas:

Identificao de requisitos determinantes;

Produo de desenhos em escala;

Identificao dos portadores de efeito fsico determinantes;

Desenvolver leiautes preliminares e desenhos de forma.

3.1.3.2 Elaborar leiautes detalhados e desenhos de forma

Nessa etapa deve-se prestar ateno nas normas referentes rea de

domnio do produto e normas gerais de projeto e produo, devem-se efetuar

clculos detalhados dos parmetros envolvidos (REIS, 2003).

A primeira tarefa desta etapa a determinao de quais funes auxiliares

essncias so necessrias tendo em vista a proposta em uso. Para essas funes,

buscam-se preferencialmente solues j conhecidas, como peas padronizadas ou

de catlogos (BACK et al., 2008)

A segunda tarefa a de incorporar no leiaute e nos desenhos de forma as

solues para as funes auxiliares observando as regras bsicas (clareza,

simplicidade e segurana) e as diretrizes de projeto abordadas detalhadamente naobra de Pahl et al. (2005) como metodologias de anteprojeto.

3.1.3.3 Finalizar as verificaes

Reis (2003), cita as principais tarefas constituintes desta etapa, so elas:

Aperfeioar e completar os desenhos de forma;

Verificar erros e fatores de perturbao;

Preparar lista de partes preliminares e documentos iniciais para a produo.

3.1.3.4 Revisar o projeto

De acordo com metodologia proposta, esta a ultima etapa do projeto

detalhado, sendo que a preocupao aqui a de verificar se o produto atende as

especificaes e as normas estabelecidas para que possa cumprir a funo para o

qual foi projetado.


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29

4 DESENVOLVIMENTO DO PROJETO

Neste capitulo so apresentados os resultados da aplicao da metodologia

proposta, onde as fases so desenvolvidas na mesma ordem da metodologia,

apresentando os dados e a evoluo do projeto.

4.1 PROJETO INFORMACIONAL

Nesta fase a primeira etapa foi o estabelecimento do ciclo de vida do produto

e os clientes ao longo de cada fase do ciclo. Aps a pesquisa por informaes

tcnicas apoiadas em bibliografia disponvel, estudo produtos semelhantes

realizado na reviso bibliogrfica e dilogo a empresa, foi possvel estabelecer o

ciclo de vida e os clientes ao longo do mesmo. No Quadro 2 so descritos osclientes em cada uma das 5 fases do ciclo de vida estabelecidas.

FASE DO CICLODE VIDA

CLIENTES

ProjetoNesta fase do ciclo de vida os clientes do projeto so as pessoas quedesenvolvem o projeto

FabricaoNesta fase os clientes do projeto so as pessoas responsveis pelafabricao dos componentes, ou seja, os colaboradores da empresa.

MontagemNesta fase os clientes so as pessoas responsveis por montar oscomponentes fabricados e deixar o produto pronto para operao

OperaoSo as pessoas que operam o equipamento diariamente ouperiodicamente na empresa

ManutenoOs clientes da fase de manuteno so as pessoas que efetuamperiodicamente a manuteno do equipamento

Quadro 2 - Ciclo de vida versus clientes do projeto.

A partir do estabelecimento do ciclo de vida e dos clientes ao longo de cada

fase, parte-se para o levantamento das necessidades de cada um dos clientes do

projeto.

4.1.1 Necessidades dos clientes

A obteno das necessidades dos clientes foi feita com utilizao de pesquisa

bibliogrfica, anlise de sistemas tcnicos similares, brainstorming, consulta a

especialistas e questionrios identificando os desejos dos mesmos em relao s

caractersticas produto.


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30

Dentre estes mtodos pode-se destacar o brainstorming e o questionrio

(apndice A) como os que mais retratam as necessidades dos clientes do projeto. O

Quadro 3 apresenta algumas das manifestaes dos clientes.

FASES DESEJOS DOS CLIENTES

Projeto Que seja simples

Fabricao

Que seja fcil de fabricar

Que seja barato

Oque no fabricado compra-se facilmente

Que possa ser fabricado na empresa

MontagemDe fcil montagem

Que possa desmontar e movimentar

Uso

Que pode ser operado com facilidade

Que tenha segurana

Que no quebre

Manuteno

Que seja fcil de consertar

Conserto com baixo custo

Que no apresente problemas

Que tenha vida til adequada

Quadro 3 - Necessidades dos clientes.

As necessidades foram classificadas e agrupadas de acordo com a fase do

ciclo de vida permitindo uma melhor elaborao da lista de requisitos (prxima

etapa).

4.1.2 Requisitos dos clientes

Nesta etapa as necessidades dos clientes obtidas no item anterior passam

por um processo de converso para obter um refinamento sob o ponto e vista mais

tcnico. O Quadro 4 apresenta os requisitos de cada cliente ao longo do ciclo de

vida.

FASE REQUISITOS DOS CLIENTES

Projeto 1. Ter projeto simples.

Fabricao

2. Fcil fabricao.

3. Baixo custo de fabricao.

4. Possuir componentes comerciais.

5. Possvel de fabricao pela empresa.

Montagem6. Fcil montagem.7. Ser desmontvel.

Continua


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31

Uso8. Ser de fcil operao.

9. Ser seguro.

10. Ser confivel.

Manuteno

11. Fcil manuteno.12. Baixo custo de manuteno.

13. Pouca manuteno.

14. Ter vida til adequada.

Quadro 4 - Requisitos dos clientes do projeto.

4.1.3 Requisitos do projeto

Definidos os requisitos dos clientes, parte-se para definio dos requisitos de

projeto. Os requisitos do projeto so classificados de acordo com atributos do

produto, divididos basicamente em gerais e especficos. A converso dos requisitos

dos clientes em requisitos do projeto resume-se em dizer, como vai se atender ao

que o cliente necessita. OQuadro 5 apresenta os requisitos do projeto.

REQUISITOS DO PROJETO

AtributosGerais

Bsicos

Funcionamento

Suportar as solicitaes impostasTransportar a velocidade desejadaDirees de transporteAltura de levanteDistncia de deslocamento

Ergonmico Controle com poucos comandos

EconmicoCusto de fabricaoCusto de operaoCusto de manuteno

ConfiabilidadePerodo entre manutenes (MTBF)Vida til

Segurana Atender as normas de seguranaLegal Atender as normas aplicveis

Ciclo devida

Fabricabilidade

Peas especiais sem necessidade demquina especial

Possvel de ser fabricada comrecursos disponveis.

MontabilidadeMontagem com recursos disponveisTempo de desmontagem

Usabilidade Flexibilidade de geometria de cargasMantenabilidade Manuteno simples

Atributosespecficos

Materiais

GeomtricosPeas sofisticadas padronizadasTolerncias classe mdia

Material Materiais de baixo custoMateriais padronizados

Peso Peso por volume total da mquina

Energtico Cintico Possvel de instalao na rede localQuadro 5 - Requisitos do projeto.

Continuao


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32

4.1.4 Hierarquizao dos requisitos do projeto

A primeira tarefa dentro desta etapa foi valorao dos requisitos dos clientes

atravs do emprego o diagrama de Mudge (Figura 8), que permite confrontar os

requisitos um a um de modo a avaliar qual destes mais importante e o quanto

mais importante na concepo do produto.

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 SOMA % VC1 2B 3A 4B 5B 6C 1B 8B 9A 10A 1C 11C 13B 14B 4 2 2

2 3C 2C 5B 2C 2C 2C 9A 10B 2B 2C 13C 14C 11 5 43 3A 5B 3A 3C 3B 9A 10C 3B 3B 3B 3C 30 14 9

4 5A 4A 4B 4B 9B 10C 4C 12C 13C 4B 18 8 75 5C 7C 5C 9B 10B 5B 5C 13C 5C 21 10 8

6 6A 6B 9A 10B 6C 12C 13B 14C 10 5 37 7B 9B 10B 11B 12B 13B 14B 4 2 28 9B 10C 8C 12B 13C 14B 3 1 1

9 9C 9C 9C 9C 9B 39 18 1010 10B 10C 10C 10B 28 13 9

A = 5 pts. Muito mais importante. 11 12B 13B 14B 3 1 1B = 3 pts. 12 13B 12C 12 6 5C = 1 pts. 13 13C 20 9 8

14 14 6 6Total 217 100

VALOR DE IMPORT NCIA

Mediamente mais importante.Pouco mais importante.

DIAGRAMA DE MUDGE

Nmero dos requisitos

Figura 8: Diagrama de Mudge.

Com o objetivo de facilitar a aplicao dos requisitos dos clientes na casa da

qualidade (QFD), os valores resultantes do Diagrama de Mudge foram atrelados a

uma escala de um a dez (VC), obtendo-se um agrupamento mais uniforme. O

Quadro 6 apresenta a valorao dos requisitos dos clientes.

VC Requisitos10 Ser seguro9 Baixo custo de fabricao

9 Ser confivel8 Possvel de fabricao pela empresa8 Pouca manuteno7 Possuir componentes comerciais6 Vida til adequada5 Baixo custo de manuteno4 Fcil fabricao3 Fcil montagem2 Ter projeto simples2 Desmontvel1 Fcil operao

1 Fcil manutenoQuadro 6 - Valorao dos requisitos dos clientes.


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33

4.1.5 Aplicao da casa da qualidade

A prxima tarefa consiste na aplicao do QFD, estabelecendo o grau de

relacionamento entre os requisitos dos clientes e os requisitos do projeto, conforme

Figura 9.No telhado da casa da qualidade (QFD) realizado o correlacionamento

entre os requisitos do projeto, procurando-se identificar qual o efeito da obteno

individual de cada um deles em relao a todos os demais.

Figura 9: Matriz da Casa da Qualidade.


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34

A hierarquizao feita pela matriz QFD gerou duas listas de requisitos do

projeto classificados por ordem de importncia, uma sem a considerao dos cor-

relacionamentos (sem o telhado) e outra considerando os cor-relacionamentos (com

o telhado). A partir deste ponto fez-se necessrio uma avaliao sobre qual lista

adotar, estabelecendo como critrio a coerncia da classificao em relao ao

projeto.

A lista de requisitos valorados foi dividida em trs partes (teros) conforme o seu

grau de importncia (mais importantes, importantes e menos importantes) facilitando

na comparao dos requisitos e na gerao de critrios no andamento do projeto.

Ao comparar os teros das duas listas de requisitos verificou-se que havia

diferenciaes entre as mesmas. Tendo como exemplo, no primeiro tero das duaslistas, dois requisitos de um total de oito no se repetem.

Diante disso, aps a reviso do preenchimento da matriz sem revelar erros,

optou-se por utilizar a lista de hierarquizao dos requisitos sem considerar o

telhado da matriz, pois apresenta mais coerncia em relao ao projeto.

4.1.6 Especificaes do projeto

Aps a hierarquizao feita na etapa anterior, a prxima etapa consiste naaplicao do quadro de especificaes, onde cada um dos requisitos do projeto

associado a mais trs informaes, so elas: valor meta; forma de avaliao e

aspectos indesejados. OQuadro 7 apresenta o tero superior das especificaes do

projeto.

REQUISITO VALOR METAFORMA DE

AVALIAOASPECTOS

INDESEJADOS

1 Custo de fabricao < R$ 80.000,00Soma de custos de

produo Custo de fabricao alto

2Atender a normasaplicveis

100% Anlise do projeto Excesso de precaues

3Fabricao comrecursos disponveis

100% Anlise do projetoNecessidade de recursos

especiais

4Atender as normasde segurana

100% Anlise do projeto Excesso de proteo

5Suportar assolicitaes

5 Toneladas Ensaio Superdimensionamento

6Peas semnecessidade de

mquinas especiais

100% ContagemUso de mquinas

sofisticadas

7Transportar avelocidade desejada

Trans.0,5 m/sElev. 0,1 m/s

Anlise cintica Danificar a carga

Continua


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35

8Materiais de baixocusto

< 8,00 R$/kgSoma dos custosde matria prima

Custo elevado demateriais

9Custo demanuteno

< R$ 100 / msSoma de custos de

manutenoAlto custo com

manuteno

Quadro 7 - Especificaes do projeto - tero superior.

OQuadro 8 apresenta o tero mdio das especificaes do projeto

REQUISITO VALOR METAFORMA DE

AVALIAOASPECTOS

INDESEJADOS

10Materiaispadronizados

80% ContagemNecessidade de

materiais especiais

11Perodo entremanutenes

(MTBF)

> 6 meses MonitoramentoReduo do intervalo

de manuteno

12Peas sofisticadaspadro

100% ContagemAumento do custo de

fabricao

13Tolerncias classemdia

IT8 Medies Mau funcionamento

14Montagem comrecursos disponveis

100% ContagemNecessidade de

recursos especiais

15Direes detransporte

2 Anlise do projetoLimitao demovimentos

16Instalao na redelocal

220 V TestesRede local

incompatvel

17 Manuteno simples 15 anos Cronometragem Baixa vida til

19 Altura de levante >4,5 e < 5 m MedioNo atender anecessidade

20 Controle compoucos comandos

2 Contagem Aumento dacomplexidade

21Distncia dedeslocamento

Long. 24 mTrans. 5 m

MedioNo atender necessidade

22Tempo dedesmontagem

< 2 dias CronometragemPerda de tempoelevando o custo

23 Custo de operao < R$ 2,00 /hSom dos custos de

mo de obra +insumos

Elevado custo deoperao

24Peso/volume total damquina

< 7,9 Tonel./m Pesagem /medioElevado peso do

conjunto

25 Flexibilidade degeometria de cargas 90% Contagem No atender necessidade

Continuao


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36

4.2 PROJETO CONCEITUAL

O projeto conceitual inicia-se com as especificaes do projeto e termina com

a determinao da concepo do produto. A seguir so apresentadas as etapas

desta fase.

4.2.1 Verificao do escopo do problema

Atravs da anlise das especificaes obtidas na fase anterior, partiu-se para

a verificao do escopo do problema, esta que a primeira etapa da fase de projeto

conceitual. Esta anlise possibilitou a determinao da natureza do problema que

reside em elevar e movimentar cargas.

Uma comparao das especificaes ao problema permitiu verificar umarelao direta destas com o mesmo, deste modo o escopo do problema continua

sendo vlido.

4.2.2 Estrutura funcional

A primeira tarefa dentro desta etapa o estabelecimento da funo global do

sistema com base no fluxo de energia, sinal e carga representado atravs de um

diagrama de bloco. As entradas e sadas do sistema permite realizar a tarefa demovimentao de cargas, conformeFigura 10.

Movimentar cargasCarga

Energia

Sinal

Cargas no localdesejadoEnergia

Figura 10: Funo Global.

Aps o estabelecimento da funo global a prxima etapa a subdiviso da

funo global em funes parciais e elementares visando facilitar a busca por

princpios de soluo. Baseando-se principalmente em sistemas tcnicos existentes,

a derivao da funo global ilustrada naFigura 11 apresentada por meio de uma

estrutura funcional que mais se adequada ao projeto.


38/64

37

Figura 11: Desdobramento da funo global.

4.2.3 Princpios de soluo

Nesta etapa, para cada funo elementar determinada na etapa anterior soatribudos um ou mais princpios de soluo, como mostra o Quadro 10.De acordo

com o que prope Forcellini (2002), na busca por princpios de soluo utilizou-se o

mtodo da matriz morfolgica, alm da consulta a catlogos de fabricantes, sistemas

tcnicos existentes e pesquisas bibliogrficas.

FUNO PRINCPIOS DE SOLUO

Engatar acarga

Engate rpido Gancho Amarrao

Elevar a carga

Talha eltrica Talha manual Talha de alavanca

Sustentar acarga Cabo de ao Corrente

Sustentar aestrutura Sustentaono solo

Sustentaoarea

Continua


39/64

38

Gerar energiamecnica

Manualmente Motor pneumticoMotor eltrico

Transmitirenergia

mecnica Engrenagem Corrente Correia

Possuir grausde liberdade 1 2 3

Transf. energiaem movimento

linear Trole Trole e Roda Roda

Guiardeslocamento

Trilho perfil W Trilho perfil U Trilho perfil I

Dosarquantidade de

energia Botoeira comcabo Controle remoto Manualmente

Feedback dosistema Visual

Alerta sonoro

Automtico

Quadro 10 - Princpios de soluo.

4.2.4 Combinar princpios de soluo

Aps a pesquisa por princpios de soluo para cada uma das funes

elementares realizada na etapa anterior, faz-se necessrio a combinao das

mesmas buscando atender a funo global do sistema. Atravs do emprego da

matriz morfolgica e a luz dos critrios propostos por Pahl et al. (2005), a

combinao dos princpios de soluo gerou trs concepes alternativas que

compem a estrutura funcional do equipamento, apresentadas noQuadro 11.

FUNO CONCEPO 1 CONCEPO 2 CONCEPO 3

Engatar acarga

Gancho Engate rpido Engate rpido

Elevar a carga

Talha eltrica Talha eltrica Talha manual

Continua o

Continua


40/64

39

Sustentar acarga

Corrente Cabo de ao Cabo de ao

Sustentar aestrutura Sustentao no

soloSustentao no

soloSustentao area

Gerar energiamecnica

Motor eltrico Motor eltrico Manualmente

Transmitirenergia

mecnica Engrenagem Engrenagem Engrenagem

Possuir grausde liberdade

2 3 2

Transf. rotaoem movimento

linear Rodas Trole e rodas Trole

Guiardeslocamento

Trilho perfil W Trilho perfil W Trilho perfil I

Dosarquantidade de

energia Controle remoto Botoeira c/ cabo Manualmente

Feedbackdosistema Visual

AutomticoVisual

Quadro 11 - Concepes alternativas da estrutura funcional.

4.2.5 Seleo da combinao

Posteriormente a combinao de princpios de soluo gerando trs

concepes, preciso selecionar a concepo de estrutura funcional que melhor

desempenha a funo global do equipamento. O mtodo de seleo utilizado

adaptado de Forcellini (2002) faz uso de trs tcnicas diferentes, so elas:

Julgamento de viabilidade, disponibilidade de tecnologia e exame passa/no passa.

