ProjMecanicoCapitulo3

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<p>Elementos de Máquinas Introdução ao Projecto</p><p>Rosa Marat-Mendes – Escola Superior de Tecnologia – IPS – 2003 18</p><p>CAP 3 - INTRODUÇÃO AO PROJECTO</p><p>3.1. INTRODUÇÃO</p><p>DEFINIÇÃO DE PROJECTO</p><p>Formulação de um plano capaz de proporcionar uma solução satisfatória e</p><p>exequível a uma necessidade humana.</p><p>NECESSIDADE</p><p>• Precisa: “O veio motor deste redutor está a dar problemas; houve 8</p><p>falhas nos últimos 6 meses. Temos de corrigir esta situação.”</p><p>• Imprecisa: “A linha de produção continua a fabricar produtos com</p><p>demasiados defeitos.”</p><p>Uma necessidade nunca tem uma resposta única nem uma solução correcta.</p><p>Exemplo: “BOM” hoje, pode ser “MAU” amanha. Porquê?</p><p>• Devido ao aperfeiçoamento e ao crescimento dos conhecimentos.</p><p>• Alteração da sociedade.</p><p>Tal como se disse, não há uma solução correcta, há uma solução satisfatória.</p><p>• Adequada ao fim em vista.</p><p>• Formulada com o conhecimento actual.</p><p>Elementos de Máquinas Introdução ao Projecto</p><p>Rosa Marat-Mendes – Escola Superior de Tecnologia – IPS – 2003 19</p><p>3.2. PROJECTO MECÂNICO</p><p>Os projectos podem-se classificar quanto à área do conhecimento relativo à</p><p>necessidade.</p><p>A análise de um projecto envolve sempre uma análise económica.</p><p>3.2.1. OBJECTIVOS DE UM PROJECTO DE ENGENHARIA</p><p>CRIAR</p><p>ou</p><p>RECONDICIONAR</p><p>ou um SISTEMA</p><p>MELHORAR</p><p>ou</p><p>ADAPTAR</p><p>“A Engenharia oferece à sociedade opções adequadas e exequíveis que</p><p>constituem uma alternativa desejada ao curso natural dos acontecimentos”.</p><p>Projecto de</p><p>Engenharia</p><p>Projecto</p><p>Mecânico</p><p>Este é o nosso</p><p>Tema</p><p>Elementos de Máquinas Introdução ao Projecto</p><p>Rosa Marat-Mendes – Escola Superior de Tecnologia – IPS – 2003 20</p><p>3.2.2. FASES DO PROJECTO</p><p>O processamento total de um projecto passa por várias fases, desde o</p><p>reconhecimento de uma necessidade até à sua apresentação final.</p><p>PRINCIPAIS FASES</p><p>As ligações do diagrama de fluxo estabelecem uma sequência.</p><p>NECESSIDADE</p><p>ESPECIFICAÇÕES</p><p>EXEQUIBILIDADE</p><p>ANTEPROJECTO</p><p>PROJECTO DE</p><p>CONJUNTO</p><p>PROJECTO</p><p>DETALHADO</p><p>OPTIMIZAÇÃO</p><p>AVALIAÇÃO</p><p>APRESENTAÇÃO</p><p>DECISÃO</p><p>PRODUÇÃO</p><p>iteração</p><p>Elementos de Máquinas Introdução ao Projecto</p><p>Rosa Marat-Mendes – Escola Superior de Tecnologia – IPS – 2003 21</p><p>DESCRIÇÃO DAS PRINCIPAIS FASES</p><p>NECESSIDADE – Origem do projecto, melhor ou pior definida.</p><p>ESPECIFICAÇÕES – Definição precisa do problema.</p><p>Estabelecimento de todos os requisitos (quantidade, vida e ambiente de serviço</p><p>pretendidos, etc.) e constrangimentos (Custo máximo, dimensões e peso máximo,</p><p>limitações de Tecnologia e de materiais existentes).</p><p>EXEQUIBILIDADE – Análise de possibilidade / Interesse do projecto.</p><p>Aspectos tecnológicos e económicos: Há dependência de materiais escassos? O</p><p>produto final é economicamente rentável?</p><p>ANTE PROJECTO – Síntese do projecto.</p><p>Resulta de conhecimento técnico - Científico, criatividade e experiência.</p><p>Novos constrangimentos → Resistência dos órgãos, aspecto agradável, manutenção</p><p>simples e económica.</p><p>PROJECTO DE CONJUNTO E DETALHADO – Desenhos de conjunto e de</p><p>detalhe pormenorizados.</p><p>Dimensionamento dos componentes ou dos órgãos individuais.</p><p>Selecção de unidades/peças normalizadas (catálogos/normas).</p><p>Optimização.</p><p>Notas de cálculo.</p><p>Desenhos de fabrico.</p><p>AVALIAÇÃO – Verificação final do êxito do projecto.</p><p>Ensaios, protótipos.</p><p>Esta fase é a grande geradora de alterações ao projecto.</p><p>APRESENTAÇÃO DO PROJECTO – Ao Responsável Superior</p><p>Ao Cliente</p><p>Ao Investigador</p><p>Este é um passo vital do projecto.</p><p>Não há regras fixas, mas há linhas de orientação.</p><p>Elementos de Máquinas Introdução ao Projecto</p><p>Rosa Marat-Mendes – Escola Superior de Tecnologia – IPS – 2003 22</p><p>RELATÓRIO DO PROJECTO – Num relatório tem de se apresentar os</p><p>seguintes pontos:</p><p>1. Título</p><p>Identificação</p><p>Índice</p><p>Bibliografia</p><p>2. Memória Descritiva e Justificativa</p><p>Fases de “Necessidade”, “Especificações”, “Exequibilidade” e</p><p>“avaliação”.</p><p>3. Notas de cálculo</p><p>Fases de “Projecto de conjunto” e “Projecto detalhado”.</p><p>Ø Título</p><p>Ø Enunciado e dados</p><p>Ø Critério de projecto</p><p>Ø Esquemas, Modelos analíticos.</p><p>Ø Expressões</p><p>4. Desenhos</p><p>Formas, dimensões, Instruções de montagem e de fabrico.</p><p>Ø Desenho esquemático do conjunto.</p><p>Ø Desenho de conjunto/subconjuntos, lista de peças.</p><p>Ø Desenho de fabrico das peças (instruções de fabrico)</p><p>5. Anexos</p><p>6.</p><p>E.S.T.</p><p>2001/2002</p><p>Projecto final</p><p>Nome</p><p>Projecto Final</p><p>Elementos de Máquinas Introdução ao Projecto</p><p>Rosa Marat-Mendes – Escola Superior de Tecnologia – IPS – 2003 23</p><p>7. Incluir</p><p>Ø Introduções teóricas</p><p>Ø Cálculos repetitivos – quadro de valores</p><p>Ø Descrições sucintas – Uso de esquemas, gráficos, esboços.</p><p>Ø Fundamentos Longos – Anexos</p><p>Ø Mencionar Fontes Bibliográficas</p><p>Ø Anexar normas/catálogos</p><p>Não incluir</p><p>Ø Tentativas e iterações.</p><p>3.2.3. A ABORDAGEM MATEMÁTICA E O PROJECTO REAL</p><p>A grande maioria de decisões a tomar durante o projecto sobre o</p><p>dimensionamento da peça não depende do cálculo, mas sim de constrangimentos (ex.</p><p>Espessura mínima, dimensões de outras peças adjacentes).</p><p>Na fase do desenho (que deve iniciar-se antes do cálculo) onde se tem de</p><p>proceder à comparação de formas/dimensões, fica grande parte do projecto definido.</p><p>Apenas se devem seguir cálculos de verificação, em regra simples, de pormenores</p><p>críticos.</p><p>3.2.4. FACTORES A CONSIDERAR NO PROJECTO</p><p>Um factor a considerar no projecto será, toda e qualquer característica que</p><p>influencie de forma essencial o projecto de um componente ou de todo o sistema.</p><p>3.2.4.1. Resistência</p><p>É uma propriedade do material, da forma, das dimensões da peça, do modo de</p><p>carregamento e do meio ambiente (entre outros).</p><p>Portanto, adicionalmente à incerteza relativa à determinação da carga real, há</p><p>que considerar a incerteza quanto à capacidade de carga.</p><p>Elementos de Máquinas Introdução ao Projecto</p><p>Rosa Marat-Mendes – Escola Superior de Tecnologia – IPS – 2003 24</p><p>INCERTEZAS RELATIVAS À RESISTÊNCIA</p><p>Ø Variações nas propriedades do material.</p><p>(Heterogeneidade de lote para lote, no mesmo lote e na própria peça).</p><p>Ø Efeito de escala.</p><p>(A resistência de uma peça grande é menor do que a de uma peça mais</p><p>pequena, ex: provete).</p><p>Ø Tipo de carregamento.</p><p>(A resistência é diferente se o carregamento cresce gradualmente ou</p><p>bruscamente; se o estado de tensão é uniaxial ou multiaxial).</p><p>Ø Processo de fabrico</p><p>(A resistência depende do acabamento superficial, de alterações do estado</p><p>mecânico e do estado metalúrgico – tratamento térmico, provocado pelo</p><p>processo de fabrico).</p><p>Ø Meio Ambiente</p><p>(Redução da tensão de cedência com o aumento da temperatura, Redução</p><p>da tenacidade com a redução da temperatura, redução das propriedades</p><p>com a oxidação/corrosão).</p><p>No caso geral, o projectista previne-se aplicando um COEFICIENTE DE</p><p>SEGURANÇA, c.s.</p><p>alReaargC</p><p>Capacidade</p><p>n = ou</p><p>n</p><p>Capacidade</p><p>)admissível(alReaargC =</p><p>Problema de verificação Problema de Dimensionamento</p><p>“O coeficiente de segurança é um factor de correcção da propriedade para lhe</p><p>definir um valor admissível”.</p><p>Elementos de Máquinas Introdução ao Projecto</p><p>Rosa Marat-Mendes – Escola Superior de Tecnologia – IPS – 2003 25</p><p>Exemplo 3.1</p><p>Sabe-se: Sy = 600 MPa σ ≤ σall</p><p>n = 3 MPa200</p><p>3</p><p>10600</p><p>n</p><p>S 6</p><p>y</p><p>all =⋅==σ</p><p>Pretende-se: σ máxima a aplicar σmax = 200MPa</p><p>A especificação de um coeficiente de segurança não é tarefa simples. É</p><p>fundamentalmente um factor empírico.</p><p>Ø Em projectos de Grande responsabilidade, só com experimentação e cuidadosa</p><p>análise estatística se pode definir um coeficiente de segurança.</p><p>Ø Em certos projectos específicos, o coeficiente de segurança é indicado nas normas</p><p>e códigos de projecto respectivos.</p><p>Ø Em projectos simples e de pouca responsabilidade, o coeficiente de segurança</p><p>pode ser atribuído com base em indicações de certos livros da especialidade.</p><p>3.2.4.2. FIABILIDADE</p><p>Probabilidade de desempenhar sem falha a função destinada, em condições</p><p>estabelecidas (modo de operação, ambiente de serviço, vida pretendida, etc.)</p><p>A fiabilidade é, portanto, uma medida de confiança que se pode ter num órgão</p><p>e que está sempre compreendida entre os seguintes valores:</p><p>0 ≤ F ≤ 1</p><p>3.2.4.3. CUSTO</p><p>Essencial na análise de exequibilidade, importante em todas as fases do</p><p>projecto, para isso tem de se ter em conta:</p><p>Ø A adopção de materiais baratos, concepções simples, processos de fabrico</p><p>rentáveis.</p><p>Ø Utilização de consumíveis normalizados (parafusos, etc.).</p><p>Elementos de Máquinas Introdução ao Projecto</p><p>Rosa Marat-Mendes – Escola Superior de Tecnologia – IPS – 2003 26</p><p>Ø Especificação de tolerâncias de fabrico razoáveis (A precisão é</p><p>directamente proporcional ao custo).</p><p>Ø Aplicação de gráficos de “Ponto de equilibrio”. (Indicam a solução mais</p><p>rentável para o fim em vista).</p><p>3.2.4.4. Prevenção</p><p>O fabricante de um produto é responsável por danos materiais e humanos</p><p>devido a falha intrínseca ou à sua operação se não foram tomadas as medidas</p><p>preventivas:</p><p>Ø Evitar arestas vivas / obstáculos à operação</p><p>Ø Colocar redes / protecções</p><p>Ø Prover dispositivos de protecção / segurança</p><p>Ø Etc.</p><p>3.2.4.5. FABRICO</p><p>Ø Fabrico e montagem / instalação a custo competitivo.</p><p>Ø Materiais e cálculo dependem dos processos de fabrico.</p><p>Ø O projectista tem de estar bem informado sobre os processos de fabrico.</p><p>C</p><p>usto</p><p>Volume de produção</p><p>Furação</p><p>Automática</p><p>Furação</p><p>manual</p><p>N.º de</p><p>decisão</p>