TRABALHO PROJETO DE ENG. MECÂNICA - ELEVADOR GARAGEM - FINAL

Prévia do material em texto

CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA - UNISC 
 
 
Adriano Fernandes de Barros 
Décio José Schuh 
Ricardo Kist dos Santos 
 
 
 
 
 
PROJETO DE ENGENHARIA MECÂNICA 
PROJETO DE DESENVOLVIMENTO DE PRODUTO 
Planejamento de desenvolvimento de um Elevador Garagem Para 
Automóvel 
 
 
 
 
 
 
Santa Cruz do Sul, maio de 2015
 
 
Adriano Fernandes de Barros 
Décio José Schuh 
Ricardo Kist dos Santos 
 
 
 
 
PROJETO DE DESENVOLVIMENTO DE PRODUTO 
Planejamento de desenvolvimento de um Elevador Garagem para 
Automóvel 
 
 
Projeto apresentado para a 
disciplina de Projeto em 
Engenharia Mecânica do Curso 
de Engenharia Mecânica. 
Prof.: Eliezer Henker 
 
 
 
 
 
 
 
 
Santa Cruz do Sul, maio de 2015 
RESUMO 
Por volta de 1885, a criação do automóvel revolucionou a vida humana, 
sendo que ele tem se tornando mais popular a cada ano. Hoje em dia, a frota 
de automóveis no Brasil atingiu o número de 50,2 milhões, de acordo com os 
últimos dados recolhidos em 2012, e, juntamente com esse enorme 
crescimento, alguns problemas aparecem. 
Entre os pontos negativos, o tráfego caótico é o mais mencionado por 
aqueles que vivem nas metrópoles, embora, ultimamente, vagas de 
estacionamento começaram a se tornar problemas também. Como o valor dos 
espaços construídos é alto, dispor de grandes áreas apenas para suprir a 
necessidade de vagas de estacionamento pode ser um mau investimento e 
uma má utilização destes ambientes. 
A solução proposta neste trabalho para resolver tal impasse é um sistema 
simples de elevação de carro, que pode ser instalado em praticamente 
qualquer tipo de garagem, mas sobretudo em edifícios residenciais e 
comerciais. O sistema de elevador de carro, assim, funciona com tensão 
bifásica, trabalhando apenas com componentes eletromecânicos, facilitando 
todo o processo de manutenção. 
Palavras-chave: Frota de veículos; Vagas de estacionamento; Sistema de 
elevação; Elevador automotivo. 
 
 
 
Sumário 
1. INTRODUÇÃO .......................................................................................................... 5 
1.1. JUSTIFICATIVA ..................................................................................................... 6 
2. GESTOR DO PROJETO ........................................................................................... 9 
3. PROJETO INFORMACIONAL ................................................................................ 10 
3.1. DEFINIÇÃO ........................................................................................................ 10 
3.1.1. Conteúdo da lista de requisitos ................................................................. 12 
3.1.2. Identificar e relacionar os requisitos .......................................................... 12 
3.2. ELABORAÇÃO DA LISTA DE REQUISITOS ............................................................... 13 
3.2.1. Requisitos básicos para o mercado .......................................................... 13 
3.2.2. Requisitos para atratividade ...................................................................... 14 
3.2.3. Requisitos técnicos .................................................................................... 14 
3.2.4. Definição das necessidades e vontades ................................................... 15 
3.2.5. Lista de requisitos ...................................................................................... 15 
4. PROJETO CONCEITUAL ....................................................................................... 21 
4.1. DEFINIÇÃO ........................................................................................................ 21 
4.2. CONCEPÇÃO ...................................................................................................... 22 
4.2.1. Abstração para identificação dos problemas essenciais .......................... 22 
4.2.2. Elaboração da estrutura de funções ......................................................... 22 
4.2.3. Procura de princípios de trabalho para atendimento das sub funções ..... 23 
4.2.4. Combinação dos princípios de trabalho .................................................... 23 
4.2.5. Seleção de combinações e avaliação segundo critérios técnicos e 
econômicos 23 
4.2.6. Determinação da solução preliminar ......................................................... 24 
5. ANTEPROJETO ...................................................................................................... 25 
5.1. DEFINIÇÃO ........................................................................................................ 25 
5.2. ETAPAS DE TRABALHO NO ANTEPROJETO ............................................................ 25 
5.2.1. Identificação dos requisitos dominantes para o projeto da forma ............. 26 
5.2.2. Esclarecimento das condicionantes espaciais .......................................... 27 
5.2.3. Identificação dos portadores de funções principais determinantes da forma
 27 
5.2.4. Projeto preliminar do desenho dos portadores de funções principais 
determinantes da forma ...................................................................................................... 28 
5.2.5. Seleção de projetos preliminares apropriados .......................................... 28 
 
5.2.6. Projeto preliminar do desenho dos demais portadores de funções 
principais 28 
5.2.7. Busca de soluções para funções auxiliares .............................................. 28 
5.2.8. Projeto definitivo dos portadores de funções principais considerando a 
compatibilidade com os portadores de funções auxiliares.................................................. 29 
5.2.9. Projeto definitivo dos portadores de funções auxiliares e complementação 
dos projetos preliminares .................................................................................................... 29 
5.2.10. Avaliação de acordo com critérios técnicos e econômicos ..................... 29 
5.3. LISTA DE VERIFICAÇÃO PARA A CONFIGURAÇÃO ................................................... 30 
5.4. REGRAS BÁSICAS PARA A CONFIGURAÇÃO (CLARO SIMPLES E SEGURO) ................ 31 
5.4.1. Clareza ...................................................................................................... 31 
5.4.2. Simplicidade .............................................................................................. 31 
5.4.3. Segurança ................................................................................................. 32 
5.5. PRINCÍPIOS DE CONFIGURAÇÃO .......................................................................... 34 
5.6. DIRETRIZES PARA O ANTEPROJETO ..................................................................... 34 
5.7. AVALIAÇÃO DE ANTEPROJETOS ........................................................................... 35 
5.8. ANTEPROJETO DE UM ELEVADOR GARAGEM PARA AUTOMÓVEL ............................. 36 
5.8.1. Identificar requisitos determinantes e esclarecer condicionantes ............. 36 
5.8.2. Selecionar funções importantes para configuração .................................. 36 
5.8.3. Esboço das funções importantes para configuração ................................ 36 
5.8.4. Seleção de projetos de desenho ............................................................... 37 
5.8.5. Esboço das demais funções para configuração ....................................... 37 
5.8.6. Busca de solução para funções auxiliares ................................................ 37 
5.8.7. Detalhamento da configuração dos elementos de função principal em 
função dos elementos auxiliares .........................................................................................38 
5.8.8. Detalhamento dos elementos de função auxiliar ...................................... 38 
6. PROJETO DETALHADO ........................................................................................ 52 
6.1. DEFINIÇÃO ........................................................................................................ 52 
6.2. DETALHAMENTO E DEFINIÇÃO DE PEÇAS AVULSAS ............................................... 53 
6.3. RESUMO POR MEIO DE ELABORAÇÃO DE DESENHO DOS CONJUNTOS ..................... 53 
6.4. DOCUMENTAÇÃO PARA PRODUÇÃO ..................................................................... 53 
6.4.1. Lista de Materiais e Orçamento ................................................................ 54 
6.5. VERIFICAÇÃO DA DOCUMENTAÇÃO ...................................................................... 55 
7. FLUXOGRAMA ....................................................................................................... 56 
8. BIBLIOGRAFIA ....................................................................................................... 57 
9. ANEXOS ................................................................................................................. 59 
 
5 
1. INTRODUÇÃO 
 
A sistemática de projeto de engenharia e produção de um produto 
consiste na avaliação e especificação da estrutura de um equipamento que 
atenda aos objetivos dos clientes e necessidades dos usuários antes de sua 
execução. 
O projeto para engenharia é um processo criativo e existem técnicas e 
ferramentas que podemos usar para apoiar esse processo ajudando na tomada 
de melhores decisões no percurso de planejamento e desenvolvimento de uma 
ideia. 
PAHL & BEITZ (2005) ainda dizem que o processo de planejamento e 
projeto é a atividade multifacetada e interdisciplinar que tem como resultado o 
planejamento e o esclarecimento de tarefas através da identificação de funções 
requeridas, da elaboração de soluções iniciais e da construção de estruturas 
modulares para documentação final do produto. 
Para o desenvolvimento deste trabalho adotamos a sistemática descrita 
por PAHL & BEITZ (2005), que consiste em uma divisão do projeto em quatro 
partes principais, sendo essas: projeto informacional, projeto conceitual, 
anteprojeto (Projeto Preliminar) e projeto detalhado. 
O estudo apresentado pode ser aplicado ao desenvolvimento de 
qualquer novo elevador garagem para automóvel. Porém neste trabalho 
optamos por focar na elaboração de um equipamento voltado para residências 
e condomínios, sendo um produto de preço acessível a este nicho de mercado. 
Sabendo que um dos grandes problemas e grandes cidades hoje, são 
garagens, pois os residenciais e condomínios feitos a anos atrás, não previam 
que todos os apartamentos tivessem donos de carros, ou ainda, dois carros por 
apartamentos. 
6 
 
 
Então, criamos uma solução relativamente barata, em contra posição a 
compra de uma garagem, o que seria uma garagem suspensa, sabendo que 
essa aumenta em cem 100% o número de vagas disponíveis, se for implantado 
o projeto em todas as garagens que há nestes conjuntos habitacionais. 
 O sistema foi projetado para que todos os mecanismos existentes 
funcionem mecanicamente, sendo que de automação, existe apenas os 
sistema de segurança. 
Este funciona com quatro fins de curso, sendo que dois desses 
funcionem em paralelo aos outros dois, para que se haja falha em um deles, o 
sistema ainda funcione, e seja feita a correção do sistema na próxima 
manutenção do da garagem suspensa. 
O sistema de elevação funcionará com um motoredutor, acoplado em 
um fuso de passo, em sua extremidade superior, em sua extremidade inferior, 
o mesmo funcionará com quatro engrenagens cônicas, e uma árvore, que 
transmitirá o movimento rotativo para o segundo fuso, que está na coluna, cuja, 
não tem um sistema de acionamento. 
1.1. Justificativa 
No Brasil, o crescimento do número de automóveis foi impulsionado por 
alguns eventos históricos, tendo o seu primeiro salto durante o governo de 
Juscelino Kubitschek, o qual trouxe para o país grandes montadoras, tais como 
Ford, Volkswagen, Willys e GM (DIVALTE, 2002). 
Em 2001, a frota de automóveis alcançou a marca de 24,5 milhões. 
Segundo os dados levantados em 2012, entretanto, esse número foi muito 
mais elevado, atingindo a quantia de 50,2 milhões de veículos, cujo 
crescimento foi de 104,5%. Apenas nestes 11 anos, assim, foram colocados 
nas ruas mais carros que em todos os anos anteriores a 2001. (Instituto 
Nacional de Ciência e Tecnologia - INCT, 2013). 
7 
 
 
Na última década, o acréscimo da quantidade de veículos foi maior que o 
da população. Se esse ritmo for mantido nos próximos anos, o Brasil chegará, 
em 2022, com mais de 94 milhões de carros circulando pelo país (VEJA, 2015). 
Nas grandes metrópoles, como São Paulo, já são adotadas medidas para 
solucionar o ônus trazido por esse grande volume de veículos. Fazem uso de 
um sistema de rodízio de carros para reduzir o número de automóveis rodando 
e consecutivamente os congestionamentos causados por eles. Mas há aqueles 
que preferem adquirir um segundo carro para escapar desse rodízio, 
aumentando ainda mais a frota existente (JUNIOR e MONTANDON, 2011). 
Essa grande frota traz consigo, além dos problemas de tráfego, outro 
pouco comentado, porém muito significativo, que é o espaço físico ocupado por 
esses veículos quando não estão transitando. Estacionamentos para todos 
estes automóveis requer que áreas que poderiam ser utilizadas como lojas, 
casas ou apartamentos sejam destinadas a alocar carros. Além do mau 
aproveitamento dos espaços existes, ainda há o investimento, que em alguns 
casos pode ser extremamente dispendioso, em cidades como São Paulo, onde 
o metro quadrado construído esta custando em média de R$ 9.191,00 construir 
muitas vagas de estacionamento pode sair bem caro (FOLHA UOL, 2014). 
A sistemática de projeto de engenharia e produção de um produto 
consiste na avaliação e especificação da estrutura de um equipamento que 
atenda aos objetivos dos clientes e necessidades dos usuários antes de sua 
execução. Com essa premissa estudou-se um método para suprir essa 
necessidade. 
Uma solução para alocar mais carros ocupando menos metros 
quadrados, é o uso de garagens com sistema de elevação, os quais, utilizando 
a mesma área e podem comportar um número maior de veículos estacionados. 
Porém a construção destes sistemas pode variar muito no que diz respeito a 
mecanismos de funcionamento, força motriz, formato e muitos outros detalhes 
de projeto. 
8 
 
 
Para o desenvolvimento deste trabalho adotamos a sistemática descrita 
por Pahl & Beitz , que consiste em uma divisão do projeto em quatro partes 
principais, sendo essas: projeto informacional, projeto conceitual, anteprojeto 
(Projeto Preliminar) e projeto detalhado (PAHL et al, 2005). 
Tendo bem definidos os objetivos específicos, a pesquisa dos métodos 
que melhor atenderiam a eles foi o ponto de partida. Definiu-se, então, o uso de 
um mecanismo de elevação eletromecânico ao invés de um hidráulico, por 
possuir um baixo custo, fácil instalação no local de trabalho, baixa manutenção 
periódica e, ainda, não sendo necessária uma alta qualificação técnica dos 
operadores de manutenção. 
Considerando o uso desse sistema para residências, prédios residenciais 
e comerciais, determinou-se, então, o uso de um motor que trabalhe com 
tensão bifásica, sendo esta a encontrada nos locais de aplicação do sistema 
proposto (AES SUL, 2015). É possível utilizar, dessa forma, um motor 
monofásico com seis terminais, permitindo uma inversão da rotação e 
adequando-se ao serviçorequerido (FRANCHI, 2008). 
 
 
 
9 
 
 
2. GESTOR DO PROJETO 
Este projeto foi gerido por Adriano Barros, 37 anos, formação Técnico 
Mecânico Industrial, residente em Santa Cruz do Sul, atua como Coordenador 
de Manutenção na Empresa Philip Morris, tendo 18 anos de experiência em 
manutenção industrial, sendo auxiliado por Décio José Schuh e Ricardo Kist 
dos Santos. 
 
10 
 
 
3. PROJETO INFORMACIONAL 
 
3.1. Definição 
 
Conforme PAHL & BEITZ (2005), a base dos trabalhos de 
desenvolvimento e de projeto é a formulação da tarefa tal como é passada pela 
área comercial ou por outras áreas responsáveis pela coleta de informações 
acerca da necessidade do cliente a ser suprida, para a área técnica. 
Esta tarefa pode ser proveniente de uma proposta de produto originada 
por um planejamento de produto, ou até mesmo por um pedido concreto de um 
determinado cliente, é necessário esclarecer essa mesma tarefa em seus 
detalhes antes de se iniciar um desenvolvimento de produção. Este 
esclarecimento da formulação da tarefa destina-se à coleta de informações 
sobre os requisitos impostos ao produto. O resultado é a definição informativa 
em uma lista de requisitos. 
Para a elaboração de uma lista de requisitos que possibilite a liberação 
para a continuidade do trabalho de desenvolvimento é importante atentar para 
os itens do fluxograma apresentado na figura abaixo. 
 
11 
 
 
 
Figura 1- Principais etapas de trabalho para elaboração da lista de requisitos (Fonte: 
Pahl & Beitz, 2005) 
Formulação do problema: deve-se redigir, de forma interrogativa, clara, 
precisa e objetiva, o tópico que se tornará o objetivo de estudo da pesquisa. O 
problema levantado deve expressar uma relação entre duas ou mais variáveis. 
A elaboração clara do problema é fruto de revisão da literatura e de reflexão 
pessoal. 
Problemática: é o conjunto dos fatores que fazem com que o 
pesquisador conscientize-se de um determinado problema, cuja, de um modo 
ou de outro, imaginando tal ou tal eventual solução. 
Uma vez formulado o problema, as etapas seguintes, nas fazes de 
pesquisa, devem ser pesquisar a fim de que se tenha certeza da viabilidade da 
esma, através de técnicas existentes. Deve-se elaborar, pois, um plano 
provisório do assunto, este servirá de guia, embora venha a adaptar-se, 
posteriormente, a marcha da pesquisa, modificando-se ou transformando-se 
em razão dos resultados parciais ou definitivos. 
12 
 
 
3.1.1. Conteúdo da lista de requisitos 
 
Para a formulação da lista de requisitos é necessário que os objetivos e 
as condicionantes sob as quais os requisitos devem ser satisfeitos estejam 
destacados claramente. Estes requisitos podem ser desdobrados em 
necessidades e vontades. 
Os projetistas, conforme as necessidades do desenvolvimento do projeto 
elaborarão a lista de requisitos a serem satisfeitos. 
As necessidades são requisitos que precisam ser satisfeitos sob 
qualquer circunstância enquanto vontades são desejos que devem ser 
considerados na medida do possível, como um diferencial no produto. 
 
3.1.2. Identificar e relacionar os requisitos 
 
Para o desenvolvimento de um bom projeto é imprescindível que a área 
conheça bem o cliente e o respectivo segmento de mercado. A base da lista de 
requisitos é representada pelo pedido firmado com o cliente e os atributos e 
performances do produto. Estes requisitos são chamados de explícitos, porém, 
é muito importante que se tenha um cuidado com os requisitos implícitos, que 
muitas vezes não são citados pelo cliente e apresentam muitos efeitos 
negativos quando não atendidos. Conforme PAHL & BEITZ (2005) se faz 
necessário realizar alguns questionamentos em relação ao produto, os quais 
são citados abaixo: 
 De que problema se trata afinal? 
 Que vontades e expectativas não declaradas subsistem? 
13 
 
 
 As condicionantes mencionadas na formulação da tarefa são 
obrigatórias? 
 Que caminhos estão abertos ao desenvolvimento? 
Esse questionamento, realizado junto ao cliente, busca o entendimento 
dos requisitos implícitos, os quais para o cliente são importantes, mas que, na 
maioria das vezes não são expressos de forma clara e objetiva no momento da 
formulação da lista de requisitos. 
3.2. Elaboração da Lista de requisitos 
 
Nesta etapa do trabalho deve ser elaborada a lista de requisitos para o 
projeto de um elevador garagem para automóvel. Para isso deve ser utilizada a 
metodologia proposta por PAHL & BEITZ (2005), que consiste nas etapas 
descritas na figura 1. 
 