A aplicao da primeira tcnica, ou seja, o julgamento de viabilidade revelou

que a concepo 3 torna-se invivel por possuir elementos como a trilho de

deslocamento perfil I e a sustentao area, no sendo possvel sua fabricao. A

aplicao da segunda tcnica que avalia a disponibilidade de tecnologia para

Continua o


41/64

40

fabricao no eliminou nenhuma das concepes restantes, pois o produto pode

ser fabricada com a tecnologia disponvel.

Para a utilizao da tcnica passa/no passa elaborou-se um questionrio

(Apndice B) baseado nos requisitos dos clientes, onde buscou-se confrontar cada

requisito com as concepes alternativas. O Quadro 12 apresenta o resultado da

avaliao das duas concepes, sendo considerado no conclusivo, pois o

desempenho de ambas as concepes apresenta-se semelhante.

CONCEPORESPOSTAS

RESULTADO1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Concepo 1 p p p p p p p p np p p np p p passa

Concepo 2 np p np p p p p p p p p p p p passa

Quadro 12 - Avaliao Passa / no passa

4.2.6 Evoluo em variantes de soluo

A partir das tcnicas de seleo aplicadas, esta etapa busca detalhar as

concepes geradas de forma que os meios de desempenhar cada funo tenham

sido definidos, assim como as dimenses espaciais e estruturais de cada

componente. Nas Figura 12 e Figura 13 esto representadas, respectivamente as

concepes 1 e 2.

Figura 12: Concepo 1.

Ambas as concepes apresentam uma distncia de deslocamento

longitudinal de 24 metros, uma altura de 5 metros e uma largura de 4,7 metros,

sendo que se diferenciam apenas na capacidade de deslocar-se em determinadas

direes.


42/64

41

A escolha de qual concepo ser transformada em produto final e que

seguir adiante na fase de projeto detalhado realizado na prxima etapa.

Figura 13: Concepo 2.

4.2.7 Avaliao das concepes

Com a aplicao da matriz de avaliao buscou-se avaliar as concepes

com relao aos requisitos do projeto atravs de uma anlise quantitativa. OQuadro

13 apresenta esta avaliao, onde a concepo 2 apresentou-se mais adequada

para atender aos requisitos de projeto, sendo o equipamento caracterizado como

uma ponte rolante.

Requisitos de ProjetoEspecificao de

projeto QFD ViConcepo

1

Nvel desatisfao daconcepo 1

Concepo2

Nvel desatisfao daconcepo 2

Custo de fabricao < R$ 80.000,00 182 10 5 50,00 3 30,00Atender a normas aplicveis 100% 171 9,4 5 46,98 5 46,98Fabricao com recursos disponveis 100% 144 7,9 5 39,56 5 39,56

Atender as normas de segurana 100% 130 7,1 3 21,43 5 35,71Suportar as solicitaes 5 Toneladas 129 7,1 5 35,44 5 35,44Peas s/ neces. de mquinas especiais 100% 124 6,8 5 34,07 5 34,07Transportar a velocidade desejada T 0,5 / E 0,1 m/s 102 5,6 3 16,81 5 28,02Materiais de baixo custo 8,00R$/kg 81 4,5 5 22,25 5 22,25Custo de manuteno < R$ 100 / ms 70 3,8 5 19,23 5 19,23Materiais padronizados 80% 65 3,6 5 17,86 5 17,86

Periodo entre manutenes > 6 meses 65 3,6 5 17,86 5 17,86Peas sofisticadas padro 100% 57 3,1 5 15,66 5 15,66Tolerncias classe mdia IT 8 53 2,9 5 14,56 5 14,56Montagem com recursos disponveis 100% 48 2,6 5 13,19 5 13,19Direes de transporte 2 44 2,4 3 7,25 5 12,09Instalao na rede local 220 V 43 2,4 5 11,81 5 11,81Manuteno simples 15 anos 31 1,7 5 8,52 5 8,52

Altura de levante >4,5 e < 5 metros 30 1,6 5 8,24 5 8,24Controle com poucos comandos


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42

4.3 PROJETO DETALHADO

A partir dos conceitos definidos na fase anterior, na fase de projeto detalhado

a forma, as dimenses e os materiais devem ser fixadas e o modelo de produto

expresso pela documentao completa. Nesta fase torna-se comum o emprego de

ferramentas como, CAD, CAE entre outros, que facilitam o entendimento e reduzem

esforos.

4.3.1 Leiautes preliminares e desenhos de forma

A partir da escolha de uma concepo para ser transformada em produto

final, a primeira tarefa desta etapa a identificao dos portadores de efeito fsico

permitindo selecionar os componentes que desempenham as funes principais doequipamento. A Figura 14 apresenta o leiaute preliminar do equipamento e os

portadores de efeito fsico.

Figura 14: Leiaute Preliminar.

