Serra projeto

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Projeto de Conversão de Movimento Angular para Linear Para Serra
Cristian R. Steffens; Gabriel R. Antunes; Gustavo O. Benites; Gustavo S. Ehlert; Verônica P. Nascimento.
E-mail(s): cristianrsteffens@aluno.santoangelo.uri.br; gabrielramosantunes@hotmail.com; gustavobenites@aluno.santoangelo.uri.br; gustavoehlert@aluno.santoangelo.uri.br; veropicinin@hotmail.com. 
Mecânica Geral II- Dinâmica – Professor: Filipe Molinar Machado
Resumo
Uma serra tem a função principal de efetuar um corte em um determinado material. Esta operação é chamada de serramento, que consiste em abrir uma fenda e posteriormente criar rasgos até o rompimento total do material. 
Neste artigo trataremos a respeito de uma cerra manual, tracionada por um sistema de movimento angular, o qual é convertido em um movimento linear onde a serra é instalada. Este sistema é composto por um sistema de tração de bicicleta, uma corrente, uma coroa de bicicleta, um sistema de mancais, uma polia, uma haste, um arco de serra e uma lâmina de serra.
	O uso deste protótipo permite o corte de diversos materiais como madeiras, polímeros, metais, entre outros. Entretanto a lâmina da serra deve ser adequada para o material desejado.
Palavras-chave: Serra manual, Corte, Operação.
7. Apresente os cálculos cinemáticos, por meio da utilização de parâmetros;
8. Demonstre os procedimentos de síntese do mecanismo, seja gráfica ou algébrica, devem ser
incluídas. O modelo deve ser intrinsecamente funcional (ex. SolidWorks) ou demonstrar a
funcionalidade do sistema (filme, animação, imagens sucessivas).
Introdução
O propósito do presente trabalho é projetar e contruir uma serra, que atenda todas as especificações e restrições impostas no projeto proposto da disciplina de Mecânica Geral II-Dinâmica, ministrada pelo professor Filipe Molinar. Dentre os requisitos destacamos que, a serra deve ter 30 cm de comprimento, ser operada pelo aluno através de tração manual e realizar o serramento em um movimento retilíneo horizontal alternativo. Para isso dessenvolveu-se um estudo que possibilitou o atendimento das metas finais.
Começando com estudos sobre os tipos de movimentos executados por serras de corte, bem como a construção de uma serra mecânica com seus respectivos cálculos, e posteriormente um estudo para escolha de materias que atendesse as necessidades do projeto e os recursos financeiros disponibilizados pela equipe.
Metodologia do projeto
Existem diversos tipos de serra com uma grande variedade de tamanhos e formas. O funcionamento de uma serra envolve o corte de materiais mais macios, utilizando um material mais duro. Entre alguns tipos de serras, temos a serra tico-tico, serra mármore, esquadrejadeira, circular, fita etc. E o funcionamento podendo ser elétrico, energia à vapor e até mesmo água.
No presente projeto o foco é no princípio mais básico de todos os modelos de serras que é o serrote, com funcionamento simples impulsionado por um movimento linear, movendo a lâmina no eixo das abscissas.
O sistema completo da serra baseia-se em uma força aplicada por uma pessoa gerando um movimento angular a partir de um sistema de tração de uma bicicleta que está interligado entre a coroa e a cassete. Para movimentar a polia localizada no eixo do conversor de movimento, foi ligada uma corrente entre a coroa do eixo do conversor até a cassete da bicicleta. Para gerar o movimento linear instalou-se um pino excentrico deslocado do centro na polia do conversor de movimento.
Requisitos do projeto
Os requisitos fundamentais do projeto foram conciliar qualidade e materiais de baixo custo de maneira que fossem compatíveis com os recursos disponiveis pela equipe. 
Requisitos Básicos:
Proporcionar conforto e segurança ao operador;
Ter manutenção simplificada;
Ser manuseiado por tração manual;
Ser de fãcil fabricação;
Ser de fácil manuseio;
Não ocupar um espaço excessivo;
Oferecer um corte preciso em um curto espaço de tempo;
Produtos similares
Com base em pesquisas realizadas em diversas fontes, a fim de encontrar produtos concorrentes à serra manual, foi possível constatar que há basicamente 5 tipos de serras, que podem fazer frente à esse projeto.
Serra circular: Ideal para cortes retos em madeira.
Cerra circular de bancada: Ideal para fazer cortes retos e padronizados. Este tipo de serra é fixada em uma mesa e a serra permanece fixa.
Serra tico-tico: Possui pequenas serras e que trabalham em movimentos de vaivém, permitindo realizar grandes detalhes.
Serra fita: Esta serra em especial é a que mais se assemelha à apresentada neste projeto. Esta máquina tem uma fita de serra (lâmina) que é movimentada continuamente pela rotação de volantes e polias. Isto serve para quaisquer tipos de cortes retos ou irregulares, assim como círculos ou ondulações. Formada por chapas soldadas, a mesa e os volantes são de ferro fundido e, as demais partes, de aço carbono. É uma ferramenta altamente durável e muito utilizada no setor moveleiro, podendo ser aplicada em materiais muito espessos.
Desenvolvimento do projeto
5.1 Materiais utilizados
Coroa de bicicleta com três relações;
Eixo;
Polia;
Mancais de um afiador de serra;
Tábua de madeira;
Parafusos;
Tubo de aço ABNT 1010 15x15;
Tubo de aco ABNT 1010 20x20;
Tubo ABNT 1010 de seção circular diâmetro 15mm;
Porcas;
Arruelas; 
Chapas de aço 1010; 
Serra de madeira;
Arco de serra;
Solda;
Duas correntes;
5.2 Construção
Inicialmente foi fixado o afiador de serra na base de madeira, alocamos a coroa no afiador através de um processo de solda , também foi soldado um pino excêntrico para que fosse fixada a haste da serra , após a conexão da haste no pino, foi fixada a serra de madeira nessa mesma haste, foi também colocado um peso de chumbo localizado em cima da serra (f a fim de dar estabilidade para que a mesma não ficasse trepidando de um lado para o outro no momento do corte. 
Após a construção da serra e o sistema de transmissão de movimento entre a bicicleta e a polia, foi necessário fabricar um suporte para servir de base para a madeira à ser cortada e um suporte para a bicicleta a fim de deixa-la em um ponto mais alto do chão.
 
 Figura 1- Pino excentrico.
Figura 2- Mancais do afiador e coroa.
Figura 3- Suporte da madeira.
Figura 4- Suporte da bicicleta.
Imagem 4 – Suporte com a bicicleta.
 
6.Desenhos
Foram realizados desenhos técnicos computacionais, a fim de simular a execução do mecanismo.
 Vista isométrica
 Vista explodida
Também foi elaborado uma animação no software SolidWorks simulando o corte da madeira, do qual foram retiradas as imagens sequenciais abaixo.
5. Resultados
		5.1. Memorando de Cálculos
Nesta equação variamos o ângulo, o raio de fixação da barra de movimentação da serra no volante, com a diferença de raio obtemos diferentes velocidades, com a variação da velocidade angular inicial, que é controlada pelo usuário da serra, também ocorrem alterações de velocidade, essas diferenças estão representadas nos gráficos abaixo:
Gráfico - Variação da velocidade.
Conclusão
 
Com todos os calculos realizados para o melhor dimensionamento e performance feitos e a construição do protótipo concretizada, obtivemos bons resultados teoricos, já qque a rotação gerada pela bicicleta é muito superior a alcançada manualmente pelos projetos convencionais, tornando assim o corte mais eficiente. Durante o desenvolvimento do projeto foi levado em conta as normas de segurança para evitar que o operador tivesse riscos durante o manuseio da serra. Além da segurança foi pensado no conforto visando o menor esforço possível por parte do operador, por isso o sistema de transmissão de torque por diferença de tamanho de polias assim como na facilidade de utilizar a serra, criandoum suporte universal para bicicletas, tornando possivel o uso de qualquer bicicleta sem prejudicar o uso como meio de transporte. Seguramente pode se tornar uma alternativa o uso da serra apos alguns aprimoramentos em comunidades carentes para cortes em esquadrias ou tábuas. No protótipo foram realizados dois furos na polia, com distâncias diferentes a partir do centro, e conectado o braço de transmissão de movimento em cada um deles, concluiu-se q no furo com XXXX do centro, o corte era realizado mais suavemente, sem muitos solavancos. A velocidade de corte varia conforme varia a velocidade de pedalagem.