Unidade 1 e 2 - Introdução e Conceitos de Projetos de Máquinas

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Projetos de Máquinas
Unidade 1 e 2
INTRODUÇÃO E CONCEITOS DE PROJETOS DE 
MÁQUINAS
PROF. M.ª KACIÊ TRINDADE 1
1. Importância do projeto
• Extração
• Fabricação
• Manutenção
Nação 
Subdesenvolvida
• Criar
• Inovar
• Normatizar
• Difundir
PROJETO • Pensar
• Agregar valor
• Desenvolver
• Ensinar
Nação 
Desenvolvida
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1. Especificações básicas do projeto
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 Um projeto é um processo iterativo com muitas fases
interativas (SHIGLEY et al., 2005).
 Um processo que envolve tomada de decisões (as vezes
por tentativa);
 Um processo multidisciplinar.
Se refere a ciclo, repetição.
Se refere a relacionamento,
comunicação.
1. Especificações básicas do projeto
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 “Um homem que deseja projetar… que observe,
inicialmente, e pense!” (NIEMANN, 1971).
 Projeto consiste tanto em formular um plano para a
satisfação de uma necessidade específica quanto em
solucionar um problema.
1. Especificações básicas do projeto
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Caso haja o desenvolvimento de um produto, ele deve ser:
• Funcional;
Apresentar um desempenho que atenda às necessidades
e expectativas do consumidor.
• Seguro;
Não oferecer perigo ao usuário, as pessoas ao entorno
ou a propriedades vizinhas. (Responsabilidade Ética)
1. Especificações básicas do projeto
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• Confiável;
Determinado nível de confiança de que o produto irá
desempenhar sua função proposta satisfatoriamente, ou
sem falhar a uma determinada idade.
• Competitivo;
Forte competidor em seu mercado.
• Utilizável;
“amigável ao usuário”. (Importância da Ergonomia)
1. Especificações básicas do projeto
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1. Especificações básicas do projeto
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• Manufaturável;
Número mínimo de componentes, adequação para
produção em massa, dimensões, distorção e resistência
sob controle.
• Mercável.
Poder ser comprado, ter serviços de assistência técnica
disponíveis.
1. Especificações básicas do projeto
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Tipos de projeto:
 Projeto Adaptativo
Baseado em um projeto já existente, os princípios de
solução são conservados
 Projeto Evolutivo
É iniciado sobre um projeto existente focado na atualização.
 Projeto Inovador
Novo projeto baseado em princípios científicos. Uso da
criatividade. Não está necessariamente relacionada à
invenção.
Kottayam (2002)
2. Desenvolvimento do Projeto
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 Como o projeto começa?
 Simplesmente o engenheiro senta-se a uma mesa, com
uma folha de papel em branco, e anota algumas ideias?
 Depois da ideia estabelecida, o que acontece
a seguir?
 Que fatores influenciam ou controlam as
decisões que têm de ser tomadas?
 Como esse processo termina?
2. Desenvolvimento do Projeto
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No desenvolvimento de um projeto é importante:
• Elaborar soluções alternativas;
• Estabelecer métricas-chave de desempenho;
• Mediante análise e teste, simular e predizer o
desempenho de cada alternativa, retendo as
satisfatórias e descartando as insatisfatórias;
• Escolher a melhor alternativa satisfatória descoberta
como uma aproximação ao ótimo;
• Implementar o projeto.
Shigley et al. (2005)
Reconhecimento da Necessidade
Definição do Problema
Síntese
Análise e Otimização
Avaliação
Documentação
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2. Desenvolvimento do Projeto de Produto
Modelagem Geométrica (CAD)
Análise de Engenharia (CAE)
Avaliação e Revisão (CAE)
Desenho Automatizado (CAD)
2. Desenvolvimento do Projeto
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Norton (2013)
2. Desenvolvimento do Projeto de Produto
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Reconhecimento da necessidade:
Envolve pesquisa de mercado, oportunidades, tecnologia,
criatividade e feeling, definição do produto, segmento do
mercado, riscos.
Definição do problema: especificações do produto.
Síntese do produto: esta relacionada com o projeto
propriamente dito (conceito, forma, design, dimensões);
Análise e otimização: análise da proposta apresentada pela
síntese, empregam-se cálculos e sistema CAE.
2. Desenvolvimento do Projeto de Produto
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Avaliação: protótipo físico ou digital, se verifica o
atendimento das especificações impostas na definição do
problema.
Documentação: desenhos de fabricação e métodos;
2. Desenvolvimento do Projeto
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Norton (2013)
 A iteração é necessária ao longo de todo o processo.
 Não se pode projetar de modo linear. 
 São três etapas para a frente e duas (ou mais) para trás, até
que você finalmente apareça com uma solução aproveitável.
 O recursos pessoais de criatividade, habilidade de
comunicação e capacidade de solução de problema são de
extrema importância.
2. Desenvolvimento do Projeto
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 Máquinas que têm estado funcionando por muito tempo e que
foram melhoradas por muitos projetistas atingem um nível de
“perfeição” que as torna difíceis de serem melhoradas.
3. Considerações do Projeto
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1. Funcionalidade
2. Resistência/Tração
3. Distorção/deflexão/rigidez
4. Desgaste
5. Corrosão
6. Segurança
7. Confiabilidade
8. Fabricabilidade
9. Utilidade
10. Custo
11. Fricção
12. Peso
13. Vida
14. Barulho
15. Estilo
16. Forma
17. Tamanho
18. Controle
19. Propriedades térmicas
20. Superfície
21. Lubrificação
22. Mercantilidade
23. Manutenção
24. Volume
25. Responsabilidade
26. Refabricação/recuperação 
de recursos.
4. Formulações e cálculo do problema
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Norton (2013)
4. Formulações e cálculo do problema
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Estágio de Definição:
1. Defina o problema de forma clara em um relatório 
conciso.
2. Declare os dados do projeto.
3. Elabore hipóteses para delimitar o problema. 
O peso do objeto sempre deve ser considerado? E os 
efeitos do atrito? E a variação da microestrutura? 
4. Formulações e cálculo do problema
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Estágio do Projeto Preliminar:
1. Tome decisões preliminares do projeto, lembre-se 
de justifica-las.
Qual material usar? Esse material atenderá as solicitações 
previstas? Qual processo de fabricação será necessário? 
Quais parâmetros deve-se adotar no processo?
2. Documente o conceito preliminar do projeto através 
de croquis claramente desenhados e rotulados.
4. Formulações e cálculo do problema
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Estágio do Projeto Preliminar:
4. Formulações e cálculo do problema
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Estágio do Projeto Detalhado:
1. Crie os modelos matemáticos dos elementos ou 
sistema.
2. Analise o projeto no âmbito da segurança (análise 
de falhas).
3. Avalie os resultados em combinação com as 
propriedades dos materiais de engenharia 
escolhidos.
4. Formulações e cálculo do problema
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Estágio do Projeto Detalhado:
4. Formulações e cálculo do problema
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Estágio do Projeto Detalhado:
4. Formulações e cálculo do problema
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Estágio do Projeto Detalhado:
4. Formulações e cálculo do problema
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Estágio do Projeto Detalhado:
4. Formulações e cálculo do problema
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Estágio do Projeto Detalhado:
4. Formulações e cálculo do problema
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Estágio do Projeto Detalhado:
4. Formulações e cálculo do problema
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Estágio do Projeto Detalhado:
4. Formulações e cálculo do problema
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Estágio do Projeto Detalhado:
4. Formulações e cálculo do problema
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Estágio da Documentação:
1. Documente o projeto do elemento de máquina ou 
sistema através do/da(s):
• Memorial de cálculo (modelo de engenharia);
• Análises dos resultados através de gráficos e 
tabelas;
• Desenhos de engenharia detalhados;
• Especificações dos materiais e da fabricação,etc.
4. Formulações e cálculo do problema
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Estágio da Documentação:
“Você pode ser a pessoa mais inteligente do mundo, 
mas ninguém saberá disso se você não puder 
comunicar suas ideias claramente e deforma concisa.”
Na realidade, se você não puder explicar o que fez, é 
porque provavelmente você mesmo não 
compreendeu.
Norton (2013)
5. Considerações de Segurança
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Coeficiente de segurança ou fator de segurança:
OBS: Um coeficiente de segurança é sempre adimensional. 
5. Considerações de Segurança
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Coeficiente de segurança ou fator de segurança:
◦ Uma vez que pode haver mais de uma forma de falha em
potencial para qualquer elemento da máquina, pode haver
mais de um valor para o coeficiente de segurança N.
◦ O menor valor de N para qualquer peça é o mais importante, já
que ele prevê a forma mais provável de falha.
◦ Quando N é reduzido a 1, a tensão sobre a peça é igual à
resistência do material (ou a carga aplicada é igual à carga que
provoca falha, etc.), e a falha ocorre.
◦ Portanto, desejamos que N seja sempre superior a 1.
5. Considerações de Segurança
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Escolha do Coeficiente de Segurança:
◦ Verifique se há normas que prevejam o coeficiente de
segurança que deve ser adotado.
◦ Se o modelo não tiver sido tão bem testado ou se as
informações das propriedades dos materiais forem menos
confiáveis, um N maior é recomendável.
5. Considerações de Segurança
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1,2 < N < 1,5 N < 1,1
N = 1
5. Considerações de Segurança
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6. Estimativa de Custo
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6. Estimativa de Custo
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7. Considerações Sociais e Ambientais
◦ Consultar normais ambientes viegentes.
◦ Ética profissional.
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