Atravs do leiaute preliminar proposto na Figura 14,podem ser visualizados

os principais componentes da estrutura do equipamento. A seguir esto descritos

algumas informaes e parmetros de cada conjunto.


44/64

43

4.3.1.1 Cabeeira do trilho

A cabeceira do trilho responsvel por oferecer o feedback ao sistema de

translao, representando o fim do curso de translao da ponte, suportando o

impacto gerado pela inrcia do conjunto. Construdo em perfil W200 x15 de ao

carbono 1020, este componente apresenta um comprimento total de 5,77 metros. Os

detalhes da construo do mesmo podem ser visualizados no apndice C item 02.

4.3.1.2 Travamentos da estrutura

Os componentes 4 e 5 (travamento frontal e lateral) so os responsveis por

evitar o balano da estrutura no sentido transversal e longitudinal garantindo a

estabilidade nas condies mais severas de carregamento. Construdos em perfil W150x13 de ao carbono 1020, possuem chapas de fechamento nas suas

extremidades permitindo a sua fixao na estrutura atravs de ligao aparafusada.

Os detalhes da sua construo podem ser visualizados no apndice C, itens 04 e

05.

4.3.1.3 Colunas de sustentao

Responsvel pela sustentao da carga e de toda estrutura do equipamentoas colunas (componentes 3 e 6) so construdas em perfil W200X46,1 de ao

carbono 1020. Com um comprimento de 5 metros possuem fixada na extremidade

superior uma chapa de fechamento que permite a fixao dos trilhos sobre a

mesma. Na extremidade inferior possuem uma chapa de base fixada a coluna

atravs de nervuras com o objetivo de ajudar na estabilidade. Os detalhes da

construo deste componente podem ser visualizados no Apndice C. O item 4.3.2.4

deste captulo apresenta o clculo e seleo do componente.

4.3.1.4 Trilho de translao

Os trilhos (componentes 1 e 7) so o caminho pelo qual percorrem as rodas

de translao que movimentam a ponte no sentido longitudinal, tem a funo de

guiar o deslocamento do conjunto da ponte. Construdo em ao carbono 1020 de

perfil W360x51e 6,5 metros de comprimento, possui fixado na parte superior uma

guia que permite a orientao das rodas de translao. O dimensionamento e

detalhes da construo podem ser visualizados no Apndice C. O dimensionamento

deste componente pode ser visualizado no item 4.3.2.3 deste captulo.


45/64

44

4.3.1.5 Conjunto da ponte

O componente 8 (Conjunto da ponte) tem como pea principal uma viga perfil

W410x53 de ao carbono 1020 com 5,7 metros de comprimento apoiada nas

extremidades em cabeceiras de perfil W150x22,5de 1,5 metros de comprimento

tambm de ao carbono 1020. O conjunto da ponte equipado com um sistema de

elevao e translao transversal composto por um trole e uma talha eltrica de

cabo de ao com capacidade para 5 toneladas.

O conjunto talha e trole esta equipado com um motor de elevao de 7,5 CV

com velocidade de subida de 0,07 m/s e um motor de translao de 0,75 CV com

velocidade de 0,23 m/s, ambos com motofreios controlados atravs de uma botoeiracom cabo. O detalhamento da construo do conjunto da ponte pode se visualizado

no apndice C item 08. Os dimensionamentos da viga da ponte e cabeceira podem

ser visualizados no item 4.3.2.1 e 4.3.2.2 respectivamente.

4.3.1.6 Rodas de translao

As rodas de translao (componente 9) so responsveis por transportar toda

a carga somada ao peso do conjunto de translao ao longo dos trilhos. Equipadoscom dois motorredutores eltricos sncronos de 0,5 CV possuem um dimetro

nominal de 0,25 m e movimentando-se a 0,5 m/s transformam o movimento

rotacional em movimento linear deslocando o conjunto da ponte ao longo dos trilhos.

Estes componentes no so fabricados pela empresa, sendo que as

especificaes descritas noQuadro 18 so baseadas na necessidades da aplicao.

4.3.2 Leiautes detalhados e desenhos de forma

Nesta etapa as informaes so mais refinadas sendo efetuado um

detalhamento dos clculos e a verificao quanto adequao para a soluo do

problema de projeto.

4.3.2.1 Dimensionamento da viga principal da ponte

Os dimensionamentos dos componentes seguem o determinado pela norma

NBR 8400 - Clculo de Equipamentos para Levantamento e Movimentao de

Cargas (ABNT, 1984) e pela CMAA 70 - Crane Manufacturers Association of

America - (AISE, 1983).


46/64

45

De acordo com os dados at ento apresentados o equipamento deve possuir

as caractersticas construtivas, apresentadas no Quadro 14.

