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Universidade Tecnológica Federal do
Paraná
Departamento Acadêmico de Mecânica
Coordenação de Estágio
Relatório Final de Estágio – Engenharia Mecânica
Projeto de Transportadores Mecânicos
Banca: Prof. Dr. Eng. Laercio Javarez Junior
Prof. Dr. Eng. Davi Fusão
Prof. Dr. Eng. Felipe Barreto Campelo Cruz
Realizado por:
CASSIO EDUARDO NADAL FERREIRA
915300
Ponta Grossa, 26 de fevereiro de 2014
- O Termo de Aprovação assinado encontra-se na Coordenação do Curso -
TERMO DE APROVAÇÃO
do
ESTÁGIO CURRICULAR OBRIGATÓRIO
por
Cássio Eduardo Nadal Ferreira
A Defesa Final desse Estágio Curricular Obrigatório foi realizada em 04 de fevereiro de 2014 como
requisito parcial para a obtenção do título de Bacharel em Engenharia Mecânica. O candidato foi
arguido pela Banca Examinadora composta pelos professores abaixo assinados. Após deliberação, a
Banca Examinadora considerou o estágio aprovado.
_______________________________________
Prof. Dr. Laércio Javarez Junior Prof. Orientador
____________________________________ Prof. Dr. Eng. Felipe Barreto Campelo Cruz
Coordenador de Estágios dos Cursos de Engenharia Mecânica e de Engenharia de
Produção Mecânica UTFPR/Campus Ponta Grossa
____________________________________
Prof. Dr. Eng. Davi Fusão Membro Titular
____________________________________ Prof. Dr. Thiago Antonini Alves
Coordenador dos Cursos de Engenharia Mecânica e de Engenharia de Produção Mecânica
UTFPR/Campus Ponta Grossa
Ministério da Educação
Universidade Tecnológica Federal do Paraná Campus Ponta Grossa
Coordenação de Engenharia Mecânica e de Engenharia de Produção Mecânica
Lista de Figuras
Figura 1 - Porta Pallets..................................................................................................5
Figura 2 - Auto Portante................................................................................................5
Figura 3 - Drive-in/ Through.........................................................................................6
Figura 4 - Armazenagem Dinâmica...............................................................................6
Figura 5 - Push Back.....................................................................................................7
Figura 6 - Flow Rack.....................................................................................................7
Figura 7 - Transportadores............................................................................................8
Figura 8 - Mezanino......................................................................................................8
Figura 9 - Transportador motorizado em teste............................................................10
Figura 10 - Rampa em lona do transportador motorizado...........................................10
Figura 11 - Planilha de resultados...............................................................................13
Sumário
1. Identificação ......................................................................................................... 1
2. Responsabilidade pelas Informações .................................................................... 2
2.1 Responsabilidades do Aluno............................................................................2
2.2 Responsabilidades do Supervisor......................................................................2
3. Introdução ............................................................................................................. 3
4. Descrição da Empresa .......................................................................................... 4
4.1 Produtos Águia Sistemas...................................................................................4
5. Descrição das Atividades Desenvolvidas no Estágio ........................................... 9
6. Dificuldades Encontradas ................................................................................... 11
7. Áreas de Identificação com o Curso ................................................................... 12
8. Resultados ........................................................................................................... 12
9. Conclusão ........................................................................................................... 15
Referências Bibliográficas...............................................................................................16
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1. Identificação
Aluno: Cassio Eduardo Nadal Ferreira
Curso: Engenharia Mecânica
Período: 10º
Endereço: Rua Marechal Deodoro, 832, ap.21, Centro, Ponta Grossa-PR
E-mail: [email protected]
Telefone: (42) 9971 8098/ (42) 3025 5979
Professor Orientador: Laércio Javarez Junior
Formação: Engenheiro Mecânico
E-mail: [email protected]
Telefone: (42) 9931 8850
Supervisor de Estágio: Paulo Rogério Zanatta Moreira
Formação: Administrador de empresas
Cargo: Gerente técnico
E-mail: [email protected]
Telefone: (42) 3220 1912
Empresa: AGUIA SISTEMAS DE ARMAZENAGEM S/A
Endereço: Av. Senador Flávio Carvalho Guimarães, 3505, Boa vista, Ponta Grossa-PR
Telefone: (42) 3220 2666
Início do estágio: 10/09/2013
Término do estágio: 10/01/2014
Carga horária semanal do estágio: 30 horas
Carga horário total do estágio: 480 horas
Atividades realizadas: Análise de viabilidade; Análise crítica de projetos; Verificação do
produto; Validação do projeto; Elaboração de layout; Desenvolvimento de novos produtos;
Dimensionamento de correias; Cálculo de potência requerida pelos motores.
