PROJETO DE MÁQUINAS

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CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA
ITIBERÊ ANDRADE RODRIGUES JUNIOR
JOÃO GILBERTO SOARES FEIJO
LUIS EDUARDO ANÇA COUTO
MOVCAR PLATAFORMA AUTOMATIZADO PARA VEÍCULOS
Pelotas/RS, Outubro de 2017
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA
ITIBERÊ ANDRADE RODRIGUES JUNIOR – RA 8071846606
JOÃO GILBERTO SOARES FEIJO – RA 8244968324
LUIS EDUARDO ANÇA COUTO – RA 8640268277
MOVCAR PLATAFORMA AUTOMATIZADO PARA VEÍCULOS
Projeto apresentado àFaculdade Anhanguera Educacional, Campos Pelotas, comorequisito à conclusão da disciplina de PROJETO DE MÁQUINAS.
Docente responsável: Alberto Neto
Pelotas/RS, Outubro de 2017
SUMÁRIO
1. 	APRESENTAÇÃO .........................................................................................	02
1.1.	conceito de trabalho e energia
 ......................................................................................................	05
1.2. 	Objetivos ........................................................................................................	06
1.2.1. 	Geral ..............................................................................................................	06
1.2.2.	Específicos .....................................................................................................	06
1.3.	Justificativa.....................................................................................................	07
1.4.	Dados de Partida...........................................................................................	08
1.5.	Condicionamento legal (Normas)..................................................................	09
1.6.	Fundamentação teórica.................................................................................	10
2.	METODOLOGIA ...........................................................................................	12
2.1.	Tabelas de Etapas da Metodologia ................................................................	13
3.	MEMORIAL DE CÁLCULO ...........................................................................	14
4.	CRONOGRAMA .............................................................................................	15
5.	REFERÊNCIAS..........................................................................................	17
APÊNDICES .............................................................................................................	18
ANEXOS ..................................................................................................................	28
4
APRESENTAÇÃO
Introdução:
Na maneira em que a tecnologia avança rapidamente, de modo em atender as necessidades humanas em diversas áreas de atuação, iremos atualizar e implementar um mecanismo muito utilizado em empresas que prestam serviços de manutenção em automóveis.
Este mecanismo é extremamente fundamental e tem sua função de suspender e movimentar o veículo de pequeno e médio porte, para manutenção e locomoção em seu ambiente de trabalho, permitindo uma boa dirigibilidade e um melhor aproveitamento em sua área de serviço.
Visto essa possibilidade de implementar um mecanismo, para suprir necessidades que facilitarão a vida de empresários, projetamos o MovCar.
Objetivos:
Geral
Projetar um mecanismo de elevação e mobilidade de veículos automotores de pequeno e médio porte, constituir um projeto seguro e confiável, promovendo um fácil manuseio do mecanismo e proporcionar uma melhor mobilidade para veículos em manutenção.
Específicos
- Especificar materiais adequados para a execução do projeto;
- Averiguaro custo de materiais para viabilização de execução;
- Pesquisar normas de segurança;
- Escolha de materiais e dimensionamento dos elementos;
- Exibir cálculos específicos.
Justificativa
O projeto visa à elaboração de um mecanismo, propondo uma fácil operação, juntamente com seu conjunto de equipamentos. Teremos um sistema hidráulico contendo uma bomba de engrenagens com deslocamento positivo, usualmente em circuitos que habitualmente requer baixa e media vazão, porem com sua alta pressão, com finalidade de manusear os macacos telescópicos.
O quadro de comandos elétricos será acionado através de botoeiras, a fim de posicionar o MovCar, que será conduzido através dos motores elétricos. Esta movimentação contará com o auxilio de baterias 12v recarregáveis.
Essa concepção constituirá em um mecanismo seguro, para o operador e sua função projetada. 
Atualmente os produtos comercializados no segmento de elevadores automotivos, perduram ao longo do tempo com seu modelo de plataforma fixa, entretanto surgiu o projeto do MovCar, que poderá revolucionar a comercialização do produto no segmento, por ser um mecanismo de elevação e movimentação o MovCar pode tornar-se um facilitador de espaço noambiente de trabalho.
Dados de Partida:
- Produto a ser elevado: veículo de pequeno e médio porte;
- Carga máxima: 2500 Kg;
- Entre eixos:1110.68 mm;
- Altura total:488 mm;
- Comprimento (L): 2293 mm.
Relação de equipamentos e componentes:
- 03 motoreselétricos 12V 12A;
- 01 Multiplicador de força e redutor;
- 01 Bomba hidráulica de engrenagens;
- 01 Freio magnético.
Condicionamento legal (Normas):
-NBR 6158 Sistemas de Tolerância e Ajustes;
- NBR 6409 Tolerância Geométrica;
- NBR 8196 Emprego de Escalas;
- NBR 10067 Princípios Gerais de Representações;
- NBR 13273 Referência a Itens;
- NBR ISO 2768-1 Tolerâncias Gerais;
- NR 10 Segurança em instalações e serviços em eletricidades;
- NR 11 Transporte, movimentação, armazenagem e manuseio de materiais;
-NR 12 Máquinas e equipamentos;
Fundamentação teórica:
Para uma melhor compreensão dos mais variados tipos de mecanismo já existentes, temos como exemplo um elevador já comercializado pela “JM Maquinas”, que foi desenvolvido para suprir as necessidades, no qual as empresas de manutenção em veículos necessitam.
A figura 01revela o elevador JM 2500:
Figura 01: Elevador JM 2500
Fonte:http://www.jmmaquinas.com.br/Produtos/Manual/Elevador%20JM%202500.pdf
Este mecanismo possui um sistema de elevação por fusos (rosca sem fim), em aço trefilado, sua estrutura é constituída em chapa de aço dobrada, garantindo uma maior segurança e estabilidade.
Os produtos disponíveis comercialmente estão baseados em um mecanismo fixo, exercendo somente a função de elevação. 
Refletindo essa carência de mobilidade em um mecanismo de extrema importância, idealizamos um mecanismo de elevação e mobilidade, o MovCar, que proporcionará um melhor desempenho em diversas etapas em manutenção de veículos.
O propósito do projeto do MovCar, será um mecanismo distinto, visando o desembaraço em oficinas mecânicas, o mecanismo conta com sistema automatizado sendo alimentado por baterias recarregáveis 12V.
O MovCar,terá como objetivo, evitar o esforço físico, agilidade no serviço, e melhor aproveitamento do espaço físico no local de trabalho.
No momento em que, se executa uma manutenção veicular, o imprevisto é garantido, um dos fatos mais corriqueiros em manutenções, é quando, ao realizar o desmonte de um veículo, em muitos casos, ocorre à identificação de alguns produtos a mais, ou seja, não estava previsto para ser substituído, ou ate mesmo, peças de reposição com defeitos einclusive com especificação divergente do veículo em manutenção. 
Visto essas possibilidades decorrentes do dia-dia, viabilizamos um mecanismo que facilitará os usuários em diversas maneiras no decorrer de suas manutenções.
Este mecanismo possibilitará o deslocamento de veículos em diversas condições de avarias, não necessitando a montagem, isso permite o usuário locomover veículos avariados, aguardando peças ou demais exigências necessárias até a chegada do material solicitado, obviamente que este mecanismo exige um piso devidamente apropriado para seu deslocamento, sendo assim, praticável à locomoção para pátios e demais lugares disponíveis.
Objetivando essas eventuais possibilidades, esse mecanismo poderá serutilizado em oficinas mecânicas, de pequeno, médio e grande porte, permitindo uma melhor acomodação de veículos e consequentemente uma melhor agilidade no serviço prestado.
METODOLOGIA
Constituímos como parte do projeto, metas a todos que compõe a equipe de modo que trabalhemos juntos a este propósito.
A execução do projeto prevê primeiramente os cortes dos perfis, a fim de realizar a montagem do mecanismo, que tem como plataforma um chassi.
Seu formato retangular e compacto facilitará o modo de operação, visto que estará previsto um sistema automatizado de deslocamento. 
O mecanismo terá capacidade de massa de até 2500 kg, utilizaremos para a fabricação alguns componentes, como perfis laminados e chapa de espessura 3 mm formando o chassi, a chapa na parte superior, será utilizada como tampa para proteger os componentes internos de possíveis danos, as barras extensoras, serão anexada ao chassi, confeccionadas através de perfiscom reforço em suas extremidades, após utilizaremos hastes internas, de barras maciças quadradas, no qual será soldada em um dos seus limites, o suporte será fixado por quatro parafusos allem de 16mm e 10,9 mm nos cilindros hidráulicos.
O processo de idealização até a execução do projeto prevê um cronograma de tarefas, assim como os processos de execução e montagem do mecanismo.
Etapas da Metodologia 
Na tabela abaixo podemos verificar os processo:
Assim ao final de sessenta e dois dias teríamos um protótipo devidamente testado e aprovado, para colocar uma linha de fabricação e distribuição ao mercado.
MEMORIAL DE CÁLCULO
Cálculo do fator de segurança:
Cálculo do fator de segurança
	Fator de penalização
	Número de penalização (NP)
	A - Conhecimento preciso do carregamento
	0
	B - Cálculo preciso das tensões
	1
	C - Conhecimento preciso da resistência
	0
	D- Necessidade de conservação
	3
	E - Gravidade das consequências de falha
	2
	F - Qualidade da fabricação
	0
	G -Condições de operação
	2
	H - Qualidade da inspeção/manutenção
	1
	T
	-5
Fonte: PLT 296, 2004, p. 235
Fator de segurança do projeto estimado empiricamente1,25.
Valor admissível do projeto:
Cronograma
Fonte: Autores
Desenvolvimento Realizado
Os métodos de idealização foram traçados a partir de um cronograma, onde realizaremos todas as etapas no decorrer do projeto.
Desde o principio do projeto, já executamos varias pesquisa em benefício do mecanismo. Primeiramente desenvolver um produto que supra alguma necessidade a mais dos produtos já existentes no mercado.
Surgiu então o MovCar, um mecanismo de elevação e movimentação, no qual já desenvolvemos graficamente, e pesquisamos todos os equipamentos que contem o produto, a começar de perfis, para fabricação do chassi, chapas, motores hidráulico, elétricos e demais indicado no projeto. 
REFERÊNCIAS
ABNT/NBR 6023/2002, Informação e Documentação, Referenciais, Documentação.
VALKENBURGH, V.; NOOGER & NEVILLE, I. Eletricidade Básica. Volume 5. Rio de Janeiro: Ao Livro Técnico, 1982
BUDYNAS, Richard.Elementos de Máquinas – Projeto de Engenharia Mecânica, São Paulo: Editora Bookman, 2011.
FIALHO, A. Automação Hidráulica. São Paulo: Érica, 2011
COLLINS, Jack. PLT 296 Projeto Mecânico de Elementos de Máquina, Tradução: Pedro Manuel Calas Lopes Pacheco. Rio de Janeiro: Editora LTD, 2004.
MARTINGNOLI, Alfonso – Maquina Elétricas de Corrente Continua, Ed. GLOBO – 1970
FILHO, Flávio de Marco, Apostila de Elementos de Transmissão flexíveis, Rio de Janeiro: Editora: Universidade Federal do Rio de Janeiro, 2009.
REXROTH Bosch Group. Catálogo – Hidráulica Industrial. Disponível em: http://www.jahidraulica.com.br/catalogos.php. Acesso em: Setembro 2017
LOBOSCO, Orlando Silvio; DIAS, José Luiz Pereira da Costa. Seleção e Aplicação de Motores Elétricos Editora MacGraw-Hill,1988.
NR-10,Segurança em instalações e serviços em eletricidade (Redação dada pela Portaria nº 598, de 7 de dezembro de 2004, disponível em:
<http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nr/nr12.htm> Acesso em 26 de setembro 2017
Motor Elétrico A29-400-G. Disponível em: http://neucly.com/gearmotor-dc. Acesso em Agosto 2017
Motor Elétrico IP56-12V. Disponível em: https://www.alibaba.com/product-detail/63ZYT-series-IP56-Brushed-Dc-explosion_60410879841.html. Acesso em: Agosto 2017
WEG, Catálogo de Especificações de Motores deIindução. Disponível em http://ecatalog.weg.net/files/wegnet/WEG-guia-de-especificacao-de-motores-eletricos-50032749-manual-portugues-br.pdf. Acesso em 30 de agosto 2017
APÊNDICE
APÊNDICE 1 – Cálculo de Potência dos propulsores
O dimensionamento do propulsor é de extrema importância no projeto de um mecanismo. Esses cálculos serão verificados na pior situação, ou seja, com isso utilizaremos uma margem de segurança referente a carga máxima do mecanismo.
O projeto será fundado com três motores elétricos, distribuídos nos sistemas hidráulicos e tração, no sistema hidráulico, utilizaremos um motor modelo IP56 de 12V e no sistema de tração será utilizado dois motores independentes e idênticos, modelo A28-400-G de 12V.
Motor Elétrico IP56-12V – Acoplado a Bomba Hidráulica
Figura 01: Motor Elétrico IP56-12V – Acoplado a Bomba Hidráulica
Fonte: WEB: https://www.alibaba.com/product-detail/63ZYT-series-IP56-Brushed-Dc-explosion_60410879841.html
Cálculo de Potência.
P= Pressão
F= Força
A= Área
A= 3786,03 mm2 / 1000000 = 0,0037m2
P = F . V
P= Potencia
F= Força= 24500 N
V= velocidade = 6,12 m/s
P= 24500 N. 6,12 m/s = 149 KW
Motor Elétrico A29-400-G – Tração
Figura 02: Motor Elétrico A29-400-G – Tração
Fonte: WEBhttp://neucly.com/gearmotor-dc
Velocidade estimada para o MOVECAR é de 2 Km/h = 0,56 m/s
m= 3.000 Kg
g= 9,8 m/s2
Potência do motor de rodas em cv:
P= Potencia
F= Força = 29.400 N = 2997,9 Kgf
V= Velocidade máxima esperada = 2 Km/h = 0,56m/s
Redutor de velocidade e multiplicador de força.
n1= Polia motora
n2= rotação polia movida
D2= diâmetro da polia movida
D1= diâmetro da polia motora
O diâmetroda engrenagem menor será de 35mm e a maior de 60mm, assim conciliando o conjunto de três engrenagens pequenas e três grandes.
A rotação do motor é 1562,5 RPM, o motor juntamente com a caixa de redução, proporcionará a rotação de 100 RPM.
APÊNDICE 3 – Tabela dos Elementos de Maquinas.
Fonte: Autores
APÊNDICE 4 – Gráfica curva S-N.
Conforme dados de aço SAE 1045, realizamos p gráfico onde demonstramos sua maior tensão admissível, seu ponto de fadiga e o ponto elástico com variações.
Fonte: COLLINS, Jack. PLT 296 Projeto Mecânico de Elementos de Máquina, Tradução: Pedro Manuel Calas Lopes Pacheco. Rio de Janeiro: Editora LTD, 2004.
APÊNDICE 5 – Fator de Segurança
Fator de segurança realizado com base no livro projeto mecânico de elementos de máquinas de Jack A. Collins, com a perspectiva de se desenvolver um fator de segurança do projeto, com objetivo de que não haja falhas, sendo assim feito uma seleção de fatores de penalização do projeto com avaliação semiquantitativa atribuindo número de penalização variando entre -4 e +4 para cada elemento.
1. Conhecimento preciso do equipamento;
2. Calculo preciso das tensões;
3. Conhecimento preciso da resistência;
4.Necessidades de conservação
5. Gravidade das consequências de falha
6. Qualidade de fabricação
7. Condições de operação
8. Qualidade da inspeção/manutenção
Soma algébrica dos oito itens de penalização:
T=0+1+0-3-2+0-2+1=-5 
Valor admissível do projeto:
Fator de segurança do projeto estimado empiricamente:
APÊNDICE 5 – Visão Geral do Mecanismo 
- Vista 01
Fonte: Autores
- Vista 02
Fonte: Autores
- Vista 03
Fonte: Autores
- Vista 04
Fonte: AutoresANEXOS
Anexo 1 – Especificação do propulsor, Motor Elétrico IP56-12V – Acoplado a Bomba Hidráulica.
Fonte: WEB: https://www.alibaba.com/product-detail/63ZYT-series-IP56-Brushed-Dc-explosion_60410879841.html
Anexo 2 – Motor Elétrico A29-400-G – Tração
Fonte: WEB http://neucly.com/gearmotor-dc
Plan1
	ETAPA	SETOR	CARACTERISTICAS	PRAZOS
	1ª	Planejamento	Recebida a proposta do projeto a
desenvolver.
Recebida a proposta do projeto a
desenvolver.
	15 dias
	Planejamento	Definido equipamento
	2ª	Desenho	Desenhado proposta do equipamento e
aprovado por equipe.
	1 dia
	Logistica	Relacionado equipamentos, dispositivos
elétricos e hidráulicos e mecânicos. Orçamento inicial realizado para verificação de custos, procurando manter matérias já comercializado para baixar custos.
	15 dias
	3ª	Operação	Repassada a este setor informações para
desenvolver protótipo.
	1 dia
	4ª	Operação	1ª fase: peças desenvolvidas conforme
repassadas pelo setor de desenho.
	5 dias
	2ª fase: realizado soldagem da parte
estrutural dos perfis UDC, assim constituindo o chassi.
	2 horas
	3ª fase: união através de soldagem peças de
fixação de elementos como: suportes de rodas, suporte fixo de operação, suportes das barras extensoras dos cilindros hidráulicos, suportes e furos de fixação de elementos secundários (motores, reservatório hidráulico, bomba hidráulica, sistemas elétricos, locais de passagem das mangueiras hidráulicas)
	1 dia
	5ª	Operação	Equipamento recebe tratamento de pintura	2 dias
	6ª	Operação	Montagem do sistema de tração e
movimento do equipamento
	1 dia
	7ª	Operação	Montagem do sistema hidráulico
movimento do equipamento
	1 dia
	8ª	Operação	Montagem do sistema de comando elétrico
do console
	1 dia
	9ª	Operação	Testes realizado em todos os sistemas.	1 dia
	10ª	Operação	Montagem das barras extensoras juntamente
com os cilindros hidráulicos. Sistema hidráulico expurgado e estado.
	1 dia
	11ª	Controle de qualidade	Equipamento finalizado, assim repassado
para testes, com capacidades superior ao suportável, assim o definindo como um equipamento seguro e eficiente
	5 dias
Plan1
	Previsão
	Fase	Atividade	9-Aug	16-Aug	23-Aug	30-Aug	6-Sep	13-Sep	20-Sep	27-Sep	4-Oct	18-Oct	25-Oct	3-Nov	10-Nov
	Preliminar	Definição de Projeto	x
	Elaboração cronograma, Relação dos dados de entrada, Objetivos. 	x
	Listar os elementos de maquinas, seus materiais e modos de falha.	x	x
	Esboçar croqui e visão geral da máquina	x	x
	Definir e calcular o fator de segurança	x	x
	Intermediaria	Determinar potência do propulsor	x
	Sugerir e especificar o propulsor	x
	Repensar Geometria	x
	Esboçar metodologia	x
	Especificação do propulsor	x
	Motor Elétrico da Bomba Hidraulica	x
	Motor elétrico da Tração	x
	Anteprojeto	x
	Detalhamento
	Entrega do Projeto escrito	x
	Campo
Plan1
	Elementos de máquinas	Referência / especificação	Qtd.	un.	Possiveis modos de falhas	Consequência	Paleativo	Material Sugerido	Vida útil 
	PERFIL U LAMINADO	76,2x38,1x8,13x450mm	8	4	RUPTURA DE SOLDA	EXCESSO DE CARGA	SOLDA	ELETRODO REVESTIDO AWS E7018-1	INDETERMINADO
	PERFIL U LAMINADO	101,6x41,27x8x1000mm	2	1	RUPTURA DE SOLDA	EXCESSO DE CARGA	SOLDA	ELETRODO REVESTIDO AWS E7018-1	INDETERMINADO
	PERFIL U LAMINADO	101,6x41,27x8x900mm	2	1	RUPTURA DE SOLDA	EXCESSO DE CARGA	SOLDA	ELETRODO REVESTIDO AWS E7018-1	INDETERMINADO
	BARRA QUADRADA LAMINADA	57,15X57,15X420MM	4	1	RUPTURA DE SOLDA	EXCESSO DE CARGA	SUBSTITUIÇÃO	BARRA QUADRADA	INDETERMINAVEL
	CHAPA Aço 1020	900X1000X3	1	1	RUPTURA DE SOLDA	EXCESSO DE CARGA	SOLDA	ELETRODO REVESTIDO AWS E7018-1	INDETERMINAVEL
	BATERIA	12V 12A	3	1	DEFEITO NO CARREGADOR	QUEDA DE ENERGIA	SUBSTITUIÇÃO	CARREGADOR	2 anos
	COMANDO HIDRAULICO COM ACIONAMENTO ELÉTRICO	12Vcc 1 Seção 50L	1	1	VAZAMENTO	DESGASTE DAS PEÇAS	APERTO NAS CONECÇÕES DAS MANGUEIRAS	SUBSTITUIÇÃO DO SISTEMA DE VEDAÇÃO	2 ANOS
	MACACOS TELESCÓPCOS 	4 HASTE	4	1	VAZAMENTO	DESGASTE DOS RETENTORES	SUBSTITUIÇÃO DE RETENTORES	SUBSTITUIÇÃO DE RETENTORES	10 ANOS
	BOMBA HIDRAULICA DE ENGRENAGENS	SERIE KP-1	1	1	VAZAMENTO	DESGASTE DE RETENTORES	APERTO NAS CONECÇÕES DAS MANGUEIRAS	SUBSTITUIÇÃO DE RETENTORES	5 ANOS
	MOTOR ELETRICO 12V (BOMBA)	3 ''76mm IP56 12V	1	1	QUEDA DE ENERGIA	QUEIMA DO MOTOR	SUBSTITUIÇÃO	SUBSTITUIÇÃO	5 ANOS
	MANGUEIRA ALTA PRESSÃO HIDRAULICA 1/4 	EN 854 R3 SAE 100R3	8	4	VAZAMENTO	DESGASTE	SUBSTITUIÇÃO	SUBSTITUIÇÃO	5 ANOS
	MANGUEIRA ALTA PRESSÃO HIDRAULICA 3/8	EN 854 R3 SAE 100R3	2	1	VAZAMENTO	DESGASTE	SUBSTITUIÇÃO	SUBSTITUIÇÃO	5 ANOS
	RESERVATÓRIO	APROX 8L	1	1	-	-	-	-	-