Bancada Didática

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SENAI – SERVIÇO DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL
DEPARTAMENTO REGIONAL DE GOIÁS
UNIDADE INTEGRADA SESI/SENAI – MINEIROS
CURSO TÉCNICO EM MECANICA
BANCADA DIDÁTICA PARA SIMULAÇÃO DE BALANCEAMENTO E ALINHAMENTO
GILVANEY PEREIRA DA SILVA
JANIELSON DE LIMA DA SILVA
MARCELO APARECIDO DE SOUZA
MINEIROS – GO
2017
GILVANEY PEREIRA DA SILVA
JANIELSON DE LIMA DA SILVA
MARCELO APARECIDO DE SOUZA
BANCADA DIDÁTICA PARA SIMULAÇÃO DE BALANCEAMENTO E ALINHAMENTO
Projeto de trabalho apresentado à Unidade Integrada SESI/SENAI, como partes das exigências do Curso Técnico em mecânica para conclusão do Curso na Modalidade de Habilitação Técnica – Educação Profissional Técnica.
Orientador: Prof. Eduardo Sousa Borges Oliveira
Coorientadora: Profª. Erilene Rodrigues Silva
MINEIROS – GO
2017
GILVANEY PEREIRA DA SILVA
JANIELSON DE LIMA DA SILVA
MARCELO APARECIDO DE SOUZA
BANCADA DIDÁTICA PARA SIMULAÇÃO DE BALANCEAMENTO E ALINHAMENTO
Projeto de conclusão de curso definido e aprovado em 28/08/2017
BANCA EXAMINADORA
___________________________________________________________________Profº. Eduardo Sousa Borges Oliveira
Membro Orientador
___________________________________________________________________
Profª. Erilene Rodrigues Silva
Membro Examinador
___________________________________________________________________
Evair Fernandes de Oliveira
Membro Examinador
UNIDADE INTEGRADA SESI/SENAI
MINEIROS-GO
2017
Dedico esse trabalho aos meus familiares e amigos pelo apoio direto e indiretamente, aos docentes que ministraram o curso e nos deu a oportunidade de absorver os conhecimentos empregados a este trabalho é no desenvolvimento do dia a dia.
Gilvaney Pereira da Silva
Dedico este projeto primeiramente а Deus, por ser essencial em minha vida, autor do meu destino, meu guia, socorro presente na hora da angústia, ao meus pais е irmãos pelo apoio e ter me acolhido em suas casas.
Janielson de Lima da Silva
Dedico este projeto primeiramente a Deus, por dá capacidade e saúde para conseguirmos chegar até o fim deste projeto, a minha esposa pela paciência e compressão ao meu filho por ter me incentivado constantemente.
Marcelo Aparecido de Souza
Agradeço a Deus por permitir conquistar mais este objetivo, aos colegas de aprendizado, a vida que nos ensina a cada dia que crescer é necessário, e principalmente a família que é base de tudo.
Gilvaney Pereira da Silva
Agradeço a Deus por mais uma conquista, aos colegas e docentes que tem nos ajudado na realização e apoio deste projeto e a minha família que tem me incentivado a sempre buscar cada vez mais.
Janielson de Lima da Silva
Agradeço primeiramente a Deus, minha família por ter me apoiado incondicionalmente nesse projeto aos professores por ter nos proporcionado imensas possibilidades de adquirir novos conhecimento.
Marcelo Aparecido de Souza
Algo só é impossível até que alguém duvide e resolva provar ao contrário.
Albert Einstein
O mundo está nas mãos daqueles que têm a coragem de sonhar e de correr o risco de viver seus sonhos.
Paulo Coelho
O único modo de evitar os erros é adquirindo experiência; mas a única maneira de adquirir experiência é cometendo erros.
Autor Desconhecido
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Rotor com desbalanceamento	21
Figura 2: Flanges com eixo	21
Figura 3: Vista isométrica dos flanges, eixo e mancais	22
Figura 4: Vista isométrica dos flanges, eixo, mancais, acoplamento e motor	22
Figura 5: Tipos de Desalinhamentos..........................................................................23
Figura 6: Vista superior da bancada montada	23
Figura 7: Proteções em acrílico	24
Figura 8: Painel Elétrico ............................................................................................25
Figura 9: Desenho em 3d do projeto da bancada......................................................25
Figura 10: Bancada pronta ......................................................................................26
Figura 1: Rotor com desbalanceamento	21
Figura 2: Flanges com eixo	22
Figura 3: Vista isométrica dos flanges, eixo, mancais, acoplamento e motor	22
Figura 4: tipos de Desalinhamentos.	23
Figura 5: Vista superior da bancada montada.	23
Figura 6: Proteções em acrílico	24
Figura 7: Painel Elétrico.	24
LISTAS DE QUADROS
LISTA DE SÍMBOLOS E ABREVIATURAS
SENAI: Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial
SESI: Serviço Social na Indústria
GO: Goiás
PROFª: Professora
PROFº: Professor
ABNT: Associação Brasileira de Normas Técnicas
CV: Cavalo-vapor
RPM: Rotação por minuto
NR: Norma regulamentadora
M: Metro
M²: Metros quadrado
PÇ: Peça
KG: Quilograma
mm: Milimetro
A: Ampere
VCC: Volts em corrente continua
NA: Normal aberto
L/D: Liga e desliga
DIN: Deutsches institut für normung (instituto alemão para normatização)
TRIOPOLAR: Três vias 
”: Polegada
RESUMO
Nos dias atuais os equipamentos rotativos estão cada vez mais comuns nas industrias, é importante fazer estudos com finalidade de minimizar o nível de vibração de tais equipamentos. Este trabalho trata-se de uma abordagem qualitativa, com a utilização de obras bibliográficas, artigos científicos, e outros. O projeto tem como objetivo o desenvolvimento e a construção de uma bancada educativa onde os alunos irão ver as causas frequentes do desbalanceamento em rotores, os mesmos poderão ter acesso aos equipamentos de alinhamento a laser e análise de vibrações onde será capaz de fazer o diagnóstico na própria bancada e constatar o que é necessário para efetuar as correções das falhas. Como considerações finais vale ressaltar que as vantagens de se ter uma bancada didática, entetanto, facilitará o entendimento dos alunos nas aulas teóricas juntamente a prática.
Palavras-chave: Educação. Manutenção preditiva. Vibrações. 
INTRODUÇÃO
Uma análise de vibrações consiste em ouvir o interior da máquina. Cada componente vibra de forma diferente e cria um ruído característico (PRUFTECHNIK, 2017). Segundo Pruftechnik (2017), o especialista detecta se, por exemplo, existe um desequilíbrio, um desalinhamento ou danos no rolamento. Além de um diagnóstico exato, também é geralmente possível determinar se é necessária uma intervenção urgente ou se é possível esperar até à próxima revisão.
Assim com as análises de vibrações a manutenção preditiva vai antecipar a necessidade de uma manutenção para substituição das peças danificadas com isso a manutenção será mais eficaz e rápida, fazendo desse modo que diminua as paradas de emergência do equipamento dessa forma o aproveitamento e confiabilidade será maior.
O Equipamento quando trabalha em níveis altos de vibrações podem levá-lo a fadiga, e causando consequente a quebra, originado perca de produção e aumento de custos.
Com uma bancada para simular eventuais causas de vibrações para treinamento e aulas, será mais especifico e objetivo para os alunos assimilar a teoria com a pratica facilitado o entendimento de todos, mesmo se nunca se teve contato com uma situação apresentada nessa bancada.
A bancada para analises de vibrações e simulação de desbalanceamento e alinhamento é composta por um motor elétrico trifásico de 2cv na base superior, acoplado através de elemento de acoplamento ao dispositivo de rotor que será simulado o desbalanceamento. 
Justificativa 
Melhorar o estudo prático de análise de vibrações, desbalanceamento, alinhamento e substituição de rolamentos, quepossibilitará ser realizado na própria bancada, visando assim, as dificuldades de vários alunos ao acesso visual dos equipamentos industrias em funcionamento, neste sentido, simulando as falhas e corrigindo-as. 
Problematização
Devido à dificuldade de assimilar a aula teórica com a prática em equipamentos rotativos utilizados em plantas industriais. Teve a necessidade do desenvolvimento de um equipamento para melhorar o entendimento das aulas.
Objetivo Geral 
Propor uma bancada onde os alunos possam ter contato físico com situações reais encontradas em uma planta industrial simulando assim possíveis falhas em equipamentos rotativos.
Objetivos Específicos
Simular desbalanceamento ocasionado vibrações no equipamento;
Demostrar o que acontece quando ocorre um desbalanceamento;
Realizar análises de vibrações;
Fazer alinhamento de eixo usando acoplamentos;
Substituir rolamentos;
Identificar falhas causadas pelas vibrações.
 Resultados esperados 
Espera-se que os alunos sejam capazes de aprender como usar as ferramentas de análise de vibrações e alinhamento a laser para que possa ser usando em manutenção preditiva reduzindo as paradas emergencial. Pois a mesma gera altos custos, perda de tempo e produção, assim também visualizar o que acontece no desbalanceamento e o que deve ser feito para solucionar a ocorrência da anomalia.
2. METODOLOGIA 
Este projeto foi desenvolvido devido a necessidade de obter uma bancada na oficina mecânica da unidade integrada SESI/SENAI para melhor entendimento e aprendizagem dos cursistas.
O desbalanceamento é a causa mais comum de vibrações em acionamentos elétricos e a mais fácil de diagnosticar. O desbalanceamento é a condição na qual o centro de massa não coincide com o eixo de rotação. A razão disso, é uma distribuição de massa assimétrica em relação ao eixo de rotação, como mostra a Figura 1. (apud FERRAZ, 2013, p.18)
Neste sentido, pode-se afirmar que, o desbalanceamento causado por vibrações seja mais simples a observação em um local adequado, onde as pessoas possam ficar próximas da bancada em posição confortável, sem que as mesmas tenham que ficar curvadas caso não tenha a bancada didática para a aula demonstrativa.
	2.1. Desenvolvimento do projeto
	
Este trabalho foi desenvolvido para mostrar o que acontece em equipamentos rotativos quando não se faz um balanceamento adequado, bem como fazer simulações de casos reais que ocorre em grandes equipamentos. Na bancada será possível o uso dos equipamentos de análise de vibrações e ser feito o alinhamento a laser.
Todo o estudo desta bancada surgiu através de dificuldades em assimilar os conhecimentos relacionados à análise de vibrações e alinhamento laser por não haver bancada didática destinada a estes fins. No entanto desenvolveu-se um projeto voltado para aulas práticas de analises de vibrações contribuindo com o desenvolvimento das aulas teóricas facilitado o processo de aprendizagem. Surgiu necessidades de estudos e pesquisas bibliográficas para melhor aquisição de conhecimento sobre analises de vibrações, desbalanceamento e causas frequentes de desgastes de rolamentos.
As preocupações com a segurança desta bancada estão relacionadas a partes giratórias com possibilidade de um agarramento ou arrastamento nas raupas do operador ou em alguma parte do corpo, a parte elétrica da bancada apresenta risco de choque elétrico. Para amenizar o risco foi desenvolvido uma proteção de acrílico onde fica localizado os franges e acoplamento junto com um painel elétrico com a acionamento de 24vcc.
Figura 1: Rotor com desbalanceamento
Fontes: https://www.ppgee.ufmg.br/defesas/903M.PDF
	
A imagem acima representa como ocorre um desbalanemanto quando adiconado massa despropocional em um dos lados do rotor.
Figura 2: Flanges com eixo.
Fontes: Lima Silva, 2017.
Os flanges servem para ser feita a simulação do desbalanceamento ocasionado através de um parafuso adicionado em um dos flanges.
Figura 3: Vista isométrica dos flanges, eixo e mancais
Fontes: Lima Silva, 2017.
A figura 3, mostra como será adicionado o parafuso no flange para ocorrer o desbalanceamento proposital.
Figura 4: Vista isométrica dos flanges, eixo, mancais, acoplamento e motor
Fontes: Lima Silva, 2017.
Na figura 4, estão o Acoplamento de garra E que são compostos por dois cubos de ferro fundido e um elemento elástico em borracha nitrilica, que absorve vibrações, choques, desalinhamentos. 
Figura 5: Tipos de Desalinhamentos.	
Fontes: Mademil, catalogo_18.pdf pg 01 . 07/07/2017.
O acoplamento usando foi de garras tipo E para melhor alinhamento do eixo com o motor.
Figura 6: Vista superior da bancada montada.
Fontes: Lima Silva.
Na figura 6, mostra o desenho técnico da vista superior da bancada montada.
Figura 7: Proteções em acrílico.
Fontes: Lima Silva, 2017.
Para proteção dos Utilizadores, conforme descrito nos sistemas de segurança, no item 12.41 da norma NR-12.
Para fins de aplicação desta Norma, considera-se proteção o elemento especificamente utilizado para prover segurança por meio de barreira física, podendo ser: a) proteção fixa, que deve ser mantida em sua posição de maneira permanente ou por meio de elementos de fixação que só permitam sua remoção ou abertura com o uso de ferramentas; (Alterada pela Portaria MTE n.º 1.893, de 09 de dezembro de 2013) b) proteção móvel, que pode ser aberta sem o uso de ferramentas, geralmente ligada por elementos mecânicos à estrutura da máquina ou a um elemento fixo próximo, e deve se associar a dispositivos de intertravamento (MANUAIS DE LEGISLAÇÃO, p.05, 2013).
Figura 8: Painel Elétrico.
Fontes: Silva, Silva e Sousa, 2017.
Conforme descrito nos sistemas de segurança, no item 12.57 e 12.58 norma NR-12.
Os dispositivos de parada de emergência devem ser posicionados em locais de fácil acesso e visualização pelos operadores em seus postos de trabalho e por outras pessoas, e mantidos permanentemente desobstruídos (MANUAIS DE LEGISLAÇÃO, p.09, 2013).
Figura 9: Desenho em 3d do projeto da bancada
Fontes: Lima Silva, 2017.
Mostra o desenho em 3d da bancada montada 
Figura 10: Bancada pronta
Fontes: Silva, Silva e Sousa, 2017.
Mostra a bancada pronta, faltando apenas o painel elétrico.
3. MATÉRIAS E MÉTADO
O projeto de Pesquisa iniciou-se no período de 04 de abril de 2017, na Oficina mecânica da Unidade Integrada SESI/SENAI de Mineiros, localizado na região sudoeste do estado de Goiás, na Avenida Antônio Carlos Paniago, Qd. 56 Lt.1 Setor Pecuária, próximo ao trevo principal.
Quadro 1: Matérias Utilizado para confecção da Bancada Educativa.
	Quant.
	Un
	Descrição do material
	Valor Unitário
	Valor total R$
	2
	PÇ
	Mancal P-205
	R$ 19,05
	R$ 38,10
	2
	PÇ
	Rolamento UG-205
	R$ 41,73
	R$ 83,46
	1
	PÇ
	Acoplamento c/garra GR-067
	R$ 31,21
	R$ 31,21
	4
	PÇ 
	Parafuso 3/8X1.1/2”
	R$ 0,60
	R$ 2,40
	4
	PÇ
	Arruela lisa 3/8”
	R$ 0,15
	R$ 0,60
	4
	PÇ
	Porca sextavada 3/8”
	R$ 0,15
	R$ 0,60
	18
	KG
	Chapa 1/4”
	R$ 5,00
	R$ 90,00
	12
	M
	Tubo metalon retangular
	R$ 30,00
	R$ 360,00
	1
	PÇ
	Caixa de comando 300x200x150mm
	R$ 95,00
	R$ 95,00
	1
	PÇ
	Disjuntor tripolar 16a
	R$ 35,00
	R$ 35,00
	1
	PÇ
	Disjuntor-motor
	R$ 120,00
	R$ 120,00
	1
	PÇ
	Disjuntor monopolar 6a
	R$ 18,00
	R$ 18,00
	1
	PÇ
	Fonte retificadora 24vcc 5a
	R$ 200,00
	R$ 200,00
	1
	PÇ
	Botoeira de emergência
	R$ 50,00
	R$ 50,00
	1
	PÇ
	Botoeira conjugada l/d
	R$ 40,00
	R$ 40,00
	3
	PÇ
	Sinalizadores visuais
	R$ 15,00
	R$ 45,00
	1
	PÇ
	Chave comutadora
	R$ 20,00
	R$ 20,00
	1
	PÇ
	Borne fusível
	R$ 10,00
	R$ 10,00
	3
	PÇ
	Contator tripolar + 1na
	R$ 90,00
	R$ 270,00
	0,5
	M²
	Chapa de acrílico 4mm
	R$ 90,00
	R$ 45,00
	2
	PÇ
	Dobradiças 60x15mm
	R$ 1,50
	R$ 3,00
	1
	PÇ
	Motor Elétrico W22 Ir2 2cv. Trifásico
	R$ 930,00
	R$ 930,00
	0,5
	M
	Trilho DIN
	R$ 10,00
	R$5,00
	TOTAL
	R$ 2.492,37
Para execução desse projeto foi usado os materiais citados acima e os valores mencionados. No entanto é economicamente viável pois poderá ser ultilizado em varias turmas e treinamentos de empresas. 
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os resultados obtidos possibilitaram o aprimoramento dos alunos em aulas práticas em balanceamento, analise de vibrações e alinhamento a laser. 
Um dos grandes desafios do desenvolvimento do projeto foi a confecção da bancada para adequação com a NR-12 – SEGURANÇA NO TRABALHO EM MÁQUINAS E EQUIPAMENTOS.
Para atender as normas de segurança citadas acima foi adicionado uma proteção de acrílico onde fica localizado as partes rotativas e acoplamento para melhor visualização e proteção do operador, o painel elétrico de acordo com a NR 10 foi adicionado luzes de sinalizações do funcionamento, atenção e parada de equipamento e com acionamento de 24vcc.
	O objetivo maior de ser ter uma bancada educativa é a aula prática que será possível se realizada através de simulações.
5. CRONOGRAMA
O trabalho de conclusão de curso (TCC) teve início no mês de junho com pesquisas bibliográficas e revisão de bibliografias, para poder então, iniciarmos o desenvolvimento do projeto, após esse processo foi realizado uma análise detalhada do mesmo e finalmente e tão esperada elaboração da bancada didática para simulação de balanceamento e alinhamento, com data prevista de apresentação para o dia 29 de junho de 2017.
Quadro 2: Cronograma de desenvolvimento do TCC.
	ETAPAS
	MÊS/ANO
	
	06/17
	07/17
	08/17
	Pesquisas bibliográficas
	
	
	
	Revisão bibliográfica
	
	
	
	Desenvolvimento do projeto
	
	
	
	Revisão geral do projeto
	
	
	
	Analise e discursão do projeto
	
	
	
	Elaboração do TCC
	
	
	
	Conclusão
	
	
	
	Apresentação do TCC
	
	
	
O projeto da bancada didática para simulação de balanceamento e alinhamento seguiu todos os parâmetros estabelecidos segundo as Normas Técnicas da ABNT.
6. CONSIDERAÇÕES FINAIS
O desenvolvimento de uma bancada didática para simulação de balanceamento e alinhamento, permitiu o aprimoramento dos conhecimentos sobre o tema citado, onde foi capaz de participar de aulas práticas utilizando-a para demostrar as falhas decorrente de um desalinhamento podendo também corrigir a falha e idealizar um bom funcionamento no equipamento com as vibrações adequadas.
O primeiro passo para o desenvolvimento pratico do projeto foi definir os mateiras que seriam usados para fabricar a bancada, foi feito uma pesquisa antes do desenvolvimento e encontramos uns projetos semelhantes porem foi decidido continuar com a primeira ideia.
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
PRUFTECHNIK. Análise das vibrações das máquinas. 2017. Disponível em: <https://www.pruftechnik.com/br/solucoes/aplicacoes/analise-das-vibracoes-das-maquinas.html>. Acesso em: 11 de agosto de 2017.
MADEMIL. Acoplamentos elásticos MADEFLEX GR (com garras) 2017. Disponível em: <http://www.mademil.com.br/files/catalogos/catalogo_18.pdf?1499796315>. Acesso em: 14 de agosto de 2017.
MANUAIS DE LEGISLAÇÃO. Segurança e medicina do trabalho. 2013. SP NR12. Pag. 05 e 09. Editora-S. A 72º Edição.