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2. Responsabilidade pelas Informações
2.1 Responsabilidades do aluno
Eu, Cassio Eduardo Nadal Ferreira, portador do CPF 053.977.189-98, estudante de
Engenharia Mecânica na UTFPR campus Ponta Grossa, através deste termo de compromisso,
assumo a responsabilidade pela veracidade das informações contidas nesse relatório, referente
ao período de estágio obrigatório na empresa AGUIA SISTEMAS DE ARMAZENAGEM
S/A, realizado entre 10 de setembro de 2013 e 10 de janeiro de 2014.
Data: / / . .
2.2 Responsabilidade do supervisor
Eu, Paulo Rogério Zanatta Moreira, portador do CPF 028.349.739-46, supervisor de
estágio na UCE, asseguro a veracidade das informações e autorizo a divulgação para fins
acadêmicos na UTFPR campus Ponta Grossa. Informações referentes ao período de estágio
obrigatório de Cassio Eduardo Nadal Ferreira, portador do CPF 053.977.189-98, na empresa
AGUIA SISTEMAS DE ARMAZENAGEM S/A, realizado entre 10 de setembro de 2013 e
10 de janeiro de 2014.
Data: / / . .
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3. Introdução
Neste relatório, será abordado sobre o estágio realizado dentro do setor de automação de
transportadores motorizados, na Águia Sistemas de Armazenagem S/A, com a apresentação
das atividades desenvolvidas durante o período de estágio e a sua correlação com o curso de
Engenharia Mecânica.
O estágio acadêmico tem uma elevada importância na formação do profissional de
engenharia. É necessário que todos os conceitos e teorias, apresentadas durante o curso, sejam
utilizados na prática, para que o futuro profissional tenha a competência de utiliza-las
futuramente na profissão. Nesse caso o estágio foi realizado na área de projetos mecânicos de
transportadores motorizados. O projeto mecânico do transportador consiste na elaboração do
layout do transportador, suas vistas laterais detalhadas, na escolha e análise de componentes
mecânicos do transportador, no dimensionamento da correia e no cálculo da potência dos
motores a serem utilizados.
Através do estudo de custo dos componentes utilizados nos transportadores, era possível
entender e analisar a viabilidade da escolha de um determinado componente ao invés de outro.
Durante o período de estágio foram realizados testes no laboratório de montagem dos
transportadores. Neles foi possível observar, com maior precisão, como funcionam os
diversos componentes presentes nos projetos. As dificuldades encontradas pelos montadores
foram importantes na melhoria dos projetos, buscando eliminar possíveis erros e falhas de
projetos anteriores.
O relatório apresenta uma descrição do histórico da empresa e uma breve descrição dos
produtos, projetados e construídos pela empresa. Em seguida, serão detalhadas todas as
atividades desenvolvidas durante o estágio e as dificuldades encontradas para a realização
delas. Por fim, serão identificadas todas as disciplinas do curso de Engenharia Mecânica que
foram úteis durante o período de estágio e os resultados obtidos das atividades realizadas.
