Prévia do material em texto
WBA0332_v1.0 PRÁTICAS INDUSTRIAIS APRENDIZAGEM EM FOCO 2 APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA Autoria: Joanisa Possato Curtulo Leitura crítica: Charlie Hudson Turette Lopes Desenvolver novos processos significa oferecer aos consumidores produtos com garantia e alta qualidade, mas também melhorar o dia a dia da empresa. O profissional precisa conhecer e distinguir os principais processos, ferramentas e equipamentos utilizados para a produção industrial e aplicá- los dentro da indústria em que trabalha. Para que isso seja possível, ele deve compreender os conceitos básicos, recursos e aplicações dos sistemas de informações gerenciais. Partindo desse princípio, na disciplina de práticas industriais estaremos abordando temas relevantes nessa tomada de decisão. O primeiro conteúdo a ser visto abordará os processos de usinagem, bastantes presentes em indústrias de todos os segmentos, principalmente o de metal mecânica. Nestes processos, peças metálicas – fundidas ou forjadas – são submetidas a processos de cisalhamento que retiram material da peça, conhecido como cavaco. Em seguida, a metrologia, essencial a quase todos os aspectos dos empreendimentos humanos, pois são utilizados em atividades que incluem o controle da produção, a avaliação da qualidade do meio ambiente, da saúde e da segurança, e da qualidade de materiais. Estará também no contexto dessa abordagem a leitura e interpretação de desenho técnico, sistema de controle, automação e instrumentação. 3 O conteúdo apresentado será uma contribuição para que você seja capaz de identificar oportunidades de negócios, aplicar, desenvolver, pesquisar e inovar tecnologias já existentes e também criar novas. Bons estudos! INTRODUÇÃO Olá, aluno (a)! A Aprendizagem em Foco visa destacar, de maneira direta e assertiva, os principais conceitos inerentes à temática abordada na disciplina. Além disso, também pretende provocar reflexões que estimulem a aplicação da teoria na prática profissional. Vem conosco! TEMA 1 Processos de usinagem ______________________________________________________________ Autoria: Joanisa Possato Curtulo Leitura crítica: Charlie Hudson Turette Lopes 5 DIRETO AO PONTO Fabricar consiste basicamente em alterar uma matéria-prima com o intuito de obter um produto acabado. Os processos de fabricação, de maneira geral, são classificados em duas grandes categorias: fabricação com remoção de material e fabricação sem remoção de material. Quando ocorre a remoção do material, damos a esse processo o nome de usinagem. O material excedente que está sendo retirado da peça durante seu processo de usinagem chama-se cavaco, podendo ele ser constituído de diversos materiais, como ferro fundido, aço carbono, aço inox, alumínio, bronze, materiais poliméricos, entre vários outros exemplos. Podemos então dizer que o cavaco é formado por fragmentos, ou lascas, que se desprendem da peça que está sendo produzida durante o processo de usinagem. A retirada ou remoção de material durante a usinagem é classificada como operação de desbaste e operação de acabamento da peça. No primeiro caso, enquanto está sendo realizado o desbaste a intenção é dar a forma inicial da peça a ser fabricada, sendo então a primeira fase da usinagem. Nessa etapa os cavacos obtidos são grossos e a peça costuma apresentar canais profundos em sua superfície. Na operação de acabamento são definidas as características finais de dimensão e rugosidade para a peça. Aqui já não são perceptíveis os cortes na peça provenientes do processo de fabricação, justamente porque os cavacos retirados são muito mais finos nesse momento. Torneamento – a peça é obtida mecanicamente por meio de movimento de revolução com a aplicação de uma ou mais ferramentas monocortantes. Assim, a peça vira em seu eixo principal de rotação e a ferramenta monocortante movimenta-se em trajetória coplanar com o eixo. 6 Aplainamento – utilizado para se fabricar superfícies regradas por processo mecânico por meio de movimento retilíneo alternativo da peça ou da ferramenta, podendo ser por movimento horizontal ou vertical e gerando operação de desbaste ou de acabamento final. Furação – utilizado para mecanicamente se obter furos de formato cilíndrico por meio do emprego de uma ferramenta de corte em que a peça ou a ferramenta gira e, ao mesmo instante, também, a peça ou a ferramenta se movimenta em linha reta ao eixo da máquina. Mandrilhamento – utilizado para mecanicamente se obter uma superfície de revolução por meio do emprego de ferramentas de barra, em que essa ferramenta realize movimento giratório e ao mesmo instante ocorre um movimento com trajetória determinada da peça ou da ferramenta. Fresamento – usinagem por processo mecânico em que se obtém superfícies aplicando ferramentas multicortantes que giram enquanto ocorre o deslocamento segundo uma trajetória qualquer à peça ou mesmo à ferramenta de corte. Serramento – processo aplicado para realizar um corte ou seccionamento por meio de ferramenta de corte de espessura fina com movimento giratório ou retilíneo enquanto a peça geralmente se mantém parada. O movimento de corte é caracterizado pelo movimento ocorrido entre a peça e a ferramenta sem que ocorra nenhum avanço, dessa forma será removido apenas um lance de cavaco proveniente da primeira volta, ou um curso único. O movimento de avanço é caracterizado pelo movimento ocorrido entre a peça e a ferramenta, em que somado ao movimento de corte, causa a retirada contínua do cavaco, por meio de revoluções ou cursos contínuos. A combinação do 7 movimento de avanço principal e o movimento de avanço lateral podem também gerar uma resultante de ambos. O movimento de profundidade é caracterizado como o movimento ocorrido entre a peça e a ferramenta, para que seja possível definir a espessura do cavaco, ou seja, a camada de sobremetal que será removida antes de iniciar a usinagem. A parte de corte corresponde à parte ativa da ferramenta sendo formada pelas cunhas de corte. Geralmente a parte ativa de uma ferramenta é fabricada ou mesmo colocada sobre um suporte ou cabo de ferramenta, sendo então possível fixar a ferramenta para sua devida finalidade de usinar. São listadas agora algumas características básicas necessárias para um material de corte: apresentar alta dureza em temperaturas elevadas, apresentar dureza maior que da peça que será usinada em baixa temperatura, dispor de tenacidade suficiente para suportar as forças de corte e impactos, dispor de resistência suficiente para a abrasão, ser estável quimicamente e ser comercialmente acessível ao consumo. Podemos citar os seguintes tipos de materiais de ferramentas: aços ferramenta, aços rápidos comuns, aço rápido com cobalto, aço rápido com revestimento de nitreto de titânio (TiN), aço rápido sinterizado, ligas fundidas, metal duro etc. Referências bibliográficas DINIZ, A. E.; MARCONDES, F. C.; COPPINI, N. L. Tecnologia da usinagem dos materiais. 9. ed. São Paulo: Artliber, 2014. FRACARO, J. Fabricação pelo processo de usinagem e meios de controle. Curitiba: Intersaberes, 2017. REBEYKA, C. J. Princípios dos processos de fabricação por usinagem. Curitiba: Intersaberes, 2016. 8 PARA SABER MAIS O Controle de Qualidade, de acordo com Machline (2019), não é mais um luxo administrativo, mas sim uma necessidade para a maior produtividade e lucratividade de qualquer empresa. É responsabilidade do departamento de qualidade ser o guardião das atividades relacionadas a prevenir possíveis defeitos relacionados à produção e não está restrito apenas à atividade de inspecionar. É necessário também analisar as matérias- primas, ferramentas e acessórios, como os calibradores. Cabe também ao departamento de qualidade investigar as causas dos defeitos, definir os planos de inspeção adequados, além de analisar as informações provenientes das reprovações ocorridas e reclamações registradas. Pode também ir mais além, fazendo omapeamento de níveis de qualidade externos para parametrização adequada da empresa, trabalhar na recuperação de refugos, auxiliando para que se determine as especificações dos materiais. Vale ressaltar que o agente causador e, portanto, responsável pelos índices de refugo ou reprovação, é o setor de produção, cabendo ao departamento de qualidade apontar a realidade ocorrida em cada empresa. Contudo, o departamento de qualidade precisa estar disponível para inspecionar a maior parte possível de peças, com agilidade e sem erros. Captar e fazer a manutenção de profissionais preparados para atuar como inspetores é uma responsabilidade essencial do departamento de qualidade. Observa-se alta variação de fatores relacionados à qualidade de todos os tipos de matérias-primas aplicadas na indústria metal- 9 mecânica, como minérios, chapas metálicas, componentes ou embalagens. Não sendo permitido acreditar simplesmente no fornecedor, é pratica obrigatória da qualidade inspecionar os materiais recebidos, o que requer tempo e estrutura disponível. Com o crescimento rápido de muitas empresas, o foco se torna alcançar altos índices de produção, ficando em segundo plano os valores relativos ao índice de refugo e, consequentemente, de qualidade. Nesse cenário, o setor de qualidade precisa garantir que a produção ocorra, de acordo com os parâmetros corretos. Embora o departamento de qualidade possa não receber completa aceitação em algumas empresas, é sabido que, à medida que a concorrência fica mais acirrada entre as empresas, mais se tem a necessidade de estabelecer algum tipo de controle relativo à qualidade do que está sendo produzido. O ideal é que a produção e a qualidade andem juntas para buscar soluções adequadas aos problemas apontados pelos clientes. Assim, a gestão de qualidade caminha para ser um fator essencial para fazer as empresas alcançarem níveis altos de competitividade para se diferenciar das demais com alta satisfação do consumidor e resultados favoráveis para seu negócio. A prática da qualidade pode ainda beneficiar a empresa, permitindo otimizar seu desempenho, implantar a visão de melhores práticas, dar maior consistência ao produto, gerar ganhos de produtividade, melhorar a comunicação interna e, por fim, dar maior rentabilidade ao negócio. Referências bibliográficas MACHLINE, C. O controle de qualidade da indústria paulista. Monografia publicada pela Fundação Getúlio Vargas, 2019. Disponível 10 Lorem ipsum dolor sit amet Autoria: Nome do autor da disciplina Leitura crítica: Nome do autor da disciplina em: http://bibliotecadigital.fgv.br/ojs/index.php/rae/article/ view/40829. Acesso em: 16 nov. 2020. TEORIA EM PRÁTICA Considere o torneamento, no qual a peça é obtida por meio de movimento de revolução, de forma que a peça vira em seu eixo principal de rotação e a ferramenta movimenta-se em trajetória coplanar com o eixo. Considere um eixo de ferro fundido GG-30, é usado no torno com Vc = 100 m/min. Calcule a potência de corte (Pc). Dados: Avanço (f) = 2,2 mm Profundidade (ap) = 8 mm Velocidade de Corte = 100 m/min GG – 30 = Kc 960 N / mm2 Para conhecer a resolução comentada proposta pelo professor, acesse a videoaula deste Teoria em Prática no ambiente de aprendizagem. http://bibliotecadigital.fgv.br/ojs/index.php/rae/article/view/40829 http://bibliotecadigital.fgv.br/ojs/index.php/rae/article/view/40829 11 LEITURA FUNDAMENTAL Indicação 1 Os principais parâmetros fundamentais do processo de usinagem estão contidos nessa obra