3.2.1. Requisitos básicos para o mercado 
 
Os requisitos básicos para o mercado de elevador garagem para 
automóvel são: 
 Qualidade; 
 Fácil operação; 
 Fácil manutenção; 
 Confiabilidade; 
 Precisão na operação. 
 
14 
 
 
3.2.2. Requisitos para atratividade 
Alguns requisitos do produto são definidos para que este se torne 
atrativo para o segmento de mercado que se destina, neste caso, são eles: 
 Baixo custo; 
 Assistência técnica; 
 Baixo ruído; 
 Garantia prolongada; 
 Baixo consumo de energia; 
 Proteção intrínseca nas partes móveis (NR-12) 
 
3.2.3. Requisitos técnicos 
 
Nesta etapa são colocados alguns requisitos técnicos de um elevador 
garagem para automóvel de forma a atender as expectativas do mercado, 
sendo: 
 
 Altura igual a 2500 mm; 
 Largura igual a 3500 mm; 
 Comprimento igual a 5000 mm; 
 Potência do motor de 3,5 CV. 
 
 
 
15 
 
 
3.2.4. Definição das necessidades e vontades 
 
Esta definição se faz importante para diferenciar o que é imprescindível 
para garantir um bom produto, neste caso as necessidades, do que é 
importante para tornar o produto atrativo para o mercado, sendo estes itens 
representados abaixo: 
 Necessidades 
o Qualidade; 
o Fácil operação; 
o Segurança para Operação; 
o Confiabilidade; 
o Fácil manutenção; 
o Precisão na usinagem; 
o Baixo custo. 
 Vontades 
o Assistência técnica; 
o Garantia prolongada; 
o Baixo ruído; 
o Baixo consumo de energia; 
o Boa aparência. 
 
3.2.5. Lista de requisitos 
 
Para a elaboração da lista de requisitos de um elevador garagem para 
automóvel foi utilizada a linha mestra proposta por PAHL & BEITZ (2005), que 
é ilustrada na figura abaixo. 
16 
 
 
 
Figura 2 - Linha mestra com lista de características principais (Fonte: Pahl & Beitz, 
2005) 
 
a) Preenchimento da função 
Elevador para garagens de apartamentos, residenciais, com altura de pé 
direito de quatro metros. 
b) Solicitações mecânicas 
Estrutura de elevação que suporta tração, compressão, flexão, 
flambagem e torção, de 2500 Kg. 
c) Influências químicas e climáticas 
Projeto para cidades sem efeito de maresia e fora do alcance da chuva. 
d) Limitações de espaço 
Cinco metros de comprimento por três metros de largura e altura de 
cinco metros. 
 
17 
 
 
e) Tamanho e peso 
Tamanho 5m x 3m x 2,2m, peso da estrutura de 500 Kg. 
f) Transporte e despacho 
Será transportada desmontada e a montagem é feita no local e sem 
necessidade de solda. 
g) Manejo 
Uma interface simples com botões de elevar e retornar, botão de 
emergência, desligamento do motor com fins de curso. 
h) Manutenção 
Lubrificação, manutenção preventiva dos rolamentos e mancais, e 
corretiva de possíveis falhas elétricas, pois não há como prever erros. 
i) Reparação 
Será a substituição dos equipamentos defeituosos. 
j) Consumo de energia 
Será o necessário para que o a garagem seja acionada todas as vezes 
em que o cliente necessitar, sendoque a tensão de alimentação do sistema 
será de 220 Volts (V), devido há uma maior facilidade de encontrarmos pontos 
de alimentação de energia nesta tensão, e também porque nem todas os 
lugares que se poderão ser instaladas o equipamento, teremos uma tensão 
disponível de 380 Volts (V). 
k) Durabilidade 
Vinte mil horas. 
l) Segurança de funcionamento 
Segundo normas ABNT NBR 14712:2013, que estabelece os requisitos 
de segurança para construção e instalação de elevadores de carga, monta-
cargas e elevadores de maca, elétricos e hidráulicos, instalados 
18 
 
 
permanentemente, servindo a pavimentos definidos, e movendo-se entre guias 
inclinadas em no máximo 15° com a vertical, com ou sem casa de máquinas. 
m) Custo de operação 
Calculado conforme o consumo do motor e outros sistemas elétricos. 
n) Aparência 
Estrutura com pintura de resistência conforme NORMA ABNT NBR 
14940:2010 
o) Ruído 
Reduzido ao motor elétrico e o atrito do contato dos elementos 
lubrificados. 
p) Prazo de entrega 
Prazo máximo de entrega de duas semanas. 
q) Número de peças 
Em torno de vinte peças. 
r) Segurança contra acidentes 
Será garantida por um sistema de sensores interligados aos comandos 
de acionamento. E também de acordo com a norma ABNT NBR 15646:2008, 
que estabelece padrões para a plataforma elevatória veicular e rampa de 
acesso veicular para acessibilidade em veículos com características urbanas 
para o transporte coletivo de passageiros — Requisitos de desempenho, 
projeto, instalação e manutenção. 
s) Custo 
Levará em conta os materiais e mão-de-obra. 
 
19 
 
 
Com base nisso foi gerada a lista de requisitos que é representada 
abaixo. Porém, o orçamento das peças e equipamentos que compõem o 
projeto, está na tabela 5.1, deste projeto. 
Lista de Requisitos para Elevador Garagem para Automóvel 
Características Principais 
 
Geometria: 
 
Comprimento (mm) 5000 
Largura (mm) 3500 
Altura (mm) 5000 
Comprimento e largura Máximos de 
usinagem (mm) 
2200 
Barramento (mm) 
Velocidade (RPM) 240 
 
Energia: 
 
Tensão Nominal (volt) 220 
Potência Motor (CV) 3,5 
 
Matéria 
 
Estrutura da Máquina Aço SAE 1020 
Placa Aço SAE 1020 
 
Segurança 
 
Botão de Emergência 1 
Proteções das Partes Móveis 
Sensores de fim de curso e de malha, 
para haja objetos embaixo da plataforma 
móvel de acordo com a norma 
regulamentadora NR 12. 
 Normas 
De acordo com a norma ABNT NBR 
15597, que estabelece regras para 
melhoria da segurança dos elevadores de 
passageiros existentes, com o objetivo de 
atingir um nível equivalente de segurança 
àquele de um elevador recentemente 
instalado conforme a ABNT NBR NM 207 
e aplicando o que há de mais avançado 
em segurança. 
Manutenção 
20 
 
 
 
Preventiva Não definido 
Corretiva Caso seja necessário 
 
Tabela 1 – Lista de Requisitos (Fonte: Autor) 
 
21 
 
 
4. PROJETO CONCEITUAL 
 
4.1. Definição 
Segundo PAHL & BEITZ (2005), é a parte do projeto na qual, após o 
esclarecimento da tarefa por meio da abstração dos principais problemas, se 
define a solução preliminar. 
Os mesmos autores ainda afirmam que a representação preliminar pode 
ser bastante variada. Muitas vezes um fluxograma ou a representação em 
blocos da estrutura da função podem ser o suficiente. A fase conceitual é 
subdividida em diversas etapas de trabalho que podem ser visualizadas na 
figura abaixo. 
 
Figura 3- Etapas de trabalho da fase de concepção (Fonte: Pahl & Beitz, 2005) 
22 
 
 
4.2. Concepção 
 
Nesta fase do trabalho será definida a solução preliminar para o 
desenvolvimento de um elevador garagem para automóvel, para isso 
utilizaremos à estrutura apresentada na figura 3. 
 
4.2.1. Abstração para identificação dos problemas essenciais 
 
Nesta etapa é revista a lista de requisitos e procuram-se possíveis 
diferenciais para o projeto. Buscando alternativas para os itens propostos na 
elaboração da lista de requisitos. É importante que o projetista deixe sua 
imaginação fluir e proponha as mais diversas soluções. Também é possível 
que na análise realizada durante a abstração observe-se que as informações 
da lista de requisitos são satisfatórias. 
Neste projeto foi observado que as informações levantadas na lista de 
requisitos pelo engenheiro projetista através da pesquisa mercadológica foram 
satisfatórias para a continuidade do trabalho, não se fazendo necessária a 
correção desta lista. 
 
4.2.2. Elaboração da estrutura de funções 
 
Nesta etapa do trabalho é feita a identificação da função global deste 
projeto, tanto como suas sub funções. A função global deste projeto é a 
23 
 
 
fabricação de um elevador garagem para automóvel e suas sub funções são os 
subconjuntos que compõe este equipamento. 
 
4.2.3. Procura de princípios de trabalho para atendimento das sub 
funções 
Para cada sub função determinada no item anterior deve ser realizada 
uma busca de princípios de trabalho que atendam a fabricação. São propostas 
diversas soluções que em um primeiro momento possibilitem a fabricação. 
4.2.4. Combinação dos princípios de trabalho 
 
Nesta etapa é realizada a combinação dos princípios que de trabalhos 
obtidos na procura inicial, obtendo diferentes variantes para a resolução do 
problema, neste caso o projeto de um elevador garagem para automóvel. 
 
4.2.5. Seleção de combinações e avaliação segundo critérios técnicos e 
econômicos 
 
Por este projeto se tratar de um desenvolvimento de um elevador 
garagem para automóvel de baixo custo de produção e fácil operação, foi 
escolhida uma das combinações onde o valor de produção fosse o menor 
possível sem comprometer a confiabilidade do equipamento. 
 
24 
 
 
4.2.6. Determinação da solução preliminar 
 
A solução preliminar é escolhida a partir de alguns critérios de avaliação 
como simples montagem, alta confiabilidade dos elementos, pouco desgaste e 
etc. Após a apresentação do conceito e realizada sua avaliação este conceito é 
liberado para realização do anteprojeto. Conforme esboço do projeto, anexado 
ao final deste projeto, anexo A. 
25 
 
 
5. ANTEPROJETO 
5.1. Definição 
 
Segundo PAHL & BEITZ (2005), é a parte do projeto de um produto 
técnico que, partindo da estrutura de funcionamento ou da solução básica 
constrói de maneira clara e completa a estrutura do produto, segundo critérios 
técnicos e econômicos. 
 
5.2. Etapas de trabalho no anteprojeto 
 
Como na etapa de concepção a solução básica foi essencialmente 
elaborada a partir de informações sobre a estrutura de funcionamento, a 
configuração concreta dessa ideia básica exige: 
 Escolha dos materiais e dos processos de manufatura; 
 Definição das dimensões principais; 
 Exame da compatibilidade espacial; 
 Complementação das consequentes funções auxiliares por meio de sub 
soluções; 
 Aspectos tecnológicos e econômicos. 
A partir dessa elaboração é possível viabilizar a avaliação final da 
função, durabilidade, possibilidades de produção e montagem, características 
de uso e custeio. 
É a fase onde é dada ênfase à implantação das definições da 
configuração de subconjuntos e componentes específicos. 
26 
 
 
Ao contrário das outras etapas, esta fase do projeto é bem complexa, 
pois envolve um grande número de etapas de trabalho corretivas, nas quais 
processos de análise e síntese se revezam e se complementam 
continuamente, conforme figura abaixo. 
 
Figura 4.1- Etapas de trabalho principais no anteprojeto(Fonte: Pahl & Beitz, 2005) 
 
5.2.1. Identificação dos requisitos dominantes para o projeto da forma 
 
Nesta fase são levantados os requisitos que determinam a configuração 
do produto, segundo PAHL & BEITZ (2005), como: 
 As dimensões (como potência, vazão, etc.); 
27 
 
 
 Arranjo (direção do fluxo ou movimento, posição, etc.); 
 Materiais (características, comportamento, especificação, etc.). 
 
5.2.2. Esclarecimento das condicionantes espaciais 
 
Consiste no esclarecimento das determinantes ou limitantes do projeto 
básico em função das configurações do produto para seu funcionamento. 
 
5.2.3. Identificação dos portadores de funções principais determinantes 
da forma 
 
Desenvolvimento da estrutura do produto por meio de um esboço da 
configuração e da escolha preliminar do material, onde se consideram 
preferencialmente os portadores da função principal, determinantes da 
configuração global. 
Portadores da função principal são componentes que satisfazem as 
funções principais 
 
 
 
 
28 
 
 
5.2.4. Projeto preliminar do desenho dos portadores de funções 
principais determinantes da forma 
 
Realizar a configuração grosseira emitindo detalhes que por ora não 
interessam. Ver anexo A. 
 
5.2.5. Seleção de projetos preliminares apropriados 
 
Avaliação de anteprojetos preliminares. Como desenvolveu-se apenas 
um projeto, o mesmo que será executado. 
5.2.6. Projeto preliminar do desenho dos demais portadores de funções 
principais 
 
Realizar a configuração grosseiramente, na extensão necessária, os 
portadores da função principal que ainda não foram examinados. 
 
5.2.7. Busca de soluções para funções auxiliares 
 
Definição de quais funções auxiliares que são necessárias e quão úteis 
são para as soluções existentes. 
 
29 
 
 
5.2.8. Projeto definitivo dos portadores de funções principais 
considerando a compatibilidade com os portadores de funções auxiliares 
 
Configuração das funções principais através de normas, prescrições, 
cálculos mais exatos e resultados de ensaios. 
 
5.2.9. Projeto definitivo dos portadores de funções auxiliares e 
complementação dos projetos preliminares 
 
Detalhamento dos portadores de funções auxiliares, acrescentados 
componentes padronizados e de fornecedores. 
 
 
5.2.10. Avaliação de acordo com critérios técnicos e econômicos 
 
Avaliação do projeto conforme critérios técnicos e econômicos. 
Projeto desenvolvido para que tenha duas colunas laterais, onde será 
apoiado a estrutura de elevação, tecnicamente assim pensado para que o 
mesmo tenha um custo mais baixo e que compra os seus critérios 
estabelecidos. 
 
 
30 
 
 
5.3. Lista de verificação para a configuração 
 
A lista de verificação consiste em uma cadeia lógica de raciocínios, com 
respeito ao processo de configuração e criação do produto, e assim, pode ser 
lembrada facilmente, com intenção de aproveitá-la gradativamente. 
 
Figura 4.2- Lista de verificação com as principais características para o projeto da 
forma (Fonte: Pahl & Beitz, 2005) 
 
 
 
 
31 
 
 
5.4. Regras básicas para a configuração (claro simples e seguro) 
 
Sua não observação conduz a maiores ou menores desvantagens, 
erros, prejuízos ou até acidentes. São diretrizes imprescindíveis em quase 
todas as etapas de trabalho do anteprojeto, e junto com a lista de verificação 
determinam as etapas de seleção e avaliação. 
Elas se orientam segundo os objetivos gerais abaixo: 
 Atendimento da função técnica; 
 Viabilidade econômica; 
 Segurança para as pessoas e o meio ambiente. 
 
5.4.1. Clareza 
 
Ajuda a prever, de forma confiável, efeito e comportamento e, em muitos 
casos, poupa tempo e análises dispendiosas. É aplicada com relação à lista de 
verificação. 
 
5.4.2. Simplicidade 
 
Garante a viabilidade econômica. Onde uma pequena quantidade de 
peças e objetos de formas simples pode ser fabricada de forma melhor e mais 
rápida. É aplicada com relação à lista de verificação. 
32 
 
 
5.4.3. Segurança 
 
As exigências quanto à segurança obrigam ao tratamento consequente à 
questão da durabilidade, confiabilidade e inexistência de acidentes, bem como 
da proteção ambiental, conforme figura abaixo. 
 
 
Figura 4.3 – Inter-relação entre confiabilidade, segurança e ambiente (Fonte: Pahl & 
Beitz) 
 
A tecnologia de segurança compreende três estágios, segundo a DIN 
31000: 
 Direta, solução de projeto que na qual não subsista nenhuma 
periculosidade; 
 Indireta, necessidade de sistemas protetores; 
 Preventiva, serve para alerta sobre perigos potenciais e, sinalizar zonas 
de periculosidades. 
 
33 
 
 
 
Figura 4.4 – Tecnologia de segurança indireta (Fonte: Pahl & Beitz) 
 
Nas Tabelas abaixo são apresentadas as fontes de perigo e requisitos 
gerais mínimos de segurança do trabalho. 
 
 
Tabela 4.1 – Tipos de energia e os riscos envolvidos (Fonte: Pahl & Beitz) 
 
 
34 
 
 
 
Tabela 4.2 – Requisitos da segurança de trabalho com produtos mecânicos (Fonte: Pahl & 
Beitz) 
 
5.5. Princípios de configuração 
 
Este item aborda princípios sobre a configuração técnica do projeto, 
sendo analisado a fundo o problema a ser resolvido através da aplicação de 
alguns princípios, como princípios da transmissão de forças, princípio da 
divisão de tarefas, princípio da auto-ajuda entre outros. 
 
5.6. Diretrizes para o anteprojeto 
 
As diretrizes citadas neste item, ao lado das regras fundamentais, 
clareza, simplicidade e segurança já citadas anteriormente devem ser 
observadas a fim de alicerçar as regras básicas do projeto. Considerando a 
dilatação térmica dos materiais empregados, os tipos de corrosão, fluência, 
entre outros. Também é importante o cuidado de projetar observando a 
produção, montagem e a ergonomia. 
 
35 
 
 
5.7. Avaliação de anteprojetos 
 
Nesta etapa são avaliados os anteprojetos executados, de acordo com 
critérios concretos relacionados aos requisitos. O objetivo da avaliação é 
identificar e corrigir possíveis pontos fracos. A figura abaixo ilustra a lista de 
verificação da fase do anteprojeto. 
 
 
Figura 4.5 – Lista de verificação com as características principais para a avaliação da 
fase de anteprojeto (Fonte: Pahl & Beitz, 2005) 
 
 
36 
 
 
5.8. Anteprojeto de um elevador garagem para automóvel 
 
Seguindo as etapas principais indicadas em 4.2. 
 
5.8.1. Identificar requisitos determinantes e esclarecer condicionantes 
Requisitos determinantes são os que não podem mudar para a 
implantação do equipamento, nestes estão, espaço físico, funcionamento 
perfeito do sistema de segurança e sistema elétrico. 
Condicionantes, não se aplica, pois todas as partes do equipamento tem 
funções específicas, e o mesmo não é liberado para funcionamento sem que 
estes estejam cem por cento conformes. 
5.8.2. Selecionar funções importantes para configuração 
Os fins de curso, o sensor óptico e todo o sistema elétrico são 
imprescindíveis para que a garagem elevatória funcione perfeitamente. Bem 
como as partes mecânicas, como engrenagens cônicas, árvore de transmissão, 
fusos de passo, motoredutor e acoplamento. 
5.8.3. Esboço das funções importantes para configuração 
Conforme anexo A, deste projeto. 
Neste item são realizados cálculos para dimensionamento dos 
elementos que sofrem qualquer tipo de esforço, são realizados para o correto 
dimensionamento. Porém este item foge do escopo deste trabalho já que o 
objetivo do mesmo é estruturar o projeto de um elevadorgaragem para 
automóvel e não projetar todos os itens do mesmo. 
37 
 
 
5.8.4. Seleção de projetos de desenho 
 
Nesta etapa é selecionado o desenho mais apropriado para o projeto. 
Considerando a estrutura citada no item (fluxograma do cap. 3), resultando em 
um desenho com a melhor configuração proposta para o projeto em questão. 
Conforme anexos B, C e D, deste projeto. 
 
5.8.5. Esboço das demais funções para configuração 
 
Neste item são realizados os dimensionamentos das demais funções 
citadas no item 4.8.2, levando em consideração o que foi dimensionado no item 
4.8.3. Este caso também foge do escopo deste trabalho. 
 
5.8.6. Busca de solução para funções auxiliares 
 
Esta fase consiste na identificação detalhada dos elementos secundários 
que completam o produto, sendo descritos desta forma segundo PAHL & 
BEITZ (2005): 
 
 
 
38 
 
 
5.8.7. Detalhamento da configuração dos elementos de função principal 
em função dos elementos auxiliares 
 
Ajustes finais dos elementos principais às soluções, agora definitivas, 
para os elementos auxiliares, como seguem: 
 Motor elétrico, componente adquirido no comércio; 
 Transmissão, componente adquirido no comércio; 
 Vigas, perfis, barras e cantoneiras de aço, componente adquirido no 
comércio; 
 
5.8.8. Detalhamento dos elementos de função auxiliar 
 
Esta etapa consiste dos detalhes técnicos dos elementos auxiliares, de 
acordo com os seguintes itens: 
 Especificação, conforme lista de verificação, é descritas as forças, 
massas, tolerâncias dimensionais, entre outros, detalhes que fogem ao 
escopo deste projeto; 
 Ressonância, averiguar possíveis pontos de excitação, que venham 
igualar suas frequências; 
 Produção, a configuração do produto é adequada à produção; 
 Montagem, a sua montagem é acessível; 
 Manutenção, a configuração leva em conta futuras manutenções. 
 
 
 
39 
 
 
4.8.9 Avaliação de acordo com critérios técnicos e econômicos 
 
Nesta fase do projeto, realizar-se sua avaliação, com a finalidade de 
identificar e corrigir eventuais pontos fracos, segundo critérios abaixo: 
 Reconhecer critérios de avaliação, aplicar os critérios utilizados na 
concepção do produto para determinar se enquadra nas necessidades 
desejadas; 
 Avaliação das características com relação ao cumprimento dos critérios 
de avaliação, criar uma pontuação para cada característica avaliada; 
 Determinação da valoração global, valor referente ao quociente entre o 
valor pré-fixado e o avaliado o que determinará os pontos fracos. 
Busca de pontos fracos, onde é formulada uma proposta de melhoria. 
 
PLATAFORMA: 
 
 Desenhos e peças 
Seguem conforme anexos B, E e F, do projeto. 
 Acabamento 
O equipamento deve ser recoberto por tinta anticorrosiva, devido a 
possíveis umidades no local da instalação do equipamento. Base para pintura 
com primer epóxi a base de óxido de ferro vermelho e acabamento com tinta 
poliuretano anticorrosiva preta. 
 
 
 
40 
 
 
COLUNAS: 
 
 Desenhos e peças 
Seguem conforme anexo B do projeto. 
Também para fins de comprovativos da determinação da espessura da 
chapa da coluna, foi realizadas simulações no programa Solidworks, neste, 
feito uma análise estática e uma simulação de flambagem da estrutura, 
seguindo abaixo os processos e os métodos com suas respectivas 
configurações usadas nas mesmas. 
Análise estática da coluna, levando em consideração que a carga 
aplicada no estudo está no topo da coluna, sendo que na realidade, está estará 
localizada próxima a base, (nas furações do mancal, que se encontra nos 
quatro lados da coluna), sendo o estudo para observação do comportamento 
desta em relação a este tipo de análise, sendo que o resultado demonstrou 
totalmente satisfatório, pois, não se encontram pontos críticos no resultado da 
mesma. 
41 
 
 
 
Fonte: SolidWorks 2015. 
 
 
Fonte: SolidWorks 2015. 
 
42 
 
 
 
Fonte: SolidWorks 2015. 
 
 
Fonte: SolidWorks 2015. 
43 
 
 
 
Fonte: SolidWorks 2015. 
 
Aplicação da carga, posição e força de 12500 Newtons (N). 
 
 
Fonte: SolidWorks 2015. 
 
Estrutura da malha usada na simulação. 
 
Fonte: SolidWorks 2015. 
44 
 
 
 
 
Fonte: SolidWorks 2015. 
 
 
Fonte: SolidWorks 2015. 
45 
 
 
 
Deformação resultante com a aplicação da carga de 12500 N. 
 
Fonte: SolidWorks 2015. 
 
Portanto, de acordo com a simulação feita no SolidWorks 2015, não 
haverá deformações, quando aplicada a carga equivalente, para o qual, o 
projeto foi dimensionado, logo, a coluna está aprovada. 
 
Simulação de Flambagem 
Conforme observado no estudo de flambagem, no simulador de estudos 
do Solidworks 2015, verificamos que se, a carga fosse aplicada, no topo da 
coluna, haveria flambagem, porém sabe-se, que o peso está apoiado próximo 
de base, sendo assim, impossível de ocorrê-la. 
 
Fonte: SolidWorks 2015. 
46 
 
 
 
 
Fonte: SolidWorks 2015. 
Conforme resultado final do simulador, a peça teria flambagem na sua 
parte superior, mas porém, não é o que acontece, pois na simulação, 
simulamos que a carga estava aplicada no topo da coluna, mas não é o que 
ocorre na realidade, pois a carga está apoiada no fuso de avanço, e este, 
posteriormente apoiado no mancal inferior da coluna. Logo, a carga estará 
próxima ao chão, e não haverá flambagem, levando em consideração a análise 
do resultado acima. 
 
BASE: 
 
 Desenhos e peças 
Seguem conforme anexo B do projeto. 
 
 Acabamento 
47 
 
 
O equipamento deve ser recoberto por tinta anticorrosiva, devido a 
possíveis umidades no local da instalação do equipamento. Base para pintura 
com primer epóxi a base de óxido de ferro vermelho e acabamento com tinta 
poliuretano anticorrosiva preta. 
 
SISTEMA ELEVATÓRIO: 
 
Transmissão: 
 Desenhos e peças 
Seguem conforme anexo B do projeto. 
 Acabamento 
Conforme ABNT NBR ... . 
MOTOR: 
 Cálculos 
Equação de potência 
 
 
 
 
P= Potência (cv) 
F= Força (N) 
V= Velocidade (m/s) 
 = Rendimento 
 
 
48 
 
 
Velocidade: 
 
 
 
 
D= Distância (m) 
t= Tempo (s) 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONTROLE E ACIONAMENTO: 
 Diagrama 
A configuração da parte elétrica de comando do projeto será construída 
conforme o diagrama a seguir: 
 
Fonte: Elaborado pelo autor. 
49 
 
 
Informações sobre a simbologia: 
E0 – Botão de emergência; 
B1 – Botão que aciona a subida elevador; 
B2 – Botão que aciona a descida do elevador; 
F1 – Fim de curso superior; 
F2 – Fim de curso inferior; 
RS – Relé acionamento de subida; 
C1, C2, C3 – Contatos do relé R1; 
RD – Relé acionamento descida; 
D1, D2, D3 – Contatos do relé R2; 
R1 – Contatora que aciona o sentido de subida; 
R2 – Contatora que aciona o sentido de descida; 
S0 – Sensor óptico de segurança inferior; 
 O motor utilizado foi um motor monofásico de 17,5 CV com 6 
pólos para permitir a inversão de rotação, podendo funcionar tanto em 110V 
quanto em 220V. A configuração da placa deve ser feita conforme mostrado na 
figura a seguir: 
50 
 
 
 
Fonte: FRANCHI, 2008. 
O diagrama do circuito de força segue conforme imagens a seguir para 
110V e 220V, mostrando os acionamentos das Contactoras R1 e R2. 
 
 
51 
 
 
 
Fonte: Elaborado pelo autor. 
 
Peças 
 
 Botão de emergência; Botão que aciona a subida elevador; Botão que 
aciona a descida do elevador; Fimde curso superior; Fim de curso inferior; 
Relé acionamento de subida; Relé acionamento descida; Contatora que aciona 
o sentido de subida; Contatora que aciona o sentido de descida; Sensor óptico 
de segurança inferior; 
 
DOCUMENTAÇÃO: 
 
Instalação, operação e manutenção: conforme norma ABNT NBR 15646, 
que normatiza a acessibilidade sobre plataforma elevatória veicular e rampa de 
acesso veicular, para acessibilidade em veículos com características urbanas 
para o transporte coletivo de passageiros, requisitos de desempenho, projeto, 
instalação e manutenção. 
 
52 
 
 
6. PROJETO DETALHADO 
 
6.1. Definição 
 
É a definição do projeto, onde se determinam os custos, e revisa-se todo 
o projeto desenvolvido. A lista de materiais é completada, os procedimentos de 
montagem são definidos e a padronização dos componentes determinados. 
 
 
Figura 5.1 – Etapas do trabalho detalhado (Fonte: Pahl & Beitz, 2005) 
 
 
 
53 
 
 
6.2. Detalhamento e definição de peças avulsas 
 
Nesta etapa do projeto é feito o detalhamento de cada componente do 
produto em questão, deve ser realizado um desenho técnico com todas as 
definições necessárias para fabricação ou compra. Cada componente deve ser 
desmembrado, isso é de grande importância para que possa observar qualquer 
falha que possa impactar na produção do componente ou até mesmo na 
montagem do conjunto. Para que a produção seja realizada de acordo com o 
definido pelo engenheiro é necessário que a documentação para produção seja 
bem fundamentada. Não teremos peças avulsas, pois todas fazem parte do 
projeto em si. 
 
6.3. Resumo por meio de elaboração de desenho dos conjuntos 
 
Nesta etapa do projeto são feitos desenhos dos conjuntos que compõem 
o elevador garagem para automóvel bem como um desenho geral e a lista de 
peças que compõem o projeto. Conforme anexo B, deste projeto. 
 
6.4. Documentação para produção 
 
Nesta etapa do projeto é realizada a complementação da documentação 
do produto, sendo elaboradas instruções para a produção, montagem, 
transporte e manuais de operação do produto. 
 
54 
 
 
6.4.1. Lista de Materiais e Orçamento 
 
Abaixo segue a lista de materiais necessários para a produção 
juntamente com o orçamento dos mesmos. 
 
 
Tabela 5.1 – Lista de materiais para a produção (Fonte: Autor) 
 
Tabela 5.2 – Lista de materiais para a produção (Fonte: Autor) 
 
 
 
 
 
 
55 
 
 
6.5. Verificação da documentação 
 
Nesta etapa é feita a verificação de toda documentação em relação às 
normas vigentes. Observando a exatidão das informações contidas na 
documentação bem como a garantia de que as informações sejam completas e 
não deixem dúvidas ao consumidor do produto ou o responsável pela 
fabricação. 
Com a validação da documentação do projeto este é liberado para a 
produção. 
 
56 
 
 
7. FLUXOGRAMA 
 
 
 
57 
 
 
8. BIBLIOGRAFIA 
 
1. PAHL, Gerhard et al. Projeto na engenharia : fundamentos do 
desenvolvimento, eficaz de produtos, métodos e aplicações ; tradução 
Hans Andreas Werner; Revisão Nazem Nascimento. – São Paulo: 
Edgard Blucher, 2005. 
2. ENGRENAGEM CÔNICA. Disponível em: 
http://www.khkgears.co.jp/world/3013pdfmaster/sma%20smb%20smc.pd
f Acesso em 28/06/15. 
3. FUSO DE AVANÇO. Disponível em: 
https://tech.thk.com/pt/products/pdf/br_a16_010.pdf Acesso em 
28/06/15. 
 
5 
5 
 
 
 
9. ANEXOS 
Anexo A: 
 
Fonte: Elaborado pelo autor. 
 
 
 
Anexo C: 
 
 
Fonte: Elaborado pelo autor. 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Elaborado pelo autor. 
 
 
 
Anexo D. 
 
Fonte: Elaborado pelo autor.