CARACTERSTICAS DADOS UNID.Altura de levante 5 mDistncia de translao da talha 4,7 mDistncia de translao da ponte 24 mCarga de servio 5000 KgVelocidade de elevao 0,1 m/sVelocidade de translao da talha 0,5 m/sVelocidade de translao da ponte 0,5 m/sTempo mdio dirio de funcionamento 4 hMaterial AO SAE 1020 Laminado frio

Quadro 14 - Dados de entrada.

Conforme determinado na norma NBR 8400 (ABNT, 1984) a carga real na

viga principal da ponte resultante da aplicao de fatores que levam em conta as

condies de funcionamento e a carga de servio. O Quadro 15 mostra a

determinao das solicitaes empregadas no dimensionamento da viga.

SOLICITAES COMPOSIO VALOR

SG Solicitaes devidas

aos pesos dos prprioselementos

Viga da ponte (53 kg/m x 5,5 m) 292 kg

Talha e trole (Estimativa de peso) 500 kgSOMATRIO 792 kg

SLSolicitaes devido carga de servio

Carga de servio 5000 kgCoeficiente dinmico (Veloc. de elevao 0,1m/s) 1,15MULTIPLICAO 5750 kg

SH Solicitaes devidasa efeitos horizontais maisdesfavorveis

Soma da carga nas rodas 5792 kgCoeficiente devido ao rolamento 0,12MULTIPLICAO 695 kg

Mx Coeficiente demajorao

Numero convencional de ciclos = 6,3 x 104 Grupo 4Mx = 1Estados de cargas = P 2/3

Quadro 15 - Solicitaes empregadas no dimensionamento na viga.

Com base no Quadro 15 a Equao 1 demonstra o clculo da carga real na

ponte, onde:

SL= Solicitao devidas a carga de servio.

SH= Solicitaes devidas a efeitos horizontais mais desfavorveis.

SG= Solicitaes devidas ao peso dos prprios elementos.

Mx= Coeficiente de majorao.

(1)


47/64

46

= + +

= ( 5750

+ 695

+ 792

)

1

= Para o dimensionamento da viga da ponte admite-se que o maior esforo

ocorre quando o talha esta carregada e posicionada no centro da mesma. AFigura

15 demostra o carregamento na viga e o momento fletor gerado com a respectiva

carga.

Figura 15: Carregamento na viga principal.

De acordo com aFigura 15 o momento fletor mximo na viga 97618,13 N. A

prxima etapa o clculo do momento de inrcia mnimo que deve possuir a seo

transversal da viga atravs da Equao 2, retirada da NBR 8400, onde:

Fadm =Flecha admissvel: L / 800 (m)

P =Carga (N)

L =Comprimento da viga (m)

I =Momento de inrcia (cm4)

G =Mdulo de elasticidade: 200 (Gpa)

(2)

= 3

1

48

=70994,9 5,5

200 5,5/800

1

48

=,


48/64

47

Com momento de inrcia definido utilizou a tabela disponibilizada pela Gerdau

(2012) visualizada no Anexo A para definio do perfil da ponte. O perfil escolhido

o W410x53com as dimenses detalhadas no Apndice C e momento de inrcia

igual a 18734 cm4. Com a definio do perfil da viga realiza-se o clculo da tenso

mxima atuante na seo transversal da mesma atravs da Equao 3, onde:

Tmx. =Tenso mxima (MPa)

Tadm =Tenso admissvel (MPa)

Te =Tenso de escoamento do material: 350 MPa

Y =Distncia da borda a at a linha neutra da viga: 0,201 m


C =Coeficiente de segurana de acordo com a NBR 8400: 1,5Mf =Momento fletor mximo (N.m)

(3)

= = = 97618,13. 0,201

18734 4 3501,5 =

= =O uso da ferramenta Solidworks simulationxpressauxilia na visualizao do

comportamento e das reaes da viga da ponte com a aplicao da carga acima

descrita. O Anexo B apresenta os resultados deste estudo.

4.3.2.2 Dimensionamento da cabeeira

Para dimensionamento da viga da cabeeira temos que o mximo momento

fletor ocorre na mesma quando a talha carregada esta deslocada para a

extremidade da viga principal, gerando uma carga de 64998,6 N sobre o centro da

viga da cabeeira. O diagrama daFigura 16 demostra o carregamento na cabeeira

com 1,5 metros de comprimento, sendo que os apoios, ou seja, as rodas de

translao esto localizadas a 0,6 metros da aplicao da carga.


49/64

48

Figura 16: Carregamento na viga da cabeeira.