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4. Descrição da Empresa
A Águia Sistemas de Armazenagem S/A é uma indústria metalúrgica, de médio porte,
que se dedica a projetar e produzir soluções no segmento de logística, fornecendo uma
variedade de produtos que complementam toda a infraestrutura logística de armazenagem e
transporte de materiais para o cliente.
Fundada em 1973, a Águia Sistemas tem aproximadamente mil funcionários e tem
como política de qualidade “Projetar, fabricar e instalar com eficácia, qualidade,
produtividade, competitividade, e lucratividade, soluções customizadas em movimentação e
armazenagem de materiais, atendendo as necessidades e interesses dos clientes, colaboradores
e meio ambiente, melhorando e inovando continuamente”. (Disponível em
<www.aguiasistemas.com.br>)
Situada em Ponta Grossa, Paraná, a Águia Sistemas faz parte da Águia Participações
que engloba outras três empresas: Águia Florestal, Águia Química, Smart Sistemas
Construtivos. A Águia Florestal atua no reflorestamento e fabricação de painéis de madeira. A
Águia Química atua na fabricação de resina para indústria de tintas, selantes e adesivos. Já a
Smart Sistemas Construtivos trabalha na construção civil no sistema Light Steel Framing, no
qual a alvenaria é substituída por estruturas em aço.
4.1 Produtos Águia Sistemas
A Águia Sistemas fabrica produtos que tem a finalidade de armazenar e movimentar
materiais, sendo que grande parte produzidos dentro da própria empresa, e uma minoria (ex:
parafusos, correias, rollerdrivers, etc) são adquiridos de fornecedores externos. Os produtos
fabricados pela Águia Sistemas estão relacionados e descritos a seguir.
- Porta Pallets: Destinado à armazenagem de Pallets, permite a verticalização do espaço de
forma simples e seletiva, possibilitando o acesso rápido a toda carga armazenada através do
uso de empilhadeiras.
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Figura 1 – Porta Pallets.
- Auto Portante/ Corredores Estreitos: Combinando alta seletividade e densidade, a operação
deste sistema é feita por empilhadeiras trilaterais e selecionadoras de pedidos. Em grandes
alturas são utilizados transelevadores controlados por softwares que destinam os pallets a
endereços aleatórios, gerenciando o fluxo de movimentações e permitindo maior velocidade
nas operações de carga e descarga.
Figura 2 – Auto Portante.
- Drive-in/Through: Destinado à armazenagem de grandes volumes e pouca variedade de
itens, possibilita um bom aproveitamento da área maximizando o volume armazenado pela
redução do número de corredores.
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Figura 3 – Drive in.
- Armazenagem Dinâmica: Sistema para estocagem de cargas com grande rotatividade e
necessidade de controle do prazo de validade. Os pallets são colocados em uma extremidade
da estrutura e deslizam sobre os roletes até a outra pela ação da gravidade, sendo que a
aceleração dos pallets é controlada por reguladores de velocidade.
Figura 4 – Armazenagem Dinâmica.
- Push Back: Possibilita uma boa seletividade na armazenagem de alta densidade, sua
configuração dividida em tuneis permite o acesso direto a cada túnel facilitando a
rotatividade.
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Figura 5 – Push Back.
- Flow Rack: Sistema indicado para pequenos volumes e grande rotatividade onde se faz
necessário a conferencia para a separação dos materiais. A posição inclinada das roldanas
facilita o deslizamento das caixas, sua reposição e o apanhe dos materiais.
Figura 6 – Flow Rack.
- Transportadores: São sistemas de movimentação de cargas que podem ser manuais,
gravitacionais ou motorizados. Está direcionado ao transporte de produtos durante a seleção
de um pedido e seu envio até a expedição.
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Figura 7 – Transportador.
- Mezanino: Utilizado para armazenagem de materiais ou para áreas de trabalho,
dimensionado de acordo com a sobrecarga prevista.
Figura 8 – Mezanino.
-Container tubular: Possibilita armazenar, agrupar, transportar, distribuir, e expor
mercadorias.
-Container armado: Desenvolvido para atender as mais diversas modalidades de
armazenagem e movimentação, é leve e possui ótima estabilidade. Pode ser auto empilhador
ou armazenado em porta pallets.
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5. Descrição das Atividades Desenvolvidas no Estágio
O estágio ocorreu dentro do setor de automação dos transportadores motorizados. As
atividades previamente propostas como objetivos do estágio foram: Análise de viabilidade do
projeto, Análise crítica do projeto, Elaboração de layout, Verificação do produto, Validação
do projeto e desenvolvimento de novos produtos.
A parte mecânica dos projetos dos transportadores consiste primeiramente na
idealização da lógica do transportador juntamente com as necessidades do cliente. Com a
lógica definida o próximo passo é a elaboração do layout do transportador, prevendo a
necessidade de rampas (motorizadas ou não) com sua respectiva angulação, curvas, passo
entre os rolos, altura do transportador e a necessidade de componentes especiais, tais como:
Pusher, Desviador Bell-Transfer e Pop-up. Para a elaboração dos desenhos foi utilizado como
apoio o software AutoCad.
A elaboração do layout de transportadores motorizados é usada para o projeto
comercial, ou seja, após a conclusão do layout o orçamento é realizado e passado ao cliente
para aprovação. Previamente ao projeto do transportador, deve ser realizado o projeto das
estruturas de armazenamento da Águia, tais como, Mezaninos, Flow Racks, Porta Palletsl,
etc. Contudo muitas vezes se fez necessário a alteração das estruturas previamente projetadas
devido à interferência do transportador no projeto. A readequação do vigamento dos
mezaninos foi muitas vezes necessária. Em outros casos, foi necessário prever um mezanino
para o apoio do transportador em alturas muito elevadas. Isto devido ao fato de que os
cavaletes de sustentação dos transportadores atingem no máximo 3900 mm, tornando uma
análise crítica do projeto mais complexa. Em alguns projetos foi necessário projetar passarelas
cobertas para o transportador, pois a necessidade do cliente era que o transportador
atravessasse de um galpão para o outro. Nessas passarelas foram utilizados os mesmos perfis
e vigas dos mezaninos, porém com uma telha como cobertura.
A realização da análise crítica do projeto, considerando as limitações e as necessidades
do cliente paralelamente as limitações do produto e de serviços oferecidos pela empresa
esteve presente em todo projeto realizado. A análise de viabilidade do projeto, buscando
satisfazer o cliente com um produto que atenda suas necessidades e ao mesmo tempo seja
viável financeiramente frente à concorrência também foi constantemente considerada, com o
auxilio do setor de orçamentos fornecendo alguns parâmetros para visualizar o produto de
uma maneira mais ampla, ponderando seus custos e a vantagem de cada solução escolhida.
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Verificação do produto em seu laboratório de testes, analisando o funcionamento da
parte mecânica juntamente com a automação dos transportadores. Visualizar seu
funcionamento com maior propriedade, verificando possíveis problemas, dificuldades na
montagem e no funcionamento do produto, levando isso de aprendizado para o momento de
idealizar um novo projeto, buscando minimizar os erros e problemas possíveis. As figuras 9 e
10 mostram o transportador na sua fase de testes.
Figura 9 – Transportador motorizado em teste.
Figura 10 – Rampa em lona do transportador motorizado.
Foi realizada uma planilha para o calculo de potencia dos motores e dimensionamento
de correias a serem utilizados nos transportadores com o intuito de melhorar o processo de
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calculo e aperfeiçoar os resultados para diminuir perdas, e conseqüentemente evitar escolhas
de motores que fornecem uma potência muito acima da requerida. Antes da elaboração da
planilha os projetos eram realizados com motores padrão sem a realização de um cálculo mais
profundo. Para a realização do cálculo é necessário informar a largura do transportador, o
comprimento da pista a ser motorizada, a diferença de altura entre o início e o fim da pista, o
passo entre os rolos, as dimensões das caixas a serem transportados, o peso das caixas e o
fluxo de caixa por hora. Com esses dados o programa do Excel calcula a velocidade do
transportador, a força de resistência do transportador, o comprimento de correia e a potência
mecânica requerida. Após a elaboração do layout é definido então a potencia dos motores a
serem utilizados e o tamanho de correia, para o orçamento ter uma precisão maior e diminuir
a chance de erro no orçamento.
6. Dificuldades Encontradas
A principal dificuldade encontrada foi à falta do conhecimento pleno do produto e seu
mecanismo de funcionamento. O desconhecimento de alguns padrões utilizados pela empresa
também dificultou. Em muitas ocasiões foi necessário refazer ou alterar o projeto devido a
limitações desconhecidas ou que passaram despercebidas. A falta de informação clara vinda
do cliente também foi uma dificuldade encontrada, pois muitas vezes a informação passada
não era bem entendida pelo vendedor ou não era expressa de maneira clara para os projetistas.
Outra dificuldade foi à adaptação com o meio de trabalho, que ainda não havia frequentado a
cobrança por resultados e os prazos curtos estabelecidos, foi algo que teve que ser superado
com o tempo.
A realização de planilha para o cálculo de potência de motores e dimensionamento de
correias não constava no plano de estágio, porém foi uma situação que apareceu no dia a dia
de trabalho e foi possível contribuir com meus conhecimentos adquiridos no curso para a
realização dessa planilha, utilizando o software Excel. Por ser uma situação especifica da
empresa houve dificuldade em conseguir encontrar a maneira correta de realizar o cálculo
para transportadores de rolos de aço com a transmissão de força do motor realizada pela
correia. Foi utilizado como apoio a NBR 8205(Norma Brasileira), porém ela não engloba
totalmente os transportadores produzidos na águia. A NBR 8205 se refere a Transportadores
contínuos – Transportadores de correia- Cálculo de força e potência, porém sem utilizar rolos
em aço para a movimentação de cargas, utilizando apenas correias. Essa norma foi tomada
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como base juntamente com algumas fórmulas contidas no catálogo de motores da SEW e
conseguiu-se atingir valores aceitáveis.
7. Áreas de Identificação com o Curso
A área de desenho técnico foi bastante exigida durante o estágio, na realização de vistas,
cotação e elaboração de layouts. O entendimento de alguns desenhos mais complexos como
engrenagens e desenhos de montagens de maquinas, também se fez necessário. O
conhecimento sobre resistência de materiais esteve presente principalmente na elaboração de
mezaninos, onde foi necessário o dimensionamento de vigas, colunas e perfis. Na realização
da planilha de cálculo de motores e dimensionamento de correias, os conhecimentos em
elementos de máquina foram muito requisitados, inclusive consultando os materiais de sala de
aula como material de apoio para o dimensionamento de componentes de transmissão
(correias). Segundo SHIGLEY (1984), o comprimento da correia é encontrado somando-se os
comprimentos dos dois arcos com duas vezes a distância entre o começo e o fim do contato.
Indiretamente algumas disciplinas também contribuíram. Computação auxiliou na
formulação de um programa no Excel, com a utilização de alguns comandos similares. A
disciplina de mecanismos teve sua importância para um melhor entendimento do
funcionamento dos transportadores, nos momentos em que o transportador era testado no
laboratório de testes foi importante visualizar os diferentes mecanismos contidos no
transportador.
8. Resultados
O principal resultado obtido no estágio foi na elaboração de projetos comerciais de
transportadores mecânicos para empresas de pequeno, médio e grande porte, porém durante o
período de estágio nenhum desses projetos chegou a ganhar a aprovação do cliente para o
projeto ser desdobrado e então enviado para a produção, devido ao período curto do estágio.
Foi realizado em torno de 20 projetos dos mais diversos tamanhos e dificuldades, todos
realizados no software AutoCAD, com os cálculos previamente definidos pelo Engenheiro e
com correção do supervisor. No projeto continha o layout do transportador com as indicações
de cada componente, as informações de altura, motorização, as vistas laterais das rampas e
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detalhes da pista de conferência. Quando se fez necessário o projeto conjunto do mezanino
e/ou passarela foi necessário uma folha a parte que continha à planta baixa e o vigamento da
estrutura, sempre com o engenheiro responsável acompanhando o processo e autorizando o
projeto no final.
A planilha realizada para o cálculo de potência de motores e dimensionamento de
correias pode ser visualizada na Figura 11. É necessário informar os dados do transportador
como largura, comprimento da pista, fluxo de caixas e a inclinação da pista para o programa
realizar os cálculos e então o projetista selecionar no catálogo de motores o motor mais
adequado para a situação.
Figura 11 - Planilha de resultados.
O cálculo consiste em descobrir as forças resistentes que o motor deverá superar para
que o transportador se movimente na velocidade desejada. A força total consiste na soma de
outras três forças: a força resistente principal, a força resistente secundária e a força de
resistência ao aclive. A força de resistência principal pode ser calculada pela seguinte
equação,
)))(cos(2()((.. mlmcL
mrgfLFh (1)
Onde,
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L = Comprimento da pista [m]
f = fator de atrito
g = aceleração da gravidade [m/s²]
mr = massa total dos rolos [kg]
mc = massa da correia [kg]
ml = carga máxima transportada [kg/m]
A força de resistência secundária pode ser expressa por,
FhCFn )1( (2)
Sendo que, C é o coeficiente de atrito. Por fim a força de resistência ao aclive, só
estará presente caso haja inclinação na pista do transportador. A resistência ao aclive pode ser
expressa por,
))((.. senmlgLFst (3)
A força de resistência total é então a soma das três resistências,
FstFnFhFr (4)
A potência mecânica requerida pode ser calculada então por,
Rd
VFrP
1000
. (5)
Onde,
V = velocidade requerida para o transportador [m/s]
Rd = Rendimento global do motor
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9. Conclusão
Os objetivos inicialmente propostos foram atingidos, os projetos realizados tiveram
valor agregado dos conhecimentos do valor de cada componente do transportador e a melhor
logística para o funcionamento do transportador dentro da empresa, através de uma analise de
viabilidade. O trabalho foi realizado dentro do setor de automação, que faz a automatização
do transportador através de sensores e CLP’s(Controladores Lógicos Programáveis) após a
realização do projeto mecânico, por isso foi necessário o trabalho em conjunto para entender
as limitações de cada parte do projeto e ser capaz de realizar uma análise crítica mais
profunda. A análise do funcionamento do transportador foi de grande importância, pois assim
houve um entendimento melhor do funcionamento mecânico do transportador e com isso
houve melhoras no momento de inicialização do projeto buscando menor quantidade de erros
e maior agilidade na conclusão do projeto.
O período como estagiário contribuiu em grande parcela da minha formação como
Engenheiro Mecânico. Vivenciar na prática todos os passos da realização de um projeto,
sendo necessário interagir com outros setores para obter melhores resultados, com prazos
curtos para cumprir as atividades, mostrou a realidade dentro de uma organização de médio
porte como a Águia Sistemas.
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Referências Bibliográficas
SHIGLEY, Joseph Edward. Elementos de maquinas. Rio de Janeiro: LTC- Livros
Técnicos e Científicos, 1984. 2v.
SHIGLEY, Joseph Edward. Elementos de maquinas. Rio de Janeiro: LTC- Livros
Técnicos e Científicos, 1984. 1v.
Catálogo de motoredutores SEW
Site: http://www.aguiasistemas.com.br/ , visitado em 28/01/2014.