TCC Ramiro Feiden

•

PITÁGORAS

Flávio Soares

17/04/2018

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UNIJUÍ – Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul
UERGS – Universidade Estadual do Rio Grande do Sul
DeTec – Departamento de Tecnologia
Curso de Engenharia Mecânica – Campus Panambi

RAMIRO FEIDEN

DISPOSITIVO HIDRÁULICO PARA DOBRAR TUBOS

Panambi
2012

RAMIRO FEIDEN

DISPOSITIVO HIDRÁULICO PARA DOBRAR TUBOS

Trabalho de conclusão de curso apresentado à banca
avaliadora do curso de Engenharia Mecânica da
Universidade Regional do Noroeste do Estado do
Rio Grande do Sul – UNIJUÍ, como requisito
parcial para a obtenção do título de Engenheiro
Mecânico.

Banca Avaliadora:
1° Avaliador: Prof. Gil Eduardo Guimarães, Doutor em Engenharia.
2° Avaliador (Orientador): Prof. Claudio Fernando Rios.

AGRADECIMENTOS

Agradeço ao meu orientador, Prof. Eng. Claudio Fernando Rios, pelo apoio ao
desenvolvimento do trabalho, pela orientação conceitual do trabalho e principalmente pela
confiança em mim depositada.
A minha esposa Danieli e meu filho Rafael, pelo apoio e compreensão nas horas que estive
ausente do convívio da família para se dedicar ao Curso de Engenharia Mecânica.
Aos meus queridos pais, Osvaldo Feiden e Helga Feiden que estão realizando um sonho
junto comigo, incentivando e motivando-me durante o Curso de Engenharia Mecânica, dedico-lhes
esta conquista com respeito e gratidão.
Á empresa onde hoje atuo que deu apoio de forma direta para realização Curso de
Engenharia Mecânica.
Aos meus amigos e colegas de trabalho que de uma forma ou outra contribuíram para
realização do trabalho de conclusão do curso.
Por fim agradeço a Deus, principalmente, por ter me concedido esta realização.

MUITO OBRIGADO

RESUMO

O trabalho a seguir apresentado visa desenvolver o estudo de uma alternativa de um
dispositivo hidráulico para dobras de tubos na empresa Saur Equipamentos S.A..
A ideia inicial funciona basicamente com uma base a qual é adaptado um sistema de
giro com engrenagem e cremalheira o qual é acionado hidraulicamente. Na parte superior do
eixo de giro é acoplada uma roldana a qual fará a dobra do tubo que será fixado na mesma
através de um cilindro. Com isso as peças que atualmente são feitas com chapas oxicortadas e
soldadas poderiam ser feitas de tubos agilizando assim o processo de fabricação.

Palavras-chave: Dispositivo hidráulico para dobras de tubos.

ABSTRACT

The work presented below aims to develop the study of an alternative to a hydraulic
pipe bending equipment in the company Saur SA.
The initial idea basically works with a base which is adapted swivel system with gear
and rack which is hydraulically driven. In the upper rotating shaft is coupled to a pulley which
makes the bend of the tube to be affixed to it using a roller. Thus the parts today are made
with oxyfuel sheets and welded tubes could be made of speeding up the manufacturing
process.

Keywords: Hydraulic device for bending pipes.

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Peças forjadas. ......................................................................................................... 14
Figura 2 - Esquema de um laminador ....................................................................................... 16
Figura 3 - Representação da passagem do fio pela fieira e dos esforços atuantes ................... 17
Figura 4 - Ilustração do processo de extrusão direta ................................................................ 17
Figura 5 - Processos de estampagem profunda ........................................................................ 18
Figura 6 - Processos de conformação em geral ........................................................................ 19
Figura 7 - Esquema de embutimento ........................................................................................ 20
Figura 8 - Esquema de como é feito o processo de estiramento............................................... 20
Figura 9 - Exemplos de engrenagens ........................................................................................ 21
Figura 10 - Engrenagens construídas com madeiras ................................................................ 22
Figura 11 - Unidades de potência hidráulica ............................................................................ 23
Figura 12 - Cilindro de simples ação ........................................................................................ 24
Figura 13 - Cilindro de duplo efeito ......................................................................................... 24
Figura 14 - Casa da qualidade .................................................................................................. 25
Figura 15 - Diagrama fast para função realizar dobras em tubo .............................................. 28
Figura 16 - Matriz morfológica para dispositivo de dobrar tubos ............................................ 32
Figura 17 - Conjunto fueiro atual ............................................................................................. 33
Figura 18 - Conjunto fueiro proposto ....................................................................................... 36
Figura 19 - Perspectiva da caixa de giro................................................................................... 38
Figura 20 - Caixa de giro em corte ........................................................................................... 38
Figura 21 - Perspectiva do dispositivo de dobra de tubos ........................................................ 39

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Quadro de identificação do problema ..................................................................... 26
Tabela 2 - Busca por princípios de solução para o problema da função de baixo nível........... 29

SUMARIO
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................ 10
2 OBJETIVOS ..................................................................................................................... 11
3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ......................................................................................... 12
3.1 PROCESSO DE CONFORMAÇÃO MECÂNICA ........................................................... 12
3.2 PRINCIPAIS PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO ........................................................ 13
3.3 ENGRENAGENS ............................................................................................................... 21
3.3.1 DEFINIÇÃO DE ENGRENAGENS ............................................................................... 22
3.4 SISTEMAS HIDRÁULICOS ............................................................................................. 22
3.4.1 PRINCIPAIS COMPONENTES DOS SISTEMAS DIDRAULICOS ........................... 23
3.4.2 CILINDROS HIDRÁULICOS ........................................................................................ 23
4 ANÁLISE DAS NECESSIDADES DO PROBLEMA .................................................... 25
4.1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................
25
4.2 CASA DA QUALIDADE PARA DISPOSITIVO DE DOBRAS DE TUBOS ................. 25
4.3 QUADRO DE IDENTIFICAÇÃO DO PROBLEMA DE DOBRA DE TUBOS. ............ 26
4.4 DISCUSSÃO DE RESULTADOS ..................................................................................... 27
5 PROJETO CONCEITUAL DO DISPOSITIVO PARA DOBRAR TUBOS................... 28
5.1 OBJETIVO ......................................................................................................................... 28
5.2 DIAGRAMA FAST DA FUNÇÃO DE REALIZAR DOBRAS EM TUBOS .................. 28
5.3 BUSCA POR PRÍNCIPIOS DE SOLUÇÃO PARA AS FUNÇÕES DE BAIXO NÍVEL29
5.4 MATRIZ MORFOLÓGICA DE SOLUÇÕES PARA DISPOSITIVO DE DOBRAR
TUBOS ............................................................................................................................... 32
6 COMPARATIVO DE PEÇAS ......................................................................................... 33
6.1 PEÇA ATUAL ................................................................................................................... 33
6.1.1 FOLHA DE PROCESSO DA PEÇA ATUAL ................................................................ 34
6.2 PEÇA PROPOSTA ............................................................................................................ 36
6.2.1 FOLHA DE PROCESSO DA PEÇA PROPOSTA ......................................................... 37
7 DISPOSITIVO DE DOBRA ............................................................................................ 38
7.1 FUNCIONAMENTO ......................................................................................................... 38
CONCLUSÕES ........................................................................................................................ 40
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................................... 41
ANEXO 1 – DISPOSITIVO DE DOBRA ............................................................................... 42
ANEXO 2 – MESA .................................................................................................................. 43
ANEXO 3 – CAIXA DE GIRO ............................................................................................... 44
9

ANEXO 4 – ROLO .................................................................................................................. 45
ANEXO 5 – CONJUNTO GUIA ............................................................................................. 46
ANEXO 6 – CILINDRO .......................................................................................................... 47
ANEXO 7 – ROLO GUIA ....................................................................................................... 48
ANEXO 8 – TUBO .................................................................................................................. 49
ANEXO 9 – VISTA FRONTAL DO DISPOSITIVO DE DOBRA ........................................ 50
ANEXO 10 – VISTA LATERAL DO DISPOSITIVO DE DOBRA ...................................... 51
ANEXO 11 – PERSPECTIVA DO DISPOSITIVO SIMULANDO A DOBRA DE UM
TUBO ....................................................................................................................................... 52
ANEXO 12 – VISTA SUPERIOR DO DISPOSITIVO COM TUBO DOBRADO ................ 53

1 INTRODUÇÃO

A economia brasileira vem crescendo de forma acelerada nos últimos anos, o Brasil
cresceu a taxas que atingiram até doze por cento ao ano. Este crescimento trouxe junto, à
abertura de novas empresas, novos investimentos com capital interno e principalmente
grandes volumes de capital estrangeiro, aumentando a concorrência interna. Com a alta
concorrência o preço se transformou em um grande atrativo para o consumidor e fator de
sobrevivência para as organizações. Com isso a redução de custo aliada a evolução, a
modernização de produtos e ao processo de melhoria continua se fez fundamental para a
sobrevivência das empresas no mercado atual.
Os processos de conformação mecânica alteram a geometria do material através de
forças aplicadas por ferramentas adequadas que podem variar desde pequenas matrizes até
grandes cilindros, como os empregados na laminação. Em função da temperatura e do
material utilizado a conformação mecânica pode ser classificada como trabalho a frio, a
morno e a quente. Cada um destes trabalhos fornecerá características especiais ao material e à
peça obtida. Estas características serão uma da matéria prima utilizada como composição
química e estrutura metalúrgica (natureza, tamanho, forma e distribuição das fases presentes)
e das condições impostas pelo processo tais como o tipo e o grau de deformação, a velocidade
de deformação e a temperatura em que o material é deformado. Dentro disto estaremos
realizando um trabalho na parte de desenvolver um dispositivo para dobra de tubos, que hoje
é uma necessidade na empresa, tornando assim o trabalho de extrema importância para
auxiliar no processo de fabricação de algumas peças dentro de nosso processo produtivo.

2 OBJETIVOS

O objetivo é o desenvolvimento de um equipamento para dobrar tubos que deve ser
barato, utilizando peças obsoletas que a empresa possui, deve ser seguro para o operador e de
simples operação, este equipamento deve fornecer uma média de 40 peças mês, tornando
assim o processo muito mais rápido e barato.
Como justificativa podemos levar em consideração o elevado custo de fabricação do
processo atual, e o grande tempo que o mesmo demora em ser executado, isto acaba elevando
o preço final do produto pronto, o que nos dias de hoje é um grande problema visto que os
concorrentes têm um preço menor, outra justificativa seria o elevado número de operações
que envolvem o processo atual que se alterado para tubos reduziria cerca de 50% do tempo de
fabricação.

3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

3.1 PROCESSO DE CONFORMAÇÃO MECÂNICA

Antes de 4000AC os homens das cavernas empregavam ouro e cobre nativos e
meteoritos ricos em ferro, sem fundi-los, para a confecção de pequenos artefatos metálicos.
Estes metais eram martelados para adquirirem a forma desejada e endurecerem (encruarem).
Deste tempo até a atualidade os processos de conformação mecânica evoluíram muito e estão
presentes em praticamente tudo que utilizamos. Atualmente, são fabricados desde pequenas
peças como agulhas e pregos até navios, onde as chapas utilizadas são feitas por conformação
mecânica.
Os processos de conformação mecânica alteram a geometria do material através de
forças aplicadas por ferramentas adequadas que podem variar desde pequenas matrizes até
grandes cilindros, como os empregados na laminação. Em função da temperatura e do
material utilizado a conformação mecânica pode ser classificada como trabalho a frio, a
morno e a quente. Cada um destes trabalhos fornecera características especiais ao material e à
peça obtida. Estas características serão função da matéria prima utilizada como composição
química e estrutura metalúrgica (natureza, tamanho, forma e distribuição das fases presentes)
e das condições impostas pelo processo tais como o tipo e o grau de deformação, a velocidade
de deformação e a temperatura em que o material é deformado.
Conformação é o processo mecânico onde se obtém peças através da compressão de
metais sólidos em moldes, utilizando a deformação plástica da matéria-prima para o
preenchimento
das cavidades dos moldes.
O processo pode ou não ser executado com o aquecimento da materia-prima, para
facilitar o processo ou para modificar das características mecânicas da peça final.
Com conformação a quente pode-se conformar peças com menos gasto de energia
(mais produtividade) e não tornando necessário um tratamento termico, pois a confomação a
quente é feita com temperaturas acima do ponto critico do diagrama ferro-carbono, logo a
essa temperatura a estrutura se recristaliza simultaneamente com deformação sofrida.
Na conformação a frio tem se a vantagem de ter um melhor acabamento final na peça,
e o material da peça fica encruado, isso ajuda a aumentar a resistência mecânica, mas diminui
a ductilidade.

3.2 PRINCIPAIS PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO

O número dos diferentes processos unitários de conformação mecânica, desenvolvidos
para aplicações específicas, atinge atualmente algumas centenas. Não obstante, é possível
classificá-los num pequeno número de categorias, com base em critérios tais como: o tipo de
esforço que provoca a deformação do material, a variação relativa da espessura da peça, o
regime da operação de conformação, o propósito da deformação. Basicamente, os processos
de conformação mecânica podem ser classificados em:
Forjamento: Forjamento é o processo de fabricação no qual um tarugo de metal é deformado
dentro das mais variadas formas geométricas e com grandes deformações plásticas. Este
processo de fabricação está dividido em três grandes grupos: forjamento a frio, a quente e a
morno. Essa classificação é dependente da temperatura na qual as operações de forjamento
ocorrem.
O trabalho a quente é definido como a deformação sob condições de temperatura e
taxa de deformação tais que processos de recuperação e recristalização ocorrem
simultaneamente com a deformação. De outra forma, o trabalho a frio é a deformação
realizada sob condições em que os processos de recuperação e recristalização não são
efetivos. Como o encruamento não é aliviado, a tensão de conformação aumenta com a
deformação.
No trabalho a morno ocorre uma recuperação parcial da ductilidade do material e a
tensão de conformação situa-se numa faixa intermediária entre o trabalho a frio e a quente. No
trabalho a morno não se formam novos grãos, ou seja, não há recristalização.
A fixação da temperatura é variável, sendo uma dependência do tipo de aço que se
deseja forjar. Em geral seus limites são fixados pelo aumento excessivo de força quando a
temperatura é muito baixa (limite inferior), é necessário um conhecimento bem detalhado do
comportamento do material com o qual se está trabalhando, ou seja, conhecer a tensão de
escoamento, as perdas por oxidação, o alongamento e as zonas de transformação de fase em
função da temperatura. Todos esses parâmetros devem ser conhecidos para se evitar defeitos e
aperfeiçoar o processo .
Forjamento a frio, é uma deformação plástica de metais, sem aquecimento, onde o
material é forçado por compressão, a fluir entre uma matriz e um macho, resultando na
obtenção de peças com forma e tolerâncias de precisão. É um método usado para mover, sem
remover o metal. Esta tecnologia já provou ser altamente econômica. Suas aplicações estão

crescendo rapidamente e seu potencial e desenvolvimento para peças com formas geométricas
mais complexas, fabricadas com matérias
O trabalho a frio é acompanhado do encruamento do metal, que é ocasionado pela
interação das discordâncias entre si e com outras barreiras
que impedem o seu movimento através da rede cristalina. A deformação plástica produz
também um aumento no número de discordâncias, as quais, em virtude de sua interação,
resultam num elevado estado de tensão interna na rede cristalina. Tudo isto resulta
macroscopicamente num aumento de resistência e dureza e num decréscimo
material.
Por encontrar-se em baixas temperaturas, a tensão de deformação do material é alta e,
portanto exige altas pressões por parte das máquinas e, consequentemente, exige forjas de
grande ou médio porte. A vantagem que encontra sobre o forjamento a quente é que após o
processo a peça encontra-se já em suas dimensões acabadas, pois não sofreu dilatações por
causa do aumento de temperatura
Todos os materiais que apresentam uma
deformados a frio. Fundamentalmente o processo a frio passa a ter vantagens econômicas,
dependendo do volume do material e de quanto à peça forjada se aproxima em geometrias da
peça pronta.
Fonte: Apostila da UERJ

Laminação: Laminação é o processo de conformação mecânica que consiste em modificar a
seção transversal de um material passando
contrário. Os produtos podem ser planos (chapas) ou não planos (perfis mais ou menos
complexos).
crescendo rapidamente e seu potencial e desenvolvimento para peças com formas geométricas
adas com matérias-primas que permitem maior grau de deformação
O trabalho a frio é acompanhado do encruamento do metal, que é ocasionado pela
interação das discordâncias entre si e com outras barreiras – tais como contornos de grão
ovimento através da rede cristalina. A deformação plástica produz
também um aumento no número de discordâncias, as quais, em virtude de sua interação,
resultam num elevado estado de tensão interna na rede cristalina. Tudo isto resulta
aumento de resistência e dureza e num decréscimo
se em baixas temperaturas, a tensão de deformação do material é alta e,
portanto exige altas pressões por parte das máquinas e, consequentemente, exige forjas de
grande ou médio porte. A vantagem que encontra sobre o forjamento a quente é que após o
se já em suas dimensões acabadas, pois não sofreu dilatações por
a do aumento de temperatura.
Todos os materiais que apresentam uma ductilidade à temperatura ambiente podem ser
deformados a frio. Fundamentalmente o processo a frio passa a ter vantagens econômicas,
dependendo do volume do material e de quanto à peça forjada se aproxima em geometrias da

Figura 1 - Peças forjadas.
Fonte: Apostila da UERJ – Processos de dobramento
Laminação é o processo de conformação mecânica que consiste em modificar a
transversal de um material passando-o entre dois cilindros que giram em sentido
contrário. Os produtos podem ser planos (chapas) ou não planos (perfis mais ou menos
14
crescendo rapidamente e seu potencial e desenvolvimento para peças com formas geométricas
em maior grau de deformação.
O trabalho a frio é acompanhado do encruamento do metal, que é ocasionado pela
tais como contornos de grão –
ovimento através da rede cristalina. A deformação plástica produz
também um aumento no número de discordâncias, as quais, em virtude de sua interação,
resultam num elevado estado de tensão interna na rede cristalina. Tudo isto resulta
aumento de resistência e dureza e num decréscimo da ductilidade do
se em baixas temperaturas, a tensão de deformação do material é alta e,
portanto exige altas pressões por parte das máquinas e, consequentemente, exige forjas de
grande ou médio porte. A vantagem que encontra sobre o forjamento a quente é que após o
se já em suas dimensões acabadas, pois não sofreu dilatações por
ductilidade à temperatura ambiente podem ser
deformados a frio. Fundamentalmente o processo a frio passa a ter vantagens econômicas,
dependendo do volume do material e de quanto à peça forjada se aproxima em geometrias da
Laminação é o processo de conformação mecânica que consiste em modificar a
o entre dois cilindros que giram em sentido
contrário. Os produtos podem ser planos (chapas) ou não planos (perfis mais ou menos
15

Na laminação o material é submetido a tensões compressivas elevadas, resultantes da
ação de prensagem dos rolos e a tensões cisalhantes superficiais, resultantes do atrito entre os
rolos e o material. As forças de atrito são também responsáveis
pelo ato de "puxar" o metal
para dentro dos cilindros.
É o processo de transformação mecânica mais utilizado na fabricação de chapas e
perfis, pois apresenta alta produtividade e um controle dimensional do produto acabado que
pode ser bastante preciso, além de uma grande variedade de produtos.
A redução ou desbaste inicial dos lingotes (produtos padronizados da fundição) em
blocos, tarugos ou placas é realizada normalmente por laminação a quente. Depois dessa fase,
segue-se uma nova etapa de laminação à quente para transformar o produto em chapas
grossas, tiras a quente, vergalhões, barras, tubos, trilhos ou placas.
Muitos ainda passam pela laminação a frio, que produz excelente acabamento
superficial, com boas propriedades mecânicas e controle dimensional rigoroso do produto tais
como tarugos, tiras, chapas, barras, perfis estruturais em forma de L, U, T, I, H, e tubos sem
costura.

Um laminador consiste basicamente de cilindros (ou rolos), mancais, uma carcaça
chamada de gaiola ou quadro para fixar estas partes, e um motor para fornecer potência aos
cilindros e controlar a velocidade de rotação. As forças envolvidas na laminação podem
facilmente atingir milhares de toneladas, portanto é necessária uma construção bastante rígida.
Dessa forma, o custo de uma moderna instalação de laminação é da ordem de milhões de
dólares e são consumidas muitas horas de projetos, uma vez que esses requisitos são
multiplicados para as sucessivas cadeias de laminação contínua (chamado de “tandem mill”).
Os cilindros de laminação são de aço fundido ou forjado. Compõem-se de três partes:
a mesa, onde se realiza a laminação, que pode ser lisa ou com canais; os pescoços, onde se
encaixam os mancais; e os trevos ou garfos de acionamento. Os cilindros são aquecidos pelo
material laminado a quente e é de grande importância um resfriamento adequado deles,
usualmente através de jatos de água.

Fonte: Apostila da UERJ

Trefilação: A trefilação é um processo de conformação plástica que se realiza pela operação
de conduzir um fio (ou barra ou tubo) através de uma ferramenta (fieira), que contém um furo
em seu centro, por onde passa o fio. Esse furo tem o diâmetro decrescente, e apresenta um
perfil na forma de funil curvo ou cônico A passagem do fio pela fieira provoca a redução de
sua secção e, como a operação é
alteração das propriedades mecânicas do
redução da ductilidade e aumento da
comumente é um trabalho de deformação
de trabalho abaixo da temperatura de
por objetivo obter fios (ou barras ou
mecânicas controladas. Entre as diversas etapas
passagens por sucessivas fieiras de diâmetros finais
a realização de um tratamento térmico de recozimento
ao prosseguimento do processo ou ao atendimento de
mecânicas específicas para o uso do prod
trefilação é um produto na forma de arame (ou barra ou
extrusão (para metais não ferrosos
ferrosos).
Os esforços preponderantes na deformação são esforços de compressão exercidos
pelas paredes do furo da ferramenta sobre o fio, quando de sua passagem, por efeito de um
esforço detração aplicado na direção axial do fio e de origem externa. Como o esforço externo
é de tração, e o esforço que provoca a deformação é de compressão, o processo de trefilação é
classificado como um processo de compressão indireta.
Figura 2 - Esquema de um laminador
Fonte: Apostila da UERJ – Processos de dobramento
um processo de conformação plástica que se realiza pela operação
um fio (ou barra ou tubo) através de uma ferramenta (fieira), que contém um furo
centro, por onde passa o fio. Esse furo tem o diâmetro decrescente, e apresenta um
forma de funil curvo ou cônico A passagem do fio pela fieira provoca a redução de
sua secção e, como a operação é comumente realizada a frio, ocorre o encruamento com
alteração das propriedades mecânicas do material do fio. Esta alteração se dá no sentid
redução da ductilidade e aumento da resistência mecânica. Portanto, o processo de trefilação
comumente é um trabalho de deformação mecânica realizada a frio, isto é, a uma temperatura
de trabalho abaixo da temperatura de recristalização (o que não elimina o encruamento) e tem
por objetivo obter fios (ou barras ou tubos) de diâmetros menores e com propriedades
mecânicas controladas. Entre as diversas etapas da trefilação (isto é, entre as diversas
passagens por sucessivas fieiras de diâmetros finais decrescentes), pode
a realização de um tratamento térmico de recozimento para conferir a ductilidade necessária
ao prosseguimento do processo ou ao atendimento de requisitos finais de propriedades
mecânicas específicas para o uso do produto trefilado. A matéria-prima para o processo de
trefilação é um produto na forma de arame (ou barra ou tubo) obtido pelo processo de
não ferrosos) ou pelo processo de laminação (para metais ferrosos e
ponderantes na deformação são esforços de compressão exercidos
paredes do furo da ferramenta sobre o fio, quando de sua passagem, por efeito de um
esforço detração aplicado na direção axial do fio e de origem externa. Como o esforço externo
o esforço que provoca a deformação é de compressão, o processo de trefilação é
rocesso de compressão indireta.
16

um processo de conformação plástica que se realiza pela operação
um fio (ou barra ou tubo) através de uma ferramenta (fieira), que contém um furo
centro, por onde passa o fio. Esse furo tem o diâmetro decrescente, e apresenta um
forma de funil curvo ou cônico A passagem do fio pela fieira provoca a redução de
comumente realizada a frio, ocorre o encruamento com
material do fio. Esta alteração se dá no sentido da
resistência mecânica. Portanto, o processo de trefilação
, isto é, a uma temperatura
mina o encruamento) e tem
tubos) de diâmetros menores e com propriedades
da trefilação (isto é, entre as diversas
rescentes), pode-se tornar conveniente
para conferir a ductilidade necessária
requisitos finais de propriedades
prima para o processo de
tubo) obtido pelo processo de
para metais ferrosos e não
ponderantes na deformação são esforços de compressão exercidos
paredes do furo da ferramenta sobre o fio, quando de sua passagem, por efeito de um
esforço detração aplicado na direção axial do fio e de origem externa. Como o esforço externo
o esforço que provoca a deformação é de compressão, o processo de trefilação é
17

Figura 3 - Representação da passagem do fio pela fieira e dos esforços atuantes
Fonte: Apostila da UERJ – Processos de dobramento

Extrusão: A extrusão é um processo de conformação plástica que consiste em fazer passar
um tarugo ou lingote (de secção circular), colocado dentro de um recipiente, pela abertura
existente no meio de uma ferramenta, colocada na extremidade do recipiente, por meio da
ação de compressão de um pistão acionado pneumática ou hidraulicamente (Figura 4 -
Ilustração do processo de extrusão direta). Os produtos da extrusão são perfis e tubos, e,
particularmente, barras da secção circular.

Figura 4 - Ilustração do processo de extrusão direta
Fonte: Apostila da UERJ – Processos de dobramento
A passagem do tarugo pela ferramenta, com furo de secção menor do que a do tarugo
provoca a deformação plástica, mas sem efeito de encruamento, pois comumente o processo é
conduzido a uma temperatura de trabalho acima da temperatura de recristalização do metal.
Normalmente, portanto, o processo de extrusão é um processo de trabalho a quente e visa
obter perfis metálicos com propriedades mecânicas controladas e de comprimento limitado
pelo volume do lingote inicial. Como a estrutura metálica do produto da extrusão se encontra
na condição recristalizada, é possível aplicar ao metal extrudado intensos trabalhos de
deformação a frio adicionais como os de trefilação.

Estampagem: Os processos de conformação plástica
de chapas podem ser inicialmente
classificados em dois grandes grupos:
• Estampagem profunda ou embutimento (ou estiramento)
• Conformação em geral.
Na técnica de fabricação de peças por conformação plástica a partir de ch
contudo, o processo de corte da chapa sempre está presente. As operações de conformação
plástica da peça são sempre feitas
disco ou esboço (a segunda denominação se refere a uma forma qualquer)
O grupo de estampagem
conformação por estampagem,
com estampagem e reestampagem
reestampagem de painéis; conformação profunda
Fonte: Apostila da UERJ
Os processos do grupo de conformação em geral, ao contrário do grupo anterior, cujos
processos utilizam ferramentas acionadas por prensas, podem ser realizados em prensas
viradeiras, rolos conformadores ou outros tipos mais
de conformação. Os tipos principais de processos pertencentes a esse grupo são: dobramento,
flangeamento, rebordamento, enrolamento parcial ou total, nervuramento, estaqueamento,
pregueamento, abaulamento, corrugamento
processos mais específicos (
em geral, estão sempre presentes
dobram a região a ser deformada
na superfície oposta. Na estampagem
processo os esforços que caracterizam os
verifica-se, invariavelmente
chapas ou sujeitador que ocasiona o surgimento
processos de conformação plástica de chapas podem ser inicialmente
grandes grupos:
profunda ou embutimento (ou estiramento);
em geral.
Na técnica de fabricação de peças por conformação plástica a partir de ch
processo de corte da chapa sempre está presente. As operações de conformação
são sempre feitas a partir de um pedaço de chapa, que se pode denominar
esboço (a segunda denominação se refere a uma forma qualquer)
O grupo de estampagem profunda (Figura 5) é constituído pelos seguintes processos:
conformação por estampagem, reestampagem e reestampagem reversa de copos; conformaç
com estampagem e reestampagem de caixas; conformação rasa com estampagem e
reestampagem de painéis; conformação profunda com estampagem de painéis

Figura 5 - Processos de estampagem profunda
Fonte: Apostila da UERJ – Processos de dobramento
Os processos do grupo de conformação em geral, ao contrário do grupo anterior, cujos
processos utilizam ferramentas acionadas por prensas, podem ser realizados em prensas
viradeiras, rolos conformadores ou outros tipos mais específicos de máquinas e ferramentas
conformação. Os tipos principais de processos pertencentes a esse grupo são: dobramento,
flangeamento, rebordamento, enrolamento parcial ou total, nervuramento, estaqueamento,
pregueamento, abaulamento, corrugamento, gravação, conformação de tubos e outros
mais específicos (Figura 6). Nos processos classificados no grupo de conformação
em geral, estão sempre presentes na zona de deformação da peça, esforços de flexão que
dobram a região a ser deformada criando tensões de tração numa superfície e de compressão
na superfície oposta. Na estampagem profunda estão associados aos esforços típicos desse
e caracterizam os processos de conformação em geral. Nesse processo
invariavelmente, a ação de um dispositivo da ferramenta denomin
que ocasiona o surgimento de esforços adicionais.
18
processos de conformação plástica de chapas podem ser inicialmente
Na técnica de fabricação de peças por conformação plástica a partir de chapas,
processo de corte da chapa sempre está presente. As operações de conformação
, que se pode denominar
esboço (a segunda denominação se refere a uma forma qualquer).
) é constituído pelos seguintes processos:
reestampagem e reestampagem reversa de copos; conformação
de caixas; conformação rasa com estampagem e
com estampagem de painéis.
Os processos do grupo de conformação em geral, ao contrário do grupo anterior, cujos
processos utilizam ferramentas acionadas por prensas, podem ser realizados em prensas
específicos de máquinas e ferramentas
conformação. Os tipos principais de processos pertencentes a esse grupo são: dobramento,
flangeamento, rebordamento, enrolamento parcial ou total, nervuramento, estaqueamento,
, gravação, conformação de tubos e outros
Nos processos classificados no grupo de conformação
zona de deformação da peça, esforços de flexão que
tensões de tração numa superfície e de compressão
profunda estão associados aos esforços típicos desse
rmação em geral. Nesse processo
dispositivo da ferramenta denominado prensa-

Figura 6 - Processos de conformação em geral
Fonte: Apostila da UERJ – Processos de dobramento
Conformação de chapas e tubos compreende as operações de:
Embutimento: Processo de conformação mecânica, sem separação de massa, onde uma chapa
plana é forçada a tomar a forma de peças no formato de “conchas”, com o uso de prensas e
matrizes apropriadas. A distinção entre estampagem rasa e profunda é arbitrária. A
estampagem rasa geralmente se refere à conformação de um copo com profundidade menor
do que a metade do seu diâmetro com pequena redução de parede. Na estampagem profunda o
copo é mais profundo do que a metade do seu diâmetro. A estampagem profunda requer que o
material seja bastante dúctil.
Na operação de embutimento, sofre deformação plástica somente o trecho da chapa
plana que ocupa a área compreendida entre o diâmetro final do copo “d”, e o inicial da chapa
“D”, conforme se observa na (figura 7).

Fonte: Apostila da UERJ
Às vezes, o diâmetro do "blank" é muito superior
fabricação poderá exigir uma sequência de operações de estampagem, utilizando uma série de
ferramentas, com diâmetros decrescentes (da matriz e do punção). O nú
depende do material da chapa e das relações entre o disco inicial e os
estampadas.
Estiramento: É a operação que consiste na aplicação de forças de tração, de modo a esticar o
material sobre uma ferramenta ou bloco (ma
pequeno, o que garante a quase total eliminação do efeito mola.
Como predominam tensões trativas, grandes deformações de estiramento podem ser aplicadas
apenas para materiais muito dúcteis. Para estes materia
coeficiente de encruamento. O equipamento de estiramento consiste basicamente de um
hidráulico (usualmente ve
extremidades da chapa. Na operação, não existe uma
móveis permitindo que a força de tração esteja sempre em linha com as bordas da chapa.
Garras fixas devem ser usadas somente para conformação de peças com grandes raios de
curvatura, evitando-se com isto o risco de ruptur
O estiramento é uma das etapas de operações complexas de estampagem de chapas
finas. Na conformação de peças como partes de automóveis ou de eletrodomésticos, é comum
haver componentes de estiramento.
Figura

Figura 7 - Esquema de embutimento
Fonte: Apostila da UERJ – Processos de dobramento
Às vezes, o diâmetro do "blank" é muito superior ao diâmetro da peça a estampar
poderá exigir uma sequência de operações de estampagem, utilizando uma série de
ferramentas, com diâmetros decrescentes (da matriz e do punção). O nú
depende do material da chapa e das relações entre o disco inicial e os
É a operação que consiste na aplicação de forças de tração, de modo a esticar o
material sobre uma ferramenta ou bloco (matriz). Neste processo, o gradiente de tensões é
pequeno, o que garante a quase total eliminação do efeito mola.
Como predominam tensões trativas, grandes deformações de estiramento podem ser aplicadas
apenas para materiais muito dúcteis. Para estes materiais, almejam
coeficiente de encruamento. O equipamento de estiramento consiste basicamente de um
(usualmente vertical), que movimenta o punção, e duas
extremidades da chapa. Na operação, não existe uma matriz fêmea. As garras podem ser
móveis permitindo que a força de tração esteja sempre em linha com as bordas da chapa.
Garras fixas devem ser usadas somente para conformação de peças com grandes raios de
se com isto o risco de ruptura
da chapa na região das garras.
O estiramento é uma das etapas de operações complexas de estampagem de chapas
finas. Na conformação de peças como partes de automóveis ou de eletrodomésticos, é comum
haver componentes de estiramento.

Figura 8 - Esquema de como é feito o processo de estiramento
20

ao diâmetro da peça a estampar . A
poderá exigir uma sequência de operações de estampagem, utilizando uma série de
ferramentas, com diâmetros decrescentes (da matriz e do punção). O número de operações
depende do material da chapa e das relações entre o disco inicial e os diâmetros das peças
É a operação que consiste na aplicação de forças de tração, de modo a esticar o
triz). Neste processo, o gradiente de tensões é
pequeno, o que garante a quase total eliminação do efeito mola.
Como predominam tensões trativas, grandes deformações de estiramento podem ser aplicadas
is, almejam-se altos valores de
coeficiente de encruamento. O equipamento de estiramento consiste basicamente de um pistão
uas garras prendem as
matriz fêmea. As garras podem ser
móveis permitindo que a força de tração esteja sempre em linha com as bordas da chapa.
Garras fixas devem ser usadas somente para conformação de peças com grandes raios de
a da chapa na região das garras.
O estiramento é uma das etapas de operações complexas de estampagem de chapas
finas. Na conformação de peças como partes de automóveis ou de eletrodomésticos, é comum

3.3 ENGRENAGENS

Estes elementos estão presentes em quase todos os sistemas que transmitam potência
de uma unidade motora para uma unidade consumidora. Uma característica extremamente
importante é o fato que em função da configuração ou arranjo destes elementos, pode-se
variar (aumentar ou reduzir) variáveis da transmissão, como por exemplo, a rotação,
velocidade angular e principalmente o torque.

Figura 9 - Exemplos de engrenagens
Fonte: Elementos orgânicos de máquinas II

A transmissão de movimento rotativo de um eixo para outro ocorre em quase todas as
máquinas que se possa imaginar. As engrenagens constituem um dos melhores meios dentre
os vários disponíveis para essa transmissão. Quando se constata que as engrenagens de um
diferencial de automóvel, por exemplo, possam funcionar por 150.000 quilômetros ou mais
antes de necessitarem substituição, e quando se conta o número real de engrenamentos ou de
revoluções de um sistema de transmissão, começa-se a avaliar o fato de que o projeto e a
fabricação destas engrenagens é realmente uma realização notável.
As engrenagens possuem uma história longa. Um aparato denominado “Carroça
chinesa apontando para o Sul” supostamente usado para navegar pelo deserto de Gobi nos
tempos pré-Bíblicos, continha engrenagens rudimentares. Leonardo Da Vinci mostra muitos
arranjos de engrenagens em seus desenhos. Após um grande desenvolvimento e o advento da
revolução industrial, as engrenagens passaram a ser construídos com materiais metálicos
muito mais resistentes.
As primeiras engrenagens foram provavelmente feitas cruamente de madeira como
pode se ver na (figura 10) e outros materiais fáceis de serem trabalhados. Sendo meramente
constituídos por pedaços de madeira inseridos em um disco ou roda.
22

Figura 10 - Engrenagens construídas com madeiras
Fonte: Elementos orgânicos de máquinas II

3.3.1 DEFINIÇÃO DE ENGRENAGENS

Denomina-se engrenagem o elemento dotado de dentadura externa ou interna, cuja
finalidade é transmitir movimento sem deslizamento e potência, multiplicando os esforços
com a finalidade de gerar trabalho. Possuem formato cilíndrico (engrenagem cilíndrica),
cônico (engrenagem cônica), helicoidal (engrenagens helicoidais) ou reta (cremalheira).
Obviamente, cada tipo de elemento estará associado a uma aplicação específica. De maneira
geral, devem-se conhecer as cargas e solicitações que o sistema de transmissão estará
submetido a fim de se optar pelo melhor elemento.
As engrenagens, hoje em dia, são altamente padronizadas com relação à forma do
dente e ao tamanho. Diversas entidades de padronização estabelecem normas e diretrizes,
dentre estas se destaca a AGMA – American Gear Manufacturers Association, ABNT e a
DIN.

3.4 SISTEMAS HIDRÁULICOS

Experiências têm mostrado que a hidráulica vem se destacando e ganhando espaço
como um meio de transmissão de energia nos mais variados segmentos do mercado, sendo a
Hidráulica Industrial e Móbil as que apresentam um maior crescimento. Porém, pode-se notar
que a hidráulica está presente em muitos os setores industriais. Amplas áreas de
automatização foram possíveis com a introdução de sistemas hidráulicos para controle de
movimentos.
Para um conhecimento detalhado e estudo da energia hidráulica pode-se inicialmente
entender o termo Hidráulica. O termo Hidráulica derivou-se da raiz grega Hidro, que tem o
significado de água, por essa razão entendem-se por Hidráulica todas as leis e
23

comportamentos relativos à água ou outro fluido, ou seja, Hidráulica é o estudo das
características e uso dos fluidos sob pressão.
3.4.1 PRINCIPAIS COMPONENTES DOS SISTEMAS DIDRAULICOS

Nos circuitos hidráulicos denomina-se unidade de potência hidráulica ao conjunto de
componentes que proporcionam óleo com pressão e vazão adequadas. A figura a seguir
mostra alguns tipos de unidades de potência.

Figura 11 - Unidades de potência hidráulica
Fonte: TECEM, Noções elementares de sistemas hidráulicos 2009 (parte 2).

Esses conjuntos têm como principais componentes:
• Motor elétrico ou a ar comprimido;
• Bomba de deslocamento positivo;
• Manômetro;
• Reservatório com visor de nível;
• Válvula de segurança;
• Filtro de retorno;
• Válvula direcional.

3.4.2 CILINDROS HIDRÁULICOS

Os cilindros hidráulicos são atuadores lineares, isto é, podem produzir movimento ou
força linear. Classificam-se em cilindros de simples e duplo efeito.
Os cilindros de simples efeito têm uma câmara de fluído e exercem força somente em
uma direção. Quando montados verticalmente geralmente se retraem pela força da gravidade
sob carga. São empregados em elevadores hidráulicos e macacos.

Figura 12 - Cilindro de simples ação
Fonte: TECEM, Noções elementares de sistemas hidráulicos 2009 (parte 2).

Os cilindros de duplo efeito sofrem ação do fluído em ambas as direções sendo
capazes de fornecer força nos dois sentidos da haste, as áreas ficam desiguais e a força
exercida é diferente.

Figura 13 - Cilindro de duplo efeito
Fonte: TECEM, Noções elementares de sistemas hidráulicos 2009 (parte 2).

4 ANÁLISE DAS NECESSIDADES DO PROBLEMA

4.1 INTRODUÇÃO

Neste capítulo apresenta-se a aplicação de duas ferramentas para analise do problema
ou necessidade, sendo elas o Quadro de identificação do problema e a Casa da Qualidade, o
objetivo destas ferramentas é de estruturar e organizar informações do consumidor, realizar
uma analise das etapas do ciclo de vida do produto.

4.2 CASA DA QUALIDADE PARA DISPOSITIVO DE DOBRAS DE TUBOS

O objetivo da técnica Casa da Qualidade é de discutir como desenvolver produtos com
sucesso considerando a voz do consumidor, apresenta como vantagens a possibilidade de
definição das variáveis de projeto, possibilita identificar os requisitos do consumidor e
relacionar estes com as características de engenharia.

Figura 14 - Casa da qualidade

4.3 QUADRO DE IDENTIFICAÇÃO DO PROBLEMA DE DOBRA DE TUBOS.

O objetivo do Quadro de identificação do Problema é de realizar uma analise de todas
as etapas do ciclo de vida do produto identificando descrições de entradas e saídas. A sua
vantagem
é que depois de definidas todas as entradas e saídas, podemos elaborar um
Planejamento Estratégico para definir as necessidades para se iniciar o processo.
Tabela 1 - Quadro de identificação do problema
Fases do
Ciclo de
Vida do
Produto
ENTRADAS SAÍDAS
Planejamento
estratégico
Meio ambiente e
recursos
Desejadas Indesejadas

Projeto
e Produção
- Projeto
respeitando normas
e padrões.
- Projeto deve ser
padronizado.
- Fabricação deve
ser rápida e simples,
com processos bem
elaborados.
- Empresa de pequeno
porte.
- Engenheiro,
projetista.
- Maquinas de corte,
dobra, soldagem e
usinagem.
- Técnico para realizar
assistência técnica
- Deve ser de fácil
manuseio e operação.
- Fabricação deve ser
simples e rápida
visando redução de
custo.
- Deve ser resistente.
- Falta de
parâmetros para o
projeto.
- Necessidades de
uso de materiais de
maior custo.
- Peças com
formato especial,
difícil de serem
produzidas.

Distribuição
- Transporte interno
dentro da empresa.
- Usar equipamento
adequado.
- Transporte sobre
palete.
- Pode ser guardado
no tempo.
- Assistência realizada
pela manutenção
interna.
- Produto deve ser de
fácil manuseio.
- Assistência deve ser
reduzida.
- Dificuldade na
acomodação para o
transporte.
- Produto com
muita oxidação na
estocagem.

Uso e/ou
Operação
- Acompanhamento
do equipamento na
produção,
analisando o seu
desempenho.
- O equipamento
deve ter o manual
de operação
contendo todas as
informações
relevantes a sua
operação.
- Será utilizado na
indústria por
operadores treinados
para operar
equipamentos
hidráulicos.
- O dispositivo será
utilizado no chão de
fabrica.
- Pode-se considerar
como um trabalho que
exige resistência do
equipamento.
- Deve ter facilidade
de operação.
-Não deve danificar a
parede do tubo.

- Acidentes durante
a operação.
- Produto danifica a
raiz da mandioca.
- Produto de difícil
operação.
Descarte - Usar materiais
comuns e usuais
com processo de
descarte já
conhecido.
- Perda das
características
técnicas necessárias
ao projeto e a
operação.
- Deve atender
padrões de descarte
conforme material
usado.
- Possui materiais
de difícil descarte.
27

4.4 DISCUSSÃO DE RESULTADOS

Os resultados alcançados até esta fase do projeto já podem dar algumas diretrizes para
concepção do projeto que atenderá melhor o problema de elaboração do dispositivo de dobrar
tubos.
Ao aplicar a ferramenta Casa da Qualidade relaciona-se as necessidades do
consumidor com as características de engenharia, relativo á de dobras de tubos, podendo
assim atribuir algumas características das quais se pode citar alguns pontos relativos à sua
importância.
Por ordem de importância citamos as características de engenharia:
• A máquina deve ter um custo de fabricação abaixo de R$ 15.000.
• Deve possuir uma bitola adequada, de maneira a não marcar os tubos.
• Deve ter engates padronizados.
• Deve ter uma força adequada.
• Deve ter um tamanho adequado.
• Deve ter velocidade adequada.
• Deve ter uma massa adequada.
• Deve ter um custo operacional baixo.
• Deve ter um baixo nível de ruído.
• Deve ter comandos normalizados.
Ao ser aplicado a ferramenta Quadro de identificação do problema pode-se identificar
algumas saídas desejadas e algumas restrições para cada fase do ciclo de vida do projeto, por
exemplo, citar algumas saídas desejadas na operação e uso.
• O equipamento deve ser fácil de operar.
• Não deve danificar as paredes dos tubos.
• Não deve deixar partes amassadas.

5 PROJETO CONCEITUAL DO DISPOSITIVO PARA DOBRAR TUBOS

5.1 OBJETIVO

Este capítulo tem como objetivo desenvolver uma elaboração de estruturas de funções
a procura por princípios de solução, chegando a uma solução viável e capaz de resolver o
problema.

5.2 DIAGRAMA FAST DA FUNÇÃO DE REALIZAR DOBRAS EM TUBOS

O objetivo da técnica se resume em partir de uma função principal de mais alto nível
(função desejada no produto) até se chegar a funções de níveis mais baixos, as quais tornam
possível a função de alto nível, ou também chamada de função básica, ao se obter as fun
de nível mais baixo as utilizamos para buscar princípios de solução, a vantagem desta
ferramenta é que ela induz o pensamento lógico.

Figura
PROJETO CONCEITUAL DO DISPOSITIVO PARA DOBRAR TUBOS
Este capítulo tem como objetivo desenvolver uma elaboração de estruturas de funções
a procura por princípios de solução, chegando a uma solução viável e capaz de resolver o
DIAGRAMA FAST DA FUNÇÃO DE REALIZAR DOBRAS EM TUBOS
vo da técnica se resume em partir de uma função principal de mais alto nível
(função desejada no produto) até se chegar a funções de níveis mais baixos, as quais tornam
possível a função de alto nível, ou também chamada de função básica, ao se obter as fun
de nível mais baixo as utilizamos para buscar princípios de solução, a vantagem desta
ferramenta é que ela induz o pensamento lógico.
Figura 15 - Diagrama fast para função realizar dobras em tubo
28
PROJETO CONCEITUAL DO DISPOSITIVO PARA DOBRAR TUBOS
Este capítulo tem como objetivo desenvolver uma elaboração de estruturas de funções
a procura por princípios de solução, chegando a uma solução viável e capaz de resolver o
DIAGRAMA FAST DA FUNÇÃO DE REALIZAR DOBRAS EM TUBOS
vo da técnica se resume em partir de uma função principal de mais alto nível
(função desejada no produto) até se chegar a funções de níveis mais baixos, as quais tornam
possível a função de alto nível, ou também chamada de função básica, ao se obter as funções
de nível mais baixo as utilizamos para buscar princípios de solução, a vantagem desta

5.3 BUSCA POR PRÍNCIPIOS DE
NÍVEL

Esta é uma etapa na qual acontece a procura por princípios, mecanismos e
elementos de máquinas que satisfaçam e solucionem as necessidades representadas
pelas funções encontradas no diagrama FAST. Para cada função sã
alternativas que futuramente serão analisadas e darão origem as concepções do
projeto. Para cada função de baixo nível vamos listar os princípios de solução e seus
respectivos ideogramas representativos.

Tabela 2 - Busca por princípios de solução para o problema da função de baixo nível
Ideograma

Dobrador de tubos manual, fixo no chão e com diversos discos
de ajuste.

Dobrador de tubos hidráulico com sistema de
cilindro e gabaritos com o grau desejado.

Ideograma

Morsa manual para fixação de tubos e peças, tipo torno de
bancada.

Morsa hidráulica de
resistência, e com sistema para a peça não escapar.

Ideograma

Régua metálica reta.

Goniómetro.

A-1
A-2
C-1
C-2
B-1
B-2
BUSCA POR PRÍNCIPIOS DE SOLUÇÃO PARA AS FUNÇÕES DE BAIXO
Esta é uma etapa na qual acontece a procura por princípios, mecanismos e
elementos de máquinas que satisfaçam e solucionem as necessidades representadas
pelas funções encontradas no diagrama FAST. Para cada função sã
alternativas que futuramente serão analisadas e darão origem as concepções do
projeto. Para cada função de baixo nível vamos listar os princípios de solução e seus
respectivos ideogramas representativos.
Busca por princípios de solução para o problema da função de baixo nível
Descrição do princípio de solução
Dobrador de tubos manual, fixo no chão e com diversos discos
de ajuste.
Dobrador de tubos hidráulico com sistema de dobras por um
cilindro e gabaritos com o grau desejado.
B – Prover Sistema de Fixação
do Tubo
Descrição do princípio de solução
Morsa manual para fixação de tubos e peças, tipo torno de
bancada.
Morsa hidráulica de bancada com maior durabilidade e
resistência, e com sistema para a peça não escapar.
C – Prover Escala de Medição
Descrição do princípio de solução
Régua metálica reta.
Goniómetro.
29
SOLUÇÃO PARA AS FUNÇÕES DE BAIXO
Esta é uma etapa na qual acontece a procura por princípios, mecanismos e
elementos de máquinas que satisfaçam e solucionem as necessidades representadas
pelas funções encontradas no diagrama FAST. Para cada função são sugeridas
alternativas que futuramente serão analisadas e darão origem as concepções do
projeto. Para cada função de baixo nível vamos listar os princípios de solução e seus
Busca por princípios de solução para o problema da função de baixo nível
Descrição do princípio de solução
Dobrador de tubos manual, fixo no chão e com diversos discos
dobras por um
Prover Sistema de Fixação do Tubo
Descrição do princípio de solução
Morsa manual para fixação de tubos e peças, tipo torno de
bancada com maior durabilidade e
resistência, e com sistema para a peça não escapar.
Descrição do princípio de solução

Ideograma

Bancada em aço para fixação de ferramentas e dispositivos.

Bancada com revestimento em borracha para evitar
amassamento de peças.

Ideograma

Comandos

Comandos hidráulicos acionados por cabos
comando a um maior distancia.

Comandos acionados eletricamente
distância

Ideograma

Sistema
de um fluido sobre pressão através de mangueiras e canos.

Cardan transmite
D-1
D-2
D– Prover Bancada
Descrição do princípio de solução
Bancada em aço para fixação de ferramentas e dispositivos.
Bancada com revestimento em borracha para evitar
amassamento de peças.

E– Prover Comando
Descrição do princípio de solução
Comandos hidráulicos acionados por alavancas
Comandos hidráulicos acionados por cabos permite
comando a um maior distancia.
Comandos acionados eletricamente permitem ser
distância.
F– Transferir Potência
Descrição do princípio de solução
Sistema hidráulico transmite potência através do escoamento
de um fluido sobre pressão através de mangueiras e canos.
Cardan transmite rotação de um eixo com determinado torque.
30
do princípio de solução
Bancada em aço para fixação de ferramentas e dispositivos.
Bancada com revestimento em borracha para evitar
Descrição do princípio de solução

permite operar o
ser operada a
princípio de solução
potência através do escoamento
de um fluido sobre pressão através de mangueiras e canos.
rotação de um eixo com determinado torque.

Correntes e polias, utilizados nas mais
exigências.

Ideograma

Força de trabalho do homem.
Moto redutor pode acionar
engrenagens.

Motor elétrico

Ideograma

Engrenagens que vão transmitir a rotação ao eixo de uma
roldana.
Cremalheira gera

Ideograma

Proteções circulares.

Proteções em formato trapezoidal.

G-1
G-2
G-3
H-1
H-2
Correntes e polias, utilizados nas mais diferentes aplicações e
exigências.

G – Prover Torque
Descrição do princípio de solução
Força de trabalho do homem.
Moto redutor pode acionar uma polia ou um sistema de
engrenagens.
Motor elétrico pode acionar uma bomba hidráulica.
H– Prover eixos e Cremalheiras
Descrição do princípio de solução
Engrenagens que vão transmitir a rotação ao eixo de uma
roldana.
Cremalheira gera um movimento de rotação no eixo

I– Proteger Operador
Descrição do princípio de solução
Proteções circulares.
Proteções em formato trapezoidal.

31
diferentes aplicações e
Descrição do princípio de solução
uma polia ou um sistema de
acionar uma bomba hidráulica.

Descrição do princípio de solução
Engrenagens que vão transmitir a rotação ao eixo de uma
um movimento de rotação no eixo
Descrição do princípio de solução

5.4 MATRIZ MORFOLÓGICA DE SOLUÇÕES PARA DISPOSITIVO DE
DOBRAR TUBOS

FUNÇÕES
A - Dobrar
Tubos
B – Prover
Sistema de
Fixação do
Tubo
C – Prover
Escala de
Medição
D – Prover
Bancada

E – Prover
Comando
F-Transferir
Potência
G – Prover
Torque
H – Prover
Eixos e
cremalheira

I – Proteger
Operador

Figura
A-1 A-2
B-1 B-
C-1
D-1
G-
H-1 H-
MATRIZ MORFOLÓGICA DE SOLUÇÕES PARA DISPOSITIVO DE
DOBRAR TUBOS
PRINCÍPIOS DE SOLUÇÃO

Figura 16 - Matriz morfológica para dispositivo de dobrar tubos
2
-2
C-2
D-2
-2 G-3
-2
32
MATRIZ MORFOLÓGICA DE SOLUÇÕES PARA DISPOSITIVO DE

ubos
33

6 COMPARATIVO DE PEÇAS

6.1 PEÇA ATUAL

O conjunto fueiro fabricado atualmente é composto por sete peças, onde a maioria
passa pelo processo de corte por plasma. Este conjunto acaba se tornando muito demorado a
sua fabricação devido a uma grande quantidade de solda que o mesmo precisa para ficar
pronto, a (figura 17) mostra o conjunto com todas as suas peças.

Figura 17 - Conjunto fueiro atual
Fonte: Saur Equipamentos S.A.

6.1.1 FOLHA DE PROCESSO DA PEÇA ATUAL

Tempo total de fabricação de duas horas e quarente e cinco minutos.

6.2 PEÇA PROPOSTA

O conjunto proposto tem apenas três peças na sua estrutura diminuindo assim o
número de peças a serem fabricadas, reduzindo também drasticamente a quantidade de solda
do processo se comparado o conjunto proposto com o atual a também diminuindo o tempo de
fabricação do mesmo, que por si só já é um grande ganho na diminuição dos tempos de
fabricação. A (figura 18) mostra o conjunto fueiro proposto.

Figura 18 - Conjunto fueiro proposto
Fonte: Saur Equipamentos S.A.

6.2.1 FOLHA DE PROCESSO DA PEÇA PROPOSTA

Tempo total de fabricação de uma hora e dezoito minutos.

7 DISPOSITIVO DE DOBRA

7.1 FUNCIONAMENTO

O dispositivo de dobra proposto neste trabalho é um dispositivo para dobrar tubos
acionado hidraulicamente, onde um sistema de giro composto por um eixo central, duas
cremalheiras, quatro camisas de giro, quatro êmbolos, quatro conjuntos de vedações são os
responsáveis pelo giro do sistema. Este dispositivo é mostrado na (figura 19).

Figura 19 - Perspectiva da caixa de giro
Fonte: Saur Equipamentos S.A.
Para realizar o giro o óleo entra em uma camisa de cada lado sempre sendo uma
contraria da outra, se de um lado for à da frente no outro será a de traz, com isso o óleo
empurra os êmbolos que estão montados nas extremidades das cremalheiras fazendo com que
os mesmos desloquem dentro das camisas executando o giro, as camisas de giro com êmbolos
e cremalheiras assemelham-se a quatro cilindros, pois o funcionamento é semelhante a o de
um, este sistema é mostrado na (figura 20).

Figura 20 - Caixa de giro em corte
Fonte: Saur Equipamentos S.A.
39

O dispositivo para dobrar tubos foi projetado pensando na utilização de peças já em
desuso na empresa, fazendo assim que o custo de fabricação do mesmo seja reduzido
deixando assim o
projeto economicamente mais viável, por isto não foi levada em conta a
robustez de alguns componentes utilizados neste projeto. A (figura 21) apresenta uma
perspectiva do dispositivo proposto neste trabalho.

Figura 21 - Perspectiva do dispositivo de dobra de tubos
Fonte: Saur Equipamentos S.A.

CONCLUSÕES

Através do trabalho de conclusão de curso realizado na área da produção industrial
tem-se a oportunidade para complementar a formação acadêmica e profissional, foram
desenvolvidas atividades que permitiram integrar os conhecimentos adquiridos na
universidade com a aplicação prática na empresa, possibilitando o aperfeiçoamento do
conhecimento. É muito importante para um formando desenvolver a habilidade crítica para
analisar um produto ou um processo, juntando esta experiência prática com os conceitos
teóricos passados no curso de Engenharia Mecânica.
Durante o trabalho foi possível identificar todo o processo de fabricação do conjunto
de fueiro, possibilitando assim auxiliar na elaboração de uma peça nova e de um dispositivo o
qual irá agilizar o processo produtivo destas peças e também ajudar a não sobrecarregar a
célula de solda. A elaboração deste dispositivo irá melhorar o tempo de fabricação dos
conjuntos de fueiros e também ajudar a diminuir o número de peças envolvidas para a
produção de cada item.
Com a realização das atividades pode-se perceber algumas oportunidades de melhorias
para o processo, onde observa-se que geralmente é possível desenvolver melhorias nos
processos de fabricação ou nos produtos a serem fabricados, que cada vez mais temos que
buscar novas formas de fabricar as peças buscando sempre aperfeiçoar o sistema e diminuir os
tempos e custos da produção.
Atualmente cada vez mais a mão de obra se torna mais cara e a qualidade dos produtos
priorizada. Portanto, a utilização destas soluções trazem benefícios tanto para as empresas,
que aproveitam melhor seus investimentos, quanto para os colaboradores que contam com o
auxílio da mecanização da operação para auxiliar na qualidade do produto final.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] http://pt.scribd.com/doc/71444428/35/CONCEITOS-INICIAIS-DA-TREFILACAO
05/10/12;

[2] BRESCIANI Filho, Ettore (coord.); ZAVAGLIA, Cecília Amélia Carvalho;
BUTTON, Sérgio Tonini;GOMES, Edson; NERY Fernando Antonio da Costa.
Conformação Plástica dos Metais. Campinas: Editora da Unicamp, 1997 (5a. edição);

[3] http://www.cimm.com.br/portal/material_didatico/6485-estiramento 05/10/12;

[4] HALL, HOLOWENKO, LAUGHLIN, Traduzido por Paulo Murilo A. da Rocha.
Elementos orgânicos de maquinas.

[5] TECEM, Noções elementares de sistemas hidráulicos 2009 (parte 2).

ANEXO 1 – DISPOSITIVO DE DOBRA

1. Conjunto guia;
2. Cilindro;
3. Tubo;
4. Rolo;
5. Rolo Guia;
6. Mesa;
7. Caixa de Giro.

ANEXO 2 – MESA

ANEXO 3 – CAIXA DE GIRO

ANEXO 4 – ROLO

ANEXO 5 – CONJUNTO GUIA

ANEXO 6 – CILINDRO

ANEXO 7 – ROLO GUIA

ANEXO 8 – TUBO