De acordo com a Figura 16 o momento mximo para o carregamento de

19499,58 N.m. Sendo assim a prxima etapa a determinao do momento de

inrcia atravs da Equao 4.(4)

= 3 148 = 64998,6 1,2200 1,2/800 148

= ,Realizado o clculo seleciona-se a viga com um momento de inrcia superior

ao calculado atravs da tabela do Anexo A. O perfil escolhido o W150x22,5 (H)

com as dimenses detalhadas no Apndice C e momento de inrcia de 1229 cm4 .

Aps a seleo do perfil feita a verificao quanto s tenses atuantes na viga

atravs da aplicao da Equao 5.

(5)

=

=

= 19449,58. 0,076

1229 4

350

1,5=

=, =

O uso da ferramenta Solidworks simulationxpressauxilia na visualizao do

comportamento e das reaes da viga da cabeeira com a aplicao da carga acima


64998,6 N


50/64

49

4.3.2.3 Dimensionamento do trilho

Para o dimensionamento do trilho admite-se que o maior esforo ocorre

quando ao a talha est posicionada na extremidade da ponte e uma roda do carro

de translao posicionada no centro do trilho. O diagrama daFigura 17 demostra o

clculo do momento mximo da viga do trilho de 6,5 metros de comprimento, sendo

que a carga gerada por cada roda de translao na viga de aproximadamente

35764 N.

Figura 17: Carregamento na viga do trilho.

Aps a determinao do momento mximo na viga a prxima etapa o

clculo do momento de inrcia atravs da frmula da Equao 6.

(6)

= 3 148 = 35764 6,5200 6,5/800 148

=

Com o momento de inrcia definido, seleciona-se a viga que atende a

solicitao atravs da tabela do Anexo A. O perfil escolhido o W360x51 com as

dimenses detalhadas no Apndice C e um momento de inrcia igual a 14222 cm4.

Aps a seleo do perfil da viga feita a verificao quanto s tenses atuantes na

mesma atravs da aplicao da Equao 7, onde a tenso mxima no poder

ultrapassar o valor da tenso admissvel.


51/64

50

(7)

= =

= 94774,6. 0,177514222 4 3501,5 = = , =O uso da ferramenta Solidworks simulationxpressauxilia na visualizao do

comportamento e das reaes da viga do trilho com a aplicao da carga acima


4.3.2.4 Dimensionamento da coluna

Para o dimensionamento da viga da coluna da ponte admite-se que o mximo

esforo acorre quando o carro de translao est posiciona exatamente sob a

coluna de sustentao, gerando uma carga sobre a mesma de aproximadamente

64202 N, como mostra aFigura 18.

Figura 18: Carregamento na coluna de sustentao

A primeira etapa de clculo realizada com a determinao do momento de

inrcia atravs da Equao 8, onde:

Pcr =Carga crtica de flambagem (N)


G =Mdulo de elasticidade (N/m)

K =Fator de comprimento efetivo da coluna, (viga engastada e livre): 2


52/64

51

L =Comprimento da coluna (m)

C =Coeficiente de segurana: 1,5

(8)

=

2

64202 1,5 = 200 109/

2 52

=

Com o momento de inrcia definido seleciona-se a viga que atende asolicitao atravs da tabela do Anexo A tendo como limitante a largura mnima da

viga que deve ser de 171 mm. O menor momento de inrcia da viga selecionada

deve ser superior ao momento de inrcia calculado, sendo assim o perfil selecionado

o W200 x 46,1(H) com as dimenses apresentadas no Apndice C e momento de

inrcia de 1535 cm4.

Aps a seleo do perfil da viga feita a verificao quanto s tenses

atuantes na mesma atravs da aplicao da Equao 9, sendo que a tensomxima no poder ultrapassar o valor da tenso admissvel, onde:

Tmx =Tenso mxima de flambagem (N/m)

A =rea da seo transversal da viga: 58,6 (cm)

Te =Tenso de escoamento (N/m)

C =Coeficiente de segurana: 1,5

(9)

= /(/) =

= 200 109//(5/1535 458,6 2 ) 350 1,5

= , =


53/64

52

O uso da ferramenta Solidworks simulationxpressauxilia na visualizao do

comportamento e das reaes da viga da coluna com a aplicao da carga acima


4.3.2.5 Dimensionamento dos motorredutores de translao da ponte

Para o dimensionamento dos motorredutores que realizam o movimento de

translao do conjunto da ponte sobre os trilhos utilizam-se as frmulas disponveis

na NBR 8400. Considerando a velocidade de translao da ponte igual a 0,5 m/s

(requisito de projeto) e o fator de resistncia ao rolamento de 0,007 (NBR 8400)

definido em funo do material da roda tem-se a fora de resistncia ao rolamento e

a potncia necessria de cada motorredutor, de acordo com as Equaes 10 e 11,onde:

Fr =Resistncia ao rol

ediun michels 2014

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