de Rebeyka. Para realizar a leitura, acesse a plataforma Biblioteca Virtual da Kroton e busque pelo título da obra no parceiro “Biblioteca Virtual 3.0”. REBEYKA, C. J. Princípios dos processos de fabricação por usinagem. Curitiba: Intersaberes, 2016. Indicação 2 Os conceitos fundamentais sobre processo de usinagem e metodologia empregada estão nesse livro de Fracaro. Para realizar a leitura, acesse a plataforma Biblioteca Virtual da Kroton e busque pelo título da obra no parceiro “Biblioteca Virtual 3.0”. FRACARO, J. Fabricação pelo processo de usinagem e meios de controle. Curitiba: Intersaberes, 2017. QUIZ Prezado aluno, as questões do Quiz têm como propósito a verificação de leitura dos itens Direto ao Ponto, Para Saber Indicações de leitura 12 Mais, Teoria em Prática e Leitura Fundamental, presentes neste Aprendizagem em Foco. Para as avaliações virtuais e presenciais, as questões serão elaboradas a partir de todos os itens do Aprendizagem em Foco e dos slides usados para a gravação das videoaulas, além de questões de interpretação com embasamento no cabeçalho da questão. 1. Sobre a constituição do metal duro, identifique qual alternativa está correta: a. Aço de alta liga. b. Liga fundida. c. Produto sinterizado. d. Cerâmica. e. Aço inoxidável. 2. É caracterizado pelo movimento ocorrido entre a peça e a ferramenta sem que o ocorra nenhum avanço, dessa forma será removido apenas um lance de cavaco proveniente da primeira volta, ou um curso único. Assinale a alternativa que cita corretamente o movimento descrito no texto: a. Movimento de corte. b. Movimento de avanço. c. Movimento de profundidade. d. Movimento de fresamento. e. Movimento da peça. 13 GABARITO Questão 1 - Resposta C Resolução: Metal duro – por meio do processo de metalurgia do pó (sinterização) é aplicado o tungstênio (W) na ferramenta de corte, o que confere à ferramenta alta resistência à tração e baixo coeficiente de dilatação térmica. Questão 2 - Resposta A Resolução: O movimento de corte é caracterizado pelo movimento ocorrido entre a peça e a ferramenta sem que ocorra nenhum avanço, dessa forma, será removido apenas um lance de cavaco proveniente da primeira volta, ou um curso único. TEMA 2 Metrologia ______________________________________________________________ Autoria: Joanisa Possato Curtulo Leitura crítica: Charlie Hudson Turette Lopes 15 DIRETO AO PONTO Segundo o Vocabulário Internacional de Metrologia (VIM, 2012), metrologia consiste na ciência que estuda as medidas e envolve os aspectos teóricos e práticos que dizem respeito aos sistemas de medição em todos os segmentos da ciência, engenharia e tecnologia. Por meio da metrologia é possível qualificar e quantificar um fenômeno qualquer, obtendo dessa forma a sua medida, ou seja, a sua grandeza, determinando um valor correspondente. O Vocabulário Internacional de Metrologia (VIM) denomina o Sistema Internacional de Unidades (SI) como o sistema de unidades, que tem como base o Sistema Internacional de Grandezas, seus nomes, símbolos das unidades, incluindo uma série de prefixos com seus nomes e símbolos, em conjunto com regras de utilização, adotado pela Conferência Geral de Pesos e Medidas (CGPM). Grandeza nada mais é que o que pode ser analisado por meio da metrologia. Assim, para se mensurar uma grandeza é necessário fazer um comparativo por meio de alguma forma de medida e para que seja possível subdividir a grandeza em um sentido geral (comprimento, tempo, temperatura, velocidade). Chama-se medir o procedimento experimental pelo qual é determinado o valor de uma grandeza física utilizando um equipamento específico. É importante considerar que a medição deve ser confiável. Segundo Albertazzi (2018), denomina-se processo de medição o conjunto de métodos e meios que são utilizados para efetuar uma medição. Além do mensurando e do sistema de medição, fazem 16 parte do processo o operador, os procedimentos de medição utilizados e as condições em que as medições são efetuadas. A metrologia não nega a existência do erro de medição, mas aponta para caminhos que possibilitam conviver e delimitar a ação dos erros e ainda obter informações confiáveis (ALBERTAZZI, 2018). O resultado da medição é a faixa de valores dentro da qual deve estar o valor verdadeiro do mensurando. Os cálculos para os limites da zona de aceitação são realizados por meio das equações.O limite inferior de aceitação é igual ao limite inferior de especificação mais a incerteza. Da mesma forma, o limite superior de aceitação é igual ao limite superior de especificação menos a incerteza. Além disso, a incerteza do processo de medição deve estar na casa de um décimo do intervalo de tolerância. Resultado base (RB): corresponde ao valor do resultado da medição, ou seja, o valor mais próximo do considerado como real e pode ser obtido por medição única ou por meio da média de várias medições. Incerteza de medição (IM): corresponde à faixa de dúvida presente na medição considerando-se as variáveis que formam o erro do processo de medir. Com base em métodos estatísticos é realizado o cálculo que define o tamanho da faixa de incerteza. Conforme Albertazzi (2018), a calibração é o conjunto de operações que estabelece, sob condições especificadas, a relação entre os valores indicados por um instrumento ou sistema de medição, ou os valores representados por uma 17 medida materializada, ou material de referência, e os valores correspondentes das grandezas estabelecidas por padrões. Calibração direta: “é utilizado uma grandeza padrão que tem um determinado valor estabelecido, onde o padrão é aplicado diretamente ao sistema que deseja calibrar, e as medidas obtidas são comparadas com os valores da grandeza padrão” (SILVA NETO, 