Fábio Ilha de Aragão

8/19/2019 Fábio Ilha de Aragão

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PROJETO CONCEITUAL DE UMA BANCADA DE TESTESSEMI-AUTOMÁTICA PARA VÁLVULA DIRECIONAL

por

Fábio Ilha de Aragão

ESTA MONOGRAFIA FOI JULGADA ADEQUADA COMO PARTE DOSREQUISITOS PARA A OBTENÇÃO DO TÍTULO DE

ENGENHEIRO MECÂNICOAPROVADA EM SUA FORMA FINAL PELA BANCA EXAMINADORA DO

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA

Prof. Dr. Gilberto Dias da Cunha

Coordenador do Curso de Engenharia Mecânica

Área de Concentração: Projeto e Fabricação

Orientador: Prof. Vilson João Batista

Comissão de Avaliação:

Prof. Dr. Gilberto Dias da Cunha

Prof. Dr. Sandro Greza

Universidade Federal do Rio Grande do SulEscola de Engenharia

Departamento de Engenharia Mecânica


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aos pilares que sustentam meu crescimento,Osmar Carvalho de Aragão e Hiélda das Graças Ilha de Aragão

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AGRADECIMENTOS

Pela compreensão de todas as pessoas de que me distanciei para atender a demandagerada por esse trabalho e final do curso de Engenharia Mecânica da UFRGS, agradeço.

Pelo apoio, cooperação, conhecimento transmitido e incentivo a realização desseprojeto, aos colegas da Parker Hannifin, Cachoeirinha/RS, agradeço.

A todos os professores, colegas e funcionários da Escola de Engenharia da UFRGS,por criar uma atmosfera de conhecimento e em especial ao Prof. Dr. Joyson Luiz Pacheco eProf. Dr. Vilson João Batista pelos ajustes de percurso a mim oferecidos durante os trabalhos,agradeço.

As responsáveis pela revisão ortográficas e tradução, respectivamente, RobertaSchmitz Noronha e Ana Leonor Chies Santos, agradeço.

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ARAGÃO, F. I. Projeto conceitual de uma bancada de testes semi-automática para válvuladirecional. 2007. 26 folhas. Monografia (Trabalho de Conclusão do Curso de EngenhariaMecânica) – Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade Federal do Rio Grande doSul, Porto Alegre, 2007.

RESUMO

Atendendo a necessidade da verificação de todas as válvulas direcionais VO40 -componente imprescindível para o controle de movimentação hidráulica - produzidas pelaParker Hannifin, hoje realizada manualmente, é apresentado um projeto de bancada de testeshidráulicos semi-automática.

A partir da revisão do funcionamento do produto e das normas para testes de válvulas,busca se reconhecer quais parâmetros são importantes para a sua validação.

O projeto inclui o esquema hidráulico, projeto conceitual do dispositivo de fixação docorpo da válvula e lógica de funcionamento do equipamento. A programação do sistema decontrole não será abordada nesse trabalho.

Todo o projeto é voltado para garantir a segurança do operador e do equipamento,simplicidade de operação e versatilidade do conjunto, pois a partir do projeto de novosdispositivos de fixação, pode-se aplicar ao teste de produtos similares.

Por uma especificação da empresa, será utilizado, sempre que possível, produtosParker na sua concepção.

PALAVRAS-CHAVE: Válvula direcional VO40 Parker, Projeto Hidráulico, Bancada Semi-Automática de Testes Hidráulicos

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ARAGÃO, F. I. Conceptual project for semi-automatic hydraulical bench top tests fordirectional valves. 2007. 26 folhas. Monografia (Trabalho de Conclusão do Curso deEngenharia Mecânica) – Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade Federal doRio Grande do Sul, Porto Alegre, 2007.

ABSTRACT

Once it is necessary to verify all the directional valves VO40 – an essential componentto control hydraulic movements – produced by Parker Hannifin, we present a bench top designfor semi-automatic hydraulic tests. Today, these tests are done manually.

From the review of the functionality of the product and the standards to test the valves,we search the parameters which are important to its validation.

The project includes a hydraulic scheme, a conceptual project of the fixation device forthe body of the valve and the logic of operation of the equipment. The algorithms of the controlof the system will not be presented in this work.

Every design is to guarantee the safety of the equipment an its operator, easiness tohandle and the versatility of the whole operation; since one can test similar products from newdesigns of fixation devices.

By a company’s specification, whenever possible Parker products will be used in itsconception.

KEY - WORDS: Directional V040 Parker valve, Hydraulic Project, Semi automatic bench top forhydraulic tests

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ÍNDICE

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1. INTRODUÇÃO ................................................................................................................... 1

2. OBJETIVOS:...................................................................................................................... 1

2.1. Projeto Hidráulico:........................................................................................................ 12.2. Projeto Conceitual do Dispositivo de Fixação da Válvula............................................. 12.3. Lógica dos Testes........................................................................................................ 22.4. Tempo de duração dos testes...................................................................................... 22.5. Garantia do cumprimento dos testes conforme padrão................................................ 2

3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA: ............................................................................................. 2

3.1. Qualidade .................................................................................................................... 23.2. Válvula Direcional VO40 Parker................................................................................... 23.3. Normas Aplicáveis ....................................................................................................... 3

4. ANÁLISE DO PROBLEMA: ............................................................................................... 4

4.1. Teste Padrão ............................................................................................................... 44.2. Seqüência de Teste Válvula VO40 – Conceito Atual.................................................... 4

5. PROJETO DA BANCADA DE TESTE SEMI-AUTOMÁTICA:............................................ 6

5.1. Projeto Hidráulico Preliminar........................................................................................ 65.2. Projeto Hidráulico Detalhado ....................................................................................... 85.3. Projeto do Dispositivo de Fixação Válvula ................................................................. 105.4. Lógica dos Testes...................................................................................................... 135.5. Posicionamento do Corpo no Dispositivo................................................................... 155.6. Redução da Duração dos Testes na Bancada:.......................................................... 165.7. Viabilidade Técnica.................................................................................................... 165.8. Viabilidade Econômica............................................................................................... 16

6. CONCLUSÃO: ................................................................................................................. 16

7. BIBLIOGRAFIA:............................................................................................................... 18

7.1. Livros......................................................................................................................... 187.2. Apostilas.................................................................................................................... 187.3. Artigos ....................................................................................................................... 187.4. Catálogos .................................................................................................................. 187.5. Internet ...................................................................................................................... 18

8. ANEXOS: ......................................................................................................................... 19

8.1. Anexo I ...................................................................................................................... 19

8.2. Anexo II ..................................................................................................................... 198.3. Anexo III .................................................................................................................... 198.4. Anexo IV.................................................................................................................... 19

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1. INTRODUÇÃO

O setor industrial a cada dia se torna mais competitivo, forçando assim a otimizaçãode processos. Em empresas voltadas para produção seriada, cada segundo em redução deuma tarefa pode significar ganhos expressivos. Por outro lado, o teste de componentesidentifica erros de fabricação e montagem eliminando assim futuros imprevistos. A automação

dessa verificação visa, além da redução no tempo gasto, atender aos padrões definidos pelaengenharia de produto para que assim se consiga um maior controle na produtividade equalidade das tarefas executadas, independente de quem as executa.

O controle de qualidade na linha de fabricação e montagem consiste em uma etapa,por não alterar o produto final, muitas vezes negligenciada na indústria. Porém, para garantir acompetitividade e satisfação dos clientes, cada vez mais exigentes, esses testes acabamagregando um valor não mensurável e reduzem custos de reposição por garantias e até multasem caso de contratos firmados com montadoras. Apesar de ser um controle de final daqualidade dos produtos fabricados, garante que nenhum produto não - conforme seráencaminhado ao cliente.

A proposta deste projeto é desenvolver uma bancada de testes hidráulicos visandoreduzir o tempo dos testes realizados na válvula direcional VO40 Parker e garantir arepetitividade e a qualidade dos testes. O projeto hidráulico detalhado será desenvolvido emconjunto com o projeto preliminares do dispositivo de fixação.

Esse produto foi escolhido, entre vários produzidos pela Parker Hannifin emCachoeirinha/RS, por contar com uma produção significativa.

2. OBJETIVOS:

Os objetivos que definem o êxito deste trabalho são tangenciados pelas normasinternas de teste das válvulas, segurança operacional e custo. Esses objetivos são divididosem cinco grupos, citados a seguir:

2.1. Projeto Hidráulico:

Um projeto do esquema hidráulico detalhado se faz necessário para especificarcomponentes que reproduzirão as condições dos testes que serão. É o carro chefe do projetoe, a partir desse demandam outros projetos como o do dispositivo de fixação da válvula a sertestada. Esse esquema é composto pelos seguintes subsistemas:

• Elementos de controle direcional dos fluxos de óleo;• Medições de vazamentos, fluxos e pressões;• Sistemas de bombeamento de óleo para alta e baixa pressão incluindo seus

sistemas de controle e proteção;• Elementos físicos e controles lógicos que garantam a segurança da

utilização do sistema frente ao operador;• Elementos filtrantes do óleo hidráulico que garantam que todo o sistema

hidráulico opere livre de contaminações;• Medidor de vazamentos hidráulicos e fluxo;• Seleção de cada elemento a ser utilizado na montagem do sistema

hidráulico, como mangueiras e tubos.

Como esses subsistemas se interligam e também se sobrepõem, é importante umaharmonia operacional que garanta uma racionalização da aplicação, eliminando elementosdesnecessários. Sempre buscando um menor custo de fabricação.

2.2. Projeto Conceitual do Dispositivo de Fixação da Válvula

O projeto desse dispositivo específico deve levar em conta a facilidade de manuseioque garanta uma rapidez na troca do corpo a ser testado deve também garantir uma


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neutro (Figura 02) e quando uma haste é acionada, o fluxo é direcionado para o atuador. Trata-se de um produto global da Parker Hannifin2.

Figura 01: Funcionamento válvula VO40

Figura 02: Simbologia equivalente a válvula VO40

3.3. Normas Aplicáveis

A utilização de outras normas só se justifica quando não abrangidas por normas

internas da empresa. Como os testes são regidos por normas internas da Parker e DANA

TanqueTanque

CentroAberto

Pressão

CentroAberto

Pressão


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Albarus (antiga detentora das operações da unidade de Cachoeirinha) a utilização de outrasnormas só se justifica quando não abrangidas por essas duas primeiras.

As normas e requisitos apresentados são os seguintes:

• NE-D-208: Comandos VO40 – Teste PadrãoDefine os testes e parâmetros a serem atendidos na verificação do funcionamento

do comando VO40 (Anexo I).• NE-B-063: Normas para seleção de equipamentos e instrumentos de mediçãoDetermina os critérios para seleção e uso de equipamentos ou instrumentos de

medição utilizados em testes de componentes hidráulicos (Anexo II).

4. ANÁLISE DO PROBLEMA:

Para o projeto da bancada, é importante conhecer todas as etapas realizadas nostestes pelos quais são submetido os corpos das válvulas.

4.1. Teste Padrão

Descritos no anexo I (Comando VO40 – Teste Padrão), cada verificação énecessária para garantir a qualidade do produto visando atender a exigência dos clientes,normalmente montadoras de equipamentos da linha móbil. Independentemente de comopodem ser realizados os testes, manualmente ou automaticamente, os parâmetros contidos nanorma de especificação de teste Parker devem ser atendidos.

4.2. Seqüência de Teste Válvula VO40 – Conceito Atual

Mesmo quando as válvulas a serem testadas se destinam à venda de corposavulsos, é montado um comando direcional múltiplo (Figura 03). Cada teste é realizadosequencialmente em todos os corpos montados, passando, em seguida, para o próximo teste,visando agilizar a rotina do operador.


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Apesar de o operador realizar cada teste em várias válvulas similares, mas distintas,antes de passar para o próximo teste, serão analisados os testes decorrentes em uma únicaválvula.

Para facilitar a análise dos testes realizados pelo operador e compará-los a normaque especifica esses testes, foi gravado um vídeo do operador onde ele narra, com suaspalavras, cada um deles e também identifica (Figura 04) as secções de admissão, descarga ecorpos em teste e auxiliar.

Esses testes são realizados numa bancada de teste hidráulica que conta com duaslinhas de pressão, uma a 69 bar e outra a 172 bar, além dos acessórios como engates rápidose drenos de vazão. A bancada é instrumentada com medidores de pressão analógicos edigitais, além de um medidor de fluxo na linha de descarga. Os aparelhos de medição sãoespecificados conforme a norma interna da empresa constante no Anexo II (Norma paraseleção de equipamentos e instrumentos de medição).

Os testes devem ser realizados com o óleo ISO VG-46, a uma temperatura de 50 ºC± 10 ºC. Devem ser reguladas a pressão de operação para 69 bar (1000 psi) e a pressão deteste de alta pressão para 172 bar (2500 psi).

Antes de qualquer teste deve-se acionar a haste da válvula a ser testada para osdois lados a fim de eliminar qualquer bolha de ar que possa estar presente no sistema

Durante os testes deve-se verificar a haste, que não pode estar trancando, seusuave acionamento e retorno a sua posição central quando liberada.

Figura 04: Conexões do Comando de válvulas VO40.

4.2.1. Montagem do comando para teste:

Alinhar corpo de admissão, 8 corpos válvula em seqüência e o corpo de descarga,posicionando os “O´rings” em cada respectivo rasgo. Posicionar os três tirantes, arruelas eporcas para fechamento do corpo e aplicar torque nos três tirantes M8 8.8 a um torque defechamento de 20 N.m

4.2.2. Verificação do vazamento pelo centro aberto:

Deve-se retirar a mangueira do corpo da válvula bloqueando a passagem do óleo et d t f t d d d A ó i h t A

Lado da Tomada B

Secção de Admissão P

Lado da Tomada A

Secção de Descarga T

Corpo 1 (Em teste) Linha A e B

Corpo 2 (Auxiliar) Linha A e B


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(P→A) coletado o vazamento na tomada de descarga, que não deve exceder a 30 ml/min,repetindo o teste para a haste B.

4.2.3. Verificação do vazamento na retenção de carga:

O operador conecta a mangueira de pressão na tomada B, dreno para a atmosferana tomada de admissão e descarga. Após, deve acionar a haste para A (P → A) e coletar o

vazamento na tomada de descarga e admissão simultaneamente que não deve exceder a 30ml/min, repetindo o teste para a tomada A.

4.2.4. Verificação do vazamento da linha de pressão para as tomadas de cilindro:

Para a realização desse teste deve-se conectar a mangueira de pressão na tomadade admissão, dreno para a atmosfera nas tomadas A e B e mangueira de descarga na tomadade descarga. Dando seqüência ao teste, é acionada a haste da válvula auxiliar para qualquerlado e ligada a linha de alta pressão para se coletar o vazamento na tomada A e B onde ovazamento não deve exceder a 6 ml/min em cada um dos testes

4.2.5. Verificação do vazamento da haste para o corpo:

Preparação:Neste último teste, deve-se conectar a mangueira de pressão na tomada A e um

dreno para a atmosfera na tomada de descarga. Após ligar a linha de alta pressão deve-secoletar o vazamento na tomada de descarga T e medir o vazamento que não deve exceder a 6ml/min. Deve-se então repetir o teste para a tomada B.

4.2.6. Desmontagem do comando para teste:

Para desmontar o comando que acabou de ser testado deve-se desparafusar eretirar os tirantes encaminhando os corpos aprovados para o setor de embalagem.

4.2.7. Duração dos testes Atual:

Considerando o tempo de montagem e a duração de cada verificação, temos umtotal de 12 minutos para cada válvula.

5. PROJETO DA BANCADA DE TESTE SEMI-AUTOMÁTICA:

A idéia de se realizar todos esses testes numa bancada semi-automática justifica-sepela importância do cumprimento de padrões para a realização desse e da possibilidade daválvula ser testada pelo próprio montador já que sua única função será posicionar o corpodentro do dispositivo, fixar as mangueiras hidráulicas e acionar o início dos testes, liberando ooperador hoje exclusivamente destinado a realizar esses testes para outras atividades.

Conforme foi citado nos objetivos deste trabalho, o projeto da bancada engloba oesquema hidráulico, dispositivo de fixação do corpo a ser testado, acionamento e a lógica decada teste a ser realizado.

A partir de informações repassadas desde o projetista da válvula, do projetista deuma bancada de testes para a válvula de alívio VO40 e do operador que testa as válvulas eembasado nas normas de teste fornecidas pela empresa Parker, foi projetada uma bancada deteste hidráulica que atendesse todas essas necessidades.

5.1. Projeto Hidráulico Preliminar

5.1.1. Requisitos

Projetada para realizar os testes descritos na norma Comando VO40 – TestePadrão, é ela que rege os requisitos básicos do sistema hidráulico. Especificamente, a centralhid á li d f â b i


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Pressões de Teste: 1000 psi ± 20 psi e 2500 psi ± 50 psiTemperatura do óleo: 50°C ± 10°CEspecificação do Óleo: ISO VG-46Vazão: 40 LPM (10,5 GPM)Medidor de vazamento: Mínimo de 0,1 ml/min

5.1.2. Esquema Hidráulico Preliminar

O Esquema hidráulico básico para o teste das válvulas VO40 (Figura 05) serve paraverificar a possibilidade de atender a todos os testes previstos utilizando uma bancadahidráulica semi-automática. O controle direcional da linha de pressão e da linha de medição devazamento nos garante a possibilidade de atender aos fluxos dos testes.

Figura 05: Esquema hidráulico básico para teste válvula VO40.

O esquema hidráulico preliminar não contempla os elementos que garantirão asegurança do sistema, segurança do operador e demais subsistemas de filtragem,aquecimento do óleo, retorno, etc.


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5.2. Projeto Hidráulico DetalhadoPara a formalização de um projeto hidráulico detalhado, é necessária uma longa

seleção de componentes que vão desde as válvulas3 que serão utilizadas na central hidráulicaaté as mangueiras que unirão cada parte do conjunto. A seleção destes componentes seguetabelas de seleção contidas em catálogos4 encontrados nos próprios sites dos fornecedores.No detalhamento hidráulico foram, sempre que possível, utilizados produtos Parker paraatender a uma especificação da empresa a qual se destina a bancada em questão.

Agregando os componentes necessários para garantir o pleno funcionamento dosistema hidráulico, esse acaba por se desmembrar nos seguintes subsistemas:

5.2.1. Circuito de Teste

Por ser necessário um grande controle dos fluxos que envolvem os testes, pois umalinha pode ora conduzir altas pressões ora conduzir vazamentos para medição, assim temosfluxo em ambos os sentidos e várias combinações de válvulas se acabam sendo necessáriaspara atender a essa característica do sistema. A própria seção da válvula que está sendotestada faz parte do sistema, e acaba sendo representada (Figura 06) junto com os outroscomponentes no desenho do circuito hidráulico (Anexo III).

Componente fundamental para a verificação dos vazamentos obtidos em cada teste,o medidor de vazamentos selecionado foi o modelo 286 da empresa MAX Flow MeasurementInstrumetation5 (Anexo IV) por não ser possível seu fornecimento pela empresa Parker.

Figura 06: Circuito de teste.

5.2.2. Circuito de Pressão

Para atender as pressões exigidas (69 bar (1000 psi) e 172 bar (2500 psi)), ocircuito de pressão (Figura 07) conta com duas bombas, uma de 71 LPM e outra de 5,7 LPM,necessárias para garantir o atendimento dos requisitos citados acima. Funciona em dois ciclosbásicos: Primeiro calibrando a pressão a ser utilizada com o uso de uma válvula de assento emconjunto com uma válvula proporcional e, para iniciar o teste, direciona o fluxo para o circuitode teste onde encontra-se o comando fixado no dispositivo.

3 PARKER 4201-4 BR Válvulas e Acessórios para Controle de Fluidos, Jacareí/SP, 2007 4 http://www.catalog.parkerlag.com/


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Figura 07: Circuito de teste.

5.2.3. Circuito Tanque

Para atender as vazões requeridas no circuito de testes sem comprometer o

sistema de bombas com problemas de cavitação foi selecionado um reservatório hidráulico de400 litros. O projeto hidráulico detalhado desse reservatório (Figura 08) deve garantir ofornecimento do óleo na temperatura requerida e ausente de contaminações. Assim, devecontar com um aquecedor, paredes revestidas com manta térmica e, para garantir o constantefluxo do óleo aos filtros, ser dotado de uma bomba de alta vazão enviando o óleo doreservatório aos filtros.


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5.2.4. Circuito de Filtros

Filtros em série e em paralelo (Figura 09) garantem as condições necessárias aostestes das válvulas, protegendo o sistema de contaminações. Essa preocupação é relevantepois depois de realizado o teste os produtos já são encaminhados para os clientes, logoqualquer contaminação pode trancar e danificar o spool. Serão utilizados filtros de 10 mícron e2 micros em série que serão percorridos por uma vazão de 200 LPM.

Figura 09: Circuito de Filtros.

5.3. Projeto do Dispositivo de Fixação Válvula

5.3.1. Requisitos

Para reduzir o tempo que o operador fica envolvido no teste, esse dispositivo devegarantir a agilidade na montagem do corpo a ser testado e suprir a força de fechamento

equivalente aos 3 tirantes de 8 mm de diâmetro a um torque de aperto de 18 -22 N.m.A montagem do comando que deve ser f ixado no dispositivo tem a seqüência de umcorpo de admissão, um corpo auxiliar, o corpo que será testado e um corpo de descarga


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Figura 10: Posição de montagem do comando para teste da válvula.

5.3.2. Projeto Conceitual

Buscando levantar hipóteses para a fixação do corpo da válvula a ser testada, foramcriados os seguintes conceitos de dispositivos de fixação, podendo, a partir de croquis feitos amão analisar possíveis configurações para o atendimento do projeto.

A estrutura para suporte dos corpos e o acionamento por cilindro pneumático do“Spool”, aparentam viabilidade (Figura 11).

Figura 11: Croqui do dispositivo de fixação da válvula VO40.

O fechamento por cilindro hidráulico e as guias para montagem, num conceitosemelhante a uma prensa hidráulica são apresentados como alternativa para o rápido e seguro


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Figura 12: Croqui do dispositivo de fixação da válvula VO40.

5.3.3. Seleção dos Cilindros Atuadores

Foi selecionado para o acionamento dos spools das válvulas o cilindro pneumáticominiatura série 3300. Seu código é 3300 9900 – 193 – 0030 – L050. Foi assim escolhido pelasseguintes características:

Força de 304 N (Avanço) e 275 N (Retorno) (@ 6 bar), curso de 30 mm,prolongamento da haste de 50 mm, corpo em aço inox e alimentação por rosca NPT.

Figura 13: Cilindro pneumático série miniatura para acionamento dos “spools”

Já para o fechamento do conjunto montado, utilizamos um atuador que substitua ouso dos tirantes no fechamento do comando. Assim, foi selecionado o cilindro hidráulico série3L. O código do cilindro selecionado é 101,6 J 3 L U 4 4 M – 0100 que contém as seguintescaracterísticas:

Força de 56.800 N @ 70 bar, curso de 100 mm, diâmetro do corpo de 4”, haste emaço inox, flange para fixação e alimentada por rosca NPT.


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5.3.4. Projeto Preliminar

Apresentado somente sob forma de projeto preliminar, segue abaixo o dispositivo defixação da válvula VO40 (Figura 15).

Figura 15: Dispositivo de fixação da válvula VO40.

Trata-se de um dispositivo que utiliza guias internas para garantir o alinhamento doscorpos de válvula do comando, base deslizante de bronze e acionamento das hastes porcilindro pneumático. Para o fechamento do corpo será utilizado um cilindro hidráulico, sendo oóleo incompressível optamos por essa alternativa para eliminar problemas com vazamentosentre cada corpo montado no comando.

5.4. Lógica dos Testes

Encontra-se descrito abaixo o fluxo que atende a cada teste. Sendo ilustrado emvermelho a linha que recebe a pressão da bomba e em azul a linha da qual será colhido ovazamento. Para se obter esse direcionamento do fluxo pelo circuito hidráulico, deve-se enviarum sinal elétrico, a partir de um Comando Lógico Programável (CLP) para cada válvula quedesejamos que seja atuada. Verificado o sucesso da válvula frente a um teste, o CLP já ficaapto a realizar o próximo, caso contrário o a sistema alerta o operador da falha do produtotestado e finaliza o ciclo reprovando o produto.

5.4.1. Verificação do vazamento pelo centro aberto:

O CLP deve direcionar a pressão de 1000 psi para linha A da válvula que deve seracionada e colher vazamento pela linha de tanque, repetindo o procedimento para a linha B(Figura 16). O vazamento medido não pode ultrapassar 30 ml/min. Com esse teste busca-severificar o vazamento da válvula numa simulação de acionamento de um braço de guindaste,

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Figura 16: Fluxo do teste de vazamento pelo centro aberto.

5.4.2. Verificação do vazamento na retenção de carga:

O CLP deve direcionar a pressão de 1000 psi para linha A válvula e colhervazamento pela linha de tanque e da linha de admissão, repetindo o procedimento para a linhaB (Figura 17). O vazamento deve ser menor que 30 ml/min para cada linha. Assim simula-se aretenção de carga numa situação onde temos perda de pressão pela bomba, por exemplo.

Figura 17: Fluxo do teste de vazamento na retenção de carga.

5.4.3. Verificação do vazamento da linha de pressão para as tomadas de cilindro(Power Cover):

Direcionar a pressão de 2500 psi para a linha de admissão, acionar a válvulaauxiliar e colher o vazamento da linha A e B (Figura 18). O vazamento deve ser menor que 6

ml/min. Verifica-se assim se a válvula acaba, indevidamente, acionando um atuador ao seacionar uma outra válvula montada sobre o mesmo comando.


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Figura 18: Fluxo do teste power cover.

5.4.4. Verificação do vazamento da haste para o corpo:

Direcionar a pressão de 2500 psi para a linha A e colher o vazamento para a linhade tanque, repetindo o procedimento para a linha B (Figura 19). O vazamento deve ser menorque 6 ml/min para cada linha. Esse último teste serve para verificar o funcionamento da válvulana retenção de uma carga quando não acionada, como um braço de guindaste suportandouma carga sem baixar.

Figura 19: Fluxo do teste de vazamento da haste para o corpo.

5.5. Posicionamento do Corpo no Dispositivo

A fixação do o corpo que será testado no dispositivo e, finalizado os testes, suaremoção deve durar, sendo realizado com segurança por um operador treinado, em torno de30 segundos.


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5.6. Redução da Duração dos Testes na Bancada:

Como a bancada em projeto requer um tempo para ajustar as pressões de cadateste, foi atribuído uma inércia de 90 s para a realização de todos os testes, em contrapartida, oteste manual realizado hoje tem uma inércia de 55s por conta do operador que realiza essesajustes manualmente.

A redução dos tempos de cada teste da bancada proposta é obtida pelo aumento na

resolução das medições de vazamento que surgem da utilização de um medidor de vazamentocitado no projeto

Utilizando os tempos (Tabela 1) gastos em cada teste e comparando a bancadahoje existente com a proposta, se obtém uma expectativa de duração total para o teste de umcorpo deve de 6 minutos, significando uma redução de mais de 50 % em relação ao tempoutilizado hoje.

Tabela 01: Duração dos testes das válvulas.

ATIVIDADE BANCADAATUAL

BANCADAPROPOSTA6

Montagem do comando 150 s 15 s

Vazamento pelo centro aberto 120 s 60 s

Vazamento na Retenção de Carga 120 s 60 s

Vazamento na linha de pressão 120 s 60 s

Vazamento da haste 120 s 60 s

Desmontagem 35 s 15 s

Inércia da bancada 55 s 90 s

TOTAL ~ 12 min ~ 6 min

5.7. Viabilidade Técnica

Contando com o suprimento de produtos Parker para a montagem da bancada detestes, foi encontrado com facilidade a maioria dos componentes necessários para atender aoque se pretende no projeto. Aos poucos componentes que não são fornecidos pela Parker,encontramos outros fornecedores no mercado.

5.8. Viabilidade Econômica

Por contar com produtos fabricados por unidades Parker de todo o mundo a preçode custo, a viabilidade econômica não será foco desse trabalho.

6. CONCLUSÃO:

Está apresentado (Anexo III) o projeto final do esquema hidráulico da bancada deteste semi-automática. Depois de devotadas revisões do esquema hidráulico e fluxos dostestes, verifica-se que os requisitos propostos foram atendidos e o projeto é viáveltecnicamente para a automação dos testes hoje realizados manualmente. O aumento deprodutividade foi além do esperado, contando com uma redução de 50 % no tempo de duraçãode cada teste.

Porém, entre o início desse trabalho e o teste da primeira válvula ainda existemalgumas lacunas que por hora não serão analisadas. Como o esquema hidráulico acaba

demandando todos os demais sistemas, o principal está apresentado. Ficam faltando, paratornar esse projeto algo concreto, projetos detalhados do dispositivo de fixação, blocos


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“manifold” e estrutura da central hidráulica além da rotina de programação do controlador dasválvulas. Por se tratarem de projetos secundários, esses somente serão desenvolvidos após aaprovação da fabricação e fornecimento do conjunto completo e podem contar com empresasespecializadas na sua concepção.

Esse projeto foi apresentado à gerência da Parker Hannifin para sua aplicação naunidade hidráulica, em Cachoeirinha/RS, estando sua aplicação ainda em análise até apresente data.


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7. BIBLIOGRAFIA:

7.1. Livros

RACINE HIDRÁULICA LTDA. Manual de Hidráulica Básica, 328 pg., PortoAlegre/RS, 1985

PINCHES, MICHAEL JR.. Power Hydraulics

DELMÉE, GERARD JEAN. Manual de Medição de Vazão

LINSINSEN, IRLAN VON. Fundamentos de Sistemas Hidráulicos

BUENO, SILVEIRA. Mini Dicionário da Língua Portuguesa, 703 pg., São Paulo/SP

7.2. Apostilas

APOSTILA PARKER M2001-1 BR. Tecnologia Hidráulica Industrial, Jacareí/SP,2005

7.3. Artigos

VIALTA A: RODRIGUES, J. A. D. Processos, instrumentação e automação desistemas UHT, 121 pg., Campinas/SP, 1996

7.4. Catálogos

PARKER HY-2018 BR. Comando direcional Múltiplo série VO40, Cachoeirinha/RS,2006

PARKER HY-2019 BR. Manual de serviço comando direcional Múltiplo série VO40,Cachoeirinha/RS, 2006

PARKER 1001-6 BR. Linha Pneumática, 2007

PARKER 2102-1 BR Cilindro Hidráulico Série 3L, Cachoeirinha/RS, 2003

PARKER 4201-4 BR Válvulas e Acessórios para Controle de Fluidos, Jacareí/SP,2007

7.5. Internet

http://scholar.google.com em 23/05/2007

http://www.priberam.pt em 24/05/2007

http://www.catalog.parkerlag.com/ em 12/06/2007

http://www.dec.fct.unl.pt em 16/06/2007http://www.maxmachinery.com/flowmete.htm em 16/06/2007


26/31

19

8. ANEXOS:

8.1. Anexo I

Comando VO40 – Teste Padrão

8.2. Anexo II

Norma para seleção de equipamentos e instrumentos de medição

8.3. Anexo III

Esquema hidráulico bancada de testes Válvula VO40

8.4. Anexo IV

Catálogo Medidor Vazamentos Modelo 286 MAX


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28/31


29/31


30/31

MODEL 289

Frequency Transmitter Inductive Pick-up

Specifications

• Output Signal: SSqquuaarree wwaavvee,, 5VVDDCC

((TTTTLL && CCMMOO SS--ccoommppaattiibbllee)) IInndduuccttiivvee ppiicckk--uupp wwii tthh aammpplliiff iieerr

• Power Supply Requirements: 5 - 24

V

V

D

D

C

C

p

p

l

l

u

u

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s

l

l

o

o

a

a

d

d

• Ambient Operation Temperature Range:

-

-15

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°

C

C

t

t

o

o 65

°

°

C

C

(

(5

°

°

F

F

t

t

o

o 150

°

°

F

F

)

)

• Metered Liquid Temperature Range (At 30°C Ambient):

-

-250

°

°

C

C

t

t

o

o 240

°

°

C

C

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(

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-420

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F

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o 465

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°

F

F

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• Features:

• M Maakkeess aa ““ ppoocckkeettlleessss”” ff lloowwmmeetteerr wwhheenn ccoommbbiinneedd

wwiitthh aa MMaaxx SSeerriieess 240 H Heelliiccaa ll FFllooww MMeetteerr..

• P Prreeaammpplliiff iieedd ssqquuaarree wwaavvee oouuttppuutt ccaappaabbllee ooff ddrriivviinngg aatt lleeaasstt1000 f f eeeett..

• W Weeaatthheerr--ttiigghhtt aanndd UU .. LL.. CC llaassss II,, DDiivviissiioonn II,, GG rroouuppss CC && DD

rraatteedd eexxpplloossiioonn pprrooooff ooppttiioonnss.. CCSSAA cceerrttii ff iieedd..

Physical Dimensions

6.625(168)

8.75(222)

Amphenol or 1/2”NPTConnection

4.625 (117)

4 (102)

Dimensions in ( )are millimeters.

10.5(267)

9.72(247)

1

1.

.6

62

25

5

H

He

ex

x

M

M

a

a

x

x

M

M

a

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c

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i

i

n

n

e

e

r

r

y

y

,

,

I

I

n

n

c

c

.

.

11442200 HHeeaallddssbbuurrgg A Avvee.. ,, HHeeaallddssbbuurrgg,, CCAA9955

PPhhoonnee:: ((770077)) 443333--77228811 w w ww ww.. mm aa xx mm aa cc hh ii nn ee rr yy.. ccoomm FFaaxx:: ((770077)) 44

MMAA 228899--000000 ©© 11999977 MMaaxx MMaacchhiinneerryy,, IInncc..

Product Specification

Sheet


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Documents

Fábio Ilha de Aragão