MÁQUINA TERMOFUSORA DE CONEXÕES PPR

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UNIVERSIDADE TUIUTI DO PARANÁ 
 
DIEGO WOSNIAKI 
TIAGO CAMBRUSSI 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MÁQUINA ALINHADORA E TERMOFUSORA DE CONEXÕES E 
REGISTROS EM PPR 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CURITIBA 
2016 
 
 
DIEGO WOSNIAKI 
TIAGO CAMBRUSSI 
 
 
 
 
 
 
 
MÁQUINA ALINHADORA E TERMOFUSORA DE CONEXÕES E 
REGISTROS EM PPR 
 
 
 
Monografia apresentada à disciplina Trabalho de 
Conclusão de Curso II do curso de Engenharia 
Mecânica da Faculdade de Ciências Exatas e de 
Tecnologia da Universidade Tuiuti do Paraná, 
como requisito parcial para obtenção de grau de 
Engenheiro Mecânico. 
 
Prof. Orientador: Nelson Henrique da Silva 
 
 
 
 
 
 
 
 
CURITIBA 
2016 
 
 
RESUMO 
 
O presente projeto tem como proposta desenvolver uma máquina termofusora 
automatizada, com movimentos auxiliados por sistemas pneumáticos, que realize 
soldas simultâneas entre dois registros e um Te Misturador confeccionados em 
termoplástico PPR (Polipropileno Randon Tipo 3), a união destes componentes 
forma a base reguladora de fluído. A solda em PPR se dá pelo processo de 
termofusão, onde é necessário o acoplamento das extremidades das peças em 
termofusoras com temperaturas superficiais entre 260°C e 280°C; este processo 
funde molecularmente o PPR garantindo estanqueidade e confiabilidade no sistema. 
A base reguladora de fluído montada utilizando a máquina desenvolvida neste 
projeto ajuda a sanar a dificuldade que o mercado de construção civil encontra 
durante as instalações nas obras, tornando o processo mais seguro e ágil. Instalada 
esta base permite ao usuário a regulagem de vazão de água quente e fria até a 
saída no chuveiro ou ducha, apresentando características de isolamento térmico, 
reduzindo a perda calórica da água e garantindo a estanqueidade das partes 
soldadas. O processo atual de montagem e alinhamento destas bases na empresa 
Nicoll Indústria Plástica é de forma manual. Este método acarreta problemas de 
desalinhamento entre as partes e esforços repetitivos dos operadores durante o 
turno de trabalho, gerando despesas para a empresa principalmente devido a perda 
do produto. A função principal da máquina deste projeto é garantir o alinhamento 
entre as peças a serem soldadas, aprimorando a funcionalidade e estética do 
produto final, padronizando a montagem sem esforços braçais dos operadores e 
agilizar o processo de solda. Para orientação nas tomadas de decisões durante o 
desenvolvimento deste equipamento, foram utilizadas algumas ferramentas de 
pesquisa/projetos. Com o benchmarking foi possível constatar que não existe no 
mercado um equipamento com as mesmas funções, porém algumas características 
encontradas ajudaram na decisão da construção da máquina alinhadora e 
termofusora de conexões em registros PPR. As ferramentas de qualidade e projeto 
utilizadas para o direcionamento deste trabalho foram, QFD (Quality Function 
Deployment) e FMEA (Failure Mode and Effect Analysis). Por meio das análises nos 
resultados obtidos de alinhamento, tempo para conclusão da solda e facilidade na 
operação da máquina, o desenvolvimento do projeto se mostrou viável. 
 
Palavras chave: Termofusora. Base reguladora de fluído. Termofusão. Registro de 
pressão. Te Misturador. 
 
 
4 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
FIGURA 01 - BOCAIS DA TERMOFUSORA ............................................................ 10 
FIGURA 02 - TERMOFUSÃO MANUAL ................................................................... 10 
FIGURA 03 - BASE REGULADORA DE FLUÍDO DESALINHADA. .......................... 11 
FIGURA 06 - FLEXÃO .............................................................................................. 25 
FIGURA 07 - EXEMPLO POKA YOKE ..................................................................... 29 
FIGURA 08 - TERMOFUSÃO MANUAL ................................................................... 30 
FIGURA 09 - PROCESSO DE SOLDA POR PONTOS INTERCALADOS ................ 31 
FIGURA 10 - PROCESSO DE SOLDA MIG .............................................................. 31 
FIGURA 11 - SOLDA COM MATERIAL SUPERAQUECIDO .................................... 35 
FIGURA 12 - SOLDA PARÂMETROS NORMAIS ..................................................... 35 
FIGURA 13 - TESTE DE ESTANQUEIDADE ............................................................ 36 
FIGURA 14 - VISTA ISOMÉTRICA ........................................................................... 37 
FIGURA 15 - FUSÃO DO PPR .................................................................................. 37 
FIGURA 16 - BERÇO DE FIXAÇÃO ALINHADO ...................................................... 39 
FIGURA 17 - BASE T ................................................................................................ 42 
FIGURA 18 - GRAMPO DE FIXAÇÃO ...................................................................... 44 
FIGURA 19 - HASTES GUIAS .................................................................................. 44 
FIGURA 20 - ATUADOR PNEUMÁTICO .................................................................. 47 
FIGURA 21 - ATUADOR PNEUMÁTICO FIXADO NA ESTRUTURA ....................... 48 
FIGURA 22 - TERMOFUSORA ................................................................................. 49 
FIGURA 23 - TERMOFUSORA ALINHADA COM OS COMPONENTES.................. 50 
FIGURA 24 - HASTES GUIAS DAS TERMOFUSORAS ........................................... 51 
FIGURA 25 - BOTUEIRA DE EMERGÊNCIA ........................................................... 53 
FIGURA 26 - MÁQUINA TERMOFUSORA COMPLETA .......................................... 55 
FIGURA 27 - VISTA FRONTAL DA MÁQUINA ......................................................... 55 
FIGURA 28 - VISTA LATERAL DA MÁQUINA .......................................................... 56 
FIGURA 29 - VISTA INFERIOR DA MÁQUINA ......................................................... 56 
FIGURA 30 - ESTRUTURA COMPLETA DA MÁQUINA .......................................... 56 
FIGURA 31 - CONJUNTO FRONTAL. ...................................................................... 59 
FIGURA 32 - BASE TERMOFUSORA. ..................................................................... 60 
FIGURA 33 - CONJUNTO DA BASE TERMOFUSORA. .......................................... 60 
 
 
5 
 
 
LISTA DE TABELAS 
 
TABELA 01 - PROCEDIMENTOS DE SOLDA DO PPR ........................................... 11 
TABELA 02 - COMPARATIVO DOS PRODUTOS NO MERCADO .......................... 13 
TABELA 03 - QFD (QUALITY FUNCTION DEPLOYMENT) ..................................... 17 
TABELA 04 - SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI) ............................... 21 
FIGURA 05 - TIPOS DE ESFORÇOS ....................................................................... 22 
TABELA 05 - TENSÃO X DEFORMAÇÃO ................................................................ 25 
TABELA 06 - INFORMAÇÕES DOS CILINDORS PNEUMÁTICOS ......................... 28 
TABELA 07 - AQUECIMENTO DAS PEÇAS ............................................................ 33 
TABELA 08 - AQUECIMENTO x RESFRIAMENTO .................................................. 34 
TABELA 09 - CUSTO DOS PRODUTOS PARA MONTAGEM DA MÁQUINA .......... 57 
TABELA 10 - CUSTO DE PRODUÇÃO UNITÁRIO DA BASE .................................. 58 
TABELA 11 - PERCENTUAL DAS PEÇAS COM DEFEITO ..................................... 58 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
 
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO .........................................................................................................8 
1.1 JUSTIFICATIVA .................................................................................................... 9 
1.2 OBJETIVOS ........................................................................................................ 12 
2 BENCHMARKING ................................................................................................. 13 
2.1 TOPFUSION BANCADA TERMOFUSORA ........................................................ 13 
2.1.1 Fixação das peças ........................................................................................... 14 
2.1.2 Placa térmica .................................................................................................... 14 
2.1.3 Bocais ............................................................................................................... 14 
2.1.4 Movimentação .................................................................................................. 15 
2.1.5 Alinhamento ..................................................................................................... 15 
2.2 TERMOFUSORA ................................................................................................ 15 
2.2.1 Manopla ............................................................................................................ 15 
2.2.2 Placa térmica .................................................................................................... 15 
2.2.3 Bocais ............................................................................................................... 16 
3 QFD (Quality Function Deployment) ................................................................... 17 
3.1 SOLUÇÕES PROPOSTAS ................................................................................. 19 
4 FMEA (Failure Mode and Effects Analysis). ....................................................... 20 
5 TEORIA DO PROJETO ......................................................................................... 21 
5.1 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS ....................................................................... 21 
5.2 FLEXÃO SIMPLES .............................................................................................. 25 
5.3 CILINDROS PNEUMÁTICOS .............................................................................. 27 
5.3 POKA YOKE ....................................................................................................... 29 
5.4 ERGONOMIA ...................................................................................................... 29 
5.5 SOLDA MIG ........................................................................................................ 30 
5.6 TERMOFUSÃO ................................................................................................... 32 
5.6.1 Testes do PPR ................................................................................................. 32 
 
 
7 
 
6 PROJETO .............................................................................................................. 37 
6.1 BERÇO DE FIXAÇÃO ......................................................................................... 39 
6.2 BASE T................................................................................................................ 41 
6.3 HASTES GUIAS .................................................................................................. 44 
6.4 CILINDROS PNEUMÁTICOS .............................................................................. 46 
6.5 TERMOFUSORA ................................................................................................ 49 
6.6 BASE TERMOFUSORA ...................................................................................... 50 
6.7 BOTOEIRA DE ACIONAMENTO ........................................................................ 53 
6.8 BOTOEIRA DE EMERGÊNCIA ........................................................................... 53 
6.9 ESTRUTURA DA MÁQUINA ............................................................................... 54 
7 CROQUIS TÉCNICOS ........................................................................................... 55 
8 CUSTO TOTAL DA MÁQUINA .............................................................................. 57 
9 PROTÓTIPO ......................................................................................................... 59 
9.1 TESTES DE FUNCIONAMENTO DA MÁQUINA ................................................ 61 
10 CONCLUSÃO ...................................................................................................... 62 
REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 64 
APÊNDICE A – FMEA DESIGNE ............................................................................. 67 
APÊNDICE B – ESQUEMA ELETROPNEUMÁTICO ............................................... 68 
APÊNDICE C – DESENHOS TÉCNICOS ................................................................. 70 
 
 
8 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
Nas últimas duas décadas a construção civil no Brasil passou por um 
desenvolvimento tecnológico, impulsionada pelas crescentes demandas de 
consumo. Segundo dados da Sinduscon-MG, nos últimos 20 anos o Brasil cresceu 
74,25%, com avanço médio anual de 2,82%, atingindo o pico de crescimento no ano 
de 2010, com 11,6% (SINDUSCON-MG, 2015). 
Juntamente com o crescimento da construção civil surgiram as 
necessidades de melhorias e avanços tecnológicos em processos e produtos, 
envolvendo, dentre outros setores ligados à mesma, o da indústria termoplástica 
(BNDES, 2013). 
Visando a durabilidade e a confiabilidade na instalação de tubos e conexões, 
as empresas do ramo termoplástico se especializaram em sistemas que utilizam 
tubos e conexões rígidos fabricados no copolímero PPR (polipropileno copolímero 
Rondon-tipo 3), resina desenvolvida para suporta a utilização tanto em água fria 
quanto em água quente (NICOLL, 2015). Utilizado na construção civil, o PPR 
substitui o PVC (Polipropileno de Polivinila) em instalações de água fria e o cobre 
nas instalações de água quente, proporcionando redução de custos nas instalações 
(PORTAL METALICA CONSTRUÇÃO CIVIL..., 2015). 
A solda entre os componentes de PPR é feita pelo processo de termofusão, 
onde tubos e conexões se fundem molecularmente através do contato das peças 
aquecidas à temperaturas entre 260°C a 280°C, tornando o processo irreversível 
após o resfriamento das peças, garantindo uma união segura e sem vazamentos 
(NORMAS..., 2015). 
Outro aspecto relevante no processo de solda é o alinhamento dos itens. Em 
estudo de caso, realizado na empresa Nicoll Indústria Plástica Ltda, foram 
detectados problemas no alinhamento durante a montagem da base reguladora de 
fluído, acarretando a perda do produto, pois o material é soldado de forma manual 
em que o operador determina o alinhamento das peças de forma visual. 
Neste sentido, o presente projeto tem por objetivo desenvolver uma máquina 
termofusora automatizada por componentes pneumáticos, que otimizará o processo 
de montagem da base reguladora de fluído, possibilitando duas uniões simultâneas, 
mantendo os componentes alinhados, reduzindo desperdícios e garantindo uma 
9 
 
solda segura e alinhada durante todo o processo, resultando em maior qualidade no 
produto final. 
 
1.1 JUSTIFICATIVA 
 
Em análise ao método de solda do PPR (polipropileno Copolímero Randon – 
tipo 3) realizado por colaboradores da empresa Nicoll Industria Plástica, no processo 
de montagem de alguns produtos de seu portfólio, foram detectados maiores 
problemas no produto base reguladora de fluído que é formado atravésda união de 
registros de pressão ao componente Te Misturador. Esta peça tem como principal 
função regular e misturar uma determinada quantidade de água fria com água 
quente, para condução até a saída da ducha. 
A utilização do PPR como principal material na montagem da base 
reguladora é devido algumas características que justificam o aumento do seu 
consumo na construção civil, tais como: resistência a corrosão, resistência à pressão 
interna, potabilidade da água transportada, reduz a perda calórica da água 
transportada, resistência ao impacto, instalações mais silenciosas, imune a corrente 
eletrolíticas, mínima perda de carga e alta resistência a baixas temperaturas 
(AMANCO, 2015). 
A termofusora é responsável por aquecer os componentes em PPR na 
temperatura ideal de solda, a alta temperatura gerada é possível devido à passagem 
de tensão e corrente elétrica nas resistências elétricas internas da termofusora 
quando ligadas em redes de 220 VCA. Através de um potenciômetro o usuário pode 
regular a temperatura emitida na superfície da termofusora. O aquecimento das 
conexões no diâmetro correto é auxiliado por bocais, definidos como macho e 
fêmea, conforme figura 01. Estes itens são revestidos com teflon e evitam a 
aderência do termoplástico em sua superfície, facilitando a conexão e limpeza dos 
materiais. 
 
10 
 
FIGURA 01 - BOCAIS DA TERMOFUSORA 
 
FONTE: UNIKAP..., 2016. 
 
O processo de solda para a base reguladora de fluído na Nicoll é realizado 
por um operador. Após realizar o aquecimento e amolecimento superficial do registro 
de pressão e Te Misturador que são pressionadas contra os bocais da termofusora, 
o mesmo faz a união dos dois componentes de forma manual com a aproximação e 
contato das extremidades aquecidas, realizando a alinhamento de forma visual, 
ocasionando vários erros durante o processo de montagem, como mostra a figura 
02. 
 
FIGURA 02 - TERMOFUSÃO MANUAL 
 
FONTE: ZEUS DO BRASIL..., 2015. 
 
Para realização da solda perfeita, as peças a serem unidas são encostadas 
e pressionadas nos bocais da termofusora, respeitando a profundidade de 
penetração e tempo limite de aquecimento para cada diâmetro, como explica a 
tabela 01: 
 
11 
 
TABELA 01 - PROCEDIMENTOS DE SOLDA DO PPR 
 
FONTE: UNIKAP..., 2016. 
 
As informações coletadas pelo setor de qualidade da Nicoll durante a 
montagem da base reguladora de fluido levaram a resultados insatisfatórios para a 
companhia, gerando elevado desperdício de material e retrabalho assim os 
responsáveis pelo setor recorreram ao mercado a fim de encontrar máquinas que 
aperfeiçoem e melhorem o processo de montagem das bases reguladoras de fluído, 
possibilitando a redução de custos causada por constantes erros de alinhamento no 
final da termofusão dos componentes. A figura 03 mostra o problema de 
alinhamento causado por um erro de alinhamento durante a união dos componentes. 
 
FIGURA 03 - BASE REGULADORA DE FLUÍDO DESALINHADA. 
 
FONTE: Próprios autores. 
 
12 
 
As exigências levantadas pela diretoria da empresa Nicoll para aquisição da 
máquina são; realize soldas alinhadas e padronizadas; maior quantidade de peças 
produzidas em menor tempo; menor custo de operação; uma máquina compacta e 
que trabalhe de forma automatizada para realizar a montagem dos componentes em 
PPR; facilidade na montagem e manuseio do equipamento. A empresa acredita que 
se o equipamento apresentar estas características, o prejuízo causado pelo descarte 
dos materiais errados reduzirá. 
As melhorias de produção, proposta pela construção da máquina, geram 
benefícios ergonômicos, que devido automatização do processo o operador deixa de 
exercer os esforços braçais e repetitivos para soldagem das peças, reduzindo a 
possibilidade de acidentes devido o contato das mãos com a termofusora. 
 
1.2 OBJETIVOS 
 
Sabendo da procura da empresa Nicoll Indústria Plástica e as exigências 
solicitadas para a aquisição de um produto novo que atenda suas necessidades de 
produção e redução de desperdício, o presente projeto tem como objetivo principal 
desenvolver uma máquina que realize soldas alinhadas entre as peças que 
compõem a base reguladora de fluído, gerando minimização dos custos de 
operação e maximização da quantidade de peças produzidas, bem como ter 
resistência ideal para demanda solicitada e trabalhar com correta sincronia dos seus 
componentes, garantindo a satisfação do cliente. 
O desalinhamento entre as partes soldadas, que é o principal problema 
encontrado atualmente, será sanado através de hastes guias e berços para fixação 
das peças, desenvolvidas e instaladas na maquina para maior precisão e segurança 
na montagem, mantendo a solda alinhada do começo ao fim do processo, 
padronizando os produtos. 
A precisão também fará parte dos componentes pneumáticos, que serão 
implantados para automatização da máquina. A utilização de dois atuadores nas 
laterais da máquina tem a utilidade de movimentar os berços de fixação dos 
registros sincronizados, para realização de duas soldas ao mesmo tempo, gerando 
maior agilidade na confecção do produto final. 
 
 
13 
 
2 BENCHMARKING 
 
Com intuito de se obter informações sobre mecanismos que sirvam de base 
para o desenvolvimento da máquina do presente projeto, foram realizadas pesquisas 
através do Benchmarking em equipamentos que realizam soldas por termofusão em 
materiais confeccionados em PPR. 
Verificou-se que não existe no mercado um produto que desenvolva de 
forma automatizada a solda em registros e "Te Misturador" que o presente projeto 
está determinado a realizar, entretanto a pesquisa foi de grande valia, fornecendo 
informações e métodos que auxiliaram na escolha e construção da máquina 
alinhadora e termofusora. A tabela 02 apresenta um comparativo de dois produtos 
disponíveis no mercado que realizam solda em PPR. 
 
TABELA 02 - COMPARATIVO DOS PRODUTOS NO MERCADO 
 
FONTE: Próprios autores. 
 
2.1 TOPFUSION BANCADA TERMOFUSORA 
 
A Topfusion bancada termofusora apresenta um sistema mecânico manual 
para realizar soldas por meio de termofusão, unindo uma conexão ao tubo, e 
podendo contar com regulagem dos diâmetros das peças a serem soldadas. Estas 
14 
 
regulagens são fixadas através de parafusos a um sistema em formato cilíndrico 
confeccionado em ferro fundido, onde sua metade superior é móvel devido a 
dobradiças que facilitam a inserção do material a ser soldado. São utilizados três 
conjuntos de regulagem para fixar as peças (TOPFUSION, 2016). 
A movimentação do sistema utiliza um atuador manual tipo volante que 
trabalha em conjunto com cremalheiras e engrenagens. Para a realização do 
movimento de forma alinhada e segura são utilizadas quatro hastes de ferro, 
auxiliando na movimentação completa para realização das soldas. 
O conceito de utilização das hastes, para direcionar e alinhar o movimento 
da maquina até o momento da solda, auxiliou na idealização e confecção do projeto 
máquina alinhadora e termofusora de conexões e registro em PPR, contribuindo 
para uma melhor solução dos problemas encontrados no processo de montagem 
atual. 
Os sistemas de fixação utilizados pela Topfusion bancada termofusora 
permite que não ocorra erro de alinhamento e encaixe das mesmas durante o 
processo de solda, garantindo a conclusão do processo de forma correta. 
 
2.1.1 Fixação das peças 
Quantidade de fixadores: três sistemas. 
 Material: nylon. 
 Regulagem: de acordo com a tubulação utilizada. 
 
2.1.2 Placa térmica 
Utiliza placa térmica para realizar o aquecimento dos bocais e fusão das 
peças. 
 Tensão:220 VCA. 
 Potência: 1100 W. 
 Temperatura de trabalho: 260°C. 
 
2.1.3 Bocais 
Os bocais (fêmea/ macho) fixados nas placas térmicas através de parafusos 
são responsáveis pelo aquecimento da tubulação que será soldada no diâmetro 
desejado. 
 Diâmetros de regulagem: 63 a 160 mm. 
15 
 
 Material: metal revestido com teflon. 
 
2.1.4 Movimentação 
A movimentação do sistema é composta por engrenagens, cremalheira e 
atuador manual tipo volante. 
 Material das guias: aço 1020. 
 Material das engrenagens: Não especificado. 
 
2.1.5 Alinhamento 
O alinhamento das peças se dá por duas hastes cilíndricas na parte superior 
da ferramenta e duas cremalheiras fixadas na parte inferior. 
 Material: Aço de baixa liga. 
 
2.2 TERMOFUSORA 
 
A termofusora apresenta simplicidade e facilidade para realização de solda. 
O operador conecta um registro no bocal macho do equipamento e o Te Misturador 
no bocal fêmea, espera alguns segundos para o aquecimento das peças, retira dos 
bocais e realiza a conexão unindo as duas partes manualmente (NICOLL, 2016). 
 
2.2.1 Manopla 
É possível movimentar a termofusora manualmente através da manopla uma 
vez que o mesmo não sofre alteração de temperatura, o que garante a segurança do 
operador. 
 Dimensões: Comprimento 100 mm x Diâmetro 40 mm. 
 Material: ABS. 
 Ligação: Direta. 
 LED: Vermelho/Verde. 
 Peso: 340g. 
 
2.2.2 Placa térmica 
A placa recebe a tensão da rede elétrica e converte em calor chegando à 
temperatura ideal de trabalho. 
 Tensão: 220 VCA. 
16 
 
 Potencia: 1000 W. 
 Temperatura máxima: 300°C. 
 Dimensões: C 150 x E 16 x L 78,5 mm. 
 Material: Metal condutivo. 
 Peso: 300 g. 
 
2.2.3 Bocais 
Fixados na placa térmica através de um parafuso, os bocais (fêmea/macho) 
são responsáveis em aquecer a tubulação que será soldada no diâmetro desejado. 
 Diâmetros atendidos: 20 a 63 mm. 
 Bocal macho: Rosca métrica para torque do parafuso. 
 Material: Metal revestido com teflon. 
 Peso: 80 g. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
17 
 
3 QFD (Quality Function Deployment) 
 
A metodologia QFD (Quality Function Deployment) também conhecida como 
“casa da qualidade” tem como objetivo identificar as necessidades dos clientes 
através de pesquisas, frente aos produtos e serviços, fazendo com que os desejos e 
necessidade sejam compreendidas e atendidas. 
A tabela 03 mostra a ferramenta QFD do projeto proposto. 
 
TABELA 03 - QFD (QUALITY FUNCTION DEPLOYMENT) 
 
FONTE: Próprios autores. 
18 
 
Por meio da ferramenta QFD foram listadas as principais necessidades do 
cliente juntamente com o percentual de importância de cada item. Para atender da 
melhor forma os requisitos propostos pela empresa foram indicados parâmetros de 
projeto que cruzam com as necessidades que deverão conter no projeto, a fim de 
desenvolver o melhor produto ao cliente final. Ao traçar os parâmetros, a ferramenta 
QFD indica a classificação por importância para cada item que deverá constar no 
projeto final, conforme descrito abaixo: 
 
1° Alinhamento. 
2° Custo de operação. 
3° Quantidade de peças produzidas. 
4° Custo das peças. 
5° Sistema de fixação. 
6° Transmissão de força. 
7° Tempo de produção. 
8° Ar comprimido. 
9° Quantidade de peças da máquina. 
10° Dimensões. 
10° Resistência das peças. 
11° Padronização das peças. 
12° Bloqueio de energia. 
13° Proteção térmica. 
 
Foi constatado pela ferramenta QFD que alguns requisitos importantes 
geraram conflitos negativos para a realização do projeto proposto, estes são: 
 
1° Alinhamento X Quantidade de peças da máquina. 
2° Sistema de fixação X Tempo de produção. 
3° Sistema de fixação X Quantidade de peças produzidas. 
4° Sistema de fixação X Quantidade de peças da maquina. 
5° Transmissão de força X Custo de operação. 
6° Ar comprimido X Custo de operação. 
7° Quantidade de peças da maquina X Proteção térmica. 
 
19 
 
3.1 SOLUÇÕES PROPOSTAS 
 
1° Alinhamento X Quantidade de peças da máquina. 
Para melhor alinhamento das peças sem a redução da precisão e qualidade 
da termofusão será utilizado o mínimo de diâmetro nas guias. 
 
2° Sistema de fixação X Tempo de produção. 
Desenvolvimento de presilhas ou gabaritos para maior agilidade de fixação 
das peças a serem unidas. 
 
3° Sistema de fixação X Quantidade de peças produzidas. 
Ajustando os sistemas de fixação para realização de duas termofusões ao 
mesmo tempo, haverá uma maior quantidade de peças produzidas em um 
determinado tempo. 
 
4° Sistema de fixação X Quantidade de peças da máquina. 
Utilizando menor quantidade de peças possíveis nos sistemas de fixação 
sem que haja redução na precisão e qualidade na termofusão. 
 
5° Transmissão de força X Custo de operação. 
A realização de cálculos precisos de dimensionamento, juntamente com 
pesquisas de valores dos atuadores no mercado reduzirá o conflito com o custo de 
operação. 
 
6° Ar comprimido X Custo de operação. 
A utilização de atuadores pneumáticos com o menor consumo de ar 
comprimido e máxima eficiência para o sistema proposto garante economia de 
energia, reduzindo o custo de operação devido ao menor tempo que o compressor 
permanecerá ligado. 
 
7° Quantidade de peças da maquina X Proteção térmica. 
Desenvolvimento de uma única peça para proteção do operador contra 
queimaduras nas placas térmicas. 
 
20 
 
4 FMEA (Failure Mode and Effects Analysis). 
 
A ferramenta FMEA (Failure Mode and Effects Analysis), é usada para 
elevar a confiabilidade de um determinado produto durante a fase de projeto ou 
processo, sistematizando um grupo de atividades para detectar potenciais falhas e 
avaliar os efeitos das mesmas (PORTAL..., 2015). A partir de possíveis falhas, são 
desenvolvidas ações a serem tomadas para corrigir ou minimizar a probabilidade 
que elas ocorram e evitar que o produto chegue até o cliente com falhas ou 
apresente-as antes de cumprir seu ciclo de uso. 
Neste projeto foi utilizado o conceito do FMEA design, que tem como 
objetivo analisar as potenciais falhas que poderão ocorrer no produto ou processo 
em decorrência de falhas peça a peça no projeto. 
O método consiste basicamente em classificar separadamente cada peça do 
equipamento, aplicar sua função, especificar o modo em que a falha pode ocorrer, 
os efeitos de determinada falha e as causas que geraram estes defeitos, tendo isso 
realizado indica-se na verificação do projeto uma ação a ser realizada para correção 
do problema. 
Após o modo de falha disposto na tabela, serão analisados e classificados 
em relação três aspectos: probabilidade da falha se refere à frequência que a falha 
ocorre em um dado período. Provável efeito para o cliente, assumindo que a falha 
ocorra durante a utilização da máquina, quais são os perigos que este defeito 
oferece ao cliente. Probabilidade de detecção, se a falha ocorre a uma peça 
especifica, é necessário que o cliente possa perceber o defeito antes da função ser 
exigida ou o sistema alertará o usuário. 
Pela multiplicação destes três itens é possível verificar as falhas que 
apresentam maior índice critico, sendo geradas ações de projeto com propósito de 
eliminar ou reduzir as possibilidades dos erros acontecerem conforme representado 
no apêndice A. 
 
 
 
 
 
21 
 
5 TEORIA DO PROJETO 
 
Para desenvolvimento da máquina alinhadora termofusora, testes e estudos 
foram necessários para o desenvolvimento do projeto e protótipo, embasar conceitos 
visando encontraros melhores métodos, equipamentos, dimensões e quantidade de 
itens para realizar a construção da máquina, desejando que a mesma execute os 
movimentos necessários para a conclusão da solda da base reguladora de fluído de 
forma mais alinhada e ágil possível. 
 
5.1 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS 
 
A resistência dos materiais é o ramo da mecânica que estuda as relações 
entre cargas externas aplicadas a um corpo deformável e a intensidade das forças 
internas que atuam dentro do corpo, abrangendo também o cálculo das 
deformações do corpo e o estudo da sua estabilidade, quando submetido a 
solicitações externas (HIBBELER, 2010). 
As variáveis para se analisar as deformações de um corpo são definidas 
conforme sistema internacional de unidades, tabela 04. 
 
TABELA 04 - SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI) 
QUANTIDADE SÍMBOLO DIMENSIONAL UNIDADE BÁSICA 
Comprimento L Metro (m) 
Tempo T Segundo (s) 
Massa M Quilograma (kg) 
Força F Newton (N) 
Área A Metro quadrado (m²) 
Tensão Ϭ 
Newton por metro quadrado (N/m) ou 
Pascal (Pa) 
FONTE: INMETRO..., 2012. 
 
Uma força pode ser aplicada em um corpo de diferentes maneiras, gerando 
diversos tipos de esforços como: tração, compressão, cisalhamento, flexão, torção e 
flambagem, a figura 05 demonstra por imagem as formas de como a força é aplicada 
para gerar os esforços nos materiais. 
 
22 
 
FIGURA 05 - TIPOS DE ESFORÇOS 
 
FONTE: MPSC..., 2016. 
 
 a) Tração: caracteriza-se pela tendência de alongamento do elemento na 
direção da força atuante. 
 b) Compressão: a tendência é uma redução do elemento na direção da força 
de compressão. 
 c) Flexão: ocorre uma deformação na direção perpendicular à da força 
atuante. 
 d)Torção: forças atuam em um plano perpendicular ao eixo e cada seção 
transversal tende a girar em relação às demais. 
 e) Flambagem: é um esforço de compressão em uma barra de seção 
transversal pequena em relação ao comprimento, que tende a produzir uma 
curvatura na barra. 
 f) Cisalhamento: forças atuantes tendem a produzir um efeito de corte, isto é, 
um deslocamento linear entre seções transversais. 
23 
 
Em muitas situações práticas é possível ter dois ou mais esforços aplicados 
em uma determinada peça, estes esforços devem ser analisados para que se 
determine o correto material a ser utilizado no projeto. 
Calculo das tensões normais é dado por Ϭ = 
F
A
, para definir qual tensão está 
sendo gerada. 
 
Cálculos de resistência do material: 
Ϭ = 
F
A
 (1) 
 
Sendo: 
Ϭ = Tensão do material 
F = Força 
A = Área 
 
Tensão máxima que o material pode suportar considerando o coeficiente de 
segurança. 
Ϭmax = 
б
𝐶.𝑆
 (2) 
 
Sendo: 
Ϭmax = Tensão máxima do material 
Ϭ = Normal 
C.S = Coeficiente de segurança 
 
 O cálculo de resistência dos parafusos. 
Ϭ = 
4 ∗ 𝑃
𝜋 ∗ 𝑑² ∗ 𝑛
 (3) 
 
Sendo: 
Ϭ = Tensão de cisalhamento 
P = Carregamento 
d = diâmetro parafuso 
n = numero de parafusos 
24 
 
Valor da tensão Ϭ tem que ser menor que a tensão máxima do material do 
fabricante. 
 
 Calculo de deformação de materiais: 
 𝛿 =
N ∗ L
A∗E
 (4) 
Sendo: 
𝛿 = Deformação 
N = Carregamento 
L = Comprimento 
A = Área 
E = Módulo de Young ou Modulo de elasticidade longitudinal. 
 
Utilizado para verificar a deformação gerada pelo carregamento aplicado em 
um determinado objeto com determinada área. Valores de 𝛿 até 0,002 são 
enquadrados no regime elástico, acima desse valor pertence ao regime plástico, 
segundo Callister (2008, p. 107). 
O limite elástico é a tensão máxima que um material pode suportar quando 
carregado por tração ou compressão sem sofrer deformações permanentes, ou seja, 
quando retirado os esforços sobre o material o mesmo retorna a sua forma original. 
Ao aplicar tensões superiores as de tensão máxima elástica, o material entra no 
regime de deformação plástica, alterando sua forma e não sendo possível recupera 
sua forma original, (CALLISTER, 2008). 
Conforme tabela 05 pode se observar o regime elástico e plástico na relação 
de tensão/deformação. 
 
25 
 
TABELA 05 - TENSÃO X DEFORMAÇÃO 
 
FONTE: CALLISTER, 2008, p.107. 
 
5.2 FLEXÃO SIMPLES 
 
O esforço de flexão simples ocorre em corpos que recebem forças externas, 
ativas e reativas, onde o eixo longitudinal do corpo deve estar no mesmo plano, 
estas forças tendem a curvar o corpo que geram uma distribuição de tensões 
lineares no seu interior. A resultante dessa distribuição é um binário de forças de 
igual intensidade, porém com sentidos opostos, conhecido como momento fletor 
(BEER, 1995). 
 
 FIGURA 06 - FLEXÃO 
 
FONTE: BEER, 1995, p.318. 
 
Tensão de flexão: 
MF = 
𝐹∗𝐿
4
 (5) 
Sendo: 
F = Força 
26 
 
MF = Momento flexor 
L = Comprimento 
 
Raio de curvatura: 
 𝜌 = 
𝐷
2
 (6) 
Sendo: 
𝜌 = Raio de curvatura 
D = Diâmetro 
 
 
 
Momento de inércia para cilindros: 
 I = 
𝜋∗𝐶
4
4
 (7) 
Sendo: 
I = Momento de inércia 
C = Raio 
 
Módulo de resistência: 
W = 
𝐼
𝐶
 (8) 
Sendo: 
W = Módulo de resistência 
I = Momento de inércia 
C = Raio 
 
Tensão flexão: 
 𝑇𝐹 = 
𝑀𝐹
𝑊
 (9) 
Sendo: 
TF = Tensão flexão 
MF = Momento flexor 
W = Módulo de resistência 
 
27 
 
Deformação da Haste: 
 𝛿 = 
𝑀 ∗ 𝐶
𝐼
 (10) 
Sendo: 
δ = Deformação 
M = Momento flexor 
C = Raio 
I = Momento de inércia 
 
5.3 CILINDROS PNEUMÁTICOS 
 
Os cilindros pneumáticos, também conhecidos por atuadores ou pistões 
pneumáticos, têm como característica receber o ar comprimido e transformar em 
energia mecânica, gerando movimentos lineares ou giratórios. 
Para funcionamento do circuito pneumático é obrigatório ter disponibilidade 
de ar comprimido na rede entre 0,05 a 1 MPa ou 0,05 a 1x10^6 Pa, convertendo 
para bar o valor fica entre 0,5 a 10 Bar, (SMC), visando que este valor de pressão na 
entrada no atuador definirá à aceleração e força do mesmo (força pode ser definida 
em Newton ( N ) ou em kilopond ( kp ) onde 1 kp = 9,81 N) (BEER, 1995). Por se 
tratar de um sistema pneumático que trabalha com uma pressão de ar considerável, 
pode ser necessário utilização de abafadores no sistema de escape do ar 
comprimido, evitando ruídos maiores que 60 dB, mantendo o padrão estabelecido 
pela norma (NR 10152, 1986). 
28 
 
 TABELA 06 - INFORMAÇÕES DOS CILINDORS PNEUMÁTICOS 
 
FONTE: SMC, 2016 p.3. 
 
É importante definir o comprimento da haste do atuador para que tenha o 
curso ideal de trabalho, nunca utilizando o fim de curso do atuador como limitador de 
curso, os movimentos devem ser limitados mecanicamente através de encostos 
reguláveis para obter uma precisão maior sem exceder as medidas definidas do 
projeto (FUNDAMENTOS DA PNEUMÁTICA..., 2015). 
Segundo Meixner ([entre 1970 e1990], p. 79) "a força do embolo exercida 
como elemento de trabalho, depende da pressão de ar, do diâmetro de cilindro e da 
resistência de atrito dos elementos de vedação". A tabela 06 mostra as 
características técnicas de cilindros com variaçãodo diâmetro do embolo. 
 
Força de avanço do pistão: (11) 
Fa = 
𝑝 ∗ 𝐷² ∗ 𝜋
4
 
Sendo que: 
Fa= Força de avanço 
p= Pressão 
D= Diâmetro do embolo 
29 
 
5.3 POKA YOKE 
 
A ferramenta Poka Yoke (a prova de erros), é desenvolvida para ser utilizada 
na qualidade e inspeção, prevenindo falhas humanas e também corrigir eventuais 
erros em processos industriais, tendendo por alternativas e ações simples. 
Esta ferramenta surgiu no Japão em 1960, criada pelo engenheiro Shigeo 
Shingo e implantada no sistema Toyota de produção, devido a erros frequentes 
relacionados à falha humana. Shigeo começou a desenvolver a técnica que 
inicialmente chamou de Yoke Baca “a prova de idiota”, porém, com o aprimoramento 
da técnica que se provaram eficazes e para não ofender, o nome foi trocado para 
Poka Yoke “a prova de erros” (INDÚSTRIA HOJE..., 2016). 
Existem muitas aplicações práticas do Poka Yoke, a Figura 07 mostra um 
método simples, o material o material só pode ser conectado em uma determinada 
posição, evitado possíveis erros. 
 
FIGURA 07 - EXEMPLO POKA YOKE 
 
Fonte: INDÚSTRIA HOJE..., 2016. 
 
5.4 ERGONOMIA 
 
A ergonomia estuda diversos princípios que influenciam no desempenho do 
sistema produtivo e procura reduzir as suas consequências nocivas sobre as 
limitações humanas, gerada por fadiga, estresse, acidentes, postura inadequada 
durante a realização de um trabalho, falta de segurança entre outras atividades 
quando interagem com o operador, (LIDA, 2005). 
Segundo a Associação Brasileira de Ergonomia, entende-se por ergonomia 
o estudo das interações das pessoas com a tecnologia, a organização e o ambiente, 
30 
 
objetivando intervenções e projetos que visem melhorar, de forma integrada e não 
dissociada, a segurança, o conforto, o bem estar e a eficácia das atividades 
humanas (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE ERGONOMIA, 2016). 
A construção da máquina tem por objetivo trazer benefícios ao operador 
durante a montagem das bases reguladoras de fluído, correção do alinhamento, 
automatização do processo e por consequência maior conforto ao operador. O 
processo anterior o operador executava todas as funções da união das peças 
manualmente e com auxilio de uma termofusora, processo que exige aplicação de 
força física, esforço repetitivo, riscos de contato das mãos com a termofusora e 
posição pouco confortável para execução da tarefa conforme figura 08. 
Além dos processos citados anteriormente, o tempo para realização das 
soldas para a montagem da base reguladora de fluído é de 48 segundo, sem 
respeitar tempo algum de resfriamento e solidificação das peças recém unidas para 
a armazenagem, podendo ocorrer desalinhamento das partes. 
 
FIGURA 08 - TERMOFUSÃO MANUAL 
 
FONTE: Próprios autores. 
 
5.5 SOLDA MIG 
 
Para fixação das peças metálicas na máquina, será utilizado equipamento 
que realiza solda tipo MIG (Metal Inert Gas) também conhecida como GMAW (Gas 
Metal Arc Welding), utilizando arames de solda no diâmetro de 0,8 mm. Em razão de 
a máquina necessitar do maior alinhamento possível, a aplicação da solda será por 
pontos intercalados nas chapas, evitando que a peça apresente alterações em suas 
propriedades mecânicas e deforme devido ao calor excessivo que o cordão de solda 
31 
 
proporciona na região (CALLISTER, 2008). A figura 09 mostra um exemplo de 
pontos de soldas intercalados. 
 
FIGURA 09 - PROCESSO DE SOLDA POR PONTOS INTERCALADOS 
 
FONTE: CLUBE DAS OFICINAS..., 2016. 
 
A solda MIG trata-se de um processo que utiliza o arco metálico protegido 
por gás na fundição do metal de adição em forma de arame entre as peças a serem 
soldadas, o procedimento é produzido pela ação de um arco elétrico visível, 
formando uma poça de fusão, durante a fusão é gerado um fluxo de gás que não 
reage com o metal, protegendo a solda realizada (QUITES, 2002). 
Em qualquer realização de solda é indispensável o uso de equipamentos de 
proteção como; máscara de proteção facial, macacão, luvas, óculos, botas com 
solado isolante e máscaras de proteção respiratória. A figura 10 mostra o processo 
de solda MIG indicando os componentes. 
 
FIGURA 10 - PROCESSO DE SOLDA MIG 
 
FONTE: GUIAS OXIGÊNIO..., 2016. 
 
32 
 
5.6 TERMOFUSÃO 
 
A União entre peças confeccionadas em PPR é realizada através de fusão 
molecular, em razão do aquecimento a 280°C proporcionado pela termofusora, a 
temperatura pode ser controlada para uma melhor execução da solda. O 
aquecimento dos componentes ocorre através dos bocais fixos na termofusora, que 
encaixam nas extremidades das conexões em PPR, conforme informações dos 
fabricantes, para cada diâmetro de tubo e conexão é determinado um tempo de 
aquecimento para realização da solda, conforme tabela 01. 
Conhecendo as informações sobre o material, tempo de aquecimento e 
temperatura da termofusora para realização da solda, foram desenvolvidos alguns 
teste para analisar o material PPR em situações extremas com objetivo de criar 
parâmetros que auxiliem a união da base reguladora de fluído e confirmem as 
informações dos fabricantes. 
 
5.6.1 Testes do PPR 
 
Para análise do comportamento do material PPR, foram utilizados como 
corpo de prova, tubos e conexões no diâmetro de 20 mm. Os testes consistiram em 
aquecer as extremidades dos termoplásticos com auxilio de uma termofusora a 
280°C, variando o tempo de contato de três corpos de prova para cada tempo: 5, 7, 
10 e 15 segundos. Logo após a retirada das peças da termofusora, foram realizadas 
as coletas de temperaturas das superfícies das peças com termômetro 
infravermelhas modelo MT-360, com faixa de medição de -30°C a 550°C e margem 
de erro de 2% para mais ou menos. A temperatura ambiente durante o teste estava 
em 20°C. 
33 
 
 
TABELA 07 - AQUECIMENTO DAS PEÇAS 
 
FONTE: Próprios autores. 
 
Foram realizados novos testes onde foi repetido o aquecimento de três 
corpos de provas (tubos e conexões), para cada tempo: 5, 7 e 10 segundos. 
Gerando uma média de perfil de temperatura, aumentando a confiabilidade na coleta 
dos resultados anteriores e garantindo uma maior precisão. As analises feitas nos 
testes que se encontram na tabela 08, se deu a partir de aquecimentos dos corpos 
de provas a 280°C, após este processo, foram mantidas as peças resfriando a 
temperatura ambiente de 14°C em tempos de 5, 7, 10 e 15 segundos, ao completar 
cada tempo de resfriamento foi realizada a coleta de temperatura na superfície dos 
corpos de prova. Para concluir os testes, foram realizadas tentativas de solda entre 
as peça resfriadas, verificando a possibilidade de realizar solda, sendo possível a 
união, a indicação na tabela foi "SIM" caso contrario foi indica com "NÃO". Indicado 
na tabela abaixo. 
 
34 
 
TABELA 08 - AQUECIMENTO X RESFRIAMENTO 
 
FONTE: Próprios autores. 
 
Com estes testes foi possível verificar a faixa de temperatura necessária e o 
tempo que as peças podem resfriar para efetuar uma solda de qualidade entre os 
materiais termoplásticos PPR. Com os dados da tabela 08, foi possível verificar qual 
faixa de temperatura é aceitável para realização da solda. Durante os testes 
realizados, quando a superfície do material atingiu 121°C e 123°C, não foi possível 
realizar a penetração das peças em 15 mm (NICOLL, 2015). Esta informação é de 
grande valia para auxiliar na programação dos movimentos da máquina, evitando 
solda da base reguladora de fluído fora do padrão. 
Outro estudo realizado, foi para determinar o tempo máximo de aquecimento 
do PPR sem que ocorraa deformação do material, utilizando uma termofusora, e 
aquecendo corpos de prova à temperaturas de 280°C. A partir dos dados coletados 
foi constatado que a acima de 20 segundos de aquecimento o material atinge 
temperaturas acima de 200°C, onde começa o processo de amolecimento do PPR, 
este fato ficou visível após o corte realizado na peça soldada, a parte interior 
deformou conforme figura 11. Este aquecimento excessivo pode gerar perda de 
carga devido a redução de área interna. Porém os testes de estanqueidade foram 
satisfatórios, não apresentando pontos de vazamento. 
35 
 
 
FIGURA 11 - SOLDA COM MATERIAL SUPERAQUECIDO 
 
FONTE: Próprios autores. 
 
Ao realizar a solda seguindo os tempos de aquecimento 5, 7, 10 e 15 segundos, os 
resultados obtidos quanto a aparência dos materiais foram satisfatórios, sem a 
formação de rugosidade na parede interna, conforme figura 12. 
 
FIGURA 12 - SOLDA PARÂMETROS NORMAIS 
 
FONTE: Próprios autores. 
 
Para dar maior confiabilidade e garantia aos procedimentos de solda e testes 
de aquecimento das peças, foram realizadas medições de estanqueidade nos 
corpos de provas, compostos por tubo e conexão no material PPR, mantendo os 
mesmos diâmetros que o registro e Te Misturador. Assim foi possível verificar a 
confiabilidade das uniões e se o tempo de aquecimento poderia alterar a fusão das 
peças. 
36 
 
 A máquina de ensaio de pressão figura 13, foi regulada para aplicar uma 
pressão de 15,94 bar nos corpos de prova. Em todos os tempos de aquecimento 
realizados as peças não apresentaram pontos de vazamento. 
 
FIGURA 13 - TESTE DE ESTANQUEIDADE 
 
FONTE: Próprios autores. 
 
As realizações dos testes de estanqueidade confirmaram que os materiais 
confeccionados em PPR apresentam uniões livres de vazamentos, conforme 
informações do fabricante (UNIKAP, 2016). Ao realizar a fixação dos materiais 
mesmo em condições de soldas inadequadas e fora de padrão, 100% dos corpos de 
prova não apresentaram vazamentos, garantindo que o processo de solda por 
termofusão tem um diferencial no critério de fixação das peças, gerando uma maior 
confiabilidade nas instalações prediais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
37 
 
6 PROJETO 
 
FIGURA 14 - VISTA ISOMÉTRICA 
 
FONTE: Próprios autores. 
 
O desenvolvimento do projeto conforme figura 14, foi idealizado a partir das 
informações coletadas junto ao cliente Nicoll Indústria Plástica, onde o processo 
atual de montagem da base reguladora de fluído por se manual, apresenta alguns 
problemas no processo de produção, principalmente no alinhamento dos materiais 
soldados, devido a solda ser por termofusão, fundindo molecularmente as peças em 
PPR, portanto qualquer erro apresentado durante a união dos componentes resulta 
na perda do material. A figura 15 apresenta a peça em corte, podendo visualizar a 
fusão das peças em PPR, tornando-se apenas um item. 
 
FIGURA 15 - FUSÃO DO PPR 
 
FONTE: ECV..., 2016 
 
38 
 
Através da ferramenta de pesquisa e projeto benchmarking, foram realizadas 
pesquisas de mercado onde foram observados equipamentos que poderiam auxiliar 
na composição e funcionamento da máquina, foi verificado que não existe disponível 
no mercado um equipamento que realize solda entre dois componentes utilizados 
neste projeto, o registro de pressão e Te Misturador, foram encontrados apenas 
equipamentos que realizam solda entre um tubo e uma conexão. 
Foi utilizada a ferramenta QFD onde contém a listagem de requisitos 
indicados pelo cliente para realizar melhorias e soluções no processo atual da 
empresa. Ao termino do preenchimento do QFD o resultado indicou potenciais 
problemas de projeto a serem solucionados ou minimizados antes da confecção da 
máquina, garantindo a satisfação do cliente com um produto próximo de sua 
expectativa. 
A ferramenta FMEA desing foi utilizado para aumentar a confiabilidade do 
equipamento a fim de detectar possíveis falhas que o mesmo possa apresentar 
durante a confecção e execução do projeto. Assim evitando que o equipamento 
chegue até o cliente final apresentando problemas de processo. 
Para realização da projeção dos dois berços de fixação que contém os 
registros de pressão até o ponto ideal de solda, foi utilizado duas hastes guias 
confeccionadas em aço 1045 trefilado, que serão passantes pelo berço e não 
permitirão o movimento de rotação no seu próprio eixo, garantindo a movimentação 
alinhada durante todo o processo de solda. 
O sistema de fixação das peças na placa de movimento e base central, são 
compostas por berços e presilhas que garantem a imobilização das peças por 
completo para realização de uma solda correta sem desperdícios. 
A movimentação das placas será realizada por dois atuadores pneumáticos 
localizados nas extremidades da máquina alinhadora, estes atuadores em conjunto 
com os demais componentes pneumáticos, fornecerão força, velocidade e precisão 
ao sistema. 
O aquecimento necessário para as peças atingirem a temperatura ideal para 
realização da solda será possível com a utilização da termofusora, item de estudo do 
benchmarking deste projeto. As termofusoras juntamente com os bocais da 
termofusora, que permitem o aquecimento dos materiais no diâmetro correto, serão 
fixadas em uma placa que terá movimentação retilínea auxiliada por hastes guias e 
39 
 
pela força do atuador pneumático. Após o aquecimento ideal as termofusoras são 
retiradas da rota de solda pelo acionamento de um cilindro pneumático. 
O último movimento que a máquina realiza é a solda entre os componentes 
aquecidos, com o acionamento do atuador pneumático novamente movimentando o 
berço de fixação até o ponto de contato com o Te Misturador, mantendo a união 
alinhada. 
 
6.1 BERÇO DE FIXAÇÃO 
 
Para realização da termofusão adequada e funcional, a utilização de placas 
móveis é indispensável neste projeto, chamada de berço de fixação, que tem 
objetivo de conduzir de forma alinhada e segura os registros de pressão, que devem 
permanecer estáticos durante a montagem da base reguladora de fluído. Seu 
movimento auxiliado por hastes guias é retilíneo, apenas na horizontal, necessária 
para estabilizar e direcionar a aproximação e junção dos registros ao Te Misturador 
fixado no centro da máquina, conforme mostra a figura16. 
 
FIGURA 16 - BERÇO DE FIXAÇÃO ALINHADO 
 
FONTE: Próprios autores. 
 
Conforme dados retirados do FMEA, para fabricação do berço a atenção 
deve ser redobrada na seleção do material de confecção e dimensões que a mesma 
deverá ter, alguns pontos devem ser levados em consideração, relacionada aos 
esforços mecânico que a placa receberá do pistão pneumático, sendo este 
responsável pela aplicação de toda força para movimentação do sistema, por tanto o 
material do berço deve ter boa resistência a compressão. Quanto ao design de 
40 
 
construção da máquina é importante utilização de uma menor quantidade de 
material que resista às devidas forças de compressão aplicadas, desta forma estima-
se a redução de peso final da estrutura. O limite de escoamento do material que 
será utilizado na fabricação do berço é de grande importância, este deverá resistir a 
força recebida dos atuadores e ter limite de escoamento superior a dos registros 
fixos no berço que atualmente são confeccionados em termoplástico PPR 
(ENSAIOS MECÂNICOS DOS MATERIAIS..., 2016). Para verificação da força do 
pistão, foi utilizado a formula (11), utilizando pressão máxima de operação 0,6 MPa, 
(SMC, 2016) e diâmetro do embolo de 20 mm. 
 
Fa = (
0,0006𝑘𝑁/𝑚𝑚 ² ∗ (20𝑚𝑚 )² ∗ 𝜋
4
) (11)Fa = 0,3694 KN ou 369,45 N 
 
Para o cálculo de resistência do material (1), foi considerado a força total 
aplicada pelo pistão no berço de fixação de 369,45 N, e a tensão de cisalhamento do 
aço de 200 MPa (BEER FERDINAND, 2008), utilizando o coeficiente de segurança 
de 2 (NBR 15655, 2009), a tensão máxima que o material pode suportar é de 100 
MPa. 
 
Ϭ = 
0,3694𝐾𝑁
2800𝑚𝑚 ²
 (1) 
Ϭ = 0,0001319 GPa ou 0,1319 MPa 
 
A fixação dos registros na placa é importante para que não ocorram falhas 
durante o processo de solda dos componentes, o sistema utilizado deverá ser o 
mais fácil, ágil e seguro possível. Para que isto ocorra à placa de fixação contará 
com um berço usinado no formato do registro com pontos de encaixe específicos 
para evitar o deslocamento do registro durante o processo de união. 
O registro de pressão só pode ser soldado ao Te Misturador no sentido 
correto da passagem do fluido, indicado por uma seta gravada na peça no momento 
de fabricação do componente, caso ocorra a montagem no sentido contrário o 
registro não permitirá a passagem do fluído e o material deverá ser descartado. Para 
evitar montagens errôneas por parte do operador, o berço de fixação contará com 
um sistema de poka yoke (dispositivos a prova de erros), permitindo o encaixe do 
41 
 
registro apenas na posição correta para solda. A usinagem desta peça será feita em 
um pequeno bloco de aço 1020 com medidas de 92 mm de comprimento 60 mm de 
largura e 43,5 mm de altura, devido este material ter maior resistência a deformação 
mecânica em comparação ao registro fabricado em termoplástico (ENSAIOS 
MECÂNICOS DOS MATERIAIS..., 2016). 
A fixação é complementada com um sistema de trava por grampos verticais 
metálicas modelos DB017 adquiridas prontas no mercado (CAROLFIX, 2016). Este 
componente garantirá a pressão necessária para imobilização do registro durante 
todo o processo de solda. A escolha deste modelo de presilha esta relacionado com 
a facilidade de fixação e liberação das peças pelo operador, tornando o processo 
mais ágil e seguro e ergonômico. 
Devido ao movimento preciso que o berço necessita para execução da 
solda, a furação que o berço dispõe para passagem das hastes guias contará com 
uma tolerância máxima é de 0,5 mm garantindo linearidade durante todo o processo. 
Para evitar o desgaste prematuro entre a placa e as hastes, serão utilizadas buchas 
antifricção confeccionadas em latão, material mais mole que o berço de fixação e as 
hastes, tornando o movimento suave e sem danos aos materiais. 
 
6.2 BASE T 
 
O Te Misturador que é soldado a dois registros de pressão para formar a 
base reguladora de fluído, em seu funcionamento tem a função de receber uma 
quantidade regulada de água quente e fria vinda dos registros de pressão e 
direcionar para a saída da ducha de banho, necessitando o máximo alinhamento 
possível entre as partes para garantir uma instalação correta e alinhada no 
estabelecimento que adquiriu o produto. 
Pensando em garantir a solda entre os componentes com qualidade e 
alinhada, a máquina alinhadora e termofusora contará com um suporte estático 
fabricado para acomodar de forma rápida e eficaz o Te Misturador no centro da 
máquina, esta peça é fundamental para montagem da base reguladora de fluído e 
chama se base T, conforme figura 17. 
 
42 
 
FIGURA 17 - BASE T 
 
FONTE: Próprios autores. 
 
O suporte permanecerá na altura ideal para manter o Te Misturador alinhado 
com os dois registros. Para ter maior agilidade durante o processo de solda, esta 
máquina permitirá a realização da união dos dois registros ao Te Misturador 
simultaneamente, foi constatado que em todos os momentos que a base T for 
exigida para realizar o seu trabalho, receberá a força vinda dos dois atuadores 
pneumáticos e se anulará, pois conforme informado anteriormente o processo de 
solda é simultânea, uma vez que aplicado a força em um sentido do Te Misturador, 
no mesmo momento é aplicado a mesma força em sentido contrário. 
No cálculo de resistência deste material (1), foi considerada uma situação 
extrema que a força do pistão seja aplicada sobre a menor área 500 mm² da base T, 
para verificar a tensão que vai gerar nesta peça. 
 
Ϭ = 
0,3694 𝐾𝑁
500 𝑚𝑚 ²
 (1) 
Ϭ = 0.0007388 GPa ou 0,7388 MPa 
 
O critério utilizado para determinação da tensão máxima dos parafusos 
conforme equação (4), foi considerado tensão de ruptura do material de 200 MPa 
(BEER FERDINAND, 2008), e coeficiente de segurança 2 (NBR 15655, 2009), 
obtém a tensão máxima suportada. 
 
Ϭmax = 
200𝑀𝑃𝑎
2
 (2) 
Ϭmax = 100 MPa ou 0,100 Gpa 
43 
 
Foi considerada na equação (3) a força máxima aplicada sobre o Te 
Misturador para determinar o diâmetro mínimo que cada parafuso de fixação deverá 
conter para que a base onde o Te permaneça apoiado não entre em colapso. 
 
0,100 = 
4 ∗ 0,36945
𝜋 ∗ 𝑑² ∗ 2
 (3) 
d = 1,53mm 
 
A partir dos resultados obtidos, deve-se observar que o parafuso terá que 
resistir uma força muito pequena, porém para manter o padrão da máquina será 
utilizado o parafuso sextavado rosca BSP no diâmetro de 6 mm, a equação (3) 
novamente, mostra os cálculos para a tensão de cisalhamento no valor de 6,5 MPa 
informando que o diâmetro do parafuso será suficiente para suportar a base, relação 
aos 100 MPa da tensão máxima de cisalhamento. 
 
 Ϭ = 
4 ∗ 0,36945
𝜋 ∗ 62∗ 2
 (3) 
 Ϭ = 0,006533 𝐺𝑃𝑎 ou 6,5 MPa 
 
A fixação de Te Misturador é complementada com um sistema de trava por 
grampos verticais de metal como podemos observar na figura 18, semelhante ao 
utilizado no berço de fixação (CAROLFIX, 2016), porém este componente será 
fixado em uma estrutura quadrada metálica posicionada atrás da base T, e 
disponibilizará uma ponteira para acoplamento na extremidade superior do Te 
Misturador, com funcionamento simples, seguro e ágil o grampo garantirá o 
acoplamento e a pressão ideal para imobilização do Te Misturador durante o contato 
para aquecimento e solda dos componentes. Estes grampos garantem que o 
operador tenha agilidade no momento de prender e liberar as peças soldadas. Para 
evitar erros de posicionamento do Te Misturador em sua base, foi desenvolvido um 
poka yoke que mantém um padrão de conexão e facilita o posicionamento. 
 
44 
 
FIGURA 18 - GRAMPO DE FIXAÇÃO 
 
FONTE: Próprios autores. 
 
6.3 HASTES GUIAS 
 
As hastes guias são peças que determinam o alinhamento correto de todos 
os conjuntos da máquina termofusora, oferecendo direção e precisão na 
movimentação do sistema. Para que esta movimentação ocorra com a máxima 
precisão, a máquina disponibilizará seis hastes guias, sendo duas para 
movimentação dos dois berços de fixação que conduzirão os registros, e outras 
quatro hastes estarão montadas no conjunto que auxiliará a movimentação das duas 
termofusoras. A utilização de duas hastes para cada processo permite maior 
estabilidade evitando que as peças acopladas nas hastes não entrem em trabalho 
de rotação, conforme mostra a figura 19. 
 
FIGURA 19 - HASTES GUIAS 
 
FONTE: Próprios autores. 
45 
 
O material que será utilizado para fabricar as hastes guias seráo aço 1045 
trefilado, para resistir a ao atrito provocado pelo berço de fixação que movimenta se 
de forma retilínea sobre as hastes através da força gerada pelos pistões 
pneumáticos para evitar o desgaste prematuro destes componentes é necessário a 
utilização da graxa (KLUEBER, 2016). O diâmetro que as hastes deverão possuir 
para que não entre em colapso ou flexione durante o funcionamento da máquina. 
As duas hastes com comprimento de 500 mm serão responsáveis por gerar 
a resistência necessária para suportar e conduzir os berços de fixação. Outras duas 
hastes com comprimento de 300 mm têm como objetivo suportar e permitir o 
movimento das duas termofusoras, peças cruciais para o aquecimento dos 
componentes em PPR, e as outras duas hastes com comprimento de 401,12 mm 
permitirão a movimentação do conjunto onde as duas termofusoras serão fixadas, 
chamada de carrinho, esta peça terá a função de movimentar alinhadamente as 
duas termofusoras para a rota de solda permitindo realizar o aquecimento das peças 
e posteriormente recuar o carrinho desobstruindo a rota de solda. 
O alinhamento durante todo o processo é de fundamental para o resultado 
satisfatório dos componentes soldados. Para que isso ocorra da melhor forma 
possível é ideal realizar os cálculos de flexão e cisalhamento que o material esta 
sujeito a receber (HIBBELER, 2010). 
As haste serão compradas com diâmetro de 12 mm e para o cálculo de 
flexão (5), sobre a área de seção da haste, será utilizado o peso de 3 kg ou 29,4321 
N referente ao berço de fixação que permanecerá em contato constante com a 
haste. Conforme indicado no cálculo 13, a tensão de deformação da haste será de 
0,00007221, valor dentro do regime elástico de 0,002, ou seja o material não 
deformará, (CALLISTER, 2008). 
 
 MF = 
29,4321𝑁∗277,5𝑚𝑚
4
 (5) 
MF = 2041,85 N*mm 
 
𝜌 = (
12𝑚𝑚
2
) (6) 
𝜌 = 6 mm 
46 
 
 I = 
𝜋∗(6𝑚𝑚 )
4
4
 (7) 
 I = 1.017,84 mm4 
 
W = 
1107,84𝑚𝑚 4
6 𝑚𝑚
 (8) 
W = 153,12 mm³ 
 
𝑇𝐹 = 
2041,85 𝑚𝑚
153,12 𝑚𝑚 ³
 (9) 
𝑇𝐹 = 13,33 N/mm² ou 0,01333 KN/mm² 
 
𝛿 = 
0,01333𝐾𝑁/𝑚𝑚 ² ∗ 6𝑚𝑚
1107,84𝑚𝑚 4
 (10) 
 𝛿 = 0,00007221 mm 
 
6.4 CILINDROS PNEUMÁTICOS 
 
Os atuadores pneumáticos são responsáveis por transmitir a força 
necessária para movimentação do sistema, neste projeto serão dois atuadores 
fixados nas laterais responsáveis pela movimentação dos berços de fixação 
simultaneamente, regulados através de uma válvula solenóide. Os registros se 
encontram acomodados e tem o movimento deslizante nas hastes guias, estes 
componentes vão de encontro da termofusora e o Te Misturador. Um segundo 
cilindro pneumático fixado sob a estrutura da máquina será responsável pelo 
movimento do carrinho onde as termofusoras estarão acopladas, realizando 
movimentos retilíneos de avanço e retorno. 
A movimentação com precisão dos componentes que integram a máquina 
alinhadora, só é possível quando os atuadores receberem a quantidade mínima de 
ar comprimido para seu funcionamento, que para os modelos utilizados, fica na faixa 
de 0,05 a 1 MPa ou 0,5 a 10 Bar (SMC, p. 3), a quantidade de ar comprimido na 
entrada do atuador que definirá à aceleração e força do mesmo. 
Para o funcionamento deste projeto a pressão de entrada que será utilizada 
para calcular a força do pistão é de 0,6 MPa ou 6 Bar. 
47 
 
Para este projeto será utilizado atuadores de dupla ação com embolo pré 
definido de 20 mm, devido ao custo elevado para confeccionar o atuador com 
medidas ideais, seu funcionamento com pressão máxima de 1 MPa (10 bar), gera 
uma força total de 615,7 N ou 62,75 Kgf conforme diâmetro do embolo. O curso da 
haste do atuador deverá atender o comprimento de 110 mm em razão a posição das 
peças a serem soldadas. Para o projeto o atuador selecionado terá o curso da haste 
de 125 mm, evitando a utilização do fim de curso do atuador como término de 
movimento, abaixo é possível verificar o desenho técnico do atuador utilizado. 
 
FIGURA 20 - ATUADOR PNEUMÁTICO 
 
FONTE: SMC..., 2016. 
 
Força de avanço do pistão: 
 
Fa = (
0,0006𝑘𝑁/𝑚𝑚 ² ∗ (20𝑚𝑚 )² ∗ 𝜋
4
) (11) 
Fa = 0,3694 KN ou 369,45 N 
 
Conforme resultado de 369,45 N, a pressão de entrada de 0,6 MPa ou 6 Bar 
é suficiente para que o atuador disponibilize a força necessária para movimentação 
do sistema. O material que será fabricado o berço de fixação dos registros que por 
sua vez será conectado à extremidade da haste do cilindro suportará os esforços 
aplicados sem entrar em colapso. 
A aceleração do atuador é fundamental para execução correta da solda, pois 
conforme informado na tabela 01, para cada diâmetro é determinado um tempo de 
permanência da termofusora em contato com a peça para aquecimento, as peças 
utilizadas neste projeto serão com diâmetro de 20 mm, que através dos estudos 
realizados neste projeto, podem permanecer em contato com a termofusora na faixa 
de 5 a 15 segundos de aquecimento. 
48 
 
A estabilidade nos atuadores pneumáticos durante todo o processo de 
movimentação é de extrema importância para evitar problemas de alinhamento no 
produto final, necessitando realizar a fixação de forma correta, neste projeto os 
atuadores permanecerão acoplados em uma estrutura em formato de "U" fixos por 
uma porca rosqueada nas extremidades dos corpos dos atuadores, este peça em 
formato de "U" será fabricada para permitir que o atuador não trabalhe com seu fim 
de curso, esta estrutura será fixada por parafusos M8 nas placas laterais da 
máquina conforme figura 21. 
 
FIGURA 21 - ATUADOR PNEUMÁTICO FIXADO NA ESTRUTURA 
 
FONTE: Próprios autores. 
 
Ponto importante na definição do diâmetro do parafuso são as tensões de 
cisalhamento e tração que os mesmos sofrerão devido ao peso e força para realizar 
movimentação das peças, o cálculo abaixo determina isto. 
Tensão máxima de cisalhamento, para análise de diâmetro do parafuso. 
 
 Ϭ =
200𝑀𝑃𝑎 
2
 (02) 
 Ϭ =100 𝑀𝑃𝑎 ou 0,100 GPa 
 
A equação 14 é para determinar o diâmetro do parafuso que fixa o cilindro 
pneumático na base da máquina, força utilizada na equação, refere-se a reação do 
esforço gerada pelo pistão. 
 
49 
 
 Ϭ =0,100 GPa = 
4 ∗0,3694𝐾𝑁∗𝑚𝑚 ² 
𝜋 ∗ 𝑑² ∗ 2
 (3) 
d= 2,35 mm 
 
O diâmetro do parafuso calculado foi de 2,35 mm significa que o diâmetro de 
cada parafuso deve ser igual ou maior a esse resultado, caso seja utilizado um 
parafuso com menor diâmetro do estabelecido, o mesmo cisalhará e romperá. 
Será utilizado neste equipamento parafuso de 8 mm de diâmetro para fixar o 
sistema pneumático na máquina. A seguir o cálculo (3) de tensão de cisalhamento 
com o diâmetro do parafuso reajustado. 
 
Ϭ = 
4 ∗0,3694𝐾𝑁∗𝑚𝑚 ² 
𝜋 ∗ 8² ∗ 2
 (3) 
Ϭ =0,003674 GPa ou 3,674 MPa 
 
6.5 TERMOFUSORA 
 
A união entre o Te Misturador e o registro de pressão em PPR é possível 
através de fusão molecular, auxiliada pelo aquecimento entre 260°Ca 280°C 
fornecida através da termofusora. A figura 22 mostra o equipamento acompanhado 
com seus acessórios. 
 
FIGURA 22 - TERMOFUSORA 
 
FONTE: NICOLL..., 2016. 
 
50 
 
A termofusora utilizada neste projeto é a comparada no benchmarking, 
disponibilizada para solda manual atualmente na empresa Nicoll. 
Para realização da solda correta e alinhada as termofusoras podem conter 
tolerância no alinhamento entre as peças de até 0,5 mm (NICOLL, 2016). Os bocais 
são confeccionados e dispostos como macho e fêmea para penetração nas 
extremidades do Te Misturador e registros de pressão para realizar o aquecimento 
no diâmetro correto. A figura 23 mostra o detalhe e tolerância que a mesma deverá 
ter, são os bocais fixados na superfície da termofusora que transmitem a energia em 
forma de calor para as peças em PPR. 
 
FIGURA 23 - TERMOFUSORA ALINHADA COM OS COMPONENTES 
 
FONTE: Próprios autores. 
 
A termofusora fornecida pela empresa Nicoll, tem selo de qualidade 
garantindo que o equipamento será capaz de operar nas condições exigidas, 
fornecendo temperaturas entre 260°C e 280°C, cumprindo seu ciclo de vida 
operacional. 
 
6.6 BASE TERMOFUSORA 
 
A base termofusora é um sistema complexo desenvolvido para realizar a 
movimentação das termofusoras tanto na direção horizontal de aquecimento do Te 
Misturador e registros, quanto na direção longitudinal para desobstrução da rota de 
solda dos componentes. Esta peça tem algumas particularidades que a torna 
essencial para o bom funcionamento do sistema. 
51 
 
Com o conjunto alinhado, o primeiro passo para o funcionamento do sistema 
é pelo acionamento dos cilindros pneumáticos laterais, que movimentam os berços 
simultaneamente com os registros e a termofusora até a base Te fixa no centro da 
máquina, para realização do aquecimento das extremidades das peças. O berço dos 
registros possui uma barra de ferro soldada para auxiliar na correta movimentação 
da termofusora, evitando que o conjunto gere momento de forças, travando a 
movimentação. 
A mobilidade da termofusora é possível devido à utilização de hastes guias, 
semelhante a dos berços, que servem de apoio e direcionamento do movimento, a 
figua 24 mostra este detalhe. Após realizar o aquecimento a termofusora volta a 
posição inicial devido a força de tração de molas que estarão envolvidas nas hastes 
guias. 
 
FIGURA 24 - HASTES GUIAS DAS TERMOFUSORAS 
 
FONTE: Próprios autores. 
 
Realizando o primeiro movimento e aquecimento é necessário retirar as 
termofusoras da rota de solda, etapa indispensável para conclusão da união dos 
componentes, este movimento será através de um terceiro atuador pneumático 
acoplado sob a máquina termofusora. Este atuador deverá ter força suficiente para 
movimentar uma estrutura metálica fabricada em aço 1020 que acomodará as 
termofusoras, retirando este conjunto da rota de solda, após a conclusão das uniões 
é necessário que o conjunto da estrutura e termofusoras voltem para a posição 
inicial para realizar o próximo aquecimento. Para o movimento alinhado deste 
conjunto será utilizado duas hastes guias. 
52 
 
Análise de tensão de flexão nas hastes que apóiam e auxiliam na 
movimentação da termofusora, será considerado o peso total das termofusora 
aplicadas sobre a haste, que representa 6 kg, ou 58,86 N, para o comprimento da 
haste será utilizado de 300 mm e diâmetro de 12 mm. Conforme equação 5. 
 
MF = 
 58,86 𝑁 ∗ 82𝑚𝑚
4
 (5) 
MF = 3237,3 N*mm 
 
𝜌 = (
12
2
) (6) 
𝜌 = 6 mm 
 
 I= 
𝜋∗(6𝑚𝑚 )
4
4
 (7) 
 I= 1017,84 mm4 
 
 
 W = 
1017,83𝑚𝑚 4
6 𝑚𝑚
 (8) 
W = 169,64 mm³ 
 
 
𝑇𝐹 = 
3237,3 𝑁𝑚𝑚
169,64 𝑚𝑚 ³
 (9) 
𝑇𝐹 = 19,08 N/mm² ou 0,01908 KN/mm² 
 
 
𝛿 = 
0,01908𝐾𝑁/𝑚𝑚 ² ∗ 6𝑚𝑚
1017,84𝑚𝑚 4
 (10) 
𝛿 = 0,0001124 mm 
 
O resultado de deformação 0,0001124 mm, está muito abaixo do regime 
elástico do aço que é 0,002 (HIBBLER, 2010), com isso é entendido que as hastes 
53 
 
suportaram todo o peso do conjunto das termofusoras, realizando os movimentos 
sem correr o risco do material flexionar e deformar. 
 
6.7 BOTOEIRA DE ACIONAMENTO 
 
Responsável pelo acionamento de avanço e retorno de todos os atuadores 
pneumáticos da máquina, é dever do operador acionar as botoeiras que trabalham 
por pulso elétrico, colocando em funcionamento todo sistema. 
 
6.8 BOTOEIRA DE EMERGÊNCIA 
 
Responsável pela parada total do equipamento em caso de problema com o 
equipamento ou acidente com o operador, é acionada de forma manual e interrompe 
o funcionamento do sistema por pulso elétrico diretamente ligado ao circuito eletro-
pneumático. 
A posição que a botoeira deverá estar, é próxima e visível do operador, 
facilitando o bloqueio do sistema em caso de emergência, acionado o botão de 
emergência, é desativado o funcionamento da máquina e despressurizando o 
sistema pneumático. 
 
FIGURA 25 - BOTUEIRA DE EMERGÊNCIA 
 
FONTE: GOOGLE IMAGENS..., 2016. 
 
 
 
 
54 
 
6.9 ESTRUTURA DA MÁQUINA 
 
A estrutura da máquina é responsável por suportar e assegurar o 
funcionamento correto de todos os componentes sem entrar em colapso, 
proporcionando a operação de forma ergonomicamente correta e segura para o 
operador. Os materiais e dimensões utilizados na fabricação estrutural da máquina 
são determinados através dos cálculos e carregamento máximos que a estrutura 
esta sujeita a receber, a mesma deverá garantir resistência a flexão e cisalhamento, 
mantendo o sistema estático e alinhado. 
As chapas de aço que compõem a estrutura serão fixadas através de solda 
MIG, garantido a fixação sem que ocorram oscilações da carcaça e 
desalinhamentos. Devido todos os cálculos realizados anteriormente informar 
valores de força, tração, compressão muitos baixos, não será necessário o cálculo 
de cordão de solda para a estrutura da máquina, pois se entende que devido o 
procedimento de solda fundir o aço a resistência da estrutura será elevada. O 
material utilizado na estrutura da máquina para que não entre em colapso será o aço 
1020 com espessura de 8 mm. 
Ponto importante na construção da máquina é seguir a norma (NR17, 2016), 
que visa estabelecer parâmetros para montagem da estrutura, evitando que o 
operador prejudique sua saúde devido ao mau posicionamento dos componentes e 
realizar o trabalho com máximo conforto possível (LIDA, 2005). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
55 
 
7 CROQUIS TÉCNICOS 
 
Os desenhos técnicos desse projeto foram elaborados utilizando o software 
SolidWorks, a seguir croquis da máquina termofusora. 
 
FIGURA 26 - MÁQUINA TERMOFUSORA COMPLETA 
 
FONTE: Próprios autores. 
 
 
FIGURA 27 - VISTA FRONTAL DA MÁQUINA 
 
FONTE: Próprios autores. 
56 
 
FIGURA 28 - VISTA LATERAL DA MÁQUINA 
 
FONTE: Próprios autores. 
 
 
FIGURA 29 - VISTA INFERIOR DA MÁQUINA 
 
FONTE: Próprios autores. 
 
FIGURA 30 - ESTRUTURA COMPLETA DA MÁQUINA 
 
FONTE: Próprios autores. 
57 
 
8 CUSTO TOTAL DA MÁQUINA 
 
Teve com base fazer um levantamento dos custos envolvidos para construção 
da máquina alinhadora e termofusora, foram