2018, p. 167). Calibração indireta: aplicada quando não existe um padrão determinado, ou seja, as grandezas da medida em questão não podem ser materializadas. Paquímetro: é um instrumento geralmente construído em aço inox com acabamento de alta qualidade em suas superfícies, aplicado na medição de peças com medidas superiores a 0,02 mm ou 1/128”. Micrômetro: são instrumentos que podem ser encontrados em várias dimensões e podem realizar, por leitura direta, dimensões reais com aproximação de até 0,001 mm. Geralmente são empregados em casos em que o paquímetro não oferece a precisão de medida necessária no processo de medição, nesses casos, o micrômetro oferece uma exatidão de 0,01 mm. Goniômetro: é um instrumento aplicado na tomada de medidas angulares com precisão, por meio de um disco graduado e um esquadro formando uma peça única que apresenta quatro graduações de 0º a 90º. Seu articulador vira com o disco do vernier, e, em sua extremidade, há um ressalto adaptável à régua. Relógio comparador: aparelho de alta precisão, empregado em medições na casa de até um mícron, possibilita ao operador medir resultados que seus olhos não podem identificar sem o auxílio do 18 instrumento como diferenças de altura de superfícies planas ou a concentricidade entre cilindros. Segundo Albertazzi (2018), no controle de qualidade por variáveis, a tolerância representa a faixa de valores aceitáveis. Seus limites extremos são denominados de Limites de Especificação: o Limite Inferior da Especificação (LIE) e o Limite Superior da Especificação (LSE). Cada componente, cujas características estiverem dentro desses limites, deve ser aprovado pelo controle de qualidade por estar em conformidade com as especificações. A faixa delimitada pelos limites de especificação é também denominada de zona de conformidade. O grupo de valores do resultado base, em que os dados da medição se encontram totalmente contidos na zona de conformidade, chama-se zona de aceitação. Composta ainda pelo limite inferior de aceitação (LIA) e o limite superior de aceitação (LSA), pode-se concluir ainda que a zona de aceitação é mais restrita que a zona de conformidade relativa a mesma incerteza de medição. Referências bibliográficas ALBERTAZZI, A.; SOUSA, A. R. de. Fundamentos de metrologia científica e industrial. 2. ed. Barueri: Manole, 2018. SILVA NETO, J. C. da. Metrologia e controle dimensional: conceitos, normas e aplicações. 2. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2018. PARA SABER MAIS Tecnologia da metrologia 4.0 Até por volta dos anos 1990, a metrologia nas indústrias realizava a gestão de suas informações com registros impressos, sendo inclusive 19 dessa forma que o fluxo de dados percorria as áreas de interesse. A partir desse momento os dados passaram a ser computadorizados, sendo o passo inicial em busca de alcançar agilidade, produtividade e eficiência, para oferecer melhores soluções em produtos e serviços, além de conseguir aproximar a relação entre consumidor e fornecedor para alavancar os primeiros ganhos em velocidade e assertividade nas ações gerenciais. Hoje vivemos o período da quarta revolução industrial, que tem alterado nossos costumes seja em nosso trabalho como também em nossa maneira de nos relacionar de forma geral. Isso é possível devido a inúmeros avanços tecnológicos que permitiram essa evolução. Tendo em vista a importância da atividade metrológica e sua alta aplicabilidade nas indústrias modernas contribuindo para se alcançar avanços de produtividade e maior competitividade, torna- se justificável caminhar ao encontro da metrologia 4.0, integrando padrões de calibração e seus sistemas, com ações inovadoras e customizadas. A metrologia 4.0 permitirá integrar os sistemas de calibração aos demais sistemas da empresa, permitindo ações ágeis e assertivas para ajustar, calibrar ou substituir qualquer instrumento disponível. Será possível também diminuir os tempos para medição e análise de dados, sem falar no aumento de exatidão dos resultados. Outro ponto favorável será a maior procura por profissionais qualificados e com bagagem adequada para interagir nesse novo cenário, em que não será necessário apenas medir ou executar uma calibração, a função do técnico de instrumentação irá abranger também uma atuação mais analítica para diminuir erros e prover o aumento da qualidade dos serviços realizados. Portanto, cabe ao profissional de instrumentação aperfeiçoar suas competências 20 e assim desenvolver os conhecimentos envolvidos nas novas tecnologias disponíveis. A metrologia 4.0 passa a permitir por meio de sua total interligação de sistemas que ocorra ao mesmo tempo independência e interdependência dos instrumentos de medição e seus padrões com os sistemas de calibração e o ERP de cada empresa. O novo monitoramento das grandezas físicas se torna disponível por meio da criação de sensores e calibradores rápidos e automáticos, de fácil utilização, que coletam dados automaticamente e realizam a comunicação por rede sem fio sem que sejam necessárias ações de digitação e gerando controles estatísticos de processo que retratam o instante exato da ação da medição. Outra vantagem pode ser a gestão do controle dos usuários, por meio do cadastro individual de cada um, permitindo integridade das informações manuseadas e registro de cada ação realizada. Permite ainda riqueza de dados com cadastros de locais de instalação, máquinas, malhas, TAGs, padrões e, por fim, o status atualizado de cada um via sistema integrado. Controle das ordens de serviço relativas aos instrumentos de medição, registrando todas as ações preventivas e corretivas. Irá também facilitar a gestão de documentos, com certificados de calibração emitidos automaticamente, com assinatura eletrônica, controle do número do certificado, dados relativos ao procedimento e datas de registro. Para Tânia Mara Pereira Marques, da Unidade de Serviço de Desenvolvimento Operacional (USDO) da Sanepar, a metrologia 4.0 corresponde a “uma evolução tecnológica natural da metrologia, que modifica a forma de trabalho, trazendo a inspeção e o controle 21 de qualidade do laboratório para serem realizadas mais próximas no chão de fábrica, onde as medições passarão a ser feitas, cada vez mais, sem a necessidade de interferência humana, e os processos vão se auto corrigir, com base nessas medições automatizadas, garantindo maior eficiência nos processos”. Portanto, existe uma série de benefícios consideráveis que podem ser obtidos na implantação da metrologia 4.0, por meio do investimento em hardware, software ecapital humano, e assim alcançando acima de tudo maior confiabilidade para evolução continuada dos processos industriais andando junto com a nova revolução industrial. Referências bibliográficas FREIRE, T. Metrologia 4.0: uma nova medida. Revista Controle & Instrumentação, n. 240. São Paulo: Valete, 2018. TEORIA EM PRÁTICA Uma determinada empresa de usinagem fabrica eixos com comprimento nominal de 40,00 ± 0,04 mm. Após a fabricação de determinada peça, o instrumentista identificou, com auxílio de um micrômetro calibrado, a seguinte medição de comprimento: 40,006 mm. Consta no certificado de calibração do micrômetro utilizado que a correção necessária deve ser de – 0,008 mm e que sua incerteza de medição é de ± 0,010 mm. De posse das informações acima, realizar a análise de conformidade do eixo. 22 Para conhecer a resolução comentada proposta pelo professor, acesse a videoaula deste Teoria em Prática no ambiente de aprendizagem. LEITURA FUNDAMENTAL Indicação 1 O livro de Albertazzi pode ser usado como a base para formação do conhecimento dos assuntos que abrangem o estudo da metrologia do ponto de vista científico e também aplicado à indústria, são pontos de leitura edificante os capítulos referentes às unidades de medida e o SI, sistemas de medição, calibração, resultados de medições e controle de qualidade. ALBERTAZZI, A.; SOUSA, A. R. de. Fundamentos de metrologia científica e industrial. 2. ed. Barueri: Manole, 2018. Indicação 2 A leitura do livro de Almeida será agradável e de fácil entendimento e permitirá complementar os conhecimentos referentes à metrologia, dar atenção maior aos capítulos referentes ao Inmetro, à legislação metrológica brasileira e instrumentos de medição. ALMEIDA, F. R. B. de.; ESTAMBESSE, E. C. Metrologia. Londrina: Editora e Distribuidora Educacional S.A., 2017. Indicações de leitura 23 QUIZ Prezado aluno, as questões do Quiz têm como propósito a verificação de leitura dos itens Direto ao Ponto, Para Saber Mais, Teoria em Prática e Leitura Fundamental, presentes neste Aprendizagem em Foco. Para as avaliações virtuais e presenciais, as questões serão elaboradas a partir de todos os itens do Aprendizagem em Foco e dos slides usados para a gravação das videoaulas, além de questões de interpretação com embasamento no cabeçalho da questão. 1. O relógio comparador da figura abaixo foi utilizado para medir o desalinhamento de uma polia. Sabendo que o vernier do instrumento é de 0,01 mm, identifique nas alternativas a seguir qual representa a leitura correta. Figura 1 - Relógio comparador Fonte: elaborada pela autora. 24 Identifique nas alternativas a seguir qual representa a leitura correta. a. 8,53 ± 0,001. b. 8,53 ± 0,005. c. 8,54 ± 0,001. d. 53,8 ± 0,005. e. 53,8 ± 0,01. 2. Segundo Albertazzi (2018), denomina-se processo de medição o conjunto de métodos e meios que são utilizados para efetuar uma medição reduzindo sua margem de erro. Identifique a seguir a alternativa que melhor representa esses fatores. a. Definição do mensurado, procedimento de medição, operador. b. Resultado base, incerteza de medição. c. Calibração direta e indireta. d. Zona conformidade e zona de aceitação. e. Intervalo de tolerância, exatidão e resultado base. GABARITO Questão 1 - Resposta B Resolução: Ponteiro menor indicando entre 8 e 9 mm. Ponteiro maior indicando entre 53 e 54 centésimos. Conforme descrito no enunciado, a precisão do instrumento é de 0,01, assim, estando o ponteiro entre os “tracinhos”, corresponde a ± 0,005 (aproximando em milésimos de milímetro). 25 Questão 2 - Resposta A Resolução: Os fatores são: definição do mensurando, procedimento de medição, condições ambientais, operador, sistema de medição. Todos levam ao resultado da medição. TEMA 3 Leitura e interpretação de desenhos técnicos ______________________________________________________________ Autoria: Joanisa Possato Curtulo Leitura crítica: Charlie Hudson Turette Lopes 27 DIRETO AO PONTO A transmissão de um recado é feita pela utilização de uma linguagem específica e de alguns meios que podem ser diversos, como as mídias sociais ou então por meio de um e-mail ou mesmo o som, a fala. Dessa forma, temos o emissor e o receptor, um transmite a mensagem e o outro recebe e a interpreta. O desenho é uma dessas formas de se comunicar, em que se transmite uma informação, ideias e pensamentos. A projeção pode ter inúmeras vistas diferentes, elas são essenciais para o bom entendimento do desenho, como demonstrado na Figura 1. Figura 1 – Plano de vistas Fonte: elaborada pela autora. 28 Para uma execução perfeita e interpretação de um desenho são necessárias as medidas, que são representadas por cotagem ou dimensionamento. Sendo necessárias: linhas de cota, linhas de extensão e valor numérico da cota (ABNT, 1984). O corte em um desenho é a denominação dada a uma representação feita de um produto por meio de, no mínimo, um plano virtual. Seu objetivo é o de aumentar a clareza dos detalhes de uma peça. Referências bibliográficas ABNT. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 8403: aplicações de linhas em desenho – Tipos de linhas – Larguras das linhas. Rio de Janeiro, 1984. 5 p. OLIVEIRA, L, M.; CASTILHO, C. C. Leitura e interpretação de desenho técnico. Universidade de Mogi das Cruzes, 2005. Disponível em: ftp://ftp.sm.ifes.edu.br/professores/SolivanAltoe/1EN/Apostilas/ DESENHO_T%C9CNICO_1_MOGI.pdf. Acesso em: 30 nov. 2020. PARA SABER MAIS Segundo a ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas, 1998), recomenda-se o uso de símbolos que devem ser utilizados antes dos valores das cotas. ftp://ftp.sm.ifes.edu.br/professores/SolivanAltoe/1EN/Apostilas/DESENHO_T%C9CNICO_1_MOGI.pdf ftp://ftp.sm.ifes.edu.br/professores/SolivanAltoe/1EN/Apostilas/DESENHO_T%C9CNICO_1_MOGI.pdf 29 Quadro 1 - Símbolos utilizados em desenho técnico Fonte: adaptado de Senai (2006). Assim como o indicativo de superfícies, como pode ser visto na Figura 2. 30 Figura 2 - Símbolos que indicam tipos de superfícies Fonte: adaptado de Senai (2006). 31 Referências bibliográficas ABNT. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 10126: cotagem em desenho técnico – procedimento. Rio de Janeiro, 1998. 20 p. SENAI-ES. Leitura e interpretação de desenho técnico mecânico. Vitória: Senai-ES, 2006. TEORIA EM PRÁTICA Considere a peça abaixo e suas representações: Figura 3 - Peça e suas vistas para resolução do Teoria em prática Fonte: elaborada pela autora. 32 Assinale as vistas e identifique-as corretamente. Para conhecer a resolução comentada proposta pelo professor, acesse a videoaula deste Teoria em Prática no ambiente de aprendizagem. LEITURA FUNDAMENTAL Indicação 1 O livro de Orthey pode ser usado como a base para formação do conhecimento dos assuntos que abrangem o estudo das projeções e como estas se elaboram via software computacional. Para realizar a leitura, acesse a plataforma Biblioteca Virtual da Kroton e busque pelo título da obra no parceiro “Biblioteca Virtual 3.0_Pearson”. ORTHEY, A. L. Desenho auxiliado por computador. Londrina: Editora e Distribuidora Educacional S.A, 2017. Indicação 2 O livro de Agostinho servirá como guia do conhecimento dos assuntos que abrangem tolerâncias e ajuste no dimensionamento. AGOSTINHO, O. L.; DOS SANTOS, A. C.; LIRANI, J. Tolerâncias, ajustes, desvios e análise de dimensões. 7. ed. São Paulo: Blücher, 2001. Indicações de leitura 33 QUIZ Prezado aluno, as questões do Quiz têm como propósito a verificação de leitura dos itens Direto ao Ponto, Para Saber Mais, Teoria em Prática e Leitura Fundamental, presentes neste Aprendizagem em Foco. Para as avaliações virtuais e presenciais, as questões serão elaboradas a partir de todos os itens do Aprendizagem em Foco e dos slides usados para a gravação das videoaulas, além de questões de interpretação com embasamento no cabeçalho da questão. 1. Sabendo que a projeçãopode ter inúmeras vistas diferentes, são vistas de um desenho: a. Figura, vista de frente, vista intercalada, vista posterior, vista de frente e vista inferior. b. Vista inferior, elevação, vista lateral esquerda, vista posterior, vista superior e vista lateral direita. c. Vista de frente, planta, vista interior, vista lateral esquerda, vista posterior, vista superior e vista lateral direita. d. Vista de superfície, elevação, vista lateral esquerda, vista posterior, vista superior e vista lateral direita. e. Vista exterior, elevação, vista lateral esquerda, vista posterior, vista superior e vista lateral direita. 2. Dentro do desenho temos a ____________, que será projetada por meio de um ____________ por uma _______________. Assinale a alternativa que completa adequadamente as lacunas acima: 34 a. Peça; Plano de projeção; Projeção. b. Projeção; Plano; Peça. c. Cota; Plano; Projeção. d. Plano de projeção; Peça; Cota. e. Plano de projeção; Cota; Plano. GABARITO Questão 1 - Resposta B Resolução: As vistas corretas são: vista inferior, elevação ou vista de frente, vista lateral esquerda, vista posterior ou planta, vista superior e vista lateral direita. Questão 2 - Resposta A Resolução: A peça é o que será representado, a representação da peça é a projeção e o lado em que ela é representada pelo plano de projeção. TEMA 4 Automação, sistema de controle e instrumentação ______________________________________________________________ Autoria: Joanisa Possato Curtulo Leitura crítica: Charlie Hudson Turette Lopes 36 DIRETO AO PONTO Os sistemas de produção automatizados executam atividades como processamento, montagem e inspeção, possibilitando reduzir significativamente a mão de obra humana e podendo ser aplicados em atividades como fabricação de peças em máquinas ferramentas, linhas de montagem automatizadas ou mesmo para inspeção automática de controle de qualidade. Automação rígida – a configuração do equipamento ou sistema determina a sequência de operações de processamento. Automação programável – os equipamentos são projetados de forma que possibilitam a mudança da sequência de operações e assim geram maior variedade de produtos fabricados, isso ocorre por meio da alteração do programa que codifica a sequência de operações. Automação flexível – apresenta maior flexibilidade com relação à variedade de peças a ser produzida sem gerar grandes perdas de tempo com alterações de setup de máquina. A automação pode ser definida como a tecnologia por meio da qual um processo ou procedimento é alcançado sem assistência humana. É realizada utilizando-se um programa de instruções combinado a um sistema de controle que executa as instruções. Para automatizar um processo, é preciso energia não só para conduzir o processo como para operar o programa e o sistema de controle. Embora possa ser aplicada em diversas áreas, a automação está diretamente associada às indústrias de produção (GROOVER, 2011, p. 56). Os controles automatizados dos processos de fabricação podem ser realizados por meio de malha aberta ou malha fechada, como veremos na sequência. 37 Em sistema de malha aberta os valores medidos na variável controlada não são utilizados para corrigir outras variáveis de entrada para fazer a correção ou ajuste necessário para que seja possível alcançar indiretamente a variável controlada. No controle em malha fechada, também chamado de controle com realimentação, ocorre uma interação entre a entrada e a saída do sistema para que a variável controlada no processo possa ser mantida dentro dos parâmetros determinados, assim o sistema em malha fechada realiza o controle da variável realizando correções em outras variáveis do processo. Segundo Groove, um sensor é um dispositivo que converte uma variável física de uma forma em outra mais útil para a aplicação em questão. Em particular, um sensor é um dispositivo que converte um estímulo físico ou uma variável de interesse. Atuadores são considerados como recursos que transformam um sinal de comando originado por um controlador em um parâmetro físico, geralmente em forma de força mecânica, como um deslocamento de posição ou avanço de velocidade. Como os computadores processam apenas dados binários, os sinais analógicos do processo precisam ser transformados em dados digitais através do conversor analógico – digital. A conversão digital – analógica realiza a comutação dos dados de saída, em formato digital originário do computador em um sinal contínuo que ativa um atuador ou mesmo outro dispositivo analógico. Os dispositivos de entrada e saída transformam os dados binários do processo para o computador e transferem sinais binários do computador para o processo, respectivamente. 38 Referências bibliográficas GROOVER, Mi. P. Automação industrial e sistemas de manufatura. 3. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2011. BEGA, E. A. et al. Instrumentação industrial. 3. ed. Rio de Janeiro: Interciência, 2011. PARA SABER MAIS Controlador lógico programável (CLP) O controlador lógico programável (CLP), conhecido também por sua sigla em inglês PLC (Programmable Logic Controller), teve origem devido às demandas da indústria automobilística, visto que os painéis eletromecânicos que realizavam o controle lógico no passado não ofereciam possibilidades para que mudanças e ajustes da lógica de funcionamento pudessem ser realizadas, gerando assim para as montadoras de automóveis alto custo, além de tempo desperdiçado para as montadoras sempre que era necessário uma nova mudança em suas linhas de montagem industrial. De acordo com Associação Nacional de Fabricantes de Equipamentos Elétricos dos Estados Unidos da América (National Electrical Manufacturers Association – NEMA), o CLP é um aparelho eletrônico digital, que utiliza uma memória programável para armazenar internamente instruções e para implementar funções específicas, tais como lógica, sequenciamento, temporização, contagem e aritmética, controlando, por meio de módulos de entradas e saídas, vários tipos de máquinas ou processos. 39 O atual avanço tecnológico na fabricação dos CLPs possibilitou a redução de seu custo final e também a existência de boa diversidade de fabricantes, modelos e funções programáveis, permitindo abrir uma grande gama de possíveis aplicações em automação, seja ela industrial como também comercial ou até nas residências, realizando o controle de processos de todos os portes, nos mais variados tipos de indústrias, como fazendo a automação da soldagem por robôs nas linhas automotivas ou simplesmente para fazer o controle do sistema de alarme em qualquer tipo de residência. De acordo com Zancan (2010), existem inúmeras vantagens dos CLPs se comparados aos painéis eletromecânicos, entre elas a seguir listamos as mais significativas: • Maior confiabilidade e flexibilidade. • Utilização de menos espaço. • Consumo de menos energia. • Fácil programação/reprogramação. • Reutilizável para outros processos. • Maior rapidez na elaboração dos projetos. • Capacidade de comunicar-se com outros dispositivos. Basicamente, o funcionamento de um CLP pode ser estruturado em três etapas básicas, são elas: as entradas, a unidade central de processamento e suas saídas. Em suas entradas são ligados os transdutores, esses dispositivos trazem os dados das variáveis do processo para a unidade central de processamento, que, então, processa os dados do input de 40 acordo com a lógica de programação estabelecida para aquele processo, e que foi criada para o usuário, a partir desse ponto o CLP ativa ou desativa as saídas existentes. Essas saídas são ligadas aos atuadores, que realizam inúmeras ações no processo de acordo com sua finalidade (ZANCAN, 2010). Referências bibliográficas ZANCAN, M. D. Controladores programáveis. 3. ed. Universidade Federal de Santa Maria, 2010. TEORIA EM PRÁTICA Os servomotores são utilizados quando se necessita de controle develocidade, alta precisão de posicionamento, dimensões reduzidas, entre outros fatores. Possuem uma grande variedade de aplicação e função, principalmente no setor da robótica (WEG, 2003). Um servomotor DC possui uma constante de torque Kt = 0,095 N.m/A, e uma constante de voltagem Kv = 0,11 V / (rad/s). A resistência da armadura é Ra = 1,6 ohms. Uma tensão de 24 V é usada na operação do motor (GROOVER, 2011, p. 99). Determine: a. O torque inicial gerado pelo motor assim que a tensão é aplicada (denominado torque estacionário). b. A velocidade máxima quando o torque é igual a zero. c. O ponto de operação do motor quando ele está conectado a uma carga cuja característica de torque é dada por Tl = Kl e Kl = 0,007 N.m / (rad/s). Dê a velocidade de rotação em rev / min. 41 d. Qual a potência (watts) distribuída pelo motor no ponto de operação. Para conhecer a resolução comentada proposta pelo professor, acesse a videoaula deste Teoria em Prática no ambiente de aprendizagem. LEITURA FUNDAMENTAL Indicação 1 O livro de Groover pode ser usado como a base para formação do conhecimento dos assuntos que abrangem o estudo da automação industrial, permitindo introduzir os conceitos relevantes sobre os elementos básicos de um sistema automatizado de malha aberta e fechada, como também os componentes de hardware para automação e controle de processos. GROOVER, M. P. Automação industrial e sistemas de manufatura. 3. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2011. Indicação 2 A leitura do livro de Bega será abrangente para aprofundar os conhecimentos relativos a sistemas automatizados de malha aberta e fechada e uma grande variedade de componentes e conceitos de instrumentação industrial. Indicações de leitura 42 BEGA, E. A. et al. Instrumentação industrial. 3. ed. Rio de Janeiro: Interciência, 2011. QUIZ Prezado aluno, as questões do Quiz têm como propósito a verificação de leitura dos itens Direto ao Ponto, Para Saber Mais, Teoria em Prática e Leitura Fundamental, presentes neste Aprendizagem em Foco. Para as avaliações virtuais e presenciais, as questões serão elaboradas a partir de todos os itens do Aprendizagem em Foco e dos slides usados para a gravação das videoaulas, além de questões de interpretação com embasamento no cabeçalho da questão. 1. Os atuadores pneumáticos e hidráulicos têm como função aplicar energia mecânica sobre uma máquina, fazendo assim com que ocorra um trabalho específico de acordo com cada processo. Analisando as afirmações a seguir, identifique quais são verdadeiras ou falsas a respeito das características dos atuadores pneumáticos e hidráulicos. I. Sistemas hidráulicos têm como característica de seu fluido serem incompressíveis e resultarem em altas forças aplicadas em seus dispositivos. II. Sistemas pneumáticos apresentam baixas velocidades de atuação se comparados aos sistemas hidráulicos. III. Sistemas hidráulicos são mais vantajosos com relação aos pneumáticos quando se fala em maior controle de velocidade do dispositivo e de seu custo relativo de instalação. 43 IV. Sistemas pneumáticos exigem em sua construção bons acabamentos de superfície e tolerâncias restritas nos componentes. a. Apenas I e III são verdadeiras. b. Apenas I e II são verdadeiras. c. Apenas I, II e III são verdadeiras. d. Apenas I é verdadeira. e. Todas são verdadeiras. 2. Encontre a correlação entre a descrição de determinado dispositivo de medição e seu correto nome de identificação. I. Medição analógica da vazão de líquido, normalmente baseada na diferença de pressão entre o fluxo de duas tubulações de diâmetros diferentes. II. Sensor binário sem contato formado por um emissor (fonte de luz) e um receptor (fotocélula) disparados pela interrupção do feixe de luz. Dois tipos comuns: tipo transmitido, no qual o objeto bloqueia o feixe de luz entre o emissor e o receptor, tipo retrorreflexivo, no qual emissor e receptor estão localizados em um dispositivo e o feixe de luz é emitido por um refletor remoto, exceto quando o objeto interrompe o feixe refletido. III. Sensor analógico de posição formado por um resistor e um contato deslizante. A posição do contato sobre o resistor determina a resistência medida. Disponível tanto para medições lineares como para medições rotacionais (angulares). IV. Dispositivo analógico de medição de temperatura baseado no efeito termoelétrico, no qual a junção de 44 duas tiras de materiais distintos emite uma pequena voltagem, que é uma função da temperatura da junção. Termopares comuns incluem: tipo K, tipo J e tipo E. a. Pressostato, Transformador diferencial linear variável, Termistor resistivo, Termômetro bimetálico. b. Dinamômetro, Ohmímetro, Potenciômetro, Termômetro bimetálico. c. Sensor de vazão, Interruptor fotoelétrico, Potenciômetro, Termopar. d. Pressostato, Interruptor fotoelétrico, Interruptor bimetálico, Termopar. e. Sensor de vazão, Interruptor fotoelétrico, Termistor resistivo, Termômetro bimetálico. GABARITO Questão 1 - Resposta D Resolução: I. Sistemas hidráulicos têm como característica de seu fluido serem incompressíveis e resultarem em altas forças aplicadas em seus dispositivos. II. Sistemas pneumáticos apresentam altas velocidades de atuação se comparados aos sistemas hidráulicos. III. Sistemas hidráulicos são mais vantajosos com relação aos pneumáticos quando se fala em maior controle de velocidade do dispositivo, mas inferiores com relação ao custo relativo de instalação. 45 IV. Sistemas hidráulicos exigem em sua construção bons acabamentos de superfície e tolerâncias restritas nos componentes. Questão 2 - Resposta C Resolução: I. Sensor de vazão. II. Interruptor fotoelétrico. III. Potenciômetro. IV. Termopar. BONS ESTUDOS! Apresentação da disciplina Introdução TEMA 1 Direto ao ponto Para saber mais Teoria em prática Leitura fundamental Quiz Gabarito TEMA 2 Direto ao ponto Teoria em prática Leitura fundamental Quiz Gabarito TEMA 3 Direto ao ponto Para saber mais Teoria em prática Leitura fundamental Quiz Gabarito TEMA 4 Direto ao ponto Teoria em prática Leitura fundamental Quiz Gabarito Botão TEMA 5: TEMA 2: Botão 158: Botão TEMA4: Inicio 2: Botão TEMA 6: TEMA 3: Botão 159: Botão TEMA5: Inicio 3: Botão TEMA 7: TEMA 4: Botão 160: Botão TEMA6: Inicio 4: Botão TEMA 8: TEMA 5: Botão 161: Botão TEMA7: Inicio 5: