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Desenvolvimento de Conceito e Análise Estrutural de um Kart que Acompanha o Crescimento da Criança Vítor João Antunes Beltrão Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Mecânica Júri Presidente: Professor Doutor Rui Manuel dos Santos Oliveira Baptista Orientador: Professor Doutor Pedro Miguel dos Santos Vilaça da Silva Vogais: Tenente-Coronel Eng. SMat João Paulo Pereira da Silva Professor Doutor Pedro Alexandre Rodrigues Carvalho Rosa Lisboa, Outubro de 2009

Projetando Um KART

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Desenvolvimento de Conceito e Anlise Estrutural de um Kart que Acompanha o Crescimento da Criana Vtor Joo Antunes Beltro Dissertao para obteno do Grau de Mestre em Engenharia Mecnica Jri Presidente:Professor Doutor Rui Manuel dos Santos Oliveira Baptista Orientador:Professor Doutor Pedro Miguel dos Santos Vilaa da Silva Vogais:Tenente-Coronel Eng. SMat Joo Paulo Pereira da Silva Professor Doutor Pedro Alexandre Rodrigues Carvalho Rosa Lisboa, Outubro de 2009 i AGRADECIMENTOS Pretendonesteponto,demonstraromeusinceroagradecimentoatodooconjuntode pessoas, empresas e instituies que me auxiliaram na realizao deste trabalho. Aomeuorientador,oSenhorProfessorPedroMigueldosSantosVilaadaSilva,porter acreditado e encorajado a realizao deste trabalho e, acima de tudo, por proporcionar as condies necessrias execuo do projecto. AosmeusgrandesamigosecamaradasdaAcademiaMilitar,quemeacompanhamnesta caminhada desde o primeiro ano: Jos Pinto,Jos Dias, Jaime Coelho e TiagoFlambque sempre me auxiliaram e prestaram apoio.AosmeuscolegasEldio,FilipeeCatarinapelasconstantesconversas,nosentidodo melhoramento e da soluo dos entraves que foram surgindo. MCG, em especial ao Sr. Jos Miguel, por me ter possibilitado a presena na sua empresa, o que se traduziu numa experincia muito gratificante ao poder conviver com a realidade empresarial do nosso pas. Ainda em relao a esta empresa, o meu profundo agradecimento a toda a Seco de Ferramentas,lideradapeloEngenheiroCarlosSaraiva,pelaintegraoquemefizeramepelo contnuo aconselhamento e auxlio acerca do trabalho l desenvolvido. No me poderei esquecer do Sr. Janurio, uma pessoa bastante experiente e com quem eu muito aprendi. AoSr. Joo e suaempresa SPORTKARTque, atravsda sua enorme experinciacom a modalidadequeokarting,mepermitiuumcontnuoesclarecimentodedvidaseumimportante auxlio na resoluo de alguns problemas.AoSenhorProfessorMiguelNevespelopermanenteincentivoepeladisponibilidade apresentada em me ajudar. Atodaaminhafamlia,emespecialaosmeuspaiseirmos,quesempreacreditaramem mim e que me incitaram realizao deste projecto. Sara, por tudo. ii RESUMO Estetrabalhotratadodesenvolvimentodoconceitodeumkartparacrianasdos7aos12 anosdeidadequeseadaptageometricamente,permitindoacompanharoseucrescimento.Esta capacidade de afinao/regulao conseguidaatravs de um conjunto de inovaes realizadas ao nvel do chassis, de um sistema banco/bero, da coluna de direco e dos pedais. De referir ainda a preocupao que foi tida em conta paraequipareste veculo com elementos de seguranapassiva, de forma a torn-lo um brinquedo seguro. Os objectivos do trabalho passam, essencialmente, pelo desenvolvimento do conceito acima descrito e pela anlise estrutural do mesmo. A inteno do produto permitir o desenvolvimento das inmeras capacidades cognitivas e reactivasque a criana necessita deaplicarna utilizao de um kart,deformaseguraefivel,aolongodepelomenos5anosdeplenocrescimento.O desenvolvimentodesteconceitonotemcomofinalidadeomercadodokartingdecompetiomas sim do karting de aprendizagem e lazer. Paraaelaboraodesteprojectofoiseguidaumametodologiadedesenvolvimentode produto.Comotal,ocorrectoajustedoscomponentesdokartdimensodacrianafoiefectuado combasenosdadosantropomtricosdascrianasdafaixaetriaconsiderada.Paraverificare confirmar,deumaformaefectiva,aviabilidadedautilizaodokartporpilotosentreos7eos12 anos de idade, foram criados trs bonecos virtuais (dummys) correspondentes s idades de 7, 9 e 12 anos. Este passo permitiu avaliar a efectiva adaptao do kart aos vrios tamanhos de uma criana, no intervalo de idades definido.Outra ferramenta utilizada neste trabalho diz respeito ao software ANSYS. Este programa foi empregue para se poder realizar uma anlise em elementos finitos estrutura que se definiu como o conceito final.De salientarainda a execuo de uma anlise de custos referente produo de um prottipo. Deentreasprincipaisconsideraesquesopossveisdeestabelecer,comoresultadodo trabalhoefectuadonestafasededesenvolvimentodokart,destacam-seasamplitudesdeafinao obtidasnosconjuntosbanco/bero,colunadedirecoepedais,asquaissoextremamente importantes para a adaptao do veculo ao tamanho da criana. Evidenciam-se tambm os valores alcanados na anlise estrutural do chassis, a qual apresentou um melhoramento da rigidez torsional em relao a um chassis de competio e um bom comportamento em curva. PALAVRAS-CHAVE Kart para criana Desenvolvimento de Conceito Anlise de Elementos Finitos Anlise de Fabrico Plano de Oportunidade iii ABSTRACT This work is based on the development of a karts concept for childrenfrom 7 to 12years of agethatfitsgeometricallypossibletomonitortheirgrowth.Thisabilitytotuneoradjustisachieved throughaseriesofinnovationsdevelopedatthechassis,theseatandcradlesystem,thesteering columnandthe pedals. Note alsothe concern thatwas taken into account to equip thisvehiclewith passive safety features, in order to make it a safe toy. Theobjectivesoftheworkareessentiallythedevelopmentoftheconceptdescribedabove and the structural analysis of the same. The intent of the product is to allow the development of many cognitiveandreactiveabilitiesthatthechildneedstoapplytouseakartsafelyandreliably,overat least 5 years of strong growth. The development of this concept has no intention in the competitions market but the learning and leisure karting. For the elaboration of this project it was followed a methodology for product development. As such,theproperadjustmentofthecomponentsofthekarttothesizeofthechildwasbasedon anthropometricdataofchildrenintheagerangeconsidered.Toverifyandconfirm,inaneffective manner,thefeasibility ofkartusebypilotsbetween7and12yearsofage,itwerecreatedthree dummies corresponding to the age of 7, 9 and 12 years. This step allowed us to evaluate the effective adaptation of the kart to various sizes of a child in the age range defined. Another tool used in this work refers to the software ANSYS. This program was used in order toperformafiniteelementanalysisofthestructuredefinedasthefinalconcept.Alsonotethe implementation of a cost analysis for production of a prototype. Among the main considerations that are possible to establish, as a result of thework done at thisstageofdevelopmentofthekart,wehighlightthetuningamplitudesobtainedinthesetsof bank/cradle system, steering column and pedals, which are extremely important for adaptation of the vehicletothesizeofthechild.It'salsosignificanttobecameevidentthevaluesachievedinthe structural analysis of the chassis, which reported an improvement in torsional stiffness compared to a chassis for competition and a good behaviour in turning. KEY-WORDS Kart for Child Concept Development Finite Element Analysis Manufacturing Analysis Opportunity Plan iv NDICE AGRADECIMENTOS ........................................................................................................................................... I RESUMO .............................................................................................................................................................. II PALAVRAS-CHAVE .......................................................................................................................................... II ABSTRACT ......................................................................................................................................................... III KEY-WORDS ..................................................................................................................................................... III NDICE ................................................................................................................................................................ IV LISTA DE FIGURAS ......................................................................................................................................... VI LISTA DE TABELAS ........................................................................................................................................ IX LISTA DE NOMENCLATURA .......................................................................................................................... X 1 -OBJECTIVOS E INTRODUO ............................................................................................................. 1 1.1OBJECTIVOS ............................................................................................................................................... 1 1.2CARACTERIZAO DO PRODUTO ................................................................................................................ 1 1.3ENQUADRAMENTO HISTRICO ................................................................................................................... 2 1.4ENQUADRAMENTO DE MERCADO ............................................................................................................... 5 1.5GUIA DE LEITURA ....................................................................................................................................... 6 2 -ESTADO DE ARTE .................................................................................................................................... 7 2.1CONCEITO ANTERIOR ................................................................................................................................. 7 2.2CHASSIS E SOLUES EXISTENTES NO MERCADO ....................................................................................... 8 2.2.1CRG ................................................................................................................................................................... 8 2.2.2MACH 1 KART ..................................................................................................................................................... 9 2.2.3INTREPID ........................................................................................................................................................... 9 2.2.4SODI KART ........................................................................................................................................................ 10 2.2.5TONY KART ....................................................................................................................................................... 10 2.3REGULAMENTAO E RECOMENDAES ................................................................................................. 11 2.3.1REGULAMENTO TCNICO ................................................................................................................................... 11 2.3.1.1Definies ................................................................................................................................................. 11 2.3.1.2Prescries gerais ..................................................................................................................................... 12 2.3.2RECOMENDAES PARA O KARTING DE LAZER ..................................................................................................... 18 3 -DESENVOLVIMENTO DO CONCEITO .............................................................................................. 19 3.1DESENVOLVIMENTO DE PRODUTO ............................................................................................................ 19 3.2FORMULAO DO PROBLEMA .................................................................................................................. 20 3.2.1ESTUDO DE ANTROPOMETRIA ............................................................................................................................. 20 3.3FASES DE DESENVOLVIMENTO ................................................................................................................. 22 3.3.1RESUMO DA EVOLUO DO CONCEITO ............................................................................................................... 23 3.3.2MATERIAIS ENVOLVIDOS .................................................................................................................................... 25 3.4SOLUO FINAL ....................................................................................................................................... 26 3.4.1MEMRIA DESCRITIVA ....................................................................................................................................... 26 3.4.2CONJUNTOS ...................................................................................................................................................... 27 3.4.2.1Chassis ...................................................................................................................................................... 27 3.4.2.2Sistema Banco e Bero ............................................................................................................................. 32 3.4.2.3Coluna de Direco .................................................................................................................................. 36 3.4.2.4Pedais........................................................................................................................................................ 38 3.4.2.5Transmisso .............................................................................................................................................. 40 3.4.3COMPONENTES DE SEGURANA ......................................................................................................................... 41 3.4.3.1Carenagens ............................................................................................................................................... 41 3.4.3.2Pra-choques Envolvente .......................................................................................................................... 42 3.4.3.3Proteces do Eixo Traseiro e do Motor ................................................................................................... 42 3.4.3.4Encosto de Cabea .................................................................................................................................... 43 3.4.4CONCEITO FINAL ............................................................................................................................................... 43 3.4.5KART + DUMMY ................................................................................................................................................ 44 v 4 -PROJECTO ESTRUTURAL ................................................................................................................... 46 4.1ELEMENTOS ROSCADOS ........................................................................................................................... 46 4.1.1VERIFICAO DA SECO ROSCADA DOS PINOS DO BERO ................................................................................... 46 4.2ANLISE DE ELEMENTOS FINITOS AO CHASSIS .......................................................................................... 49 4.2.1MTODO DOS ELEMENTOS FINITOS .................................................................................................................... 49 4.2.2RIGIDEZ TORSIONAL DO CHASSIS ........................................................................................................................ 51 4.2.3SIMULAO EM SITUAO DE CURVA .................................................................................................................. 53 4.2.3.1Situao de Curva para a Direita .............................................................................................................. 56 4.2.3.2Situao de Curva para a Esquerda ........................................................................................................... 58 5 -PREPARAO PARA FABRICO DE PROTTIPO .......................................................................... 62 5.1TAREFAS DESENVOLVIDAS ...................................................................................................................... 62 5.1.1DESENHO DE CONJUNTO .................................................................................................................................... 64 5.1.2COMPONENTES A ADQUIRIR ............................................................................................................................... 64 5.1.3COMPONENTES A FABRICAR ............................................................................................................................... 64 5.2OPERAES DE FABRICO .......................................................................................................................... 65 5.2.1OXICORTE ........................................................................................................................................................ 65 5.2.2CORTE POR LASER ............................................................................................................................................. 66 5.2.3ELECTRO-EROSO COM FIO ............................................................................................................................... 66 5.2.4DOBRAGEM DE TUBOS ....................................................................................................................................... 67 5.2.5MAQUINAGEM ................................................................................................................................................... 67 5.2.6TORNEAMENTO ................................................................................................................................................. 67 5.2.7FRESAGEM ....................................................................................................................................................... 68 5.2.8FURAO ......................................................................................................................................................... 68 5.2.9FORJAMENTO ................................................................................................................................................... 69 5.2.10ESTAMPAGEM ................................................................................................................................................... 69 5.2.11SOLDADURA MIG/MAG ....................................................................................................................................... 70 5.3SEQUNCIA DE MONTAGEM ...................................................................................................................... 70 6 -PLANO DE OPORTUNIDADE ............................................................................................................... 71 6.1ANLISE ESTRATGICA ............................................................................................................................ 71 6.1.1ESTRATGIA DE MERCADO ................................................................................................................................. 71 6.1.2ANLISE SWOT .................................................................................................................................................. 71 6.2ANLISE DE CUSTOS................................................................................................................................. 73 6.2.1DIMENSO DE NEGCIO .................................................................................................................................... 73 6.2.2ANLISE DE FABRICO ........................................................................................................................................ 73 7 -CONCLUSES.......................................................................................................................................... 78 8 -PROPOSTAS PARA TAREFAS A DESENVOLVER NO FUTURO .................................................. 80 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS .............................................................................................................. 80 BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................................................. 81 ANEXOS .............................................................................................................................................................. 83 A) Equivalncia das espessuras em funo dos dimetros externos ......................................................................... 83 B) Norma NF S52-002 (AFNOR) ............................................................................................................................ 83 C) Dados Antropomtricos 6 aos 12 anos .............................................................................................................. 85 D) Evoluo do Conceito ......................................................................................................................................... 87 E) Lista de todas as peas que compem o conceito final ........................................................................................ 92 F) Diviso do conceito final em conjuntos e subconjuntos ....................................................................................... 95 G) Anlise de Custos para Produo de um Prottipo ............................................................................................ 102 vi LISTA DE FIGURAS FIGURA 1.1 KART E BONECO (DUMMY) DE 12 ANOS .............................................................................................. 2 FIGURA 1.2 KART DE JAMES OLIVE DAY .............................................................................................................. 2 FIGURA 1.3 O PRIMEIRO KART............................................................................................................................... 3 FIGURA 1.4 KARTDROMOS EM PORTUGAL .......................................................................................................... 4 FIGURA 1.5 KART ACTUAL .................................................................................................................................... 4 FIGURA 1.6 BABY KART ( ESQUERDA) E KART CADETE ( DIREITA) .................................................................. 6 FIGURA 2.1 AFINAO DA COLUNA DE DIRECO ................................................................................................ 7 FIGURA 2.2 AFINAO DOS PEDAIS ....................................................................................................................... 7 FIGURA 2.3 AFINAO DO BANCO......................................................................................................................... 8 FIGURA 2.4 KART DE ALUGUER DA CRG .............................................................................................................. 8 FIGURA 2.5 KART DE ALUGUER DA MACH 1 ......................................................................................................... 9 FIGURA 2.6 KART DE ALUGUER DA INTREPID ........................................................................................................ 9 FIGURA 2.7 KART DE ALUGUER DA SODI KART ................................................................................................... 10 FIGURA 2.8 KART DE ALUGUER DA TONY KART ................................................................................................. 10 FIGURA 2.9 CHASSIS DE UM KART ....................................................................................................................... 12 FIGURA 2.10 CHASSIS-QUADRO .......................................................................................................................... 13 FIGURA 2.11 EXEMPLO DE CARROARIA ............................................................................................................. 14 FIGURA 2.12 EXEMPLO DE SISTEMA DE TRAVAGEM HIDRULICO ........................................................................ 14 FIGURA 2.13 CREMALHEIRA E CORRENTE ........................................................................................................... 15 FIGURA 2.14 EXEMPLO DE UMA COLUNA DE DIRECO ...................................................................................... 15 FIGURA 2.15 TIRANTE DA DIRECO .................................................................................................................. 16 FIGURA 2.16 PEDAL DO ACELERADOR ................................................................................................................. 16 FIGURA 2.17 EXEMPLO DE MOTOR ...................................................................................................................... 17 FIGURA 2.18 RESERVATRIO DE COMBUSTVEL ................................................................................................. 17 FIGURA 2.19 JANTES E PNEUS ............................................................................................................................. 18 FIGURA 3.1 DADOS ANTROPOMTRICOS DAS CRIANAS DOS 6 AOS 12 ANOS ...................................................... 21 FIGURA 3.2 PRIMEIRO CONCEITO DO CHASSIS ..................................................................................................... 23 FIGURA 3.3 PRIMEIRO CONCEITO DO SISTEMA BANCO E BERO ........................................................................... 23 FIGURA 3.4 SEGUNDO CONCEITO DO SISTEMA BANCO E BERO ........................................................................... 24 FIGURA 3.5 COLUNA DE DIRECO ..................................................................................................................... 24 FIGURA 3.6 PRIMEIRO CONCEITO DOS PEDAIS ..................................................................................................... 25 FIGURA 3.7 SEGUNDO CONCEITO DOS PEDAIS ..................................................................................................... 25 FIGURA 3.8 DIMENSES GERAIS DO KIDART .................................................................................................... 27 FIGURA 3.9 DIMENSES DO QUADRO DO CHASSIS ............................................................................................... 28 FIGURA 3.10 TUBO 2 ........................................................................................................................................... 28 FIGURA 3.11 FRACTURA DE UM CHASSIS DE COMPETIO .................................................................................. 28 FIGURA 3.12 TUBO 3 ........................................................................................................................................... 29 FIGURA 3.13 CHUMACEIRAS ............................................................................................................................... 29 FIGURA 3.14 PLACAS DE SUPORTE DO BERO DO BANCO NA ZONA INTERMDIA DO QUADRO ............................. 30 FIGURA 3.15 APOIO DA COLUNA DE DIRECO ................................................................................................... 30 FIGURA 3.16 SEGUNDO APOIO DA COLUNA DE DIRECO ................................................................................... 30 FIGURA 3.17 CHAPAS DE SUPORTE DA PLACA DE FUNDO (A VERMELHO) E TUBOS DAS MANGAS (A AZUL) .......... 31 FIGURA 3.18 VISTA DA ZONA DIANTEIRA ............................................................................................................ 31 FIGURA 3.19 CHASSIS ......................................................................................................................................... 31 FIGURA 3.20 BANCO ........................................................................................................................................... 32 FIGURA 3.21 BERO DO BANCO .......................................................................................................................... 32 FIGURA 3.22 PLACAS DE SUPORTE TRASEIRAS .................................................................................................... 33 FIGURA 3.23 PLACAS DE SUPORTE DIANTEIRAS E ESTRUTURAS DE APOIO ........................................................... 33 FIGURA 3.24 CONJUNTO CHASSIS E BERO .......................................................................................................... 34 FIGURA 3.25 POSICIONAMENTO DO BANCO ......................................................................................................... 34 FIGURA 3.26 SISTEMA BANCO E BERO E CHASSIS .............................................................................................. 35 FIGURA 3.27 POSIES EXTREMAS DA AFINAO EM COMPRIMENTO ................................................................. 35 FIGURA 3.28 POSIES EXTREMAS DA AFINAO EM ALTURA ............................................................................ 35 FIGURA 3.29 COLUNA INFERIOR E SUPERIOR ....................................................................................................... 36 FIGURA 3.30 COLUNA DE DIRECO ................................................................................................................... 36 vii FIGURA 3.31 AFINAO EM COMPRIMENTO DA COLUNA DE DIRECO ............................................................... 37 FIGURA 3.32 ESTRUTURA DE JUNO ENTRE O APOIO E A COLUNA DE DIRECO ............................................... 37 FIGURA 3.33 AFINAO ANGULAR DA COLUNA DE DIRECO ............................................................................ 37 FIGURA 3.34 NOVA CALHA E NOVA POSIO ...................................................................................................... 38 FIGURA 3.35 CALO E CALHA GRADUADA .......................................................................................................... 38 FIGURA 3.36 PEDAL DIREITO ............................................................................................................................... 39 FIGURA 3.37 CONJUNTO CALO-PEDAL .............................................................................................................. 39 FIGURA 3.38 AFINAO EM COMPRIMENTO DOS PEDAIS ..................................................................................... 39 FIGURA 3.39 MOTOR COMER S 80 ...................................................................................................................... 40 FIGURA 3.40 SISTEMA DE TRAVAGEM ................................................................................................................. 41 FIGURA 3.41 CAIXA LATERAL ............................................................................................................................. 41 FIGURA 3.42 CARENAGEM DIANTEIRA ................................................................................................................ 41 FIGURA 3.43 PAINEL FRONTAL ............................................................................................................................ 41 FIGURA 3.44 PRA-CHOQUES .............................................................................................................................. 42 FIGURA 3.45 PROTECO DO EIXO TRASEIRO ..................................................................................................... 43 FIGURA 3.46 PROTECO DO MOTOR .................................................................................................................. 43 FIGURA 3.47 ENCOSTO DE CABEA ..................................................................................................................... 43 FIGURA 3.48 CONCEITO FINAL DO KART ............................................................................................................. 44 FIGURA 3.49 KART + DUMMY PARA A IDADE DE 7 ANOS ..................................................................................... 44 FIGURA 3.50 KART + DUMMY PARA A IDADE DE 10 ANOS ................................................................................... 45 FIGURA 3.51 KART + DUMMY PARA A IDADE DE 12 ANOS ................................................................................... 45 FIGURA 4.1 ESQUEMA DE FORAS NO PLANO X,Y ................................................................................................ 46 FIGURA 4.2 SECO ROSCADA ............................................................................................................................ 46 FIGURA 4.3 ESQUEMA DE FORAS NO PLANO Y,Z ................................................................................................ 46 FIGURA 4.4 ELEMENTO PIPE16 .......................................................................................................................... 50 FIGURA 4.5 ELEMENTO SHELL181 .................................................................................................................... 51 FIGURA 4.6 DEFORMADA DO CHASSIS ORIGINAL ................................................................................................. 52 FIGURA 4.7 DEFORMADA DO NOVO CHASSIS ....................................................................................................... 52 FIGURA 4.8 COMPORTAMENTO DE UM KART NUMA CURVA PARA A DIREITA ....................................................... 54 FIGURA 4.9 FORAS NO KART EM SITUAO DE CURVA PARA A DIREITA ............................................................ 54 FIGURA 4.10 FORAS QUE ACTUAM NUM VECULO DEVIDO AO SEU PRPRIO PESO ............................................. 55 FIGURA 4.11 DEFORMADA DO CHASSIS ORIGINAL EM CURVA PARA A DIREITA ................................................... 57 FIGURA 4.12 DEFORMADA DO NOVO CHASSIS EM CURVA PARA A DIREITA .......................................................... 57 FIGURA 4.13 TENSES EQUIVALENTES NO CHASSIS ORIGINAL, EM CURVA DIREITA ......................................... 58 FIGURA 4.14 TENSES EQUIVALENTES NO NOVO CHASSIS, EM CURVA DIREITA ............................................... 58 FIGURA 4.15 DEFORMADA DO CHASSIS ORIGINAL EM CURVA PARA A ESQUERDA ............................................... 59 FIGURA 4.16 DEFORMADA DO NOVO CHASSIS EM CURVA PARA A ESQUERDA ..................................................... 59 FIGURA 4.17 TENSES EQUIVALENTES NO CHASSIS ORIGINAL, EM CURVA ESQUERDA ..................................... 60 FIGURA 4.18 TENSES EQUIVALENTES NO NOVO CHASSIS, EM CURVA ESQUERDA ........................................... 60 FIGURA 5.1 CONJUNTO DO CHASSIS .................................................................................................................... 62 FIGURA 5.2 EXEMPLO DE UMA FERRAMENTA DE ESTAMPAGEM .......................................................................... 63 FIGURA 5.3 JIG DE SOLDADURA DO CONJUNTO BERO DO BANCO ....................................................................... 63 FIGURA 5.4 DESENHO DE CONJUNTO DO KART .................................................................................................... 64 FIGURA 5.5 OPERAO DE ESTAMPAGEM ........................................................................................................... 69 FIGURA C.1 DADOS ANTROPOMTRICOS DA CRIANA DE 6 ANOS....................................................................... 85 FIGURA C.2 DADOS ANTROPOMTRICOS DA CRIANA DE 8 ANOS....................................................................... 86 FIGURA C.3 DADOS ANTROPOMTRICOS DA CRIANA DE 10 ANOS ..................................................................... 86 FIGURA C.4 DADOS ANTROPOMTRICOS DA CRIANA DE 12 ANOS ..................................................................... 87 FIGURA D.1 PLACA DE SUPORTE (A VERMELHO) E ESTRUTURA DE APOIO (A AZUL) ............................................ 88 FIGURA D.2 SISTEMA DE CALHAS E RANHURAS .................................................................................................. 88 FIGURA D.3 CALHA E MOLA ................................................................................................................................ 89 FIGURA D.4 PINO E FUROS .................................................................................................................................. 89 FIGURA D.5 ESTRUTURA DE APOIO DO BANCO .................................................................................................... 89 FIGURA D.6 COLUNA SUPERIOR .......................................................................................................................... 89 FIGURA D.7 COLUNA INFERIOR ........................................................................................................................... 89 FIGURA D.8 CALHA DOS PEDAIS ......................................................................................................................... 90 FIGURA D.9 ESTRUTURA DE LIGAO ENTRE O PEDAL E A CORREDIA............................................................... 91 FIGURA D.10 NOVA POSIO DAS CALHAS ......................................................................................................... 91 FIGURA D.11 CORREDIA DO SEGUNDO CONCEITO ............................................................................................. 92 FIGURA D.12 PEDAL DO SEGUNDO CONCEITO ..................................................................................................... 92 viii FIGURA F.1 REPRESENTAO DO CONJUNTO DO CHASSIS ................................................................................... 95 FIGURA F.2 SUBCONJUNTO A.............................................................................................................................. 95 FIGURA F.3 SUBCONJUNTO B .............................................................................................................................. 96 FIGURA F.4 SUBCONJUNTO C .............................................................................................................................. 96 FIGURA F.5 SUBCONJUNTO E .............................................................................................................................. 97 FIGURA F.6 SUBCONJUNTO F .............................................................................................................................. 97 FIGURA F.7 SUBCONJUNTO BRAADEIRA_PEDAL ............................................................................................... 98 FIGURA F.8 SUBCONJUNTO CALOS ................................................................................................................... 98 FIGURA F.9 SUBCONJUNTO CHAPA FIXAO ...................................................................................................... 98 FIGURA F.10 SUBCONJUNTO PEDAL DIREITO ...................................................................................................... 98 FIGURA F.11 SUBCONJUNTO REGULAO PEDAIS .............................................................................................. 99 FIGURA F.12 SUBCONJUNTO TUBO_BRAADEIRA .............................................................................................. 99 FIGURA F.13 CONJUNTO BERO DO BANCO ........................................................................................................ 99 FIGURA F.14 SUBCONJUNTO PARTE INFERIOR .................................................................................................. 100 FIGURA F.15 SUBCONJUNTO PARTE SUPERIOR ................................................................................................. 100 FIGURA F.16 CONJUNTO PRA-CHOQUES ......................................................................................................... 100 FIGURA F.17 CONJUNTO PEGA TRASEIRA ......................................................................................................... 101 FIGURA F.18 CONJUNTO OUTROS COMPONENTES ............................................................................................ 101 ix LISTA DE TABELAS TABELA 2.1 CARACTERSTICAS DO KART DA CRG ............................................................................................... 9 TABELA 2.2 CARACTERSTICAS DO KART DA MACH 1 ........................................................................................... 9 TABELA 2.3 CARACTERSTICAS DO KART DA INTREPID ....................................................................................... 10 TABELA 2.4 CARACTERSTICAS DO KART DA SODI KART .................................................................................... 10 TABELA 2.5 CARACTERSTICAS DO KART DA TONY KART .................................................................................. 11 TABELA 3.1 MEDIDAS PARA CRIANAS DOS 6 AOS 12 ANOS ............................................................................... 21 TABELA 3.2 AMPLITUDES ENTRE MEMBROS DO CORPO ....................................................................................... 22 TABELA 3.3 PROPRIEDADES DOS MATERIAIS ....................................................................................................... 26 TABELA 3.4 CARACTERSTICAS DO CONCEITO FINAL .......................................................................................... 27 TABELA 3.5 CARACTERSTICAS DO MOTOR COMER S 80 ..................................................................................... 40 TABELA 3.6 AMPLITUDES DAS AFINAES .......................................................................................................... 44 TABELA 4.1 CARACTERSTICAS DO MATERIAL PARA A ANLISE DE ELEMENTOS FINITOS .................................... 51 TABELA 4.2 PARMETROS PARA DETERMINAR A RIGIDEZ TORSIONAL ................................................................ 53 TABELA 5.1 COMPONENTES A ADQUIRIR ............................................................................................................. 64 TABELA 6.1 ANLISE SWOT .............................................................................................................................. 72 TABELA 6.2 MEIOS DE PRODUO ENVOLVIDOS NO FABRICO ............................................................................. 74 TABELA 6.3 MATERIAIS UTILIZADOS E RESPECTIVAS COTAES ........................................................................ 74 TABELA 6.4 PROCESSOS DE FABRICO E CUSTOS ASSOCIADOS A CADA HORA-HOMEM E A CADA HORA-MQUINA 75 TABELA 6.5 CUSTO TOTAL DA PRODUO POR REFERNCIA DE 1 UNIDADE ........................................................ 76 TABELA 6.6 CUSTO TOTAL DA PRODUO POR REFERNCIA DE 100 UNIDADES .................................................. 76 TABELA 6.7 CUSTO TOTAL DA PRODUO POR REFERNCIA DE 1000 UNIDADES ................................................ 76 TABELA A.1 TABELA DE EQUIVALNCIA DAS ESPESSURAS EM FUNO DOS DIMETROS EXTERNOS .................. 83 TABELA E.1 LISTA DE TODAS AS PEAS DO CONCEITO FINAL .............................................................................. 95 TABELA G.1 ANLISE DE CUSTOS PARA PRODUO DE UMA UNIDADE ............................................................. 106 x LISTA DE NOMENCLATURA Adrea da seco transversal da parte lisa do elemento roscado; [Ad] = mm2 Amrea da seco transversal da junta; [Am] = mm2 Atrea resistente traco do elemento roscado; [At] = mm2 ACPAutomvel Clube de Portugal AFNORAssociao Francesa de Normalizao AISIAmerican Iron and Steel Institute aacelerao; [a] = m/s2 1aDistncia do eixo dianteiro ao centro de massa do veculo; [1a ] = mm 2aDistncia do eixo traseiro ao centro de massa do veculo; [2a ] = mm bMBrao do momento flector; [bM] = m bTBrao do momento torsor; [bT] = m CRigidez da junta, Carbono CrCrmio CuCobre CADComputer Aided Design CAEComputer Aided Engineering CAMComputer Aided Manufacturing CHHCusto de cada hora-homem CHMCusto de cada hora-mquina CIKComisso Internacional de Karting CMCentro de massa do banco e criana CNCComputer Numeric Control CVCavalo-vapor cm3Centmetro cbico dDimetro; [d] = mm deDimetro exterior; [de] = mm diDimetro interior; [di] = mmEMdulo de Young (elasticidade); [E] = GPa EmMdulo de Young da junta; [Em] = GPa FFora; [F] = N. Fa Fora devida acelerao do motor; [Fa] = N FcFora centrfuga; [Fc] = N FiPr-tenso; [Fi] = N FMFora devida ao momento flector; [FM] = N FpCarga de prova; [Fp] = N FTFora devida ao momento torsor; [FT] = N FyFora directa devida ao peso; [Fy] = N Fz Fora normal; [Fz] = N xi FeFerro FIAFederao Internacional do Automvel FPAKFederao Portuguesa de Automobilismo e Karting fmCoeficiente de atrito na junta GMdulo de corte do material; [G] = Pa GJRigidez torsional; [GJ] = N.m2 GNGiga Newton GPaGiga Pascal gAcelerao da gravidade; [g] = 9,8 m/s2, Grama HHHoras homem HMHoras mquina hHora IGESInitial Graphics Exchange Specification JMomento polar de inrcia; [J] = m4 KbRigidez do elemento roscado; [Kb] = GN/m KfFactor de concentrao de tenses KmRigidez da junta; [Km] = GN/m kgQuilograma kmQuilmetro LDistncia do ponto de aplicao do momento at ao ponto de encastramento da estrutura; [L] = m lCurso; [l] = mm lDistncia entre eixos; [ l ] = mm ldEspessura da parte lisa; [ld] = mm lmEspessura da junta; [lm] = mm ltEspessura da parte roscada; [lt] = mm MMomento flector; [M] = N.m MyMomento segundo o eixo y MnMangans MoMolibdnio MAGMetal Active Gs MIGMetal Inert Gas MPaMega Pascal mMassa; [m] = kg , Metro m2Metro quadrado mmMilmetro mm2Milmetro quadrado . NNewton NiNquel NASANational Aeronautics and Space Administration xii nNmero de cilindros nbCoeficiente de segurana do elemento roscado ncombCoeficiente de segurana combinado nfCoeficiente de segurana fadiga npCoeficiente de segurana prova nNmero PFora de traco exterior; [P] = N, Fsforo PaFora de traco alternada; [Pa] = N PmFora de traco mdia; [Pm] = N PmxFora de traco mxima; [Pmx] = N PminFora de traco mnima; [Pmin] = N PSFora de corte resultante; [PS] = N PaPascal RFora de reaco na roda que levanta; [R] = N REF.Referncia rRaio; [r] = m riDistncia entre o elemento roscado e o centro de massa; [ri] = m radRadiano SEnxofre SeTenso limite de fadiga; [Se] = MPa SpTenso de prova; [Sp] = MPa SuTenso de rotura; [Su] = MPa SiSilcio sSegundo siDistncia entre elemento roscado e o seu eixo de charneira; [si] = m TMomento torsor; [T] = N.m tTempo; [t] = s v Velocidade linear; [ v ] = m/s 0v Velocidade inicial; [0v ] = m/s VVolume; [V] = cm3, Volt WWatt 2DDuas dimenses 3DTrs dimenses AmaxDiferena entre as distncias correspondentes s idades de 12 e 7 anos vCoeficiente de Poisson DensidadeoaTenso alternada; [oa] = MPa oiTenso mnima; [oi] = MPa eVelocidade angular; [e] = rad/s |ngulo de toro ou de giro; [|| = rad 1 1 -OBJECTIVOS E INTRODUO 1.1OBJECTIVOS Otrabalhoqueseestaapresentarassumecomoprincipalmetaodesenvolvimento do conceito e preparao para fabrico de prottipo de um kart para criana que acompanhe o seucrescimento,dos7aos12anosdeidade.Esteacompanhamentoserpermitidoatravs deumconjuntodeinovaesrealizadasaonveldochassis,pedais,colunadedirecoe berodobanco.Esteconceitodeverpermitir,comumsproduto,odesenvolvimentodas inmeras capacidades cognitivas e reactivas que a criana necessita de aplicar na utilizao de umkart,deformaseguraefivel,aolongodepelomenos5anosdeplenocrescimento.O desenvolvimento deste conceito no tem como finalidade o mercado do karting de competio mas sim o do karting de aprendizagem e lazer. O desenvolvimento do conceito geomtrico ser sustentado por uma anlise estrutural computacional e pretende-se tambm o estabelecimento de procedimentos de preparao para fabricodeumprottipoeaindaaelaboraodeumplanodeoportunidadeestratgicae financeira. 1.2CARACTERIZAO DO PRODUTO OprodutodesenvolvidonestetrabalhofoidesignadodeKidART(seresteonome utilizado para o identificarno texto que se segue) e assume-se como um conceito inovador de um kart, cuja caracterstica principal a capacidade de utilizao por crianas desde os 7 aos 12anosdeidade,oquepossibilitadopeloconjuntodeafinaesexistentesnoconceito. Estas afinaes so realizadas, tal como indicado no ponto anterior, ao nvel dos componentes quepermitem,deumaformasimples,seguraeeficaz,aadaptaodokartdimenso corporal de uma determinada criana situada na faixa etria j referenciada.Na figura 1 pode servisualizadoumexemplodestaaplicao,nomeadamente,okarteoboneco(dummy) relativoidadede12anos.Acriaodecadaumdestesbonecospassouporumcuidado estudodeantropometria,deondeseretiraramasdimensesmdiasrelativasacadaidade pretendida.Desalientartambmodesenvolvimentodecomponentesdeseguranapassiva, cujoobjectivoprimordialdotarokartdeelementosquepermitamtorn-loumbrinquedode conduo seguro. 2 Outraparticularidadequepodeserassociadaaesteconceito,dizrespeitoao posicionamento deste produto num mercado que no abrange o karting de competio. Torna-seassimpossvelenquadr-loemtrsreasessenciais,relativamenteaoseucampode aplicao:i)lazer/diverso;ii)formaocvicaeiii)aprendizagem.Aconjugaodetodos estesfactorespermitearefernciaaoKidARTcomoumbrinquedoquefomentavariadas competncias fundamentais no desenvolvimento de uma criana. 1.3ENQUADRAMENTO HISTRICO Durantea2GrandeGuerraMundial,osmilitaresingleseseamericanosconstruram pequenosveculosmotorizadosparamovimentaremosmecnicoseasferramentasnos respectivos campos de aviao. Para este fim utilizavam peas de avies e chegaram a fazer corridas amigveis entre eles, quando dispunham de tempo livre. Estes veculos, bem como o kartde JamesOlive Day(construdoem 1943na Inglaterra),constituem os antecessores dos karts de hoje [1]. De referir que eram veculos que raramente alcanavam os 50 km/h. Apesardoconfrontoblicoteroriginadoacriaodestetipodeveculos,aevoluo queseadivinhavaparaosanosposterioresnoseconcretizou.Foiprecisoaguardarpela dcadade50,maispropriamenteemSetembrode1956,paraseassistiraoaparecimento daquele que considerado o primeiro e efectivo kart. Os seus criadores tinham como objectivo Figura 1.2 Kart de James Olive Day Figura 1.1 Kart e boneco (dummy) de 12 anos 3 construiralgoquelhespudesseoriginardivertimento,nuncapensandonumaactividadeque fosse, para eles, fonte de rendimento. ArtIngels,habitualmentedenominadocomoopaidokarting,eradesde1951, engenheiro e designer de carros de corrida na fbrica Kurtis Kraft em Glendale Califrnia, nos Estados Unidos da Amrica e construa hot rods1 nos seus tempos livres. LouBorelli,amigoevizinhodeArtIngelsdesdecriana,trabalhavacomoengenheiro de manuteno das estaes de servio da Standard Oil. Em Agosto de 1956, Art e Lou preparavam a construo de um hot rod numa garagem quando decidiram reunir todas as peas para a construo do primeiro kart. Este foi ento feito com tubos de ao que utilizava nos carros de corrida, rodas de avio, um pequeno motor a dois tempos de um corta-relva e um volante de um antigo avio fora de utilizao. Com o passar do tempo, o karting foi se implementando em outros locais dos Estados Unidose,consecutivamente,comearamasprimeirascompeties.Conseguiu-sesuperar rapidamente a barreira dos 50 km/h e inseriram-se mais e melhores tcnicas. Durante os anos 60 este desporto foiintroduzido na Europa atravs da Frana e Inglaterra, chegando depois Pennsula Ibrica nos anos 70.AprimeirarefernciadokartingemPortugal,pelacomunicaosocial,feitanuma revista do ACP, no nmero publicado em Dezembro de 1958, ou seja, h mais de 50 anos. Por essaaltura,chegavamecosdecorridasefectuadasnoestrangeiroeaMundoMotorizado avanavanadivulgaodamodalidade,criandomesmoumarubricaregularemque incentivava realizao de corridas de karting em Portugal.Amodalidadefoicrescendoaospoucoserapidamentecomearamaserconstrudos os primeiros karts portugueses. Os principais especialistas do karting nacional associam o ano de 1987 ao aparecimento oficial deste desporto motorizado em terras lusas. No entanto, ele s eraconhecidoemalgumaszonasdopasenavertentedecompetio,oquedificultavaa prticaemgrandesnmeros.Dereferiraindaqueoprimeirokartdromoquesurgiuem Portugal foi na cidade alentejana de vora [1]. Noinciodadcadade90,amodalidadeatingiuumagrandeexpanso,ficando conhecida em todo o territrio nacional e acessvel a todos. 1 Hot rods so carros americanos com grandes motores, modificados para velocidade linear. Figura 1.3 O primeiro kart 4 Actualmente,okartingemPortugalencontra-senumestadodedesenvolvimento similar ao internacional, com representaes de praticamente todas as marcas da modalidade. regulamentado pela Federao Portuguesa de Automobilismo e Karting (FPAK) e existem 27 kartdromos espalhadosportodo o pas, sendo13deleshomologados (naFigura1.4a azul) pela federao referida e 14 no (a negro) [2]. 1 Almancil 2 Baltar 3 Batalha 4 Braga 5 vora 6 Faial (Madeira) 7 Ftima 8 Leiria 9 Palmela 10 Poiares 11 Santo Andr 12 Viana do Castelo 13 Vila Real 14 Abrantes 15 Almeirim 16 Bombarral 17 Bragana 18 Cabo do Mundo 19 Chaves 20 Covilh 21 Fafe 22 Odivelas 23 Oliveira do Bairro 24 Pombal 25 Portalegre 26 Porto Santo 27 Serpa Desdeosseusprimeirosdias,aevoluodoskartstemsidoumaconstante.Os chassisforamganhadoestabilidadeeseguranae,hojeemdia,oskartspodemalcanar velocidadessuperioresaos150km/h,comumaseguranaequiparvelaosmonolugaresda Frmula1.AItliaconsideradacomoomaiorprotagonistamundialtantonofabricode chassis como de motores para karts. Figura 1.5 Kart actual OKartingconseguiuobterdurantetodoestetempoorespeitoereconhecimento, constituindo-secomoumdesportoautomobilsticocompletoeumasensacionalescolade conduo.Comoexemplo,destaca-seaformaodepilotosdegrandenomeinternacional Figura 1.4 Kartdromos em Portugal 5 comoAyrtonSenna,MichaelSchumacher,FernandoAlonso,LewisHamiltonetantosoutros que tiveram o seu incio desportivo ao volante de um kart. Actualmente,oscampeonatosinternacionaissoumamontradeoportunidadespara fabricantes e pilotos, no entanto, o karting no limitado a esta competio de topo. Em todo o mundo, a baixos custos, h quem participe em competies amigveis, quer a nvel regional ou nacional. A grande maioria das pessoas pratica o desporto em convvios com karts de aluguer. Noscircuitosaoarlivreounoscircuitosindoor,osamantesdokart,independentementeda suaidade,podemdescobriroverdadeiroprazerdeconduzirdeacordocomoseugostoe motivao. 1.4ENQUADRAMENTO DE MERCADO O fundamento do karting no s as corridas. Mais do que isso, ele uma actividade desportivaedelazerbastantecompletaepodeservirdeferramentanaeducaoe desenvolvimentodeumacriana.Aopraticarestamodalidade,aprendem-senostcnicas deconduodefensivaeagressiva,comotambmseaprendeacumprirregrasdeboa educao e respeito pelos outros. Permite ainda conhecer os limites da capacidade humana e dominar uma mquina com controlo da cabea, tronco e membros. Duranteaprtica,dadoaconhecerumregulamento,muitomaiscomplexodoque em outros desportos, aprende-se a tomar decises sob presso e, sea curiosidade e o gosto estiverem presentes na criana, adquirem-se vrios conhecimentos de mecnica.Paralelamente,okartingpermiteomelhoramentodecapacidadesmotorascomoa velocidade de reaco e a sensibilidade a estmulos exteriores, nomeadamente, saber sentir o comportamentodokartouaindasaberouviromotor.Aomesmotempo,acrianapode melhorar a sua capacidade de comunicao tcnica, ao saber traduzir para palavras aquilo que senteempista.Paracompletarestapanpliadevantagensqueokartingpodeinduzirnuma criana,serimportanterealarainda,ofactodaintroduonumambientedeconvvio(ena possibilidadedeumambientedecompetio),sempreimportanteparaumdesenvolvimento equilibrado e saudvel de uma pessoa. Aidademnimaparasepoderparticiparnumaprovadekartingde8anos.No entanto, esse facto no impeditivo da eventualidade de iniciaruma criana de menoridade. Apenas no poder ser num mbito competitivo. Para este efeito, existem kartsapelidados de baby-karts,destinadosaidadesinferioresaos7anosetambmosdenominadoskarts cadete que tm como alvo as crianas entre os 7 e os 10 anos de idade, os quais podem ser observados na Figura 1.6.Desalientaraindaque,numaperspectivadepesquisademercado,ecomvista obtenodeprodutosforadocaptulodacompetioequeseinsiramnombitodolazer, seroapresentados,nopontorespeitantessoluesexistentesnomercado,osprincipais concorrentes ao nosso produto. 6 1.5GUIA DE LEITURA Estepontotemcomofinalidadeapresentaraoleitoraestruturadorelatrio,ouseja, daraconheceroquefoiefectuadoedescreverastarefasquecadacaptuloengloba.Sendo assim, possvel afirmar que o trabalho se encontra dividido em seis partes principais, onde a primeira diz respeito parte introdutria que se encerra neste sub-captulo. No captulo 2 pode serencontradainformaorelativaaoestadodeartedosprodutosjexistentes, nomeadamente, o conceito anterior,chassispresentesno mercado e alguma regulamentao respeitante aos karts. O captulo 3 inclui o desenvolvimento do conceito, mais especificamente, aformulaodascondicionantesdoproduto,asfasespeloqualpassoueaindaa representaodoconceitofinal.Aquartapartetratadoclculoestruturaldoproduto conceptualizado e abrange o projecto de alguns elementos roscados e a anlise em elementos finitos ao chassis. No captulo 5 abordam-se as tarefas envolvidas na preparao para fabrico deumprottipoedizrespeitoaoscomponentesafabricareaadquirir.Sertambmdado enfoque aos processos de fabrico utilizados, assim como sequncia de montagem do kart. O captulo 6 refere-se ao plano de oportunidade e vai ter em conta a elaborao de uma anlise S.W.O.T. e de uma anlise de custos.Porfim,apsaexposiodestescontedos,seroapresentadasasconclusesde todo o estudo e indicadas as propostas para tarefas a desenvolver no futuro. Figura 1.6 Baby Kart ( esquerda) e Kart Cadete ( direita) 7 2 -ESTADO DE ARTE Nestepontopretende-sedaraconhecerumpoucodaevoluodoconceito,isto, quandosurgiuoriginalmente,aenvolventeexternaqueocaracterizoueasinflunciasque recebeu atravs do estudo de mercado e da regulamentao elaborada pelos principais rgos que tm a cargo a tutela da modalidade que o karting. Ser ainda dedicado um subcaptulo parafazerrefernciaaoquehojeemdiapraticarealizarnocampodaanlisede comportamento estrutural. 2.1CONCEITO ANTERIOR Aideiadedesenvolverumkartdestetipo,ouseja,umkartqueacompanheo crescimentodeumacrianados7aos12anosdeidade,decarizessencialmentedelazere aprendizagem,surgiuem2006[3]comaidealizaodeumconceitobaseadonumchassis paracrianasjexistente.Oprocessoinicialapoiou-senaengenhariainversa,deformaa tornarpossvel o maiore melhor conhecimento dos vrios componentes que dizem respeito a um veculo deste gnero.A partirdaqui, estabeleceu-se um conjunto de solues ao nvel de alguns componentes do kart, de modo a permitir a afinao para as idades acima referidas. As afinaesmencionadassorelativascolunadedireco(verfigura2.1),aospedais(ver figura 2.2) e ao banco (ver figura 2.3), contando todos eles com afinaes longitudinais e ainda adirecoqueacrescidadeafinaoangular.Apresentam-sedeseguida,figuras representativas destas mesmas afinaes: Figura 2.1 Afinao da coluna de direco Figura 2.2 Afinao dos pedais 8 2.2CHASSIS E SOLUES EXISTENTES NO MERCADO Para a execuo desteponto foi elaborado um estudo de mercado que se baseou na pesquisa devrios fabricantes deprodutos(chassis de karts) que se possam compararcomo futurosconcorrentesdonossoproduto.Umdosobjectivosdestapesquisapassoupor identificar alguns dos pontos fortes e pontos fracos dos vrios tipos de karts para crianas, para que fosse possvel a conjugao de vrias ideias, formas ou conceitos e, deste modo, criar um produto seguro, atractivo e com qualidade. Deseguida,seroapresentadosalgunskartserespectivascaractersticas,das principaisempresasdedicadasaestaactividade.Ocritriodeselecodestaapresentao estrelacionadacomo mercadoalvodecadaempresa,isto,deu-seprivilgioaoskartsde lazerparacrianas,assimcomooconjuntodesoluesinovadorasapresentadasnosseus karts. 2.2.1CRG Mini Spit Fire Figura 2.3 Afinao do banco Figura 2.4 Kart de aluguer da CRG 9 Caractersticas Tcnicas:Tipo Gama de utilizao(no disponvel) Sistema de travagemHidrulico AfinaesBanco Componentes de SeguranaPra-choques envolvente Tabela 2.1 Caractersticas do kart da CRG 2.2.2MACH 1 KART In/Outdoor Kart Caractersticas Tcnicas:Tipo Gama de utilizaoAdultos Sistema de travagemMecnico AfinaesNo tem Componentes de Segurana Pra-choques envolvente Proteco do eixo Tabela 2.2 Caractersticas do kart da Mach 1 2.2.3INTREPID Mini Rental Kart Figura 2.6 Kart de aluguer da Intrepid Figura 2.5 Kart de aluguer da Mach 1 10 Caractersticas Tcnicas:Tipo Gama de utilizaoDos 8 aos 12 anos Sistema de travagemHidrulico AfinaesNo tem Componentes de Segurana Pra-choques envolvente Proteco do eixo Tabela 2.3 Caractersticas do kart da Intrepid 2.2.4SODI KART Sodi Fun Kid Caractersticas Tcnicas:Tipo Gama de utilizaoDos 9 aos 12 Sistema de travagemHidrulico AfinaesBanco e pedais Componentes de Segurana Pra-choques envolvente Proteco do eixo Proteco do motor Tabela 2.4 Caractersticas do kart da Sodi Kart 2.2.5TONY KART Viper Figura 2.7 Kart de aluguer da Sodi Kart Figura 2.8 Kart de aluguer da Tony Kart 11 Caractersticas Tcnicas:Tipo Gama de utilizao(no disponvel) Sistema de travagemHidrulico AfinaesBanco Componentes de Segurana Pra-choques envolvente Proteco do eixo Tabela 2.5 Caractersticas do kart da Tony Kart 2.3REGULAMENTAO E RECOMENDAES 2.3.1REGULAMENTO TCNICO Para uma melhor percepo de alguns conceitos e parmetros relacionados com este desportoecomestetipodeveculos,entendeu-secomonecessriorecorreraalguma legislaoparaqueestametodologiativessepresenteacoernciaeorigorassumidospelas principais organizaes desta modalidade que o karting. Sendoassim,deseguidaapresenta-seumresumodoquemaisimportanteparaeste estudopode serretiradode regulamentosde competioelaborados por algumasfederaes [4]. 2.3.1.1Definies Definio de um kart Um kart um veiculo terrestre monolugar, sem tecto nem habitculo, sem suspenso, comousemcarroaria,equipadocom4rodasnoalinhadasqueestoemcontactocomo solo,dasquaisasduasdafrenteasseguramadirecoeasduastraseiras,ligadasporum eixomonobloco,alocomoo.Aspartesprincipaissoochassis(incluindoacarroaria),os pneus e o motor. Aquisio de dados Qualquersistema(comousemmemria)instaladonumkartequepermitaaopiloto duranteouapsacorrida,ler,indicar,adquirir,registar,informaroutransmitirtodaa informao. Partes mecnicas Todas as necessrias propulso, direco e travagem, bem como todo o acessrio, mvel ou no, necessrio ao seu normal funcionamento. 12 Chassis Estrutura de conjunto dokart que engloba todas as partes mecnicas e decarroaria, incluindo qualquer pea solidria com a referida estrutura. Quadro Parte portadora principal e monobloco do chassis, recebendo as peas principais e auxiliares. Motor CilindradaVolumeVengendradono(s)cilindro(s)domotorpelodeslocamento ascendente ou descendente do(s) pisto(s), expresso em centmetros cbicos [4]: V = 0,7854 x d2 x l x n(1) em que: d = dimetro, l = curso, n = nmero de cilindros. Reservatrio de carburante Qualquer capacidade que contenha carburante, susceptvel de correr para o motor. Roda definida pela jante com pneu e serve para a conduo e/ou locomoo do kart. 2.3.1.2Prescries gerais Kart Quantosexignciasgerais,umkartcompe-sedechassis-quadro(comousem carroaria), pneus e motor. Deve cumprir com as seguintes condies gerais: Posio de conduo: sobre o banco com os ps para diante; Nmero de rodas: 4 (quatro); Material: a utilizao de titnio no chassis proibida. De seguida so referenciadas as exigncias especiais. Chassis composto pelo seguinte: Figura 2.9 Chassis de um kart 13 a)Chassis-quadroapartecentraleportadoradetodookart,servedeconexo rgida das partes principais correspondentes do chassis e incorporao de peas auxiliares e confereaokartaresistncianecessriasforaseventualmentesuportadasquandoem marcha. b) Peas principais do chassis todas as partes que transmitem as foras da pista ao chassis-quadro apenas por intermdio dos pneus: jantes com suporte, eixo traseiro, mangas de eixo, eixos pivots e suportes de eixo dianteiro e de eixo traseiro. Oveiotraseiro(eixo)deveterumdimetroexteriormximode50mmeuma espessuradeparedemnimaemqualquerponto,de1,9mm.Atabeladeequivalnciadas espessuras em funo dos dimetros externos pode ser visualizada no Anexo A. c) Peas auxiliares do chassis: fixaes dos traves, do motor, do escape, da direco, dobanco,dospedais,dospra-choquesedosilenciadordeadmisso.Comafinalidadede tornaro kartmais slido,podem seracrescentadosmais tubos e perfis (peas auxiliares). No entanto, essas peas no devem representar um risco para a segurana do condutor e para os outros concorrentes. Piso Deveexistirumpisoemmaterialrgido,unicamentedesdeatravessacentraldo quadroatdianteiradokart,sendorematadolateralmenteporumtuboouumrebordoque impeamospsdopilotodeescorregaremparaforadaplataforma.Umorifciocomum dimetro mximo de 35 mm autorizado mas unicamente para aceder coluna de direco. Carroaria constituda por todas as partes do kart em contacto com o ar exterior (com excepo daspeasmecnicasreferidasnopontorelativoaochassis),oreservatrioeosporta-nmeros. Deve ter um acabamento irrepreensvel e no ser de carcter provisrio nem possuir nenhuma aresta viva. Acarroariatemdeserconstituda,obrigatoriamenteparatodasascategorias,por duas caixas laterais, por uma carenagem dianteira e um painel frontal, e, facultativamente, por umacarenagemtraseira.TodaacarroariadeveserhomologadapelaCIK/FIA.Desalientar Figura 2.10 Chassis-quadro 14 que a juno dos trs elementos da carroaria homologados de marcas ou modelos diferentes autorizada. As duas caixas laterais devem ser utilizadas conjuntamente. Quanto aos materiais, eles devem ser no metlicos e a fibra de carbono, o kevlar e a fibra de vidro so proibidos, excepto para a categoria Superkart. Para todas as categorias, no casodomaterialserplstico,estedeverserdotiponoestilhavel,noapresentando arestas vivas em caso de ruptura. Transmisso A transmisso de movimento deve sempre ser efectuada pelas rodas traseiras. O seu mtodo livre, mas proibido qualquer tipo de diferencial, seja pelo eixo, pelo cubo da roda ou por qualquer outro meio. Na parte traseira do kart, mais propriamente no eixo, e numa zona perto dos extremos, esto localizados os sistemas de travagem e acelerao. Do lado esquerdo do veculo (quando este est a ser visto da retaguarda), temos o sistema de travagem que composto por um jogo de pastilhas e pina, podendo esta ltima ser hidrulica ou mecnica. Dooutroladodoveio,aproximadamentenumazonaequivalente,encontra-sea cremalheira e a respectiva corrente, responsvel por transmitir o movimento de rotao ao veio e por sua vez ao kart. Figura 2.11 Exemplo de carroaria Caixa lateral Painel frontal Carenagem dianteira Figura 2.12 Exemplo de sistema de travagem hidrulico 15 Proteco de Corrente/Correia Este tipo de proteco obrigatrio em todas as Categorias com ligao directa e deve criarumaprotecoeficazemcimaedosdoisladosexpostosdacorrenteedopinhoe prolongar-se, no mnimo, at ao plano inferior do eixo traseiro. Suspenso interditoousodequalquerdispositivodesuspenso,elsticoouarticulado.Assim, osdispositivosdeamortecimentohidrulicos,pneumticos,oumecnicossoproibidosem todo o kart. Direco Adirecodevesercontroladaporumvolantedeformacircularcomumpermetro contnuo.Porrazesdeseguranaovolantenodeveapresentarnenhumaparteangulosa. Umapartecorrespondentea1/3docrculo(superiorouinferior)podeapresentarumraio diferente ou ser em linha recta. Nocasodeexistirumdispositivodemedidamontadonovolante,elenopoder ultrapassar em mais de 20 mm o plano que assenta sobre o volante, nem ter arestas vivas. Todos os elementos da direco devero comportar um sistema de fixao que oferea completa segurana (porcas com cavilhas ou freios, contra- porcas ou porcas autoblocantes). A coluna de direco deve apresentar um dimetro mnimo de 18 mm e uma espessura mnima de1,8mm.Adirecodeve,obrigatoriamente,sermontadacomumsistemadeclipde segurana para a porca de fixao ao apoio inferior. Figura 2.13 Cremalheira e corrente Figura 2.14 Exemplo de uma coluna de direco 16 De realar ainda os elementos responsveis pela mobilidade da direco do kart, que so as mangas de eixo. Estas permitem a ligao entre o cubo da rodae os tirantes. Por sua vez,ostirantesirofazeraligaocolunadedireco.Asligaesreferidassofeitaspor intermdio de rtulas de direco. Banco Obancodocondutordeveserconcebidodemodoaqueopilotofiqueeficazmente encaixado,evitandodestaforma,qualquer"escorregamento"paraafrenteouparaoslados, nas curvas ou nas travagens. Desalientaraindaqueobancodeveestarfixoaochassis,nomnimo,emquatro pontos distintos por motivos de segurana. Os pontos posicionam-se, normalmente, nas faces laterais e na aba dianteira do banco. Pedais Osistemadepedais,qualquerquesejaasuaposio,nodeverdeformaalguma ultrapassarochassis.Estesistemaconstitudopordoispedais,odoaceleradoreodo travo. O pedal do acelerador ligado ao motor do kart por um sistema de bicha e cabo. Este cabo deve estar fixo ao chassis de forma a no ficar totalmente esticado nem apresentar folgas quepossamserprejudiciaisconduodoveculo.Demodoaaumentarasegurana,este pedal deve possuir uma mola de retrocesso e ter um parafuso na sua dianteira, cuja funo servirdebarreiradeesforodocabodoacelerador(umfimdecurso)eevitarqueestese quebre. Figura 2.15 Tirante da direco Figura 2.16 Pedal do acelerador 17 No que diz respeito ao pedal do travo, no caso do sistema ser hidrulico, deve existir um cabo de ligao do pedal bomba, e consequente ligao ao respectivo travo do kart que seapresentanatraseiradoveculo.Estecomponentedeveserconstitudoporumaligao dupla,paraqueemcasodefalhadeumdoscabos,noexistaapossibilidadedeficarsem travo. Motor Pormotorentende-seoconjuntopropulsordoveculoemestadodemarcha,e constitudoporumblococilindro,crter,eventualmentecaixadevelocidades,umsistemade ignio,umouvrioscarburadoreseumsilenciadordeescape.Autilizaodequalquer sistema de injeco proibida, bem como a pulverizao de qualquer produto que no seja o carburante.Dereferirqueomotordevesersemcompressorouqualqueroutrosistemade sobrealimentao. Quanto sua localizao, o motor est fixo ao chassis e posiciona-se do lado direito do kart, ao lado do banco. Este componente tem uma ligao ao reservatrio de combustvel, ao pedal do acelerador e ainda corrente. Reservatrio de Combustvel Este componentedeveestarfixoao chassis econcebido de tal forma que, poreleou pelas tubagens de alimentao, no exista o perigo de fuga ou derrame durante a prova. Deve alimentar o motor somente sob a presso atmosfrica normal e estar situado entre os tubos do chassis, frente do banco e atrs da linha de rotao das rodas da frente. O reservatrio deve ainda possuir dois orifcios, um destinado ao abastecimento do motor e outro para a entrada de ar. Figura 2.17 Exemplo de motor Figura 2.18 Reservatrio de Combustvel 18 Rodas Jantes e Pneus Asrodassoconstitudasporjantesque,porsuavez,devemestarequipadasde pneus(comousemcmaradear).Desalientarqueasrodasdafrentedevemapresentar rolamentoseonmeroderodasfixadoem4.Porjogodepneus,designa-se2pneusda frente e 2 pneus de trs. Qualquer outra combinao interdita. Porltimo,referirquesospneuspodemestaremcontactocomosoloquandoo condutor est a bordo. 2.3.2RECOMENDAES PARA O KARTING DE LAZER Sendoaelaboraodeumprodutoparacrianasumdosobjectivosdopresente trabalho, torna-se crucial falar acerca do factor segurana. Sero deste modo, abordados neste ponto, as mais importantes regras que esto associadas a uma utilizao segura dos karts de lazer. Tendoiniciadoapesquisaderegulamentosourecomendaesnosrgos portuguesesaquedizemrespeitoacomposiodestesartigos,nomeadamenteaFPAK, apenas foram encontradas determinaes relativas ao karting de competio. A segurana dos kartsestabelecidapelafederaoportuguesapeloseguinte:OsKartsapenassero autorizados a competir se estiverem numestadoque corresponda s normas de seguranae seestiverememconformidadecomoRegulamento.Deveroserconcebidosemantidosde modoa permitir o respeito pelo Regulamento e noconstituir um perigo para o condutore os outros participantes [2].Umavezqueafederaonacionalnocontemplanenhumtipodelegislaosobre seguranarelativaaoskartsdelazer,efectuou-seumapesquisaemoutrasfederaes, principalmentenainternacional,notendo,damesmaforma,encontradoalgumdocumento que dite parmetros ou normas relacionados com a mesma temtica.Deste modo,abrangeu-seapesquisaaoutrotipodeinstituies,tendosidoencontradaumareferncianorgo francsqueelaboravriostiposdenormas(AFNOR).Estareferncia,denomeNFS52-002, assume-separa este trabalhocomo um documento guia que ir serseguido para estabelecer ou definir alguns componentes relativos segurana do kart em desenvolvimento [5]. Os itens mais importantes desta norma podero ser visualizados no Anexo B.Figura 2.19 Jantes e Pneus 19 3 -DESENVOLVIMENTO DO CONCEITO 3.1DESENVOLVIMENTO DE PRODUTO Odesenvolvimentodeprodutooconjuntodeactividadesqueseiniciamcoma compreenso de uma oportunidade de mercado e finalizam com a produo, venda e entrega deumproduto[6].Arealizaodessasactividades,bemcomooseu relacionamento/interaco,respeitaumametodologiaestruturada,aqualapresentaas seguintesvantagens:tornamaisexplcitooprocessodedeciso,providenciaumalistade tarefas,deformaaquenosejamesquecidoscertospassosessenciaisparaoprocessode desenvolvimento, reduz o tempo e custo de desenvolvimento e aumenta a experincia de toda a equipa para projectos futuros. Esta metodologia caracterizada por diversas etapas [7]: -Fase 0 Planeamento: esta fase serve para analisar o mercado e verificar a existncia ou no de empresas que fabriquem produtos que se possam assumir como futuros competidores.Maisespecificamente,correspondefaseemqueseiniciaapesquisade mercado,comvistaobtenodospontosfortesedospontosfracosapresentadospelos produtos mais susceptveis de se tornarem concorrentes do produto a desenvolver. -Fase1DesenvolvimentodeConceitos:estafasecaracterizadapela realizaodevriastarefas,ondeaprimeiratratadaidentificaodasnecessidadesdos clientes,demodoatraduzi-lasemespecificaesrealistas.Apsestepasso,necessrio realizar o estabelecimento das especificaes de produto, que no mais do que um processo deconversodasnecessidadesemespecificaes.Nestecampo,aindaimportante seleccionar as especificaes dos produtos concorrentes, com vista a atingir as especificaes finais. A tarefa seguinte a executar passa pela gerao de conceitos, a qual deve englobar as fases de clarificao do problema, procura externa e procura interna. Aps o desenvolvimento devriosconceitos,aplicam-semtodosquantitativosequalitativoscomvistadefinioda soluo final seleco do conceito. -Fase2DesenvolvimentodeSistemas:estafasepodeseriniciada conjuntamente com as tarefas da fase anterior e abrange, para alm das referidas, o teste aos conceitos (atravs de modelos de CAD, prototipagem rpida, entreoutros) e a arquitectura de produto(ondesedefinemoscritriosdemodularidadedoproduto,ossub-sistemaseo respectivo projecto de integrao de sub-sistemas). -Fase3ProjectodeDetalhe:nestafasetrata-sedodesignindustrial,ou seja,realizam-seastarefasdedesenhodefabricoedepreparaodaconstruodeum prottipo. -Fase4TesteeRefinamento:afaseondeseprocedeidentificao doscomponentescrticosdoprodutocujodesempenhodeveseravaliadoe,sepossvel, melhorado.-Fase 5 Incio da Produo. 20 3.2FORMULAO DO PROBLEMA Estecaptulodizrespeitosespecificaesdoprodutoepretendeexploraras condicionantesquesevoimpornafasededesenvolvimentodoconceito,asquaisvode encontrosnecessidadesidentificadasdosclientes.Destaforma,comointuitodese estabelecerem as condies de fronteira que iro ditar as possibilidades de afinao por parte doscomponentesadesenvolveretendosemprepresenteumaperspectivade desenvolvimentodeproduto,entendeu-secomonecessrio,arealizaodeumestudode antropometria. 3.2.1ESTUDO DE ANTROPOMETRIA Este estudo teve como propsito encontrar dados antropomtricos das idades relativas elaboraodestetrabalho,ouseja,dos7aos12anos,demodoatornarpossvela compatibilidade entre as dimenses das crianas e as dimenses que se pretende para o kart. A antropometria um ramo das cincias biolgicas e foi definida, em 1978 pela NASA, comoacinciademedidadotamanhocorporal.Estacinciaapresentacomoobjectivoo estudodoscaracteresmensurveisdamorfologiahumana.Otamanhofsicodeuma determinada populao pode ser obtido atravs da medio de comprimentos, profundidades e circunfernciascorporais,eosresultadosobtidospodemserutilizadosparaaconcepode postosdetrabalho,equipamentoseprodutosquesirvamasdimensesdapopulao utilizadora.Umasimplesobservaodepessoasmostra-nosqueaespciehumanavaria substancialmentedetamanhosfsicos.Umbomexemploofactodasroupasseremfeitas paradiferentestamanhos,quetmemcontanosasdiferentesalturas,mastambmos comprimentos eas circunfernciasdos braose pernas, entre outros. Tudoisto tem derivado dosdadosantropomtricos.Dentrodestecampo,temosasdimensesestticasqueso medidas feitas em posies corporais fixas entre pontos anatmicos do esqueleto.Noseguimentodoqueaquitemsidoindicado,foicomreferncianosdados antropomtricos das crianas entre os 6 e os 12 anos de idade [8], considerando o percentil 50, que se determinaram as variaes das medidas corporais para a faixa etria referida e, assim, se definiram as amplitudes das afinaes a criar em vrios pontos. Na figura 3.1 encontram-se representadososdadosacimacitados,osquaispodemservistoscommaispormenorno Anexo C. 21

Idade: 6 AnosIdade: 8 Anos Idade: 10 AnosIdade: 12 Anos Uma vez que a faixa etria a considerar para este trabalho se inicia nos 7 anos, e como no se encontra disponvel uma figura relativa aos dados antropomtricos para essa idade,foi necessrio recorrer a interpolaes para obter as medidas necessrias. Algumas delas podem ser visualizadas na tabela 3.1. IdadePeso (kg)Altura (mm)Pernas (mm)Braos (mm) 6 Anos20.01145576464 7 Anos22.81205615490 8 Anos25.51264653516 10 Anos31.91366726569 12 Anos39.11480798620 Tabela 3.1 Medidas para crianas dos 6 aos 12 Anos Ainteracoecompreensodestesdados,bemcomodasrestantesmedidas corporais,permitiramquesechegasseaosvaloresquevocontrolarasafinaesparaos Figura 3.1 Dados antropomtricos das crianas dos 6 aos 12 anos 22 diversoscomponentes.Natabela3.2apresentam-seasdistnciasentrealgumaspartesdo corpoparaasidadesde7,10e12anos,assimcomoarespectivadiferena(intervalode distncias)entreasidadesinferioresuperior,aqualseconstituicomoascondicionantesa seguir na conceptualizao do chassis, do bero do banco, dos pedais, da coluna de direco e tambm do encosto de cabea. Idade (Anos)Cabea cccix (mm)Tronco mos (mm)Cccix ps (mm) 7 Anos590490615 10 Anos650569726 12 Anos687620798 Amax97130183 Tabela 3.2 Amplitudes entre membros do corpo 3.3FASES DE DESENVOLVIMENTO Partindodaideiadedesenvolverumkart(foradombitodacompetio) dimensionalmenteadaptvelaocrescimentodacriana,tornandoassimpossvelasua utilizaoporcrianasentreos7eos12anos,foramcriadaseestudadasvriassolues, fundamentadasemdadosantropomtricosdafaixaetriareferida(osquaisforam evidenciados no ponto anterior), que permitissem de modo prtico, seguro e rpido, assegurar e realizar as amplitudes dimensionais pretendidas. Oestudo,aconcepoeamodelaodosnovosconceitostiveramcomobasea geometriadeumkartparacrianas(ataos12anos)gentilmentecedidopelaPNC PromoesDesportivas,comsedeemPalmela.Nafasededesenvolvimentoinicialdo conceito,considerou-seapenasamodelaoaonveldosseguintescomponentes:chassis, sistemabancoebero,colunadedirecoepedais.Posteriormente,apsadefinioda soluofinalaonveldasafinaes,modelaram-setodososcomponentesrelativos carenagemdokarteidealizaram-setambmcomponentesdeseguranapassiva, nomeadamente,oencostoparaacabea,aprotecodoeixotraseiroedacremalheira,a protecodomotor,opra-choquesenvolventeeasfixaesparaocintodesegurana.No final,depoisdeconstitudostodosestescomponentes,realizou-seamontagemdos mesmos, com o intuito de constituir a conceptualizao final. Umavezqueoestabelecimentodoconceitofinaltevedepassarporumasriede estudosedesenvolvimentos,principalmenteaonveldoscomponentes,pretende-seneste pontodaraconhecerosconceitosquenoforamadoptadosmasqueseconstituramcomo importantes para o contnuo melhoramento das solues posteriores. Porltimo,referirquefoicolocadoumespecialcuidadonodesenvolvimentoda estruturadokartporformaaqueoprodutopropostonoapresentealteraesde comportamentodinmicosignificativas,garantindoassimassensaesdeconduotpicas associadas utilizao deste tipo de veculos. 23 3.3.1RESUMO DA EVOLUO DO CONCEITO Estepontotemcomofinalidadeapresentar,deumaformasucinta,osconceitos desenvolvidos que no foram seleccionados para fazer parte do conceito final. A sua descrio mais alargada encontra-se representada no Anexo D. Chassis Tal como apresentado no ponto 2.3.1.1, o chassis a estrutura de conjunto do kart que englobatodasaspartesmecnicasedecarroaria,incluindoqualquerpeasolidriacoma referidaestrutura.Noentanto,nestecaptuloqueagoraestamosaabordar,vamo-nosfocar apenas na sua parte principal que o quadro. Este componente constitudo, essencialmente, porumaestruturatubulardeao.Ochassisdesenvolvidonestaprimeirafasepodeser visualizado na figura 3.2. Sistema Banco e Bero Estes componentes dizem respeito ao local onde o piloto se senta para poder realizar a conduo do kart. O bero uma estrutura tubular que envolve o banco, conferindo-lhe assim uma maior rigidez e suporte, e que faz a ligao do banco ao chassis. , ainda, o componente que permite fazer a afinao da posio do banco. Primeiro Conceito O primeiro estudo do sistema a adoptar para a afinao da posio deste componente foi baseado na regulao dos bancos dos automveis e pode ser observado na figura 3.3.Figura 3.3 Primeiro conceito do sistema banco e bero Figura 3.2 Primeiro conceito do chassis 24 Esteconceitonofoiaceiteumavezqueapresentavaumelevadopeso,umbaixo ndicedeprecisoenoconferiaasegurananecessria,oquesetraduznumafiabilidade que no pareceu a mais indicada para este tipo de veculo. Segundo Conceito Partindodomesmoprincpiodeadoptarumsistemajexistenteemoutrasvertentes tecnolgicas,pretendeu-sedesenvolverumaafinaoparaobancoquetivesseum comportamento semelhante ao de uma muleta. A configurao de todo o sistema encontra-se representada na figura 3.4.

De referir que este conceito no foi adoptado, uma vez que no conferia a fixao forte que necessria para o banco, pois o conjunto mola e pino iriam estar sempre subjacentes presena de folgas. Coluna de DirecoEste componente tem como funo efectuar a ligao entre o volante e os tirantes da direcoe,assim,permitiraopilotovirarasrodasconsoantepretendido.Nestepontoser referenciado um conceito e tratar-se- apenas da afinao longitudinal. Na figura 3.5 pode ser encontrado todo o componente. Restaaindacomunicarqueesteconceitonofoiaceiteporqueapresentava-secomo poucoestvel,ouseja,nodispunhadesistemadeseguranamasapenasdesistemade aperto. Figura 3.4 Segundo conceito do sistema banco e bero Figura 3.5 Coluna de direco 25 Pedais Primeiro Conceito Aprimeirafasededesenvolvimentorelativaaestecomponenteencontra-se representada na figura 3.6. Este conceito no foi adoptado uma vez que, do ponto de vista da segurana,nodeveexistirnadaporbaixodaplacadefundopoispoderestarsujeitoa embatesouchoquescompedras(ououtroselementos)queseencontremnoasfalto,oque contribuir para danificar todo o sistema de afinao. Segundo Conceito Partindo dos pontos menos positivos do conceito anterior,procedeu-se alterao de alguns aspectos, com o objectivo de chegar a um componente mais seguro e fcil de ajustar. A versofinaldestesegundoconceitopodeserobservadonafigura3.7enofoiaceiteparao conceito final dos pedais, acima de tudo pela dificuldade em fabricar algumas das suas peas constituintes.

3.3.2MATERIAIS ENVOLVIDOS Umavezqueestamosatratardodesenvolvimentodoconceito,estepontoassume comoobjectivoabordarosprincipaismateriaispreconizadosparaaconstituiodos componentesdokart.Noquedizrespeitoaostubos,omaterialaconselhadooaoAISI 4130, enquanto que, para os componentes que necessitam de chapa, o material seleccionado Figura 3.6 Primeiro conceito dos pedais Figura 3.7 Segundo conceito dos pedais 26 foioaodeconstruoDINCK45.Aspropriedadesdeambososmateriaispodemser encontradas na tabela 3.3 [9]. Propriedade Valor AISI 4130DIN CK 45 Densidade7,86 g/cm37,85 g/cm3 Dureza (Hardness, Vickers)207170 Tenso de Rotura670 MPa569 MPa Tenso de Cedncia435 MPa343 MPa Mdulo de Young205 GPa205 GPa Coeficiente de Poisson0,2900,290 Composio Qumica C: 0,280 0,330 %C: 0,420 0,480 % Cr: 0,80 1,10 %Cr: