TCC Carrossel CVMAX 2010

i

UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP

INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA – ICET

CURSO DE ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO

Anderson Alberto Ramos

Guilherme de Camargo Bizon

Kassius Kennedy de Sa Martins Rizzo

Leandro Souza Araujo

Luciano da Silva Braz

Paulo Cesar Spina

Richard Leonard Firmino

PROJETO “CARROSSEL CVMAX”

Orientadores: Prof. Dr. Mario Cesar da Silva

Prof. Ms. José Sérgio do Nascimento

Prof. Ms. Winston Fernando de Lima Gonçalves

Campinas – SP

2010

ii

UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP

INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA – ICET

CURSO DE ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO

Anderson Alberto Ramos

Guilherme de Camargo Bizon

Kassius Kennedy de Sa Martins Rizzo

Leandro Souza Araujo

Luciano da Silva Braz

Paulo Cesar Spina

Richard Leonard Firmino

PROJETO “CARROSSEL CVMAX”

Trabalho de Conclusão de Curso

apresentado ao Instituto de Ciências

Exatas Campus Swift de Campinas,

Universidade Paulista, como parte dos

requisitos para obtenção do título de

Graduado em Engenharia Mecatrônica.

Orientadores: Prof. Dr. Mario Cesar da Silva

Prof. Ms. José Sérgio do Nascimento

Prof. Ms. Winston Fernando de Lima Gonçalves

Campinas – SP

2010

iii

AGRADECIMENTOS

Agradecemos às nossas esposas e filhos, que sempre nos incentivaram a

levar adiante nossos desafios, principalmente nos momentos em que se

privaram do nosso convívio, para que pudéssemos freqüentar as aulas e

realizar os trabalhos.

Agradecemos aos nossos pais, que nos deram a estrutura familiar e nos

ensinaram a trabalhar com espírito de equipe e a olhar para nossos

semelhantes.

Agradecemos ao Professor Dr. Engº Maurício Correa, coordenador do

curso de Engenharia Mecatrônica, que sempre nos apoiou, compreendeu

nossos anseios, nos orientou e soube nos ouvir quando precisávamos.

Agradecemos ao Professor Dr. Mário César da Silva, que foi o

responsável por nos transmitir os conhecimentos de macro e micro economia,

e no presente ano, nos orientou quanto aos estudos econômicos de mercado,

fundamental para a colocação do nosso produto no mercado.

Agradecemos também ao professor Dr. Engº Eder Carlos Moreira,

coordenador do curso básico de engenharia, que nos deu a base quando dos

primeiros anos do curso e nos orientou também quanto à elaboração do nosso

trabalho.

Agradecemos aos demais professores, que sempre os souberam

compreender e nos ensinaram da melhor forma possível e jamais se furtaram a

uma orientação adicional àquelas ministradas em sala de aula.

iv

“Encheu-os de

sabedoria do coração,

para fazer toda a obra

de mestre, e a mais

engenhosa, e a do

bordador, em azul, e

em púrpura, em

carmesim, e em linho

fino, e a do tecelão:

fazendo toda a obra, e

inventando

invenções”.

ÊXODO 35: 35

v

RESUMO

Esse documento tem o objetivo de apresentar o trabalho de conclusão

de curso CARROSSEL CVMAX do curso de Engenharia de Controle e

Automação para ser avaliado pelos professores da banca avaliadora da

Universidade Paulista.

Para a concepção do projeto e para o desenvolvimento do protótipo

foram utilizados os conhecimentos adquiridos durante o curso. Pode-se notar

que as aplicações das disciplinas que envolvem mecânica, elétrica e controle

foram utilizadas de forma responsável para obter segurança e qualidade do

produto final.

O projeto baseia-se em um protótipo que tem como foco explorar os

benefícios que a logística proporciona nas atividades industriais,

O protótipo tem o objetivo de ser utilizado para o armazenamento de

pequenos componentes e facilitar o trabalho dos profissionais que necessitam

de utilizar ferramentas e componentes no dia-a-dia.

As características e as vantagens do CARROSSEL CVMAX em relação

aos armários e estruturas tradicionais utilizadas para o armazenamento de

componentes serão apresentados nos próximos capítulos, pode-se considerar

como a grande vantagem competitiva do produto em relação aos concorrentes

a diferença de dimensões e a mobilidade que o CARROSSEL CVMAX

proporciona para a utilização de ferramentas e componentes diários. Outra

vantagem competitiva está relacionada à redução do tempo ciclo nas

atividades rotineiras, diminuindo o custo de produção do produto e dessa forma

possibilitando uma margem de lucro maior em cada venda.

vi

Para a confecção do protótipo foram feitos os cálculos estrutural,

mecânicos e elétricos. Com base nos resultados obtidos, teve inicio a fase de

desenvolvimento do projeto mecânico e elétrico, após a conclusão da fase de

desenvolvimento e com o projeto final documentado foi elaborado um

cronograma para a fabricação das peças, para a compra dos componentes

necessários e para a montagem final.

Além do estudo das características técnicas, foi realizada uma pesquisa

de mercado, feito o planejamento do produto e a avaliação financeira, o

protótipo foi confeccionado no laboratório de usinagem da UNIP e será

apresentado em detalhes todo o processo de construção do mesmo.

Palavras Chaves

- Sistema de armazenamento automatizado,carrossel vertical

vii

ABSTRACT

This document aims to present the work completion CAROUSEL course

CVMAX Engineering course for Control and Automation that will be assessed

by teachers at the bank examiner at the Paulista University, Swift field.

For the project design and prototype development were used the

knowledge acquired during the course. It may be noted that applications of the

disciplines that involve mechanical, electrical and automation and control were

used in a responsible way to achieve security, and the quality of final product.

The project is based on a prototype that focuses on exploring the

provides benefits that logistics in industrial activities.

The prototype is intended to be used for storing tools and small

components and facilitate the work of professionals who need to use tools and

components in day-to- day. The implementation of the project is based on

replacing the spaces used for storing tools and small components units far from

the centers of the industrial work and replaced by CAROUSEL CVMAX that will

stay near the center of work that an operator or maintainer, use such tools or

components in everyday activities.

The characteristics and advantages of CAROUSEL CVMAX in relation to

cabinets and traditional structures used for storage of components will be

presented in later chapters, can be considered as the big competitive

advantage of product over competitors, the difference in size and mobility that

provides CVMAX CAROUSEL for the use of tools and components daily.

Another advantage competitive is related to cycle time reduction activities

routine, reducing the production cost of the product and thus allowing a higher

profit margin on each sale. To make the prototype were made the structural

mechanics calculations and based on the results, began to phase development

of mechanical and electrical design, after the completion of phase development

and documented with the final project was an elaborate schedule for the

fabrication of parts, for the purchase of components required for final assembly

viii

Key Word

- Warehouse automation system, vertical carousel

ix

x

LISTA DE FIGURAS

FIGURA 1 – ESTRUTURA PORTANTE .............................................................................................. 28

FIGURA 2 – EIXO INFERIOR OU DE ACIONAMENTO ...................................................................... 29

FIGURA 3 – EIXO SUPERIOR ............................................................................................................. 30

FIGURA 4 – SISTEMA SINCRONIZADOR .......................................................................................... 31

FIGURA 5 – ENGRENAGENS ............................................................................................................. 32

FIGURA 6 – MANCAIS ......................................................................................................................... 33

FIGURA 7 – BANDEJAS ...................................................................................................................... 34

FIGURA 8 – CARENAGEM EXTERNA ................................................................................................ 35

FIGURA 9 – FUCIONAMENTO DO PROJETO ................................................................................... 36

FIGURA 10 – PINHÃO .......................................................................................................................... 37

FIGURA 11 – COROA .......................................................................................................................... 40

FIGURA 12 – ENGRENAGEM TRANSPORTADORA......................................................................... 43

FIGURA 13 – PINHÃO, COROA E CORRENTE DE ROLOS ............................................................. 56

FIGURA 14 – ENGRENAGENS TRANSPORTADORAS E CORRENTES DE ROLOS ..................... 58

FIGURA 15 – VISTA LATERAL DO CARROSSELCVMAX PIOR CASO........................................... 62

FIGURA 16 – VISTA LATERAL DO CARROSSEL CVMAX ............................................................... 64

FIGURA 17 – MOMENTOS TORÇORES ............................................................................................. 65

FIGURA 18 – DCL DIAGRAMA DE CORPO LIVRE EIXO INFERIOR ............................................... 67

FIGURA 19 – PONTOS CRÍTICOS DO EIXO INFERIOR .................................................................... 69

FIGURA 20 – RAIO NO EIXO ............................................................................................................... 77

FIGURA 21 – SIMETRIA DO CARROSSEL CVMAX .......................................................................... 81

FIGURA 22 – DCL DIAGRAMA DE CORPO LIVRE EIXO SUPERIOR .............................................. 81

xi

FIGURA 23 – PONTOS CRÍTICOS DO EIXO SUPERIOR .................................................................. 83

FIGURA 24 – MANCAL COM ROLAMENTO Y-TECH ........................................................................ 87

FIGURA 25 – ÁBACO .......................................................................................................................... 89

FIGURA 26 – NANOGRAMA ............................................................................................................... 91

FIGURA 27 – CENTRO DE GRAVIDADE DA CANTONEIRA ............................................................ 93

FIGURA 28 – FRENTE DA ESTRUTURA COM CORTE A-A ............................................................ 94

FIGURA 29 – PONTO DE APLICAÇÃO DE FORÇA QUE GERA MOMENTO FLETOR E

FORÇA CORTANTE ............................................................................................................................. 94

FIGURA 30 – FLEXÃO DA VIGA ......................................................................................................... 98

FIGURA 31 – FRENTE DO EQUIPAMENTO ILUSTRANDO A FLAMBAGEM DA

CANTONEIRA VERTICAL ................................................................................................................... 99

FIGURA 32 – BOTÃO DE EMERGÊNCIA ......................................................................................... 103

FIGURA 33 – CONTATOR ................................................................................................................. 103

FIGURA 34 – DISJUNTOR ................................................................................................................. 104

FIGURA 35 – FUSÍVEL ...................................................................................................................... 104

FIGURA 36 – OPLC ............................................................................................................................ 105

FIGURA 37 – FONTE CHAVEADA .................................................................................................... 105

FIGURA 38 – RELÉ ............................................................................................................................ 105

FIGURA 39 – SENSOR INDUTIVO .................................................................................................... 106

FIGURA 40 – MOTOR ........................................................................................................................ 106

FIGURA 41 – PAINEL ELÉTRICO ..................................................................................................... 107

FIGURA 42 – PRENSA CABOS ........................................................................................................ 107

FIGURA 43 – RÉGUA DE BORNE..................................................................................................... 107

FIGURA 44 – FIOS DE ENERGIA ELÉTRICA ................................................................................... 108

FIGURA 45 – CANALETA .................................................................................................................. 108

xii

FIGURA 46 – DIAGRAMA DE BLOCOS ........................................................................................... 109

FIGURA 47 – COMANDO ELÉTRICO ............................................................................................... 110

FIGURA 48 – TECLADO NUMÉRICO ............................................................................................... 111

FIGURA 49 – PROGRAMAÇÃO EM LADDER DO SOFTWARE NO OPLC .................................... 114

FIGURA 50 – PARTE DA PROGRAÇÃO DAS BANDEJAS ............................................................. 115

FIGURA 51 – PARTE DE CONTROLE DO SENSOR E MOTOR ..................................................... 116

FIGURA 52 – PARTE DA PROGRAMAÇÃO DO CONTROLE DE CONTAGEM DAS

BANDEJAS ......................................................................................................................................... 116

FIGURA 53 – USINAGEM DAS PEÇAS DO PROTÓTIPO ............................................................... 120

FIGURA 54 – MONTAGEM DAS PEÇAS DO PROTÓTIPO ............................................................. 120

FIGURA 55 – TESTES FINAIS DO PROTÓTIPO .............................................................................. 120

FIGURA 56 – SIMULAÇÃO DO FUNCIONAMENTO DO PROTÓTIPO ........................................... 121

FIGURA 57 – APROVAÇÃO DO PROTÓTIPO ................................................................................ 121

FIGURA 58 – GRÁFICO DE SISTEMA DE ARMAZENAMENTO DE PRODUTO ............................ 123

FIGURA 59 – GRÁFICO DE SEGURANÇA E CONFORTO ............................................................. 123

FIGURA 60 – GRÁFICO DE AGILIDADE E VERSATILIDADE ........................................................ 124

FIGURA 61 – GRÁFICO DE ERGONOMIA ....................................................................................... 125

FIGURA 62 – GRÁFICO DO ASPECTO VISUAL DO AMBIENTE .................................................. 125

FIGURA 63 – GRÁFICO DE EMPRESAS ENTREVISTADAS ......................................................... 130

FIGURA 64 – GRÁFICO DE EMPRESAS ENTREVISTADAS POR SEGMENTO ........................... 131

FIGURA 65 – GRÁFICO DE EMPRESAS ENTREVISTADAS POR PRODUTO .............................. 132

FIGURA 66 – CARACTERÍSTICA DO CARROSSEL CVMAX ......................................................... 136

FIGURA 67 – GRÁFICO DO LUCRO MENSAL ................................................................................ 147

xiii

LISTA DE TABELAS

TABELA 1 –VALORES CONFORME ABNT ...................................................................................... 37

TABELA 2 – COMPONENTES ELÉTRICOS .................................................................................... 102

TABELA 3 – CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS COMPONENTES .......................................... 108

TABELA 4 – LISTAGEM DE COMPONENTES DA PROGRAMAÇÃO SOFTWARE NO OPLC ..... 112

TABELA 5 – SITUAÇÃO DO MERCADO ATUAL E FUTUROS POTENCIAIS DE VENDAS ......... 127

TABELA 6 – CUSTOS DO PROTÓTIPO ........................................................................................... 138

TABELA 7 – CUSTOS DO PRODUTO (UNITÁRIO) ........................................................................ 139

TABELA 8 – CUSTOS FIXOS E INDIRETOS .................................................................................... 140

TABELA 9 – PREÇOS DE MÁQUINAS E EQUIPAMENTOS FINAME ............................................ 141

TABELA 10 – ENCARGOS SOCIAIS ................................................................................................ 142

TABELA 11 – SALÁRIOS E ENCARGOS CORRESPONDENTES (123,08%) ............................... 143

TABELA 12 – PLANILHA DE FATURAMENTO ................................................................................ 144

TABELA 13 – DEMONSTRAÇÃO DO MONTANTE A SER FINANCIADO ...................................... 145

TABELA 14 – CÁLCULO SAC .......................................................................................................... 146

TABELA 15 – CUSTOS DE IMPLEMENTAÇÃO ............................................................................... 148

xiv

LISTA DE SIGLAS

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas

BNDES – Banco Nacional de Desenvolvimento

FGTS – Fundo de Garantia do Tempo de Serviço

FINAME – Financiamento de Máquinas e Equipamentos

INCRA – Instituto Nacional de Colonização e Reforma Agrária

INSS – Instituto Nacional do Seguro Nacional

IPTU – Insposto Sobre a Propriedade Territorial Urbana

ISO – International Organization for Standardization

SAE – Society Automotive Engineers

SEBRAE – Serviço Brasileiro de Apoio as Micro e Pequenas Empresas

SENAI – Serviço Nacional de Aprendizado Industrial

SESI – Serviço Social da Industria

xv

Sumário

1. INTRODUÇÃO ............................................................................................... 22

2. REVISÃO LITERÁRIA ................................................................................... 25

2.1. CONCEITO E UTILIZAÇÃO DO CARROSSEL CVMAX ............................... 25

2.2. RESULTADOS OBTIDOS PELO CARROSSEL CVMAX .............................. 25

2.2.1. VANTAGENS NA APLICAÇÃO ..................................................................... 25

2.2.2. SEGURANÇA E CONFORTO ....................................................................... 25

2.2.3. RAPIDEZ, EFICÁCIA E COMODIDADE ....................................................... 26

2.2.4. ECONOMIA DE ÁREA INDUSTRIAL ............................................................ 26

3. PROJETO DO PRODUTO ............................................................................ 27

3.1. ESTRUTURA PORTANTE ........................................................................... 28

3.2. EIXO INFERIOR OU DE ACIONAMENTO .................................................... 29

3.3. EIXO SUPERIOR .......................................................................................... 30

3.4. SISTEMA SINCRONIZADOR DE CURSO DAS BANDEJAS ....................... 30

3.5. ENGRENAGENS .......................................................................................... 31

3.6. MANCAIS DE ROLAMENTO ....................................................................... 33

3.7. BANDEJAS .................................................................................................. 33

3.8. GABINETE OU CARENAGEM EXTERNA .................................................... 34

3.9. FORMA DE CARREGAMENTO E DE FUNCIONAMENTO .......................... 35

3.10 DIMENSIONAMENTO DA ENGRENAGEM DE CORRENTE MOTORA

(PINHÃO) .................................................................................................................. 37

xvi

3.11 DIMENSIONAMENTO DA ENGRENAGEM DE CORRENTE MOVIDA

(COROA) ................................................................................................................... 40

3.12 DIMESIONAMENTO DAS ENGRENAGENS DE CORRENTE

TRANSPORTADORAS ............................................................................................. 43

3.13 CÁLCULO DA RELAÇÃO DE TRANSMISSÃO ............................................ 46

3.14. CÁLCULO DAS VELOCIDADES DA ENGRENAGEM MOTORA ................ 47

3.15. CÁLCULO DAS VELOCIDADES DA ENGRENAGEM MOVIDA .................. 48

3.16. CÁLCULO DAS VELOCIDADE DAS ENGRENAGENS


3.17. CÁLCULO DA POTÊNCIA NOMINAL DA ENGRENAGEM MOTORA

PARA CORRENTE DE FILEIRA ÚNICA LIMITADA PELA PLACA DE

CONEXÃO ................................................................................................................ 51

3.18. CÁLCULO DA POTÊNCIA NOMINAL DA ENGRENAGEM MOVIDA

PARA CORRENTE DE FILEIRA ÚNICA LIMITADA PELA PLACA DE

CONEXÃO ................................................................................................................ 53

3.19. CÁLCULO DA POTÊNCIA NOMINAL DAS ENGRENAGENS

TRANSPORTADORAS PARA CORRENTE DE FILEIRA ÚNICA LIMITADA

PELA PLACA DE CONEXÃO .................................................................................... 54

3.20. DIMENSIONAMENTO DO COMPRIMENTO DA CORRENTE DE

TRANSMISSÃO ....................................................................................................... 56

3.21. DIMENSIONAMENTO DO COMPRIMENTO DAS CORRENTES


3.22. CÁLCULO DA DISTÂNCIA DE CENTROS ENTRE AS

ENGRENAGENS MOTORA E MOVIDA .................................................................. 59

3.23. CÁLCULO DA DISTÂNCIA DE CENTROS ENTRE AS

ENGRENAGENS TRANSPORTADORAS ................................................................ 60

xvii

3.24. CÁLCULO DO EIXO INFERIOR ................................................................ 61

3.24.1. CÁLCULO DO MOMENTO TORÇOR INTERNO ...................................... 65

3.24.2. CÁLCULO DA TENSÃO DE CISALHAMENTO NO EIXO INFERIOR ....... 66

3.24.3. CÁLCULO DO MOMENTO TORÇOR EXTERNO ...................................... 66

3.24.4. CÁLCULO DE POTÊNCIA NO EIXO ......................................................... 67

3.24.5. CÁLCULOS DOS MOMENTOS TORÇORES ........................................... 70

3.24.6. CÁLCULOS DAS TENSÕES DE FLEXÃO ................................................. 71

3.24.7. CÁLCULO DO CÍRCULO DE MOHR ........................................................ 73

3.24.8. CÁLCULO DO COEFICIENTE DE SEGURANÇA N ................................. 74

3.24.9. CÁLCULO DE FADIGA NO EIXO INFERIOR ........................................... 74

3.24.10. FATORES MODIFICADORES DO LIMITE DE RESISTÊNCIA À

FADIGA ..................................................................................................................... 75

3.25. CÁLCULO DO EIXO SUPERIOR ............................................................... 79

3.25.1. CÁLCULO DO PESO TOTAL SUPORTADO PELO EIXO SUPERIOR .... 80

3.25.2. CÁLCULOS DAS REAÇÕES DE APOIO ................................................... 82

3.25.3. CALCULANDO OS MOMENTOS TORÇORES ......................................... 83

3.25.4. CÁLCULOS DAS TENSÕES DE FLEXÃO ................................................. 84

3.25.5. CÁLCULO DE FADIGA NO EIXO SUPERIOR .......................................... 85

3.26. CÁLCULO DOS ROLAMENTOS ............................................................... 86

3.26.1. CÁLCULO DA VIDA NOMINAL DO ROLAMENTO ................................... 87

3.26.2. CÁLCULO DA CARGA IDEAL .................................................................. 89

3.26.3. FATOR DE VIDA ....................................................................................... 90

xviii

3.26.4. VIDA DO ROLAMENTO ............................................................................ 92

3.27. CÁLCULO DA ESTRUTURA DO EQUIPAMENTO ................................... 92

3.27.1. CÁLCULO DO CONJUNTO DE VIGAS .................................................... 92

3.27.2. CÁLCULO DO MOMENTO DE INÉRCIA DO CONJUNTO ........................ 95

3.27.3. CÁLCULO DO MOMENTO FLETOR ........................................................ 96

3.27.4. CÁLCULO DE TENSÃO DE FLEXÃO APLICADA .................................... 97

3.27.5. CÁLCULO DE TENSÃO DE FLEXÃO ADMISSÍVEL ................................ 97

3.27.6. CÁLCULO DO COEFICIENTE DE RIGIDEZ DO APOIO ........................... 98

3.27.7. CÁLCULO DO ÍNDICE DE ESBELTEZ .................................................... 100

3.27.8. CÁLCULO DA CARGA ADMISSÍVEL ...................................................... 101

3.28. PARTE ELÉTRICA ................................................................................... 102

3.28.1. DESCRIÇÃO E FUNÇÃO DOS COMPONENTES ELÉTRICOS .............. 102

3.28.2. DIAGRAMA DE BLOCOS ........................................................................ 109

3.28.3. COMANDO ELÉTRICO ............................................................................ 110

3.28.4. PROGRAMAÇÃO DO OPLC .................................................................... 112

4. CONFECÇÃO DO PROTÓTIPO ............................................................... 117

4.1. PARTES MECÂNICAS DA CONFECÇÃO ............................................... 117

4.2. PARTES ELÉTRICAS DA CONFECÇÃO ................................................ 118

5. PLANEJAMENTO DE MERCADO DO PRODUTO ................................... 122

5.1. PESQUISA QUANTITATIVA DE MERCADO ........................................... 122

5.2. FUTURO POTENCIAL DE VENDA E AVALIAÇÃO DE MERCADO ......... 126

xix

5.3. SEGMENTAÇÃO DE MERCADO ............................................................. 128

5.4. ALVO E FOCO .......................................................................................... 128

5.5. BENEFÍCIOS DA SEGMENTAÇÃO .......................................................... 129

5.6. PREVISÃO DE DEMANDA ....................................................................... 130

5.7. CENÁRIO AFETADO PELO RESULTADO DO PROJETO ...................... 130

5.8. O QUE É VANTAGEM COMPETITIVA DE PROJETO ............................ 132

5.9. VANTAGEM COMPETITIVAS DO CARROSSEL VERTICAL VCMAX .... 133

5.10. FATORES QUALIFICADORES ............................................................... 135

5.11. PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DO CARROSSEL CVMAX .............. 136

6. AVALIAÇÃO FINANCEIRA E ECONÔMICA DO PROJETO ..................... 137

6.1. CUSTOS TOTAIS DE INVESTIMENTOS ................................................ 137

6.2. FINANCIAMENTO DO PROJETO ........................................................... 143

6.3. PREÇO DE VENDA .................................................................................. 147

6.4. CUSTOS TOTAIS DE INVESTIMENTOS ................................................. 147

6.5. ESTIMATIVA DE CUSTO DE IMPLEMENTAÇÃO .................................. 148

6.6. CRONOGRAMA DO PROGRAMA DE IMPLEMENTAÇÃO DO

PROJETO ............................................................................................................... 149

6.7. VIABILIDADE TÉCNICA E ECONÔMICA ................................................. 149

7. CONCLUSÃO ........................................................................................... 151

8. BIBLIOGRÁFIA ......................................................................................... 153

xx

21

ANEXO A – ESTRUTURA .................................................................................................................. 155

ANEXO B – ENGRENAGEM EXTERNA ........................................................................................... 156

ANEXO C – ENGRENAGEM INTERNA ............................................................................................. 157

ANEXO D – FLANGES ....................................................................................................................... 158

ANEXO E – EIXO INFERIOR ............................................................................................................. 159

ANEXO F – EIXO SUPERIOR ............................................................................................................ 160

ANEXO G – PLACA SUPERIOR MANCAL ...................................................................................... 161

ANEXO H – MONTAGEM DO PINO DA CORRENTE ....................................................................... 162

ANEXO I – BANDEJA ....................................................................................................................... 163

ANEXO J – CHAPA FECHAMENTO ................................................................................................. 164

ANEXO K – CONJUNTO FINAL ........................................................................................................ 165

ANEXO L – CONJUNTO FRONTAL SEM CARENAGEM ............................................................... 166

ANEXO M – CONJUNTO FRONTAL COM CARENAGEM .............................................................. 167

ANEXO N – CONJUNTO TRASEIRO SEM CARENAGEM .............................................................. 168

ANEXO O – CONJUNTO TRASEIRO SOM CARENAGEM ............................................................. 169

ANEXO P – INVENTÁRIO CARROSSEL CVMAX ............................................................................ 170

ANEXO Q – INVENTÁRIO CARROSSEL CVMAX PREENCHIDO .................................................. 171

ANEXO R – CASE VANTAGEM COMPETITIVA DO CARROSSEL CVMAX ................................. 172

ANEXO S – WHITE PAPER .............................................................................................................. 174

22

1. Introdução

A logística é utilizada nas empresas como uma ferramenta de

peso para reduzir gastos, obter maiores lucros e para possibilitar um

atendimento de qualidade aos clientes. Com base na história desde os tempos

mais antigos, a logística tem sido o diferencial para o sucesso ou fracasso de

exércitos, empresas, e pessoas. Desde os tempos bíblicos, os líderes militares

já utilizavam à logística. As guerras eram longas e geralmente distantes e eram

necessários grandes e constantes deslocamentos de recursos. Para

transportar as tropas, armamentos e carros de guerra pesados aos locais de

combate eram necessários o planejamento, organização e execução de tarefas

logísticas, que envolviam a definição de transporte, armazenamento,

distribuição de equipamentos e suprimentos, e de uma rota, nem sempre a

mais curta, pois era necessário ter uma fonte de água potável. Outro fato

histórico, a Logística foi o ponto marcante e decisivo também na 2ª Guerra

Mundial onde os Estados Unidos se privilegiaram em um detalhe logístico, mas

não apenas em vencer a guerra e sim no pós-guerra, por que o continente

europeu estava devastado e os Estados Unidos estavam territorialmente quase

intactos. Até o fim da 2ª Guerra Mundial a logística esteve associada apenas às

atividades militares. Após esse período, com o avanço tecnológico e a

necessidade de suprir os locais destruídos pela guerra, a logística passou

também a ser adotada pelas organizações e empresas civis.

O grande avanço industrial do século XXI trouxe desafios que

atualmente guiam as decisões das organizações. As principais preocupações

são melhorar a qualidade de seus produtos e serviços em benefício dos

clientes, reduzirem custos de operação, obter economia no transporte, diminuir

as perdas ao máximo no processo de estocagem de materiais visando sempre

melhorar, com o objetivo de superar as expectativas dos clientes e obter lucro.

Nos últimos anos ocorreram diversas mudanças tecnológicas e

organizacionais, a logística tem uma grande importância neste grande salto

tecnológico e está em constante evolução, sendo hoje um dos elementos-

chave na formação da estratégia competitiva das empresas. No inicio era

confundida como transporte e a armazenagem de produtos, hoje ela pode ser

23

considerada além dessas características como o ponto diferencial para o

aumento dos lucros de uma empresa, e como chave para a empresa ter

credibilidade e confiabilidade junto aos clientes. A sociedade atual está

passando por um grande processo de expansão nas empresas, esta expansão

se trata de um maior fluxo de transações comerciais, forçando as empresas a

preocupar-se com a organização e armazenamento de materiais.

Devido a essa necessidade de armazenamento de materiais e devido

aos outros tipos de crescimento nas empresas não acompanharem seu

desenvolvimento físico, isto quer dizer, que a produção aumentou, os

colaboradores aumentaram, os lucros aumentaram, mas o espaço físico

diminuiu, então têm-se duas grandezas principais inversamente proporcionais,

o lucro e o espaço físico, mas não pode esquecer que se adaptar todo o

aumento da produção, a maior quantidade de materiais, o aumento de

empregados dentro do espaço inicial encaixa-se no que toda empresa

necessita que é a diminuição de gastos. Levando em consideração toda esta

análise de necessidade do mercado o objetivo desse documento é apresentar

o projeto CARROSSEL CVMAX.

O CARROSSEL CVMAX tem o objetivo de aperfeiçoar os processos

industriais, e atuar na área logística da empresa. Como trabalho de conclusão

de curso, o projeto é constituído de três fundamentos principais: mecânica,

elétrica e controle. Fundamentos essenciais para o curso de engenharia de

controle e automação. O CARROSSEL CVMAX possui dimensões maiores em

relação à altura quanto ao comprimento, influenciando diretamente na

armazenagem dos produtos que normalmente são alocados horizontalmente

reduzindo a capacidade logística e perca de mobilidade para as máquinas,

veículos e pessoas. Voltado ao setor industrial sua utilização disponibiliza

maior agilidade, menor risco de acidentes e economia de espaço físico,

comparado ao sistema atual de armazenagem de componentes.

O projeto é constituído pela interação entre o sistema mecânico do

protótipo e o sistema de controle elétrico, a parte mecânica do protótipo é

constituído por uma estrutura portante, bandejas de armazenamento,

24

engrenagens transportadoras, eixo superior e eixo inferior, flanges, suportes de

mancais de rolamentos, mancais de rolamento, engrenagens motora (pinhão),

engrenagens movida (coroa), engrenagens transportadoras, correntes

transportadoras e correntes de transmissão. E a parte elétrica do protótipo é

constituída por botão de emergência, contator, disjuntor, fusível, OPLC, fonte

chaveada 24VDC, relé, sensor indutivo, motor, painel elétrico, prensa cabos,

régua de borne, fios elétricos e canaletas. A parte de controle do protótipo foi

elaborada e concebida através de um sistema de malha fechada, constituído

pela interação entre o OPLC (controlador), motor (atuador), bandejas (planta),

sensor indutivo (sensor) e o valor desejado de entrada e saída.

A aplicação do projeto baseia-se em substituir os espaços utilizados

para o armazenamento de ferramentas e pequenos componentes em unidades

distantes dos centros de trabalho industriais pelo CARROSSEL CVMAX

próximo ao centro de trabalho que os operadores ou manutentores utilizam tais

ferramentas ou componentes em atividades diárias. Através de um case em

anexo, é possível visualizar a grande vantagem competitiva que o

CARROSSEL CVMAX possibilita ao ser utilizado em um centro de trabalho

industrial.

25

2. Revisão literária

2.1 Conceito e utilização do CARROSSEL CVMAX

O sistema CARROSSEL CVMAX é um complemento indispensável para

quem busca qualidade, rapidez e segurança em gestão de estoque. Composto

por uma estrutura que se utiliza de engenhos e eletrônica, o equipamento é um

ótimo investimento para economia de espaço físico de área utilizada e

integração com o futuro. Muitos especialistas em logística têm seus

argumentos e teorias próprias que fortalecem o conceito de utilização desse

sistema, entre eles encontram-se (BOWERSOX et al., 2002), (DIAZ & SMITH,

2008), (TOMPKINS et al.,2010), (TOMPKINS et al.,2003),

2.2 Resultados obtidos pelo CARROSSEL CVMAX

2.2.1 Vantagens na aplicação

O Carrossel Vertical é um sistema muito engenhoso em manipulação de

mercadorias. É confiável, simples e altamente eficiente. A densidade de

armazenamento associado com seu uso é excepcionalmente alto. Além disso,

podem ser localizados em áreas onde na utilização de outros parece não ser

provável. Talvez a sua maior vantagem é a sua eficácia em trazer o estoque

para o operador ao invés de o operador ir até o estoque (DIAZ & SMITH, 2008).

2.2.2 Segurança e conforto

Forma de retirar os produtos para carrosséis verticais são, em teoria,

melhores do que os utilizados em sistemas de armazenamento de produtos

horizontal, devido eliminação de se curvar em posições não ergonômicas para

alcançar os produtos. Para sistemas horizontais pode-se utilizar-se de escadas,

onde nos carrosséis verticais não é necessário. (DIAZ e SMITH, 2008).

O tempo de recuperação para carrosséis verticais são teoricamente

inferiores aos sistemas de armazenamentos horizontais. Os resultados

melhoram a partir dos itens sempre sendo apresentados ao nível do operador

na altura da cintura, onde isso elimina a inclinar-se e alcançar os materiais,

26

onde não ocorre nos sistemas de armazenamentos horizontais (TOMPKINS et

al., 2010).

2.2.3 Rapidez, eficácia e comodidade

Carrosséis verticais podem ajudar a reduzir o tempo de ciclo de

pesquisa e coleta de materiais, promovendo a separação mais

precisa. Benefícios resultantes da utilização de carrosséis verticais incluem

proteção permanente do material e eficácia na segurança do produto, uma vez

que apenas uma prateleira de produtos é apresentada na seleção, e os

carrosséis podem ser amarrados aos programas usados pelo controlador.

(DIAZ e SMITH, 2008).

Um carrossel vertical opera em um conceito diferente da maioria dos

outros equipamentos mecanizados de manuseio. Ao invés de exigir que o

operador vá até o estoque, o carrossel movimenta o estoque até o operador.

Trata-se uma série de receptáculos (bandejas) montados numa trilha ou coluna

oval. Podem existir muitos níveis de trilhas, o que permite um armazenamento

de alta densidade. O carrossel inteiro gira, movendo o receptáculo até o

operador, onde nesse meio tempo o operador poderá estar realizando outras

atividades. (BOWERSOX et al., 2007).

2.2.4 Economia de área industrial

O operador ao digitar os códigos de artigo ou localização no teclado,

determina a seqüência de bandejas a ser processada. Em outros casos, a

seqüência pode ser processada automaticamente pelo sistema. À semelhança

dos carrosséis, a altura e o comprimento dos equipamentos depende dos

requisitos e características do edifício. Quanto mais comprido e alto o sistema,

maior o tempo necessário para alcançar os contentores. No entanto, quanto

mais comprido e alto, menores são os corredores e os equipamentos que são

necessários adquirir. A necessidade de espaço para estas máquinas são

bastante reduzidas graças à capacidade de armazenar na vertical. Outro

aspecto a salientar é a largura dos corredores e locais de aplicação do

carrossel vertical que é determinada apenas pela largura dos carrosséis,

economizando assim área de trabalho. (TOMPKINS, 2003).

27

3 Projeto do produto

Sabe-se que uma empresa que tenha o objetivo de implementar novas

células de produção para aumentar a produtividade, deve calcular o espaço

físico disponível e encontrar soluções para reduzir o desperdício do mesmo.

Uma das soluções possíveis é a locação, compra ou construção de um novo

espaço físico para atender a nova demanda de produção. Porém essa solução

terá um custo alto para a empresa. Com base nessas informações foi

desenvolvido o CARROSSEL CVMAX, um produto que possui como principal

característica a utilização do espaço vertical, possibilitando a utilização do

espaço horizontal para outras aplicações.

No Cenário atual o almoxarifado convencional ocupa um grande espaço

físico dentro de uma empresa, e um dos temas de estudo da filosofia Lean

Manufacturing é a eliminação dos almoxarifados industriais, pois são

considerados como fonte de desperdício de recursos financeiros. E os centros

de trabalhos encontram-se distantes dos almoxarifados, obrigando os

manutentores ou usuários que precisam de ferramentas e componentes diários

se deslocarem até o almoxarifado para a retirada do produto, desperdiçando a

hora/trabalho do funcionário. Com o CARROSSEL CVMAX, cada centro de

trabalho pode possuir o seu conjunto de ferramentas e componentes

necessários para a realização das tarefas diárias. Devido à mobilidade do

produto o usuário pode aproximá-lo da máquina de trabalho conforme

necessidade, dessa forma o tempo ciclo é reduzido e diminui o desperdício de

espaço físico, e o espaço que essas ferramentas e componentes ocupavam no

almoxarifado é liberado para ser utilizado para outros fins.

O CARROSSEL CVMAX é um produto automatizado para facilitar a

localização e a utilização das ferramentas e componentes necessários que são

utilizados diariamente.

28

3.1 Estrutura portante

Construída com perfil “L”, em aço carbono AISI 1020 devido a sua boa

soldabilidade e tensão do escoamento definida, toda estrutura é soldada

conforme figura 1 para atender a tarefa de ser auto portante, ou seja, ela

sustenta todas as placas de fechamento do gabinete, bem como os mancais

dos eixos de acionamento e a base do moto redutor. Deve ser montada sobre

um piso sem imperfeições e também não sujeito a vibrações, as quais podem

interferir no sistema de comando, danificando-o.

Figura 1: Estrutura portante

29

3.2 Eixo inferior ou de acionamento

O eixo é um elemento de máquinas, destinado a suportar outros

elementos que giram com ou sobre ele, isto é, podem ser fixos (exemplo: eixo

de polia louca) ou móveis (exemplo: eixo das engrenagens de transmissão). O

eixo se subdivide em apoio, corpo e assentos. O CARROSSEL CVMAX é

composto pelo eixo propriamente dito, fabricado em aço carbono AISI 1045,

apoiado sobre dois mancais de rolamentos, estes estão rigidamente fixados a

estrutura portante, através de elemento de fixação conforme figura 2. No eixo

inferior encontram-se, também as engrenagens de correntes de rolo que

recebem a transmissão de potência do moto redutor e como consequência

transmitem essa potência através do eixo para as correntes de rolo que

suportam as bandejas fazendo assim o movimento rotativo do CARROSSEL

CVMAX.

Figura 2: Eixo inferior ou de acionamento

30

3.3 Eixo superior

Como no eixo inferior, o eixo superior é fabricado em aço carbono

AISI 1045 e o mesmo atuam como eixo de reenvio e, ao mesmo tempo, como

eixo de acionamento do sistema sincronizador conforme item 3.4.Ele é apoiado

também sobre dois mancais de rolamento rigidamente fixados à estrutura

portante conforme figura 3, que sustenta as correntes de carga e todas as

bandejas com o conteúdo interno.

Figura 3: Eixo superior

3.4 Sistema sincronizador de curso das bandejas

O sistema sincronizador compreende o conjunto de elementos, que

compõem o mecanismo, garantindo a posição correta das bandejas, quaisquer

que sejam suas cargas ou posições relativas, estando o equipamento parado

ou operando.

É um sistema simples, composto de correntes de rolo conforme figura 4

que garante o posicionamento das bandejas, devido ao seu próprio conceito de

31

funcionamento isto é no sistema de transmissão por corrente de rolo não

ocorre o deslizamento da corrente, devido a sua intercambiabilidade com a

engrenagem.

Figura 4: Sistema sincronizador

3.5 Engrenagens

Existem dois problemas fundamentais que podem causar danos a uma

engrenagem, e por conta disto deve-se escolher de forma correta seu material,

para evitar ou minimizar esses problemas. Os problemas fundamentais que

podem ser encontrados em uma engrenagem é fratura por fadiga, causada

pelas cargas alternadas e desgaste na superfície, estes dois problemas devem

ser levados em consideração ao se projetar uma engrenagem.

Na maioria dos casos as engrenagens são geralmente feitas de ferro

fundido, que apresentam elevados limites de resistência à flexão, então existe

32

a possibilidade de projetar uma engrenagem de maneira que ela tenha uma

vida infinita.

Entretanto, é difícil se obter materiais que tem elevados limites de

resistência a pressões de contato, então, é impossível construir uma

engrenagem de vida infinita contra desgastes superficiais. Engrenagens

devidamente projetadas nunca devem fraturar um dente em funcionamento

normal, mas devem ser esperados desgastes superficiais que com o tempo são

inevitáveis.

Já no caso do CARROSSEL CVMAX foi utilizado engrenagens de

correntes de rolo conforme figura 5 em toda a concepção do projeto, levando

em consideração os problemas fundamentais que podem ser encontrados em

uma engrenagem, com isso o material para as engrenagens externas foi ferro

fundido cinzento ASTM 20 recozido, e para as engrenagens internas foi

utilizado ASTM-A36 com tratamento termoquímico de cementação a fim de

aumentar a dureza e a resistência ao desgaste da superfície da engrenagem

mantendo o núcleo dúctil e tenaz.

Figura 5: Engrenagens

33

3.6 Mancais de rolamento

O CARROSSEL CVMAX como qualquer outra máquina rotativa é dotada

de dois elementos básicos, entre outros importantes, para a execução de seu

objetivo, são eles o rotor e os mancais, (que suportam o rotor e os esforços a

ele impostos). Os mancais transmitem os esforços estáticos e dinâmicos para a

estrutura da máquina. No CARROSSEL CVMAX é utilizado mancais de

rolamento conforme figura 6 cujas cargas são suportadas por esferas.

Figura 6: Mancais

3.7 Bandejas

São os elementos estruturais conforme figura 7 que sustentam os

produtos a serem armazenados. São fabricadas em aço carbono AISI 1020 e

podem tomar as mais variadas formas, em função do produto armazenado.

34

Figura 7: Bandejas

3.8 Gabinete ou carenagem externa

Compreende as chapas de fechamento da estrutura, e é composto por

painéis em chapa de aço carbono AISI 1020 recortadas e parafusadas

conforme figura 8 na estrutura portante, e podem ser removidos para inspeção

ou manutenção.

35

Figura 8: Carenagem externa

3.9 Forma de carregamento e de funcionamento

As bandejas do CARROSSEL CVMAX devem ser preenchidas de forma

que se mantenha o equilíbrio de cargas entre as bandejas frontais e traseiras,

sendo permitida uma variação máxima de 30% (70 Kgf.), isto é, a diferença de

bandejas, totalmente preenchidas, entre a parte frontal e a parte traseira não

deve ultrapassar a duas bandejas.

O funcionamento mecânico do CARROSSEL CVMAX é simples

primeiramente o moto redutor recebe uma informação em forma de tensão da

OPLC fazendo com que o moto redutor funcione transmitindo para a próxima

engrenagem por meio de correntes de rolo potência e torque e um RPM

definido pela relação existente. Com o eixo inferior rotacionando todo sistema

36

interno é retirado da inércia fazendo o conjunto de bandejas se movimentarem

também por meio de correntes de rolo conforme figura 9.

As bandejas são interligadas as correntes por meio de um pino de

sustentação onde os mesmos são presos nas correntes de rolo pelo próprio

ligamento entre elos existente na corrente e também preso em furos existente

na parte superior de cada bandeja, este furo ao contrario do furo existente na

corrente é maior que o diâmetro do pino isto é pelo motivo de manter a bandeja

sempre livre, ou seja, a gravidade que vai trabalhar para manter a bandeja na

posição correta de uso. A bandeja do CARROSSEL CVMAX apresenta uma

forma construtiva especial a fim de manter o centro de gravidade da bandeja

bem abaixo de seu ponto de sustentação levando isso em consideração junto

com a força de gravidade a bandeja sempre ficara na posição correta.

Com a bandeja os eixo e mancais trabalhando em sincronia falta agora

somente aguardar o termino do processo onde se abre uma porta presente à

frente do CARROSSEL CVMAX onde a mesma serve de bancada para auxiliar

na escolha do produto presente na bandeja escolhida.

Figura 9: Funcionamento do Projeto

37

3.10 Dimensionamento da engrenagem de corrente motora

[pinhão].

Com base no livro (PROVENZA, F. Protec Projetista de Máquinas. 46.

ed. F. Provenza. 1960.) os cálculos foram realizados.

Figura 10: Pinhão

Tabela 1: Valores conforme ABNT

Descrição Nomenclatura Valor

Símbolo da corrente ABNT 08B

Passo da corrente p 12,70mm Diâmetro dos rolos d1máx 8,51mm Distância entre placas internas b1mín 7,75mm Diâmetro do corpo do pino d2máx 4,45mm Largura externa do elo interno b2máx 11,30mm Carga de medida Cm 13kg Carga de ruptura Cr 1820kg

38

Para o dimensionamento do diâmetro primitivo do pinhão tem-se,

=

2

γsen

pDp

Para o dimensionamento do ângulo de passo do pinhão tem-se,

N

360=γ

onde:

N = número de dentes da engrenagem motora [pinhão]

Dp = diâmetro primitivo do pinhão [mm]

p = passo da corrente [mm]

γ = ângulo de passo do pinhão [graus ( º )]

Substituindo valores em γ,

16

360=γ

Calculando o valor de γ,

º5,22=γ

Substituindo valores em Dp,

=

2

5,22

7,12

sen

Dp

Calculando o valor do Dp,

098,65=Dp [mm]

39

Para o dimensionamento do diâmetro externo do pinhão tem-se,

máxdpDpDe 125,1 −•+=

onde:

De = diâmetro externo do pinhão [mm]

d1máx = diâmetro dos rolos da corrente [mm]

Substituindo valores em De,

51,87,1225,1098,65 −•+=De

Calculando o valor do De,

51,8875,15098,65 −+=De

463,72=De [mm]

Para o dimensionamento do raio de perfil do dente do pinhão tem-se,

( )212,0 1 +••= Ndrd máx

onde:

rd = raio de perfil do dente do pinhão [mm]

Substituindo valores em rd,

( )21651,812,0 +••=rd

Calculando o valor do rd,

382,18=rd [mm]

Para o dimensionamento do raio de perfil do vão do pinhão tem-se,

máxdrv 1505,0 •=

40

onde:

rv = raio de perfil do vão do pinhão [mm]

Substituindo valores em rv,

51,8505,0 •=rv

Calculando o valor do rv,

298,4=rv [mm]

3.11 Dimensionamento da engrenagem de corrente movida

[coroa].

Figura 11: Coroa

41

Para o dimensionamento do diâmetro primitivo da coroa tem-se,

=

2

γsen

pDp

Para o dimensionamento do ângulo de passo da coroa tem-se,

N

360=γ

onde:

N = número de dentes da engrenagem movida [coroa]

Dp = diâmetro primitivo da coroa [mm]




45

360=γ


º8=γ


=

2

8

7,12

sen

Dp


062,182=Dp [mm]

42

Para o dimensionamento do diâmetro externo da coroa tem-se,


onde:

De = diâmetro externo da coroa [mm]



51,87,1225,1062,182 −•+=De


51,8875,15062,182 −+=De

427,189=De [mm]

Para o dimensionamento do raio de perfil do dente da coroa tem-se,

( )212,0 1 +••= Ndrd máx

onde:

rd = raio de perfil do dente da coroa [mm]


( )24551,812,0 +••=rd


996,47=rd [mm]

Para o dimensionamento do raio de perfil do vão da coroa tem-se,

máxdrv 1505,0 •=

43

onde:

rv = raio de perfil do vão da coroa [mm]


51,8505,0 •=rv


298,4=rv [mm]

3.12 Dimensionamento das engrenagens de corrente

transportadoras.

Figura 12: Engrenagem transportadora

44

Para o dimensionamento do diâmetro primitivo das engrenagens

transportadoras tem-se,

=

2

γsen

pDp

Para o dimensionamento do ângulo de passo das engrenagens transportadoras

tem-se,

N

360=γ

onde:

N = número de dentes das engrenagens transportadoras

Dp = diâmetro primitivo das engrenagens transportadoras [mm]




98

360=γ


º67347,3=γ


=

2

67347,3

7,12

sen

Dp

45


2363,396=Dp [mm]

Para o dimensionamento do diâmetro externo das engrenagens



onde:

De = diâmetro externo das engrenagens transportadoras [mm]



51,87,1225,12363,396 −•+=De


51,8875,152363,396 −+=De

6013,403=De [mm]

Para o dimensionamento do raio de perfil do dente das engrenagens


( )212,0 1 +••= Ndrd máx

onde:

rd = raio de perfil do dente das engrenagens transportadoras [mm]


( )29851,812,0 +••=rd

46


12,102=rd [mm]

Para o dimensionamento do raio de perfil do vão das engrenagens


máxdrv 1505,0 •=

onde:

rv = raio de perfil do vão das engrenagens transportadoras [mm]


51,8505,0 •=rv


298,4=rv [mm]

3.13 Cálculo da relação de transmissão.

Conforme informação do fabricante, a quantidade de revoluções por

minuto do motor é igual a 44 [RPM].

O pinhão gira com RPM igual ao do motor, pois está acoplado ao eixo do

mesmo.

Para relação de transmissão inversamente proporcional tem-se,

↑=↓2

1

2

1

n

n

N

N ⇒

2

1

2

1

n

n

N

N

→→

47

onde:

N1 = número de dentes da engrenagem motora [pinhão]

N2 = número de dentes da engrenagem movida [coroa]

n1 = revoluções por minuto do pinhão [RPM]

n2 = revoluções por minuto da coroa [RPM]

Para o cálculo do RPM da coroa tem-se,

1122 nNnN •=• ⇒ 2

112

N

nNn

•=

Substituindo valores em n2,

45

44162

•=n

Calculando o valor de n2,

644,152 =n [RPM]

3.14 Cálculo das velocidades da engrenagem motora.

Para o cálculo da velocidade angular da engrenagem motora tem-se,

60

2 πω

••= n

onde:

ω = velocidade angular da engrenagem motora [rad /s]

n = revoluções por minuto da engrenagem motora [RPM]

48

Substituindo valores em ω,

60

244

πω

••=

Calculando o valor de ω,

6077,4=ϖ [rad /s]

Para o cálculo da velocidade da engrenagem motora tem-se,

ωυ •= rp

onde:

υ = velocidade da engrenagem motora [m /s]

rp = raio primitivo da engrenagem motora [m]

Substituindo valores em υ,

6077,403255,0 •=υ

Calculando o valor de υ,

15,0=υ [m /s]

3.15 Cálculo das velocidades da engrenagem movida

Para o cálculo da velocidade angular da engrenagem movida tem-se,

60

2 πω

••= n

49

onde:

ω = velocidade angular da engrenagem movida [rad /s]

n = revoluções por minuto da engrenagem movida [RPM]


60

2644,15

πω

••=


6382,1=ϖ [rad /s]

Para o cálculo da velocidade da engrenagem movida tem-se,

ωυ •= rp

onde:

υ = velocidade da engrenagem movida [m /s]

rp = raio primitivo da engrenagem movida [m]


6382,109103,0 •=υ


149,0=υ [m /s]

50

3.16 Cálculo das velocidades das engrenagens

transportadoras

Para o cálculo da velocidade angular das engrenagens transportadoras tem-se,

60

2 πω

••= n

onde:

ω = velocidade angular das engrenagens transportadoras [rad /s]

n = revoluções por minuto das engrenagens transportadoras [RPM]


60

2644,15

πω

••=


6382,1=ϖ [rad /s]

Para o cálculo da velocidade das engrenagens transportadoras tem-se,

ωυ •= rp

onde:

υ = velocidade das engrenagens transportadoras [m /s]

rp = raio primitivo das engrenagens transportadoras [m]


6382,1198115,0 •=υ

51


32455,0=υ [m /s]

Esta velocidade será transmitida as correntes, que por sua vez

transmitirão para as bandejas através de seus pinos especiais.

3.17 Cálculo da potência nominal da engrenagem motora

para corrente de fileira única limitada pela placa de

conexão

Para este cálculo é necessário que a medida do passo da corrente

esteja em polegadas.

Para o cálculo da potência nominal da engrenagem motora tem-se,

( )ppnNH •−•••= 07,039,008,1004,0

onde:

H = potência nominal da engrenagem motora [hp]

p = passo da corrente [pol]

N = número de dentes da engrenagem motora [pinhão]

n = revoluções por minuto do pinhão [RPM]

Substituindo valores em H,

( )5,007,039,008,1 5,04416004,0 •−•••=H

Calculando o valor de H,

( )965,25,01375,309733,19004,0 •••=H

12807,01375,309733,19004,0 •••=H

30836,0=H [hp]

52

No SI, a relação correspondente é,

34,1

HH SI =

onde:

HSI = potência nominal da engrenagem motora [kW]

Portanto,

23012,034,1

30836,0==SIH [kW]

53

3.18 Cálculo da potência nominal da engrenagem movida

para corrente de fileira única limitada pela placa de

conexão



Para o cálculo da potência nominal engrenagem movida tem-se,

( )ppnNH •−•••= 07,039,008,1004,0

onde:

H = potência nominal da engrenagem movida [hp]


N = número de dentes da engrenagem movida [coroa]

n = revoluções por minuto da coroa [RPM]


( )5,007,039,008,1 5,0644,1545004,0 •−•••=H


( )965,25,08826,110196,61004,0 •••=H

12807,08826,110196,61004,0 •••=H

37144,0=H [hp]


34,1

HH SI =

54

onde:

HSI = potência nominal da engrenagem movida [kW]

Portanto,

27719,034,1

37144,0==SIH [kW]

3.19 Cálculo da potência nominal das engrenagens

transportadoras para corrente de fileira única limitada

pela placa de conexão



Para o cálculo da potência nominal das engrenagens transportadoras tem-se,

( )ppnNH •−•••= 07,039,008,1004,0

onde:

H = potência nominal das engrenagens transportadoras [hp]


N = número de dentes das engrenagens transportadoras

n = revoluções por minuto das engrenagens transportadoras

55


( )5,007,039,008,1 5,0644,1598004,0 •−•••=H


( )965,25,08826,114243,141004,0 •••=H

12807,08826,114243,141004,0 •••=H

86088,0=H [hp]


34,1

HH SI =

onde:

HSI = potência nominal das engrenagens transportadoras [kW]

Portanto,

64245,034,1

86088,0==SIH [kW]

56

3.20 Dimensionamento do comprimento da corrente de

transmissão

Figura 13: Pinhão, coroa e corrente de rolos

Para o dimensionamento do comprimento da corrente de transmissão tem-se,

••

−+

++

••=

p

C

NNNN

p

CpL

2

21221

4

)(

2

2

π

onde:

L = comprimento da corrente [mm]


C = distância de centros entre engrenagens [mm]



57

Substituindo valores em L,

••

−+

++

••=

7,12

2614

)1645(

2

4516

7,12

26127,12

2

2

πL

Calculando o valor de L,

++•=

328,811

8415,301024,417,12L

639,727,12 •=L

515,922=L [mm]

58

3.21 Dimensionamento do comprimento das correntes

transportadoras

Figura 14: Engrenagens transportadoras e corrente de rolos

Para o dimensionamento do comprimento das correntes transportadoras tem-

se,

++

••=

2

2 21 NN

p

CpL

onde:



C = distância de centro entre engrenagens [mm]

N1 = N2 = número de dentes das engrenagens transportadoras

Substituindo valores em L,

++

••=

2

9898

7,12

94227,12L

59

Calculando o valor de L,

( )983465,1487,12 +•=L

6,3128=L [mm]

3.22 Cálculo da distância de centros entre as engrenagens

motora e movida.

Para o cálculo da distância de centros entre engrenagens tem-se,

•

−•−+−•=

2

122

28

4 πNN

AAp

C

onde:



A = constante calculada



Para o cálculo da constante tem-se,

p

LNNA −

+=

221

onde:


60

Substituindo valores em A,

7,12

515,922

2

4516−

+=A

Calculando o valor de A,

139,42−=A

Substituindo valores em C,

( ) ( )

•−

•−−+−−•=2

2

2

16458139,42139,42

4

7,12

πC

Calculando o valor de C,

[ ]422,170695,1775139,42175,3 −+•=C

20486,82175,3 •=C

261=C [mm]

3.23 Cálculo da distância de centros entre as engrenagens

transportadoras

Para o cálculo da distância de centros entre engrenagens tem-se,

( )AAp

C +−•=4

onde:



A = constante calculada

61

Para o cálculo da constante A tem-se,

p

LNNA −

+=

221

onde:


N1 = N2 = número de dentes das engrenagens transportadoras

Substituindo valores em A,

712

63128

2

9898

,,

=+

=A

Calculando o valor de A,

3465,148−=A

Substituindo valores em C,

( )[ ]3465,1483465,1484

7,12+−−•=C

Calculando o valor de C,

693,296175,3 •=C

942=C [mm]

3.24 Cálculo do eixo inferior (figura capitulo 3 item 3.2)

Material do eixo é de AISI 1045 laminado a quente com um limite de

resistência ao escoamento Sy = 310,000 Mpa e limite de resistência a tração

Sut = 565,000 Mpa o peso do eixo é de Peinf. = 1,900 kgf.

Os cálculos das forças e tensões presentes no eixo inferior iniciam-se

através dos respectivos pesos dos componentes presentes no CVMAX,

portanto o peso de uma bandeja vazia é BV = 4,200 kgf e sua capacidade é

62

Cap. = 35,000 kgf somando os pesos encontra-se o peso total de uma bandeja

cheia que é PT = 39,200 kgf a partir desse ponto levando em consideração que

o CVMAX tem oito bandejas o peso total de bandejas cheias no CVMAX é

PTBC = 313,600 kgf.

Outro componente presente no CVMAX é a corrente ABNT 08B que

apresenta um peso de 0,650 kgf/m, conforme projeto é necessário

aproximadamente 6,500 m de comprimento multiplicando os valores acima é

encontrado o peso total de corrente presente no CVMAX que é PC = 4,220 kgf.

As engrenagens transportadoras presentes no projeto tem um peso

PEint. = 6,150 kgf cada, no eixo inferior tem duas engrenagens totalizando um

peso de 12,300 kgf e o peso da engrenagem movida (coroa) é PEext. = 0,68

kgf.

Outro ponto importante que é necessário para o Cálculo do eixo inferior

é identificar o pior caso onde o eixo está sendo mais solicitado com isso as

instruções presentes, no capitulo 3 item 3.9 é levado em consideração para

determinar o pior caso.Ver figura 15.

Figura 15: Vista lateral do CARROSSEL CVMAX pior caso

63

Conforme figura 15 a parte dianteira do equipamento tem quatro

bandejas cheias, e a parte traseira do equipamento com, duas bandejas vazias

e duas bandejas cheias.

Peso da parte dianteira do equipamento com, quatro bandejas cheias.

(BV + Cap.) x 4,000

(4,200+35,000) x 4,000 = 156,800 Kgf

Peso da parte traseira do equipamento com, duas bandejas cheias.

(BV + Cap.) x 2,000

(4,200+35,000) x 2,000 = 78,400 Kgf

Peso da parte traseira do equipamento com, duas bandejas vazias.

BV x 2,000

4,200 x 2,000 = 8,400 Kgf.

Peso total na parte traseira do equipamento.

78,400+8,400 = 86,800 kgf

Peso do conjunto

156,800 - 86,800 = 70,000 Kgf

O peso Putil = 70,000 kgf é o total útil que o sistema vai carregar no pior

caso.

De acordo com o projeto e sua simetria, esse valor de peso será dividido

por dois, ou seja, o peso P = 35,000 Kgf aplicado no diâmetro primitivo da

engrenagem transportadora conforme figura 16.

64

Figura 16: Vista lateral do CARROSSEL CVMAX

O peso P = 35,000 kgf aplicado no diâmetro primitivo da engrenagem

transportadora multiplicado pela aceleração da gravidade A = 9,810 m/s²

resultara na força em [N] aplicada neste ponto.

F = P x A

onde:

F = Força presente no diâmetro primitivo [N]

P = Peso aplicado no diâmetro primitivo [Kgf]

Substituindo tem-se,,

F = 35,000 x 9,810 = 343,350 N

As engrenagens transportadoras e externas com a figura presente no

item 3.5 aplicam no eixo um momento torçor por conta do braço que forma a

força “F” e o eixo conforme figura 16 o braço formado entre a força “F” e o eixo

nada mais é que o raio primitivo da engrenagem transportadora.

65

Os momentos torçores presentes no eixo inferior são causados pelas

engrenagens transportadoras e os mesmos estão dispostos conforme figura

17.

As engrenagens transportadoras possuem um diâmetro primitivo

Dpint. = 396,236 mm.

Figura 17: Momentos torçores

3.24.1 Cálculo do momento torçor interno.

�� = F x Dpint2

Onde:

MTint. = Momento torçor da engrenagem transportadora [N.mm]

Dpint = Diâmetro primitivo interno [mm]

Substituindo tem-se,

�� = 343,350 x 396,2362 = 68023,815 N. mm

66

3.24.2 Cálculo da tensão de cisalhamento no eixo

inferior

�� = 16 x MTint.π x de³

Onde:

�� = Tensão de cisalhamento na engrenagem interna [Mpa]

de = diâmetro do eixo engastado na engrenagem transportadora [mm]


�� = 16 x 68023,815 π x 22³ = 32536 Mpa

Momento torçor da engrenagem movida (coroa) será a soma dos

momentos torçores da engrenagem transportadora.

3.24.3 Cálculo do momento torçor externo

MText. = 2 x MTint

onde:

MText. = Momento torçor da engrenagem movida (coroa) [N.mm]


MText. = 2 x 68023,815

MText. = 136047,630 N.mm

67

3.24.4 Cálculo de potência no eixo

A constante de const = 98,100 é um fator de conversão para utilizar o

valor do momento torçor da engrenagem transportadora com a unidade em

[N.mm].

MTint. = $%&'( ) *+,-.. ) /012

68023,815 = $%&'( ) 34,%((.) /%5

N = 0,145 HP

Onde:

N = Potencia [HP]

Aplicando no eixo inferior o sistema DCL (diagrama de corpo livre)

conforme figura 18, serão iniciados os cálculos de forças externas para

encontrar o ponto mais solicitado no eixo.

Figura 18: DCL diagrama de corpo livre do eixo inferior

Para o dimensionamento das reações de apoio tem-se,

F1 = PEint x A

68

onde:

F1 = Força aplicada um ponto n [N];

PEint. = Peso da engrenagem transportadora [kgf]

A = Aceleração da gravidade [m/s²]

Portanto,

F1 = PEint. x A

F1 = 6,15 x 9,81 = 60,331 N

F2 = PEint. x A

F2 = 6,15 x 9,81 = 60,331 N

F3 = PEext. X A

F3 = 0,68 x 9,81 = 6,671 N

Somando as forças em Y tem-se,

ƩFy = 0

RA + RB - 60,331- 60,331 – 6,671 = 0

RA + RB = 127,333N

onde:

RA= Reação de apoio no eixo [N]

RB= Reação de apoio no eixo [N]

69

Somando os momentos do eixo conforme figura 18

ƩM = 0

F1 x 62,00 + F2 x 588,00 – RB x 650,00 + F3 x 690,00 = 0

3740,522 + 35474,628 - RB x 650,00 + 4602,990 = 0

43818,140 = RB x 650,00

RB =674%4,%6(&5(

RB = 67,412 N

Logo,

RA + RB = 127,333 N

RA + 67,412 = 127,333

RA = 59,921 N.

Após encontrar todas as forças externas atuantes no eixo inferior, será

calculado os momentos torçores em todos os pontos críticos do eixo, conforme

indicado na figura 19.

Figura 19: Pontos críticos do eixo inferior

70

Deve-se observar que para cada ponto crítico (A; B; C; D; E; F; G; H; J),

deverá ter sua própria formula, onde teremos como ponto principal em “A”, não

tendo nenhum braço para gerar momento torçor, esse será o ponto inicial para

os cálculos.

3.24.5 Cálculos dos momentos torçores

MB = RA x 42,00 = 2516,682 N.mm

MC = RA x 62,00 = 3715,102 N.mm

MD = RA x 82,00 – F1 x 20,00 = 3706,902 N.mm

ME = RA x 568,00 – F1 x 506,00 = 3507,642 N.mm

MF = RA x 588,00 – F1 x 526,00 = 3499,442 N.mm

MG = RA x 608,00 – F1 x 546,00 – F2 x 20,00 = 3357,822 N.mm

MH = RA x 650,00 – F1 x 588,00 – F2 x 102,00 = 2793,580 N.mm

MJ = RA x 690,00 – F1 x 628,00 – F2 x 102,00 = -2696,140 N.mm

onde:

MB = Momento torçor no ponto ‘B’ do eixo [N.mm]

MC = Momento torçor no ponto ‘C’ do eixo [N.mm]

MD = Momento torçor no ponto ‘D’ do eixo [N.mm]

ME = Momento torçor no ponto ‘E’ do eixo [N.mm]

MF = Momento torçor no ponto ‘F’ do eixo [N.mm]

MG = Momento torçor no ponto ‘G’ do eixo [N.mm]

MH = Momento torçor no ponto ‘H’ do eixo [N.mm]

MJ = Momento torçor no ponto ‘J’ do eixo [N.mm]

71

Após encontrar todos os momentos torçores, serão iniciados os cálculos

das tensões de flexão, cada qual em seu ponto, conforme figura 19 do ponto

“A” ao “J”.

Utilizando o ponto “A” como principal, o mesmo não gerou nenhum

momento por não ter um braço de reação, com isso os cálculos iniciam-se pelo

ponto “B”.

3.24.6 Cálculos das tensões de flexão

8 = − �:;

A equação estabelece que a tensão σ, devida à flexão, é diretamente

proporcional à distância y medida a partir do eixo neutro e ao momento fletor

M. Costuma-se designar c=ymáx e omitir o sinal negativo, escrevendo-se

8 = �:;

Determina-se se a tensão máxima é de tração ou de compressão

através de simples inspeção, quando se conhece o sentido do momento fletor.

Pode se escrever a equação da seguinte forma:

8 = �:;/=

72

onde:

I/c = Módulo da seção.

Calculando tem-se:

σB = 7' ) 2>? ) @A³ =

7' ) '5%&,&4'? ) '',((³ = 2,407 Mpa

σC = 7' ) 2B? ) @A³ =

7' ) 7$%5,%('? ) '',((³ = 3,554 Mpa

σD = 7' ) 2C? ) @A³ =

7' ) 7$(&,3('? ) '',((³ = 3,546 Mpa

σE = 7' ) 2D? ) @A³ =

7' ) 75($,&6'? ) '',((³ = 3,355 Mpa

σF = 7' ) 2E? ) @A³ =

7' ) 7633,66'? ) '',((³ = 3,347 Mpa

σG = 7' ) 2F? ) @A³ =

7' ) 775$,4''? ) '',((³ = 3,212 Mpa

σH = 7' ) 2G? ) @H³ =

7' ) '$37,54(? ) '(,((³ = 3,557 Mpa

σJ = 7' ) 2G? ) @H³ =

7' ) (J'&3&,%6()? ) '(,((³ = -3,433 Mpa

Conforme cálculos efetuados o ponto mais solicitado é o ponto “H” com

σH = 3,557 Mpa.

A partir desse ponto será efetuado o cálculo do círculo de Mohr para

encontrar suas respectivas tensões.

73

3.24.7 Cálculo do circulo de Mohr

σ1,σ2 = L)MLN' ± PQL)RMLNR

' S' M ƮU,.²

onde:

σ1 = Componente um da tensão de cisalhamento do circulo de Mohr [Mpa]

σ2 = Componente dois da tensão de cisalhamento do circulo de Mohr [Mpa]

σx = Componente x de tensão normal flexão no eixo [Mpa]

σy = Componente y de tensão normal flexão no eixo [Mpa]

Ʈint. = Tensão de cisalhamento na engrenagem transportadora [Mpa]

Substituindo-se, agora

σ1,σ2 = (M7,55$' ± PQ(RM7,55$' S' M 7',57&²

σ1 = 34,362 Mpa

σ2 = -30,805 Mpa

Ʈmax. = 32,584 Mpa

onde:

Ʈmax. = Tensão de cisalhamento máxima [Mpa]

Aplicando os cálculos de Von Misses.

σeq = Vσ' + 3Ʈ'

74

onde:

σeq = Tensão de flexão equivalente entre tensão de cisalhamento maquina e

maior componente de tensão de flexão [Mpa]

σeq = V34,362² + 3 × (32,584)²

σeq = 66,075 Mpa

3.24.8 Cálculo do coeficiente de segurança n

n = ZNLA[ =

7%(,((&&,($5 = 4,692

onde:

n = Coeficiente de segurança para cargas estáticas

Sy = Limite de resistência ao escoamento [Mpa]

Esse o valor n = 4,692 significa que o eixo está atendendo a solicitações

de cargas estáticas, com tudo quando o sistema está em funcionamento ele

sofre cargas alternadas, por conta disto será necessário calcular o coeficiente

de segurança levando em consideração a fadiga do material.

3.24.9 Cálculo de fadiga no eixo inferior

Sń = 0,500 x Sut; para Sut 1400,000 Mpa

Sń = 0,500 x 565,000 = 282,500 Mpa

75

onde:

Sut = Limite de resistência a tração [Mpa]

3.24.10 Fatores modificadores do limite de

resistência à fadiga

O limite de resistência à fadiga Sn de um elemento de máquina pode ser

consideravelmente menor do que o limite de fadiga S’n de um corpo de prova

do teste de flexão rotativa. Pode-se explicar esta diferença empregando-se

uma variedade de fatores de correção, cada um respondendo por um efeito

separado.Usando esta idéia, pode-se escrever.

Sn = ka x kb x kc x kd x ke x kf x Sń

onde:

Sn = Limite de resistência a fadiga superficial [Mpa];

Sń = Limite médio de resistência a fadiga [Mpa];

ka = Fator de correção de acabamento superficial;

kb = Fator de correção de tamanho;

kc = Fator de correção de confiabilidade;

kd = Fator de correção de temperatura;

ke = Fator de correção de tensões;

kf = Fator de efeitos diversos;

76

Valor para ka.

A confecção do eixo e feito através de usinagem

Sut = 0,565 Gpa

ka = 0,780 (SHIGLEY, Elemento de maquinas, 1984, figura 5.17)

Valor para kb.

kb = 1,340 × dJ(,(3$ =

kb = 1,340 × 22,000J(,(3$=

kb = 0,993(SHIGLEY, Elemento de maquinas, 1984, pag. 177)

Valor para kc.

Considerando que o eixo tenha uma confiabilidade de 99%

kc = 0,814 (SHIGLEY, Elemento de maquinas, 1984, tabela 5.2)

Valor para kd.

Sistema vai trabalhar em temperatura ambiente uma media de T = 25ºC.

Kd = 1,000 (SHIGLEY, Elemento de maquinas, 1984, equação 5.34)

Valor para ke.

ke = %,(((\´^

K´f = 1,000 + q x (Kt-1,000)

77

onde:

K´f = Fator de concentração de tensões de fadiga

Para achar o valo de “q” é necessário o valor do raio ”rd” das mudanças

de diâmetro do eixo conforme figura 20

Figura 20: Raio no eixo

Conforme gráfico de sensibilidade ao entalhe presente no livro

(Elementos de maquinas SHIGLEY, 1984, figura 5.19) o valor de Sut deve ser

expresso em [Gpa], portanto, Sut = 0,565 Gpa.

Analisando o gráfico de sensibilidade ao entalhe.

q = 0,700

onde:

q = Sensibilidade ao entalhe

Para Kt fator de concentração das tensões é necessário fazer

duas relações.

Primeira relação.

_@@H = ',((('(,((( = 0,100

78

onde:

rd = Raio nas mudanças de diâmetro do eixo [mm]

dm = diâmetro menor do eixo [mm]

Segunda relação.

@A@H = '',((('(,((( = 1,100

Conforme gráfico de fator de concentração das tensões presente no livro

(Elementos de maquinas SHIGLEY, 1984, figura A.25.9).

Kt = 1,590

Onde:

Kt = Fator de concentração das tensões

Portanto K´f.

K´f = 1,000 + q x (Kt-1,000)

K´f = 1,000 + 0,700 x (1,590 – 1,000)

K´f = 1,413

Resolução de ke.

ke = %,(((\´^ =

%,(((%,6%7 = 0,708

Valor para kf.

Embora se pretenda que o fator kf responda pela redução do limite de

resistência a fadiga devida a todos os efeitos, realmente tenciona-se que ele

seja um lembrete par avisar que esses fatores devem ser considerados, porque

não se dispõem de valores verdadeiros de kf, com isso.

79

kf = 1,000 (SHIGLEY, Elemento de maquinas, 1984, item 5.19)

Substituindo os valores do limite de resistência a fadiga superficial, tem-se,

Sn = ka x kb x kc x kd x ke x kf x Sń

Sn = 0,780 x 0,993 x 0,814 x 1,000 x 0,708 x 1,000 x 282,500 =

Sn = 126,101 Mpa

Para o Cálculo do coeficiente de segurança, tem-se,

nf = Z,LA[

onde:

nf = Coeficiente de segurança levando em consideração a fadiga

Portanto:

nf = %'&,%(%&&,($5 =1,908

O valor de nf = 1,908 significa que o eixo está atendendo a solicitações

de cargas alternadas.

O valor de n>1 significa que a vida do eixo está acima de 10$ ciclos

então podemos considerar uma vida infinita.

3.25 Cálculo do eixo superior (figura capitulo 3 item 3.3)

O eixo superior tem as mesmas características do eixo inferior, porém

com um peso Pesup. = 1,800 kgf.

80

onde:

Pesup. = Peso do eixo superior [kgf]

Para o Cálculo das forças e tensões presentes no eixo superior são

necessárias saber qual é o peso total que o eixo está suportando, portanto o

peso de oito bandejas com sua carga total é PTBC = 313,600 kgf e o peso das

correntes é PC = 4,220 kgf também no eixo superior existem duas

engrenagens com um peso de PEint. = 6,150 kgf cada.

3.25.1 Cálculo do peso total suportado pelo eixo

superior

PTSES = PTBC + PC + PEint. + PEint.

onde:

PTSES = Peso total suportado pelo eixo superior [kgf]

PTBC = Peso total de todas as bandejas cheias [kgf]

PC = Peso total da corrente [kgf]

Substituindo-se,

PTSES = 313,600 + 4,220 + 6,150 + 6,150

PTSES = 330,120 kgf

De acordo com o projeto e sua simetria, esse valor de peso será dividido

por dois, ou seja, o peso Pr = 165,060 Kgf aplicada em cada diâmetro 22 mm

presentes no eixo conforme figura 21.

81

Figura 21: Simetria do CARROSSEL CVMAX

Aplicando no eixo superior o sistema DCL (diagrama de corpo livre)

conforme figura 22, será iniciado os cálculos de forças externas que envolvem

o eixo superior.

Figura 22: DCL diagrama de corpo livre do eixo superior

82

3.25.2 Cálculos das reações de apoio

F1 = F2 = Pr x A

F1 = F2 = 165,060 x 9,810

F1 = F2 = 1619,288 N

Somando as forças em Y tem-se,

ƩFy = 0

RA + RB = 3238,576 N

Somando os momentos tem-se,

ƩM = 0

F1 x 62,00 + F2 x 588,00 – RB x 650,00 = 0

100395,856 + 952141,344 = RB x 650,00

1052537,200 = RB x 650,00

RB =àbcbde,caa&5(

RB = 1619,288 N

Logo,

RA + RB = 3238,576 N

RA + 1619,288 = 3238,576

RA = 1619,288 N

Após encontrar todas as forças externas atuantes no eixo superior, será

calculado os momentos torçores em todos os pontos críticos do eixo, conforme

indicado na figura 23.

83

.

Figura 23: Pontos críticos do eixo superior

Deve-se observar que para cada ponto crítico deverá ter sua própria

formula, onde teremos como ponto principal em “A”, não tendo nenhum braço

para gerar momento torçor, esse será o ponto inicial para os cálculos abaixo.

3.25.3 Calculando os momentos torçores

MB = RA x 42,00 = 68010,096 N.mm

MC = RA x 62,00 = 100395,856 N.mm

MD = RA x 82,00 – F1 x 20,00 = 100395,856 N.mm

ME = RA x 568,00 – F1 x 506,00 = 100395,856 N.mm

MF = RA x 588,00 – F1 x 526,00 = 100395,856 N.mm

MG = RA x 608,00 – F1 x 546,00 – F2 x 20,00 = 68010,096 N.mm

MH = RA x 650,00 – F1 x 588,00 – F2 x 102,00 = 0 N.mm

Após encontrar todos os momentos torçores, será iniciado os cálculos

das tensões de flexão, cada qual em seu ponto, conforme figura 23 do ponto

“A” ao “H”.

84

Utilizando o ponto “A” como principal, o mesmo não gerou nenhum

momento por não ter um braço de reação, com isso os cálculos iniciam-se pelo

ponto “B”.

3.25.4 Cálculos das tensões de flexão

σB = 7' ) 2>? ) @³ =

7' ) &4(%(,(3&? ) '',((³ = 65,059 Mpa

σC = 7' ) 2B? ) @³ =

7' ) %((735,45&? ) '',((³ = 96,039 Mpa

σD = 7' ) 2C? ) @³ =

7' ) %((735,45&? ) '',((³ = 96,039 Mpa

σE = 7' ) 2D? ) @³ =

7' ) %((735,45&? ) '',((³ = 96,039 Mpa

σF = 7' ) 2E? ) @³ =

7' ) %((735,45&? ) '',((³ = 96,039 Mpa

σG = 7' ) 2F? ) @³ =

7' ) &4(%(,(3&? ) '',((³ = 65,059 Mpa

σH = 7' ) 2G? ) @³ =

7' ) (? ) '(,((³ = 0 Mpa

Conforme cálculos efetuados os pontos mais solicitados é os pontos de

“C” a “F” com σ = 96,039 Mpa.

Cálculo do coeficiente de segurança n.

n = ZNL =

7%(,((3&,(73 = 3,230

Esse o valor de n = 3,230 significa que o eixo está atendendo as

solicitações de cargas estáticas, portanto quando o sistema está em

funcionamento ele sofre cargas alternadas, por conta disto será necessário

85

calcular o coeficiente de segurança levando em consideração a fadiga do

material.

3.25.5 Cálculo de fadiga no eixo superior

Como o eixo superior tem as mesmas características do eixo inferior os

fatores de correção são os mesmo.

ka = 0,780

kb = 0,993

kc = 0,814

kd = 1

ke = 0,708

Cálculo do Limite de resistência a fadiga superficial “Sn”.

Sn = ka x kb x kc x kd x ke x Sń


Sn = 0,780 x 0,993 x 0,814 x 1 x 0,708 x 282,500 =

Sn = 126,101 Mpa

Cálculo do coeficiente de segurança levando em consideração a fadiga.

nf = Z,ZE

Substituindo tem–se:

nf = %'&,%(%3&,(73 = 1,313

86

Esse o valor de nf = 1,313 significa que o eixo está atendendo a

solicitações de cargas alternadas.

O valor de n>1 significa que a vida do eixo está acima de 10$ ciclos

então podemos considerar uma vida infinita.

3.26 Cálculo dos rolamentos

Conforme (PIEBER, F.M. et al, Projetista de máquinas. Editora Centro de

Comunicação Gráfica Pro-Tec, São Paulo, 1976), foram realizados os cálculos.

Para o projeto CARROSSEL CVMAX foi considerado o pior caso para os

cálculos dos rolamentos, utilizando o rolamento próximo ao motor, pois será o

mais solicitados.

Usa-se o termo mancal de rolamento ou simplesmente rolamento para

descrever um tipo de mancal em que a carga principal é transferida por meio

de elementos em contato por rolamentos em vez de deslizamento.

Para garantir o funcionamento do mancal com rolamentos ou Unidades

flangeadas de rolamentos Y, Y-TECH, caixa quadrada, fixação por cavilha

roscada conforme figura 24, adota-se a condição de resistência onde a carga

ideal sendo maior que a Carga equivalente no rolamento, valida o projeto.

Figura 24: Mancal com rolamento Y

3.26.1 Cálculo

C = 12700,000

P = 1619,280

n = 8500,000 r.p.m

onde:

L = Vida nominal [milhões de rotações]

Alcançada ou superada por 90% de uma quantidade considerável de

rolamentos iguais, antes que ocorram os primeiros sinais de fadga de

10% dos rolamentos poderão ter vida menor.

C = Capacidade básica de carga dinâmica [N].

Em rolamentos radius C é a carga, de grandeza e direção inv

qual 90% de uma quantidade considerável de rolamentos iguais, com o anel

: Mancal com rolamento Y-TECH, reação de apoio P, base dos

cálculos

Cálculo da vida nominal do rolamento

L =

P

C 3

= Vida nominal [milhões de rotações]

lcançada ou superada por 90% de uma quantidade considerável de

rolamentos iguais, antes que ocorram os primeiros sinais de fadga de

10% dos rolamentos poderão ter vida menor.

sica de carga dinâmica [N].

Em rolamentos radius C é a carga, de grandeza e direção inv

90% de uma quantidade considerável de rolamentos iguais, com o anel

87

TECH, reação de apoio P, base dos

lcançada ou superada por 90% de uma quantidade considerável de

rolamentos iguais, antes que ocorram os primeiros sinais de fadga de material,

Em rolamentos radius C é a carga, de grandeza e direção invariáveis, na

90% de uma quantidade considerável de rolamentos iguais, com o anel

88

externo imóvel e o anel interno em movimento, alcançam uma vida nominal L=

1 milhão de rotações.

P = Carga equivalente no rolamento em [N].

A carga equivalente “P”, é a reação de apoio gerada pelo conjunto

atuando no mancal com rolamento, que para o este projeto está representado o

mais solicitado. Cargas de (C / P) abaixo de 6 são consideradas altas, cargas

com valor 7 a 15 são consideradas médias e acima de 15 consideradas como

cargas baixas.

Substituindo valores em L calcula-se:

L =

93,161

1270= L = 482,424

Para calcular a vida nominal do rolamento utiliza-se a seguinte equação:

P

C =

93,161

1270 = 7,842

onde:

Lh: vida em horas de funcionamento

Para P

C = 7,842 e n= 8500 r.p.m

Lê-se no ábaco conforme figura 25: Lh: 950 horas de trabalho

89

Figura 25: Ábaco

Para comprovar a vida de rolamento radial, determina-se:

3.26.2 Cálculo da carga ideal

Pi = X•Pr + Y•Pa

onde:

Pi = Carga ideal [N]

Pr = Carga radial [N]

Pa = Carga axial [N]

X = Coeficiente tabelado

Y = Coeficiente tabelado

90

Valores experimentais para a vida necessária Lh em horas de

funcionamento, quando se adotam para Pr e Pa cargas correspondentes

máxima de serviço, conforme a tabela de Pr e Pa livro (PIEBER, F.M. et al,

Projetista de máquinas. Editora Centro de Comunicação Gráfica Pro-Tec, São

Paulo, 1976).

Pr = 10000,000

Pa = 15000,000

X = 1,400

Y = 1,700

Substituindo os valores em Pi, calcula-se:

Pi = 1,400• 10000,000 + 1,700• 15000,000 = 39500,000 N

3.26.3 Fator de vida

fL= fn• ftP

C•

C= capacidade de carga

fn = coeficiente de rotação

ft = coeficiente de temperatura

Para obter o valor do coeficiente de rotação, utiliza-se o valor de n=

8500,000 r.p.m para poder verificar o valor tabelado através da figura 26 do

nanograma.

91

Como não tem-se o valor do coeficiente de temperatura, pode utilizar

como valor = 1.

Figura 26: Nanograma

P

C= 7,843

fn = 0,158

ft = 1

Substituindo os valores em fL, calcula-se:

fL = 1,000• 0,158• 7,843

fL = 1,239

92

3.26.4 Vida do rolamento

Lh em horas de funcionamento relacionado com fL.Ver tabela xxx. Lh =

900 horas de funcionamento.

Conforme condição de resistência, a carga ideal é maior que a carga

equivalente no rolamento.

Pi > P, projeto validado

3.27 Cálculo da estrutura do equipamento

(PIEBER, F.M. et al, Projetista de máquinas. Editora Centro de

Comunicação Gráfica Pro-Tec, São Paulo, 1976)

3.27.1 Cálculo do conjunto de vigas

Cálculo do conjunto de vigas (cantoneira aço SAE 1025 1” x 1” x 3/16”)

suportes de um mancal no caso do eixo superior devido ser o qual sofrerá a

maior reação de apoio, entendendo neste momento que ambas as vigas estão

solidamente engastadas. Desprezaremos outros mancais e atribuiremos a eles

as mesmas condições dimensionais por se tratarem de geometrias simétricas

para que o conjunto mantenha a harmonia visual. O objetivo dos cálculos é

identificar as forças e tensões aplicadas nos conjuntos estudados, e verificar a

capacidade da estrutura em sua flexão.

93

Conforme tabela norma ANSI padrão americano, para cantoneiras SAE

1025 1” x 1” x 3/16”:

Figura 27: Centro de gravidade da cantoneira

Ic = 1,200 cm4 = 12000,000 mm4

X = 8,100 mm

A = 2,190 mm² = 219,000 mm²

onde:

Ic = Momento de inércia da cantoneira [mm4]

x = Distância da extremidade da cantoneira até centro de gravida [mm]

A = Área da cantoneira de 1” x 1” x 3/16” [mm²]

G = Centro de gravidade

O valor encontrado para “x” será responsável por auxiliar no cálculo da

linha neutra, onde a linha neutra, fibra neutra ou eixo neutro é a superfície

material curva de um corpo deformado por flexão que separa a zona

comprimida da zona tracionada.

94

Conforme distâncias do centro e gravidade “G”, de acordo com a figura

24, tem-se o cálculo do momento de Ixx (momento de inércia do conjunto):

Figura 28: Frente da estrutura com corte A-A para ilustração da linha neutra e

seus cálculos

‘

Figura 29 : Ponto de aplicação de força gera momento fletor e força cortante

95

3.27.2 Cálculo do momento de inércia do conjunto

IXX = 2.Ic + 2.(A.Y²)

Y = 90,00 – 8,81 = 81,900 mm

A = 219,000 mm²

Ic = 1,2cm4 = 12000,000 mm4

onde:

XX = Linha neutra

A = Área da cantoneira de 1” x 1” x 3/16” [mm²]

Y = Distância do centro de gravidade até linha neutra [mm]

IXX = Momento de inércia do conjunto [mm4]


IXX = 2.12000,000 + 2,000.(219,000.81,900²) = 2961933,180 mm4

Em mecânica, o momento de inércia mede a distribuição da massa de

um corpo em torno de uma rotação. Quanto maior for o momento de inércia de

um corpo, mais difícil será fazê-lo girar. Contribui mais para a elevação do

momento de inércia a porção de massa que está afastada do eixo de giro. Um

eixo girante fino e comprido, com a mesma massa de um disco que gira em

relação ao seu centro, terá um momento de inércia menor que este.

Deverá ser calculado o momento fletor de vigas com força unitária

aplicada no centro e extremidades engastadas.

96

3.27.3 Cálculo do momento fletor

Mf = FxL8,000

F = 1619,280 N

L = 700,000 mm

onde:

Mf = Momento fletor [Nmm]

L = Comprimento total do conjunto de vigas [mm]

F= Força resultante da reação de apoio do mancal aplicada nas cantoneiras [N]


Mf = 1619,280.700,0008,000 = 141687,000 Nmm

O momento fletor calculado será implementado no cálculo da Tensão de

flexão. Momento fletor de acordo com DCL da figura 29 de uma secção é a

soma algébrica dos momentos (em relação à secção considerada), de todas as

forças (ação e reação) que precedem ou seguem a secção.

Deverá ser comparada a Tensão de flexão aplicada contra Tensão de

flexão admissível, onde para validação do projeto será necessário que

Taplicada seja menor que Tadm, assim essa condição de resistência irá validar

e garantir que as vigas irão suportar as cargas aplicadas.

97

3.27.4 Cálculo de tensão de flexão aplicada

Taplicada = MfWf Mf = IXXY = 2961933,18081,900 = 32910,370 mm³ onde:

Taplicada = Tensão de flexão aplicada no conjunto [Mpa]

Wf = Módulo de flexão [mm³]

Substituindo, tem-se:

Taplicada = 141687,000 32910,370 = 0,0043 Mpa

3.27.5 Cálculo de tensão de flexão admissível

Tadm = TrFs

Tr = 0,465 Mpa

Fs = 10

onde:

Tr = Tensão resultante [N], conforme tabela norma ANSI padrão americano,

para cantoneiras SAE 1025 1” x 1” x 3/16”

Fs = Coeficiente de segurança para carga aplicada na cantoneira adotada,

utilizado para sistema de elevação.

Tfadm = Tensão de flexão admissível [Pa]

98


Tadm = 0,46510 = 0,046 Mpa

Conforme condição de resistência, Tadm > Taplicada, logo a estrutura

irá suportar as cargas aplicadas.

Figura 30: Flexão da viga

O valor de flexão conforme figura 28 será calculado como:

3.27.6 Cálculo do coeficiente de rigidez do apoio

Cr = Ff

onde:

Cr = Coeficiente de rigidez do apoio do mancal [Nmm]


Cr = 1619,2800,005 = 352017,400 Nmm

Cálculo de flambagem das colunas (cantoneiras verticais) considerando a

dimensão entre centro de eixos, por estarem nestas regiões travadas

lateralmente, não correndo risco de flambagem nem acima do eixo superior,

99

nem abaixo do eixo inferior em relação às linhas de centro dos eixos.

Desprezaremos outras vigas verticais e atribuiremos a elas as mesmas

condições dimensionais por se tratarem de geometrias simétricas para que o

conjunto mantenha a harmonia visual. O objetivo dos cálculos é identificar as

forças e tensões aplicadas nos conjuntos estudados, e verificar a capacidade

da estrutura em suportar a flambagem.

Considerando que a coluna esta fixa (engastada) em ambas

extremidades, tem-se:

Figura 31: Frente do equipamento, ilustrando a flambagem na cantoneira

vertical

A carga Fv aplicada longitudinalmente na viga é todo o peso do sistema

sem a estrutura de vigas(cantoneiras).

100

3.27.7 Cálculo do índice de Esbeltez

i = LyR

R = tIcA = 2961933,180219,000 = 7,400 MM onde:

i = Indice de Esbeltez

R = raio de giração [mm]

Ly = comprimento da viga vertical [mm]


i = 943,0007,400 = 127,000

O cálculo do índice de Esbeltez é a relação existente entre o comprimento

Ly e o raio de giração R da secção transversal da barra. O índice de Esbeltez é

necessário para verificar o critério a ser calculado, se será utilizado a fórmula

de Euler ou não. Para valores acima de 105,00 será necessário calcular Euler,

assim para esse caso aplica-se tal cálculo.

Deverá ser comparada a Tensão de flexão aplicada contra Tensão de

flexão admissível, onde para validação do projeto será necessário que

Taplicada seja menor que Tadm, assim essa condição de resistência irá validar

e garantir que as vigas irão suportar as cargas aplicadas.

Será admitido a condição de projeto, comparando o valor de carga

admissível contra a carga vertical aplicada, onde tal comparação irá garantir

que a viga irá suportar a carga vertical, se a carga admissível for maior que a

carga vertical,

101

onde:

Fadm > Fv = estrutura irá suportar a carga

Fv = 550 N = carga vertical

Fadm = carga admissível

3.27.8 Cálculo da carga admissível

Para obter-se do valor de carga admissível, será calculado primeiramente

a carga crítica, onde segundo fórmula de Euler:

Fer = 4π. E. IcL²

substituindo, tem-se:

Fer = 4π. 2,100.100000,000.12000,000943,000² = 111875,990 N

logo tem-se,

Fer = FerFs

onde:

Fer = Carga critica do sistema [N]

Fs = Coeficiente de segurança para carga aplicada na cantoneira adotada,

utilizado para sistema de elevação

substituindo, tem-se:

Fer = 111875,99010 = 11187,600 N

102

Logo o valor de Fer = 11187,600 N, comparado com o valor Fv = 550,000 N,

tem-se:

Fer > Fv, assim define-se que a estrutura irá suportar a carga aplicada por Fv.

3.28 Parte elétrica

3.28.1 Descrição e função dos componentes

elétricos

Para a realização da parte elétrica (controle) do CARROSSEL CVMAX

foram utilizados os seguintes componentes, conforme tabela 1.

Tabela 2: Componentes Elétricos

Botão de emergência: É um dispositivo mecânico que permite o

travamento imediato do sistema com o objetivo de proteger o usuário e o

equipamento em caso de urgência, conforme figura 32.

Contator: É um dispositivo eletromecânico que permite a partir de um

circuito de comando efetuar o controle de cargas, num circuito de potência.

Essas cargas podem ser de qualquer tipo, desde tensões diferentes do circuito

de comando, até conter múltiplas fases. T

com diferença que é utilizado em um circuito de potência

Disjuntor: É um dispositivo de manobra (mecânico) e de proteção capaz

de estabelecer, conduzir

circuito, assim como interromper condições anormais

Figura 32: Botão de emergência

um dispositivo eletromecânico que permite a partir de um



de comando, até conter múltiplas fases. Tem o funcionamento idêntico ao r

com diferença que é utilizado em um circuito de potência, conforme figura 33

Figura 33: Contator

um dispositivo de manobra (mecânico) e de proteção capaz

de estabelecer, conduzir ou interromper correntes em condições normais do

circuito, assim como interromper condições anormais, conforme figura 34

103

um dispositivo eletromecânico que permite a partir de um



o funcionamento idêntico ao relé

, conforme figura 33.

um dispositivo de manobra (mecânico) e de proteção capaz

em condições normais do


Fusível: É um dispositivo de proteção contra sobre correntes do circuito e curto

circuitos, conforme figura 35

OPLC: É um conjunto de dois dispositivos eletrônicos, um é IHM

(Interface Homem Máquina

para designar a interface existente no produto para que o usuário possa

interagir com o equipamento e o segund

Programável) que é um dispositivo

industriais. Os CLPs utilizam

diagrama de contatos, ou ladder

programação de Controladores Lógicos Programáveis

funções lógicas são representadas através de contatos e bobinas, de modo

análogo a um esquema elétrico com os contatos dos

O nome (ladder, escada em

contatos e bobinas é realizada, de maneira geral, na horizontal, que lembra o

formato de uma escada.

Figura 34: Disjuntor

um dispositivo de proteção contra sobre correntes do circuito e curto


Figura 35: Fusível

um conjunto de dois dispositivos eletrônicos, um é IHM

áquina), conforme figura 36 que é utilizado normalmente


interagir com o equipamento e o segundo é o CLP (Controle Lógico

Programável) que é um dispositivo eletrônico-digital compatível com aplicações

industriais. Os CLPs utilizam a linguagem de programação denominada de

diagrama de contatos, ou ladder. A linguagem ladder, é um auxílio gráfico para

Controladores Lógicos Programáveis (CLPs) no qual as

são representadas através de contatos e bobinas, de modo

análogo a um esquema elétrico com os contatos dos transdutores

, escada em inglês) provem do fato que a disposição dos


104

um dispositivo de proteção contra sobre correntes do circuito e curto

um conjunto de dois dispositivos eletrônicos, um é IHM

que é utilizado normalmente


o é o CLP (Controle Lógico

digital compatível com aplicações

a linguagem de programação denominada de

, é um auxílio gráfico para

(CLPs) no qual as

são representadas através de contatos e bobinas, de modo

transdutores e atuadores.

) provem do fato que a disposição dos


Fonte chaveada: É

tensão elétrica de 220V/ 110V

Relé: É um dispositivo que faz o chaveamento do circuito quando

acionado eletricamente. Tem a posição N

Fechada), que é movimentada fisicamente quando a corrente

as espiras da bobina do relé criando assim um campo magnético que por sua

vez atrai a alavanca responsável pela mudança dos estados do contatos entre

N/A e N/F, conforme figura 38

Sensor indutivo: É

campo eletromagnético defronte a face

Figura 36: OPLC

Fonte chaveada: É um dispositivo que tem a função de transformar a

tensão elétrica de 220V/ 110V em 24VDC, conforme figura 37.

Figura 37: Fonte chaveada

um dispositivo que faz o chaveamento do circuito quando

acionado eletricamente. Tem a posição N/A (Normal Aberta) e N

, que é movimentada fisicamente quando a corrente elétrica percorre




Figura 38: Relé

É um dispositivo com circuito eletrônico que forma um

campo eletromagnético defronte a face do sensor. Ao ser inserido nessa região

105

um dispositivo que tem a função de transformar a

um dispositivo que faz o chaveamento do circuito quando

A (Normal Aberta) e N/F (Normal

elétrica percorre



um dispositivo com circuito eletrônico que forma um

o sensor. Ao ser inserido nessa região

um corpo metálico, parte desse campo é absorvido, provocando a comutação

do sinal de saída do sensor

Motor: É um dispositivo que converte outras formas de energia em

energia mecânica. Têm acionamento pelas tensões de 110 volts e 220 volts

conforme figura 40.

Painel elétrico: É uma caixa metálica

componentes de comandos elétricos


do sinal de saída do sensor, conforme figura 39.

Figura 39: Sensor indutivo

um dispositivo que converte outras formas de energia em

energia mecânica. Têm acionamento pelas tensões de 110 volts e 220 volts

Figura 40: Motor

É uma caixa metálica que armazena

componentes de comandos elétricos, conforme figura 41.

106


um dispositivo que converte outras formas de energia em

energia mecânica. Têm acionamento pelas tensões de 110 volts e 220 volts,

a maioria dos

Prensa cabos: É um componente de plástico com

protegendo a conexão d

resistência mecânica e são utilizados em entradas para cabos de energia

conforme figura 42.

Régua de borne: É o

ligação dos componentes elétricos do

43.

Fios de energia elétrica: É um elemento condutor

são feitos de cobre, conforme figura 4

Figura 41: Painel elétrico

um componente de plástico com alto grau de proteção,

a conexão dos cabos contra possíveis ruptura

resistência mecânica e são utilizados em entradas para cabos de energia

Figura 42: Prensa cabos

Régua de borne: É o componente responsável pela identificação d

componentes elétricos do CARROSSEL CVMAX, conforme f

Figura 43: Régua de borne

energia elétrica: É um elemento condutor de energia elétrica


107

grau de proteção,

ruptura , possui alta

resistência mecânica e são utilizados em entradas para cabos de energia,

componente responsável pela identificação da

, conforme figura

de energia elétrica e

Fig

Canaletas: São tubos de plástico com

organizar os cabos em geral para não

Abaixo as características técnicas dos componentes utilizados no

CARROSSEL CVMAX, conforme tabela 2.

Tabela 3: Características técnicas dos componentes.

igura 44: Fios de energia elétrica

Canaletas: São tubos de plástico com a função de armazenar e

em geral para não ficarem expostos, conforme figura 45

Figura 45: Canaleta

aracterísticas técnicas dos componentes utilizados no

, conforme tabela 2.

: Características técnicas dos componentes.

108

a função de armazenar e


aracterísticas técnicas dos componentes utilizados no

3.28.2

O CARROSSEL CVMAX

sistema de malha fechada para o controle do

A figura 46 representa o controle do equipamento. O valor de entrada ou

valor desejado é o número da bandeja que o usuário deseja utilizar e a posição

que essa bandeja deverá estar após o motor ser desligado por um comando

através do software para controle. O control

estar integrada com o CLP que contém o software de controle e o atuador é o

motor, a planta é o processo ou produto que sofre modificação que no caso são

as bandejas, e o valor de saída é o número da bandeja desejada pelo opera

e a posição de parada da mesma após desligado o motor. O sensor indutivo é

utilizado para reconhecer o número de bandejas que passam por ele, e dessa

forma enviar um sinal para a

sistema pare na posição corre

equipamento.

Diagrama de blocos

CARROSSEL CVMAX possui o seguinte diagrama de blocos com um

sistema de malha fechada para o controle do equipamento conforme figura 46

Figura 46: Diagrama de blocos

representa o controle do equipamento. O valor de entrada ou



através do software para controle. O controlador do sistema é a OPLC por



as bandejas, e o valor de saída é o número da bandeja desejada pelo opera



forma enviar um sinal para a OPLC indicando a bandeja correta para que o

sistema pare na posição correta para atender a necessidade do operador do

109

possui o seguinte diagrama de blocos com um

equipamento conforme figura 46.

representa o controle do equipamento. O valor de entrada ou



ador do sistema é a OPLC por



as bandejas, e o valor de saída é o número da bandeja desejada pelo operador



indicando a bandeja correta para que o

ta para atender a necessidade do operador do

110

3.28.3 Comando elétrico

Segue abaixo o Comando elétrico utilizado no projeto de controle,

conforme figura 47.

Figura 47: Comando elétrico

A seguir será apresentado em seqüência o princípio de funcionamento

do comando elétrico do CARROSSEL CVMAX.

– Escolher a Bandeja.

Apertando o botão do teclado numérico da bandeja desejada (um - oito)

no OPLC, o programa do CLP será ativado, porém o comando não será

acionado. Para acionar o comando, deve-se pulsar o botão liga comando no

OPLC para que acione o contato O0 do OPLC e assim fazendo com que

acione também a bobina do relé R1. Ao acionar a bobina do relé R1, o contato

111

N/A 3,4 irá selar acionando a bobina do contator C1. Acionando a bobina do

contator C1, o contato N/A C1 ligará o Motor M. A figura 48 apresenta onde se

localiza o teclado numérico (um – oito) e o botão liga comando no OPLC

Figura 48: Teclado numérico

– Sensor

Após ligar o Motor M, o Sensor iniciará a contagem até a bandeja

desejada.Chegando a bandeja desejada, o Motor M será desligado

automaticamente.

– Sistema de segurança

Foi instalado no sistema de comandos elétricos, um fusível tubular de

vidro de 2A, dois disjuntores bipolares e um botão de emergência.

3.28.4

A tabela 3 abaixo apresenta a função e descrição de cada componente

utilizado no software.

Tabela 4: Listagem dos componentes da programação do software no OPLC.

Programação do OPLC


Listagem dos componentes da programação do software no OPLC.

112


Listagem dos componentes da programação do software no OPLC.

113

O CARROSSEL CVMAX possui oito bandejas e cada uma é

representada por um botão individual na OPLC, sendo respectivamente

representada a bandeja um pelo botão um a bandeja dois pelo botão dois e

assim sucessivamente até a bandeja oito pelo botão oito.

Existe um comando especial no OPLC formado pelo botão zero mais UP

acionados simultaneamente, refletem uma reprogramação das bandejas onde

o controlador irá entender que a bandeja atual disposta ao usuário é a bandeja

um.

Ao pressionar o botão do teclado numérico correspondente relacionado

ao texto acima (botão um – oito) acionará todo o sistema, mas para que a

bandeja solicitada pelo usuário esteja disponível na posição de retirada do

componente é preciso pressionar em seguida o botão liga comando no teclado

do OPLC.

O sistema funciona de modo que quando selecionada uma bandeja, este

valor correspondente a bandeja (ex.: bandeja sete valor sete) é armazenado

em uma memória M10.

Por outro lado o sensor indutivo instalado na máquina tem a função de

indicar quantas bandejas passaram por ele através da memória M11. Na lógica

inserida no OPLC existe uma função comparativa que quando o valor da

prateleira (M10) for diferente da memória do sensor (M11) aciona a saída para

o motor. Parando apenas quando este mesmo comparador tiver o valor da

memória da prateleira (M10) e o valor do sensor (M11) igual.

A memória do sensor (M11) trabalha de forma a um somador que

quando uma bandeja passa no campo do sensor (M11) este mesmo passa ao

controlador uma forma de pulso contabilizando que o somador some mais um a

memória (M10). Quando a memória do sensor (M11) atinge o valor oito, o

mesmo subentende que o próximo valor será o valor correspondente a bandeja

um, ou seja, o valor da memória (M11) será um, pois o sistema trabalha em

forma cíclica, conforme a figura 49, consta a programação completa em ladder

do OPLC.

114

Figura 49: Programação em ladder do software no OPLC

As figuras a seguir ilustra

partes. A figura 50 apresenta a programação das bandejas,

apresenta a programação do sensor e

programação do controle de contagem das bandejas.

Figura 50

figuras a seguir ilustram o programa em ladder explodido em três

apresenta a programação das bandejas,

rogramação do sensor e do motor e a figura 5

programação do controle de contagem das bandejas.

0: Parte da programação das bandejas.

115

plodido em três

apresenta a programação das bandejas, a figura 51

52 apresenta a

Figura 5

Figura 52: Parte da programação do controle de contagem das bandejas.

51: Parte de controle do sensor e motor

Parte da programação do controle de contagem das bandejas.

116

Parte da programação do controle de contagem das bandejas.

117

4 Confecção do protótipo

4.1 Partes mecânicas da confecção

Para a confecção do protótipo foram feitos os cálculos estrutural,

mecânicos e elétricos. Com base nos resultados obtidos, teve inicio a fase de

desenvolvimento do projeto mecânico e elétrico, após a conclusão da fase de

desenvolvimento e com o projeto final documentado foi elaborado um

cronograma para a fabricação das peças, para a compra dos componentes

necessários e para a montagem final.

Serão apresentados nas próximas linhas os meios de construção de cada

peça do protótipo. Todas as tarefas seguintes aconteceram simultaneamente

dentro do prazo estipulado para a construção do protótipo, foi solicitada a um

serralheiro a fabricação da estrutura portante e das bandejas de

armazenamento, as engrenagens transportadoras foram fabricadas por uma

empresa especializada em usinagem. Foram comprados os materiais para a

confecção das peças dentro do laboratório de usinagem da UNIP e todos os

outros componentes mecânicos e elétricos, o eixo superior, o eixo inferior e as

flanges foram usinados no torno mecânico com placa de três castanhas e a

furação na furadeira de bancada. Para a confecção dos suportes dos mancais

foi necessário a utilização de uma placa de quatro castanhas no torno

mecânico para a usinagem do furo central, pois devido o formato retangular da

peça e principalmente pelo diâmetro do furo central não foi possível usiná-los

na furadeira ou na fresadora convencional.

Com todas as peças e componentes disponíveis, iniciou-se a fase de

montagem do protótipo. Algumas das tarefas seguintes ocorreram

simultaneamente e o objetivo é apresentar a montagem por ordem cronológica.

As engrenagens transportadoras foram fixadas nas flanges com parafusos tipo

“Allen M6”, dois mancais foram fixados em seus suportes com parafusos tipo

“Allen M8” e esses suportes de mancais foram fixados na estrutura portante

com parafusos tipo “Allen M8”, sendo fixados um na parte superior e outro na

118

parte inferior do lado esquerdo da estrutura portante e do lado direito da

estrutura foram fixados os suportes sem os seus respectivos mancais. Para a

montagem dos eixos inferiores e superiores, primeiramente colocou-se as

flanges nos eixos sem fixá-las, inseriu o eixo inferior no furo do suporte de

mancal fixado no lado direito da estrutura portante, através de uma manobra foi

possível montá-lo no mancal do lado esquerdo da estrutura portante, após essa

ação foi montado o mancal do lado direito e fixado as flanges, repetiu-se o

mesmo procedimento para a montagem do eixo superior. A engrenagem

movida de transmissão foi montada e fixada no eixo inferior, à engrenagem

motora de transmissão foi montada no eixo do motor e o mesmo foi fixado no

suporte da estrutura portante. Foram colocadas as correntes transportadoras e

de transmissão nas suas respectivas engrenagens. E as bandejas de

armazenamento foram fixadas nos pinos especiais das correntes de

transmissão. Na base da estrutura portante foram fixadas as rodas para

mobilidade do protótipo.

4.2 Partes elétricas da confecção

A parte elétrica iniciou-se com a programação do software do OPLC,

durante o desenvolvimento da programação do software do CLP, foi observado

que o software utilizado para desenvolver o programa de controle do projeto

não possuía a ferramenta de contagem (contador), então foi desenvolvido um

programa utilizando as ferramentas de comparadores, somadores e subtração

do software.

Com a programação finalizada, o programa foi compilado e foi feito o

download para o OPLC. Após alguns testes a programação foi concluída com

êxito fazendo com que o OPLC executasse o controle definido para o protótipo.

Concluído o programa do CLP, iniciou-se a montagem do painel elétrico

conforme o desenho de comandos elétricos. A montagem do painel elétrico foi

feito em uma bancada no laborátorio de usinagem da Universidade Paulista,

Campus Swift, Campinas - SP ao lado da estrutura do protótipo. Depois de

119

concluída a montagem do painel elétrico, foi feito um teste para validar o

software de controle.

Como o software obteve sucesso no controle do protótipo, iniciou-se a

fixação do painel elétrico na parte inferior direita da estrutura portante do

protótipo. Para fixar o painel elétrico foram feitos três furos com a broca M6

utilizando-se uma furadeira e três parafusos acompanhados com três porcas.

Após a fixação do painel elétrico, iniciou-se a fixação do sensor indutivo em um

suporte com um parafuso e uma porca na lateral da estrutura portante próximo

às bandejas. O OPLC e o botão de emergência foram encaixados em um

policarbonato e o mesmo foi cortado com uma serra tico-tico no laboratório da

maqueteria da Universidade Paulista, Campus Swift, Campinas – SP. Após o

corte foram feitos quatros furos no policarbonato e quatro furos na estrutura

portante utilizando-se uma furadeira com uma broca M6, esses furos foram

feitos com o objetivo de fixar o policarbonato com o OPLC e o botão de

emergência utilizando-se quatros parafusos e quatro porcas. O OPLC com o

botão de emergência foram fixados na parte superior frontal da estrutura

portante do protótipo.

Com todos os componentes da parte elétrica fixados na estrutura

portante do protótipo, foi feita a ligação dos componentes elétricos. Após a

conclusão das instalações de todos os componentes elétricos foi realizado

novo teste para validação do controle do protótipo.

A seguir serão apresentadas, algumas fotos da fase de construção do

protótipo confeccionada no laboratório de usinagem da UNIP.

120

Figura 53: Usinagem das peças do protótipo

Figura 54: Montagem das peças do protótipo

Figura 55: Testes finais do protótipo

121

Figura 56: Simulação do funcionamento do protótipo

Figura 57: Aprovação do protótipo

122

5 Planejamento do mercado do produto

5.1 Pesquisa quantitativa de mercado

O grande desafio para iniciar um projeto ou inserir um novo produto no

mercado é saber como esse produto será aceito pela sociedade e como será

aceito em seu campo de aplicação. Televisão, internet, rádio, entre outros, são

fontes facilitadoras para ingressar novas oportunidades de negócio, mas não

são suficientes para que essas não sejam apenas tentativas.

Deve-se ter cuidado ao ser realizada a pesquisa de mercado que se

mostra uma ferramenta primordial para qualquer empresa lançar seu produto,

pois a opinião do consumidor é o melhor argumento para levar adiante um

projeto, onde se acredita que, hoje as metodologias de pesquisas usadas pelos

institutos no Brasil são absolutamente eficazes e ajudam a identificar alguns

dos problemas iniciais para aceitação do produto no mercado, assim

implicitamente reduz o risco no caminho que se deve seguir para que se possa

evitar deslizes e fracassos na trajetória.

Levando em consideração a importância da pesquisa de mercado, foram

realizadas pesquisas de aceitação do produto, onde o principal objetivo é

conhecer o ambiente e o impacto que o novo produto irá causar, porém para

isso ser eficaz o foco das pesquisas foi direcionado para os principais usuários

de sistemas de armazenamento de materiais, almoxarifados e armazéns,

manutentores e operadores de máquinas operatrizes, assim houve 247

pessoas entrevistadas com simples questões do dia a dia que fazem a

diferença se, praticadas ao longo de suas carreiras.

A seguir, serão apresentadas as pesquisas realizadas e os resultados,

baseados em votações:

Preferência do usuário em relação ao sistema de armazenamento de

produto:

Figura 58: Gráfico de s

Preferência do usuário em relação à questão de segurança e conforto:

Figura 59:


Gráfico de sistema de armazenamento de produto


Figura 59: Gráfico de segurança e conforto

123


istema de armazenamento de produto


Justificativas globais

Sistema de portas com

Sistema de estantes manuais: fica uma bagunça.

Sistema de gavetas manuais: depois de algum tempo começa a enroscar.

Sistema de bandejas manuais: podem cair e machucar

Sistema CARROSSEL CVMAX: rápido, seguro e prático.

Preferência do usuário em relação as questões de agilidade e

versatilidade:

Figura 60:

Justificativas globais das porcentagens:

Sistema de portas com trincas: bom esteticamente, porém cansativo.

Sistema de estantes manuais: fica uma bagunça.


ma de bandejas manuais: podem cair e machucar

Sistema CARROSSEL CVMAX: rápido, seguro e prático.


Figura 60: Gráfico de agilidade e versatilidade

124

: bom esteticamente, porém cansativo.



agilidade e versatilidade

Preferência do usuário em

Preferência dos usuários em relação à questão do aspecto visual do

ambiente:

Figura 62:

Preferência do usuário em relação a questão de ergonomia:

Figura 61: Gráfico de ergonomia


Figura 62: Gráfico do aspecto visual do ambiente

125

relação a questão de ergonomia:


aspecto visual do ambiente

126

5.2 Futuro potencial de venda e avaliação de mercado

Devem-se considerar os riscos que o empresário terá de enfrentar ao

longo de sua caminhada para lançamento do produto ou serviço, a avaliação

quantitativa de mercado incrementa o futuro potencial do produto e possíveis

conquistas, assim visando a aceitação do CARROSSEL CVMAX, onde

pesquisas realizadas mostram o patamar de aprovação, benefícios e

vantagens que o equipamento possa propagar.

Tais pesquisas foram feitas em grandes indústrias de diversos ramos,

focado em obter uma avaliação das pessoas que mais serão afetadas pela

aplicação do novo equipamento em suas vidas, foi desenvolvido uma série de

perguntas baseadas em oportunidades diárias de acontecimento, e com uma

apresentação para cada pessoa dentre os 247 entrevistados, de todos os

produtos, não houve nenhum tipo de tendência de produto, devido o objetivo

ser de respostas em fluxo natural, assim o mercado adotado é comprador

potencial, pois se trata de uma classe seleta de consumidores que se aplicam

em grandes investimentos de baixo custo, ótima qualidade em aspectos gerais

e lucro.

A classe selecionada para primeiro impacto do produto é o mercado com

maior poder aquisitivo do país com uma concentração de renda per capta

maior que as demais.

Foi utilizada uma ferramenta para calcular o poder aquisitivo e ilustrar a

situação do mercado atual e futuros potencias de vendas:

Bi = 0,50 x Yi + 0,30 x ri + 0,20 x pi.

onde:

Bi = Índice do poder aquisitivo regional, da região estudada.

Yi = Percentual da Renda Nacional disponível na região.

ri = Percentual de Vendas Nacionais no varejo, efetuadas na região estudada.

pi = percentual da população nacional residente na região estudada.

127

Tabela 5: Situação do mercado atual e futuros potenciais de vendas

ÍNDICES

FATORES

REGIÕES

SÃO PAULO RIO DE JANEIRO RIO GRANDE DO

SUL

Bi 21,18 9,14 5,73

Yi 26,81 10,23 3,06

ri 11,50 9,70 10,20

pi 21,61 5,58 5,70

População 41.384.089,00 10.686.247,00 10.914.128,00

% População 21,61 5,58 5,70

Renda PIB (R$) 534.918.498.000,00 204.084.866.000,00 61.007.723.000,00

% Renda PIB 26,81 10,23 3,06

Consumo Médio Geral (R$) 389.325.201.941,26 119.955.541.535,12 82.350.134.673,57

% Consumo Médio Geral 29,02 8,94 6,14

% Total 77,44 24,75 14,90

População Nacional 191.480.630,00 191.480.630,00 191.480.630,00

Consumo Nacional x

R$ 1.000 1.341.468.571,00 1.341.468.571,00 1.341.468.571,00

Renda Nacional Y x

R$ 1.000 1.995.225.000,00 1.995.225.000,00 1.995.225.000,00

∑yz 25,81 8,25 4,97

Potencial de Venda Poder Aquisitivo

Percentual total Região São

Paulo 25,81 21,18

Percentual total Região Rio e

Janeiro 8,25 9,14

Percentual total Região Rio

Grande Do Sul 4,97 5,73

Poder Aquisitivo Bi = 0,5 . Yi + 0,3 . ri + 0,2 . pi

Potencial de Vendas Pot. Vendas = (∑U0 ) /7

128

5.3 Segmentação de mercado

A segmentação geralmente envolve a divisão do mercado por uma

sucessão de variáveis que permitam quantificar e localizar os prováveis

consumidores através dos canais de distribuição ou da propaganda

segmentada. O gestor comercial deve escolher as variáveis por dois critérios

básicos: sua linha de produtos também deve ser segmentada e deve ter a

possibilidade de colher as informações.

Toda empresa deve determinar não apenas qual necessidade quer servir,

mas também as necessidades de quem servir. A maior parte dos mercados é

grande demais para que uma empresa possa fornecer todos os produtos e

serviços necessários a todos os compradores daquele mercado. A

segmentação de mercado é o processo de se identificar grupos de

compradores com semelhantes desejos ou necessidades de compras.

A correta segmentação do mercado, dividindo-o em partes com as

mesmas características é o fundamento básico do planejamento comercial.

Pensar em grupos de clientes que tenham afinidade permite ao gestor

comercial adequar o conjunto de estratégias focando as ações de venda.

Abaixo são demonstrados três modos de segmentação, a segmentação

geográfica é a região onde se encontra o público alvo, a segmentação

demográfica é a classificação do perfil do consumidor alvo como idade, sexo,

dependentes, renda, profissão, instrução, religião e classe social e a

segmentação psicográfica são as variáveis referentes ao estilo de vida,

personalidade e motivos de compra do público alvo.

5.4 Alvo e foco

Foi definido como alvo todo o segmento identificado e que tem um

número de consumidores suficiente para que seja elaborado um plano de

vendas específico, porém nem todos os alvos identificados podem ser objeto

de um plano de vendas. É preciso selecionar os mercados mais propensos

para focar a atuação de mercado.

129

O plano de vendas será mais eficiente se o número de focos escolhidos

puder ser administrado de forma personalizada. A escolha do foco também

permite que todas as ações de venda sejam dirigidas o mais próximo possível

das características de cada segmento do mercado.

5.5 Benefícios da segmentação

A segmentação de mercado começa pela caracterização de grupos de

clientes que tenham pontos em comum. A segmentação de mercado é a

subdivisão de um mercado em subconjuntos distintos de clientes que pode ser

selecionado como um objetivo de mercado. O gestor de vendas que considera

as diferentes necessidades dos diferentes segmentos de mercado poderá

aproveitar as oportunidades de três maneiras. Primeiramente, pode examinar

as necessidades de cada segmento em confronto com as ofertas atuais dos

concorrentes e determinar o grau de satisfação dos consumidores. Os

segmentos com níveis relativamente baixos de satisfação das ofertas atuais

podem representar excelentes oportunidades de venda.

Em segundo lugar, poderá fazer melhores ajustes de seu produto. Em vez

de um programa de marketing dirigido a todos os compradores em potencial o

vendedor pode criar programas separados para satisfazer as necessidades de

diferentes consumidores.

Em terceiro lugar, o vendedor pode desenvolver programas, orçamentos e

planos de venda baseados numa idéia mais clara sobre as características de

segmentos específicos de mercado. Poderá distribuir recursos de forma mais

eficaz, a fim de conseguir os efeitos desejados em diferentes partes do

mercado.

130

5.6 Previsão de demanda

Com base nos estudos de mercado realizados e nos dados das

pesquisas, levando-se em conta que o mercado a ser agredido é relativamente

grande, pois se estima 150 adeptos, a produção será iniciada com duas

unidades por mês, crescendo gradativamente até atingir uma média de trinta

unidades por mês, que se considera a demanda ideal. Algumas destas

unidades serão utilizadas na demonstração de produto nas principais praças

consumidoras. A partir do primeiro ano ou mesmo antes, conforme for a

aceitação do mercado, a produção poderá aumentar em um curto espaço de

tempo, para até dois ou três vezes a produção inicial ou seja, partindo de três

unidades por mês para seis ou nove unidades por mês, sem que haja qualquer

tipo de transtornos maiores, mas somente investindo em mão de obra direta.

Figura 63: Gráfico de empresas entrevistadas

5.7 Cenário afetado pelo resultado do projeto

De acordo com a pesquisa realizada, durante visitas às empresas pela

equipe do CARROSSEL CVMAX, foi verificado que em 100% das empresas

que tiveram funcionários entrevistados, foi encontrado pelo menos dois meios

diferentes de armazenagem de produto, mas todas encontram-se com

deficiências em relação à agilidades do processo e falta de praticidade, sem

131

contar problemas com segurança à longo prazo, assim surgiu também o

interesse recíproco pelo novo projeto.

O processo de segmentação de mercado objetiva a determinação de

diferenças significativas entre grupos de compradores, separando-os em

conjuntos diferenciados, para que a empresa possa selecionar segmentos que

se apresentem mais favoráveis à concentração de esforços.

A escolha desses segmentos de forma eficaz, conjugada com a avaliação

dos elementos do ambiente em que a empresa desenvolve suas atividades,

deve ser precedida de certas características fundamentais. Kotler (1992, p.339)

apresenta algumas contribuições inovadoras e importantes que devem ser

observadas: a mensurabilidade, a substancialidade, a acessibilidade e a

operacionalidade.

Sem que o segmento apresente essas características, parece imprudente

alimentar decisões específicas do composto de marketing voltadas a esses

compradores.

Baseando-se nas 247 pessoas entrevistadas, uma análise foi gerada por

empresa, assim foi separado graficamente o tipo de empresa para totalizar as

247 visitas, onde obtêm:

Figura 64: Gráfico de empresas entrevistadas por segmento

132

Para uma análise de tendência de produto, mensuram-se graficamente as

preferências por tipo de produto, baseando-se nas entrevistas realizadas:

Figura 65: Gráfico de empresas entrevistadas por produto

5.8 O que é vantagem competitiva de projeto

Vantagem Competitiva é um conceito desenvolvido por Porter (1993:

09): no seu best-seller Competitive Advantage e que procura mostrar a forma

como a estratégia escolhida e seguida pela organização pode determinar e

sustentar o seu sucesso competitivo.

A vantagem competitiva surge fundamentalmente do valor que uma

determinada empresa consegue criar para os seus clientes e que ultrapassa os

custos de produção. O termo valor aqui aplicado representa aquilo que os

clientes estão dispostos a pagar pelo produto ou serviço; um valor superior

resulta da oferta de um produto ou serviço com características percebidas

idênticas aos da concorrência, mas por um preço mais baixo ou,

alternativamente, da oferta de um produto ou serviço com benefícios superiores

aos da concorrência que mais do que compensam um preço mais elevado.

133

Segundo Porter, existem dois tipos básicos de vantagem competitiva: a

liderança e a diferenciação, as quais, juntamente com o âmbito competitivo,

definem os diferentes tipos de estratégias genéricas.

Porter descreve ainda o instrumento básico para diagnosticar a vantagem

competitiva e para encontrar formas de intensificá-la: a cadeia de valores.

Através da cadeia de valores, a organização é dividida nas suas atividades

básicas (investigação e desenvolvimento, produção, comercialização e serviço)

o que facilita a identificação das fontes de vantagem competitiva.

5.9 Vantagens competitivas do CARROSSEL CVMAX

Para a criação do CARROSSEL CVMAX foi analisado os padrões atuais

de mercado, e encontrado nesses padrões problemas que comprometem suas

utilizações, assim são os erros em armazenamentos com prateleiras: de

bandejas onde são de fácil acesso para qualquer pessoa incluindo as não

autorizadas e que há um grande problema de quedas de materiais ao puxar a

bandeja fora do limite; de gavetas onde com o tempo começa a enferrujar e

apresentar desgastes nos corpos deslizantes devido ao tempo de uso e atrito

constantes que possam vir a prejudicar a saúde do almoxarife operando; de

estante aberta simples a qual é a menos segura pois não tem prateleiras para

armazenas separadamente os materiais e todos os produtos são expostos aos

desgastes do tempo e acumulo de sujeira; de portas com trincas para

segurança onde os materiais e todos os produtos são expostos aos desgastes

do tempo e acumulo de sujeira, mesmo com porta poderá enfrentar problemas

de trava do sistema de trinca, quebra de chave dentro da trinca, e dar impactos

com as portas nos materiais estocados.

Redução do tempo ciclo: O CARROSSEL CVMAX melhora o processo

evitando atividades que não agregam valor, como por exemplo, o tempo de

procura da peça. Utilizando O CARROSSEL CVMAX, elimina-se a atividade de

procurar a peça, utilizando armazenagem inteligente.

134

Tecnologia IHM (Interface Homem Máquina): O CARROSSEL CVMAX

possui uma Interface Homem-Máquina, que é um equipamento que possibilita

ao operador a monitoração e interação com a máquina ou processo industrial.

Através de um display de texto ou tela gráfica, a IHM cumpre a função de

apresentar de forma objetiva o status de sinais de sensores e atuadores,

válvulas, motores, valores de variáveis de processo, alarmes e indicações de

falhas. E através de um teclado ou tela sensível ao toque (touch screen),

possibilita de forma interativa a realização de comandos, acionamento de

atuadores, alterações de Set Point’s (valores ideais determinados pelo

operador), mudança de manual para automático e definição de limites de

funcionamento. Composto também por um CLP que é um aparelho eletrônico

digital que utiliza uma memória programável para o armazenamento interno de

instruções para implementações específicas, tais como lógica,

seqüenciamento, temporização, contagem e aritmética, para controlar, através

de módulos de entradas e saídas, vários tipos de máquinas ou processos. Em

um sistema de automação que utiliza CLP, os sensores da máquina ou

processo, são conectados aos módulos de entradas, que levam as informações

até um software programado por um técnico ou engenheiro responsável pela

automação. Traz também benefícios e rapidez para cadastro de novos itens,

pois dentro de seu banco de dados, ao digitar “adicionar novo item”,

automaticamente ao preencher com seu código, irá trazer à frente do usuário a

prateleira, e na Interface Homem Máquina indicará em qual local você poderá

guardar o item adicionado como novo, sem esforços extras, sem necessidade

de procurar um lugar livre no armário e com a total segurança caso seja um

item de grande porte, pesado.

Com o CARROSSEL CVMAX não arriscará experiências dispendiosas e

dolorosas em armazenamento de produto, assim as principais qualidades a

seguir nos darão a segurança necessária: confiança, a agilidade aumenta a

confiança dos clientes e parceiros de negócio e a tranqüilidade na integração

de seu sistema de interface simples e ao mesmo tempo sofisticada;

continuidade, as atualizações regulares de seu banco de dados possibilitam

infinitos armazenamentos de informações, que são adaptados à moda do

cliente, assim sendo benéfico ao padrão de cada empresa; flexibilidade, o

135

projeto pode a qualquer momento ser aumentado em relação à quantidade

física de armazenamentos possíveis com pequenas readequações no projeto;

velocidade, na necessidade de encontrar um produto com facilidade, e também

para o aprendizado do operador; adaptabilidade, de acordo com a solicitação

do cliente, o CARROSSEL CVMAX se adapta ao espaço físico útil com

facilidade, em suas dimensões, suas programações e capacidade de

informações; em resumo, o CARROSSEL CVMAX atenderá em um único

produto todos os aspectos necessários para um perfeito armazenamento de

produtos, pois terá todas as vantagens que os processos atuais possam

oferecer.

5.10 Fatores qualificadores

Confiança: a agilidade aumenta a confiança dos clientes e parceiros de

negócio e a tranqüilidade na integração de seu sistema de interface simples e

ao mesmo tempo sofisticada.

Continuidade: as atualizações regulares de seu banco de dados

possibilitam infinitos armazenamentos de informações, que são adaptados à

moda do cliente, assim sendo benéfico ao padrão de cada empresa.

Flexibilidade: o projeto pode a qualquer momento ser aumentado em

relação à quantidade física de armazenamentos possíveis.

136

5.11 Principais características do CARROSSEL CVMAX

Figura 66: Característica do CARROSSEL CVMAX

137

6 Avaliação financeira e econômica do projeto

6.1 Custos totais de investimentos

Os custos totais de investimentos são todos os custos necessários para

a concretização do projeto e envolvem os custos com a elaboração da proposta

de projeto, custos com o protótipo, custos gerais de projeto, custos de materiais

e insumos, instalações e máquinas e equipamentos.

138

Tabela 6: Custos do protótipo

Descritivo Unidade Quantidade Custo Unitário (R$) Custo

Total orçamento (R$)

MANCAL SEM ROLAMENTO PÇ 4 15,00 60,00

ROLAMENTO PADRÃO PARA MANCAL PÇ 4 12,00 48,00

CORRENTE DE ROLO ABNT 08B MT 6 9,00 72,00

EMENDA PARA CORRENTE DE ROLO ABNT

08B

PÇ 4 1,00 4,00

ENGRENAGEM TRANSMISSÃO PÇ 4 250,00 1000,00

ENGRENAGEM MOVIDA PÇ 1 60,00 60,00

ENGRENAGEM MOTORA PÇ 1 15,00 15,00

EIXO SUPERIOR AISI 1045 PÇ 1 165,70 165,70

EIXO INFERIOR AISI 1045 PÇ 1 165,70 165,70

FLANGE DA ENGRENAGEM AISI 1020 PÇ 4 130,00 520,00

PLACA SUPORTE DO MANCAL AISI 1020 PÇ 4 175,00 700,00

BANDEJA PÇ 8 70,00 560,00

ESTRUTURA PORTANTE PÇ 1 400,00 400,00

PLUG 2P+T PÇ 1 3,50 3,50

FUSIVEL VIDRO 5X20 PÇ 3 0,36 1,08

PORTA FUSIVEL ROSCA 5X20 15A PÇ 1 4,17 4,17

PRENSA CABO PLASTICO C/ROSCA 1/4 PÇ 5 0,92 4,60


CABO FLEX PP 1KV 90 2X1,5 MT 17 1,14 19,38

CABO FLEX PP 750V 90 2X1,0 MT 16 0,77 12,32

PONTE CONECTORA SIMPL 2.5MM PÇ 2 3,19 6,38

BASE RELE IND 14PINOS FINDER PÇ 1 30,78 30,78

CONTATOR GERAL PÇ 2 55,00 110,00

RELÉ DISJUNTOR PÇ 3 40,00 120,00

PARAFUSOS M5X12 PÇ 33 0,10 3,30


PORCA M5 PÇ 50 0,05 2,50

CAIXA DO PAINEL GERAL PÇ 1 40,00 40,00

CLP JASS PÇ 1 800,00 800,00

PROJETO ELÉTRICO horas 10 27,14 271,40

MONTAGEM ELÉTRICA horas 20 19,53 390,60

PROGRAMAÇÃO horas 10 27,14 271,40

ENGENHARIA MECÂNICA horas 40 28,86 1.154,40

PROJETO MECÂNICO horas 40 32,83 1.313,20

MONTAGEM MECÂNICA horas 80 34,00 2.720,00

TESTES horas 53 25,00 1,325,00

DESPESAS DIVERSAS (TRANSP., LANCHES, ETC.) - - - -

CUSTO TOTAL DO PROTÓTIPO 12.802,77

139

Tabela 7: Custos do produto (unitário)

Descritivo Unidade Quantidade Custo Unitário (R$) Custo

Total orçamento (R$)

MANCAL SEM ROLAMENTO PÇ 4 15,00 60,00

ROLAMENTO PADRÃO PARA MANCAL PÇ 4 12,00 48,00

CORRENTE DE ROLO ABNT 08B MT 6 9,00 72,00

EMENDA PARA CORRENTE DE ROLO ABNT 08B PÇ 4 1,00 4,00

ENGRENAGEM TRANSMISSÃO PÇ 4 250,00 1000,00

ENGRENAGEM MOVIDA PÇ 1 60,00 60,00

ENGRENAGEM MOTORA PÇ 1 15,00 15,00

EIXO SUPERIOR AISI 1045 PÇ 1 165,70 165,70

EIXO INFERIOR AISI 1045 PÇ 1 165,70 165,70

FLANGE DA ENGRENAGEM AISI 1020 PÇ 4 130,00 520,00

PLACA SUPORTE DO MANCAL AISI 1020 PÇ 4 175,00 700,00

BANDEJA PÇ 8 70,00 560,00

ESTRUTURA PORTANTE PÇ 1 400,00 400,00

PLUG 2P+T PÇ 1 3,50 3,50

FUSIVEL VIDRO 5X20 PÇ 3 0,36 1,08

PORTA FUSIVEL ROSCA 5X20 15A PÇ 1 4,17 4,17



CABO FLEX PP 1KV 90 2X1,5 MT 17 1,14 19,38

CABO FLEX PP 750V 90 2X1,0 MT 16 0,77 12,32

PONTE CONECTORA SIMPL 2.5MM PÇ 2 3,19 6,38

BASE RELE IND 14PINOS FINDER PÇ 1 30,78 30,78

CONTATOR GERAL PÇ 2 55,00 110,00

RELÉ DISJUNTOR PÇ 3 40,00 120,00



PORCA M5 PÇ 50 0,05 2,50

CAIXA DO PAINEL GERAL PÇ 1 40,00 40,00

CLP JASS PÇ 1 800,00 800,00

MONTAGEM ELÉTRICA horas 20 19,53 390,60

PROGRAMAÇÃO horas 10 27,14 271,40

MONTAGEM MECÂNICA horas 80 34,00 2.720,00

TESTES horas 53 25,00 1,325,00

CUSTO TOTAL DO PRODUTO 9.638,77

140

Tabela 8: Custos fixos e indiretos

Item Valor Mensal (R$) Período Total (R$)

Aluguel 850,00 Mensal 10.220,00

IPTU 420,00 Ano 420,00

Licenças 510,00 Ano 510,00

Manutenção Predial 100,00 Mês 1.200,00

Máquinas/Equipamentos ¹ 3.000,00 Mês 37.200,00

Móveis 2.100,00 1º Ano 2.100,00

Computadores 625,00 1º Ano 7.500,00

Almoxarifado 195,41 1º Ano 2.344,92

Ferramentas manuais 178,00 1º Ano 2.136,00

Água 190,00 Mês 2.280,00

Energia Elétrica 260,00 Mês 3.120,00

Automóvel Leasing (36x) 610,00 3 Anos 7.320,00

Pick-up 690,00 3 Anos 8.280,00

Salário e Encargos ² 26.007,60 Mês 321.091,20

Combustíveis 420,00 Mês 5.040,00

Manutenção de Veículos 300,00 Mês 3.600,00

Propaganda e Marketing 210,00 Mês 2.250,00

Desp. Lançamento Prod. 346,64 Mês 4.160,00

Materiais de Escritório 195,00 Mês 2.340,00

Refeições 792,00 Mês 9.504,00

Vale Transporte 396,00 Mês 4.752,00

Despesas Gerais 178,00 Mês 2.136,00

Total Geral 71.695,68 430.754,12

¹ Ver a planilha de preços das máquinas e equipamentos, adquiridos

através de FINAME, da tabela 9.

² Ver composição na planilha da tabela 10.

141

Tabela 9: Preços de máquinas e equipamentos FINAME

Item Descrição Qde R$ Unitário R$ Total

1 Conjunto de Solda MIG/MAG 250ª 220/380V 1 3.524,54 3.524,54

2 Carro Hidráulico Porta Pallet 2000kg 1 774,49 774,49

3 Bancada com Torno e gavetas 3 1.100,00 3.300,00

4 Compressor de Ar 1 3.560,00 3.560,00

5 Furadeira de Bancada CM3 Kone 1 7.968,32 7.968,32

6 Prensa Hidráulica 1 1.127,15 1.127,15

7 Dobradeira Manual Newton 1 6.785,90 6.785,90

8 Furadeira Fresadora KFF-30 Kone 1 36.515,00 36.515,00

9 Serra Fita Vertical Franho 1 15.750,00 15.750,00

10 Conjunto de Filtro Regulador de Ar 1 380,00 380,00

11 Conjunto de Pistola de Pintura 1 859,92 859,92

12 Cabine de Pintura com cortina dágua 1 3.680,00 3.680,00

13 Esmerilhadeira 7" Bosch 2000W 220V 1 452,00 452,00

14 Esmerilhadeira 4-1/2" Bosch 750W 220V 1 308,00 308,00

15 Traçador Digital Mitutoyo 1 5.419,74 5.419,74

16 Paquímetro 150mm Mitutoyo 2 150,00 300,00

17 Micrômetro 0 a 25mm com catraca Mitutoyo 2 176,00 352,00

18 Ferramentas em Geral div. 8.254,00 8254,00

Total Geral 105.030,80

142

Tabela 10: Encargos sociais

Encargos Grupo A Grupo B Grupo C

INSS 20,0%

SESI 1,5%

SENAI 1,0%

INCRA 0,2%

SEBRAE 0,6%

Salário Educação 2,5%

Seguro de Acidente de trabalho 3,0%

FGTS 8,0%

SECONSI

Repouso Semanal Remunerado 18,32%

Aux. Enfermidade/Aux. Legais 0,79%

Licença Paternidade 0,34%

13º Salário 10,57%

Feriados 4,58%

Chuvas/Faltas 4,57%

Férias + 1/3 de férias 14,06%

Aviso Prévio 13,12%

Depósito p/ dispensa Imotivada 4,45%

Sub-total 36,8% 39,18% 31,63%

Inc. Cumulativa Grupo A x B 14,42%

Inc. Cumulativa Grupo A x C 1,05%

Total Geral = 123,08%

143

Tabela 11: Salários e encargos correspondentes (123,08%)

Cargo Postos Salário (R$) Encargos (R$) Tota (R$)

Direção 01 3.500,00 9.930,75 7.430,75

Técnicos 02 2.500.00 2.807,67 10.615,00

Secretária 01 1.200,00 1.347,68 2.547,68

Operadores 03 850,00 954,61 5.413,83

Total 07 26.007,61

6.2 Financiamento do projeto

O projeto será financiado pelos seus investidores BANCO SANTANDER,

contabilizando os custos de proposta de projeto, custos de desenvolvimento,

custos de protótipo, custos de instalações e planejamento de distribuição,

marketing, lançamento do produto, fluxo de caixa negativo nos primeiros meses

de produção.

As máquinas e equipamentos serão obtidos através de financiamento

FINAME, que pode ser feito pelo banco CAIXA.

O FINAME é uma linha de crédito destinada a empresas de micro e

pequeno porte, localizadas em qualquer região do país. São utilizados recursos

do BNDES para financiar a aquisição de máquinas e equipamentos nacionais

novos, cadastrados na Agência Especial de Financiamento Industrial

(FINAME), e capital de giro associado à aquisição isolada de equipamentos.

O retorno dos investimentos está planejado para ocorrer após 12 meses

de operação da fábrica.

Os primeiros meses de operação da fábrica, conforme demonstrado na

Tabela 12 - Planilha de Faturamento serão deficitários, uma vez que as

receitas obtidas unicamente das vendas dos produtos, não serão suficientes

para cobrir todas as despesas do período.

144

Assim, o montante destas despesas será coberta inicialmente com um

financiamento obtido junto a uma instituição financeira, contando com alguns

benefícios concedidos especialmente para empresas que estão iniciando as

atividades.

Este montante perfaz o total da soma dos meses deficitários e os

pagamentos somente começarão a ser efetuados a partir de 12 meses de

atividade da empresa.

A seguir tem-se a demonstração de como serão efetuados estes

financiamentos na tabela 13.

Tabela 12: Planilha de faturamento

Mês Produção Despesas (R$) Lucro (R$) Saldo (R$)

1 2 71.695,68 12.851,69 -58.843,99

2 5 71.695,68 32.129,23 -39.566,45

3 7 71.695,68 44.980,93 -26.714,75

4 9 71.695,68 57.832,62 -13.863,06

5 10 71.695,68 64.258,47 -7.437,21

6 16 71.695,68 102.813,55 31.117,87

7 21 71.695,68 134.942,78 63.247,10

8 17 71.695,68 109.239,39 37.543,71

9 20 71.695,68 128.516,93 56.821,25

10 25 71.695,68 160.646,17 88.950,49

11 28 71.695,68 179.923,71 108.228,03

12 32 71.695,68 205.627,09 133.931,41

Total 192 860.348,16 1.233.762,56 373.414,40

145

O cálculo das despesas foi obtido através da soma de todos os

custos fixos e indiretos, conforme a tabela 8.

O lucro é valor final do produto, menos as despesas, vezes a

quantidades de equipamentos vendidos no mês.

Tabela 13: Demonstração do montante a ser financiado

Meses Valores (R$)

01 58.843,99

02 39.566,45

03 26.714,75

04 13.863,06

05 7.437,21

Total 146.425,46

Portanto o valor mencionado de R$ 146.425,46, será financiado

pelo Sistema de Amortecimento Constante (SAC) em cinco anos,

devendo entretanto, o primeiro pagamento ser efetuado somente após

decorridos os primeiros doze meses de atividades, com juros de 0,9% ao

mês, já incluindo a desvalorização causada pela inflação.

A tabela abaixo demonstra o cronograma de desembolso

financeiro para cobrir estas despesas com o financiamento, bem como o

comportamento das prestações anuais, que a critério da companhia,

poderão ser saldadas antecipadamente mês a mês ou ainda

semestralmente, caso o fluxo de caixa da mesma seja favorável.

146

Cálculo dos juros do período

{| = (` + })~ − `

onde:

{| = Juros do período

} = Taxa de Juros

~ = Período

Logo:

{| = (` + a, aa�)`c − ` {| = `, ``dba − ` {| = a, ``dba �� ``, db%

Tabela 14: Cálculo SAC

Ano Saldo (R$) Amortização (R$) Juros (R$) Prestação (R$)

0 146.425,46

1 117.140,37 29.285,09 13.295,43 42.580,52

2 87.855,28 29.285,09 9.971,57 39.256,67

3 58.570,18 29.285,09 6.647,72 35.932,81

4 29.285,09 29.285,09 3.323,86 32.608,95

5 0,00 29.285,09 0,00 29.285,09

Total 146.425,46 33.238,58 179.664,04

6.3 Preço de v

O preço de venda será calculado tendo por base os custos de

produção, custos fixos

pretende auferir sobre cada produto vendido.

O lucro estimado sobre cada produto está em torno de 30% para

uma produção média de 20 u

6.4 Custos totais de i

O resultado do cálculo do lucro mensal

que a empresa gera sobre a receita obtida com o trabalho desenvolvido,

ou seja:

Lucro = receita total

-75.000,00

-50.000,00

-25.000,00

0,00

25.000,00

50.000,00

75.000,00

100.000,00

125.000,00

150.000,00

1

R$

Preço de venda


custos fixos, acrescentando-se o lucro que a

pretende auferir sobre cada produto vendido.


produção média de 20 unidades mês.

Custos totais de investimentos

O resultado do cálculo do lucro mensal é um indicador do ganho

presa gera sobre a receita obtida com o trabalho desenvolvido,

Lucro = receita total – despesas totais

Figura 67: Gráfico do lucro mensal

2 3 4 5 6 7 8 9

Meses de Faturamento

Lucro Mensal

147


se o lucro que a empresa


um indicador do ganho

presa gera sobre a receita obtida com o trabalho desenvolvido,

10 11 12

148

Assim, mês a mês este cálculo é realizado para se apurar os lucros

e acompanhar sua evolução.

No oitavo mês conforme a previsão de demanda de produção, está

previsto investimento de novos equipamentos, por isso a presença de

uma cadência no gráfico acima.

6.5 Estimativa de custos de implementação

A implementação do projeto seguirá uma linha idealizada para se

ter um mínimo possível de custos.

O produto será, no seu período de implementação, divulgado

através sites como abimaq.org.br. Em seguida a divulgação se dará as

empresas de automação industrial, através de folhetos de propaganda e

informativos, como também serão publicados anúncios em revistas

especializadas do ramo.

Estes custos de implantação do projeto estão calculados conforme

tabela 13:

Tabela 15: Custos de implementação

Item Descrição Valor Total (R$) Valor Mensal (R$)

1 Web Page/Hospedagem 950,00 79,16

2 Folhetos Publicações 450,00 37,50

3 e-mails 250,00 20,83

4 Propaganda em revista 890,00 74,16

5 Transportes 1.300,00 108,33

6 Outros 320,00 26,66

Total 4.160,00 346,64

149

6.6 Cronograma do programa de implementação do projeto

O programa de implementação do projeto seguirá os seguintes

passos:

� Aviso ao público de um novo produto no mercado.

� Primeira apresentação do produto ao público consumidor.

� Outras demonstrações ao consumidor.

� Divulgação via web Page.

� Programa de avaliação da satisfação do cliente.

� Pesquisa de Suspects e Prospects.

� Lançamento do produto.

6.7 Viabilidade técnica e econômica

A Taxa Mínima de Atratividade (TMA) é uma taxa de juros que

representa o mínimo que um investidor se propõe a ganhar quando faz

um investimento, ou o máximo que um tomador de dinheiro se propõe a

pagar quando faz um financiamento.

A TMA é considerada pessoal e intransferível, pois a propensão ao

risco varia de pessoa para pessoa, ou ainda a TMA pode variar durante o

tempo. Assim, não existe algoritmo ou fórmula matemática para calcular

a TMA.

Portanto a TMA para esse projeto é de 12% ao ano, segue abaixo

o cálculo do valor presente líquido para cada ano.

150

onde:

�� = Valor presente líquido

�� = Valores dos fluxos de caixa

} = Taxa de juro da operação financeira

~ = Período

Substituindo, tem-se

�� = 58.843,99 + 39.566,451,12% + 26714,751,12' + 13863,061,127 + 7437,211,126

�� = 58.843,99 + 35.327,19 + 11.051,55 + 9.867,45 + 4.726,48

�� = 119.816,66

A soma de todos estes valores será o VPL, o qual é igual a

R$119.816,66. Como o VPL é maior que zero, a Companhia deveria

investir neste projeto.

151

7 Conclusão

O trabalho de conclusão de curso Carrossel CVMAX foi elaborado e

construído aplicando o conhecimento teórico adquirido durante o

desenvolvimento do curso de Engenharia de Controle e Automação da

Universidade Paulista, Campus Swift, Campinas – SP. Foi possível aplicar

conceitos mecânicos, elétricos, eletrônicos e de automação e controle

presentes na ementa do curso. O trabalho foi composto pela parte teórica

representada por esse documento e pela construção do protótipo que será

apresentado no dia 18 de dezembro de 2010 para os professores da banca

avaliadora no laboratório de mecânica da Universidade Paulista, Campus Swift,

Campinas – SP.

O protótipo foi construído com o intuito de garantir para os professores

da banca avaliadora que todos os integrantes do grupo assimilaram os

conhecimentos transmitidos por todos os professores do curso e para a

aplicação escolhida mesmo sendo um protótipo, houve a responsabilidade e o

foco para ser construído um produto que seja viável para o mercado e que

traga benefícios na área industrial.

O projeto é viável para o mercado, porém o protótipo não possui todas

as condições necessárias para ser considerado um produto completo e

competitivo inserido no segmento de atuação especifico para esse tipo de

aplicação, por ser um protótipo necessita de melhorias para torná-lo um

produto a ser inserido no mercado. Uma das melhorias a serem implementadas

no protótipo é substituir o motor atual por um motor bidirecional e atualizar o

software de controle para que o mesmo faça o sistema girar no sentido horário

ou anti-horário quando necessário, atualmente o sistema só gira no sentido

anti-horário, com a implementação desse novo motor e atualização do software

é possível diminuir o tempo de operação e reduzir ainda mais o tempo ciclo de

uso do CARROSSEL CVMAX proporcionando uma margem de lucro maior.

Existe a possibilidade de o cliente apresentar a área que será utilizado o

CARROSSEL CVMAX e através de um estudo técnico, ser feito os ajustes da

configuração adequada, com a possibilidade de aumentar a altura,

152

comprimento ou largura do protótipo e aumentar ou reduzir o número de

bandejas de armazenamento.

Não foi possível desenvolver o produto completo devido à necessidade

de um investimento alto para a construção do CARROSSEL CVMAX. Sabe-se

que existem lacunas a serem preenchidas e correções a serem realizadas, e

algumas avarias só podem ser detectadas após o uso do produto em um

ambiente real de trabalho, pois nesse ambiente o produto estará propenso a

diversas condições de uso e de trabalho e dessa maneira será possível

detectar novas melhorias a serem realizadas e correções do produto.

O CARROSSEL CVMAX possui a vantagem de sua mobilidade e

organização no armazenamento de ferramentas e pequenos componentes,

devido a suas dimensões e funcionalidade reduz o tempo ciclo de produção,

garantindo uma redução de gasto na produção e possibilitando uma margem

de lucro maior.

Para a realização e conclusão desse trabalho de conclusão de curso,

foram necessárias várias horas de trabalho árduo em grupo, um dos maiores

desafios para a realização do projeto foi interligar a parte teórica do projeto com

a construção do protótipo, pois foi necessário ter coerência entre as

informações teóricas contidas nesse documento e o protótipo construído.

Conclui-se que a engenharia proporciona a satisfação de estudar e

compreender como o mundo e as leis físicas funcionam, conforme o

profissional dedica-se ao estudo constante e ao aperfeiçoamento de seus

conhecimentos é possível visualizar grandes oportunidades de invenções e

melhorias para o beneficio da humanidade.

Diante dessa realidade grandes construções e avanços tecnológicos não

seriam possíveis se não houvesse a engenharia presente em diversas áreas.

153

8 Bibliografia

BEER, P.; JOHNSTON JUNIOR, E. R. Mecânica Vetorial Para

Engenheiros. 2. Vol. São Paulo: Makron, 1994.

Chiaverini, V. Tratamentos Térmicos das Ligas Metálicas. São Paulo:

Associação Brasileira de Metalurgia e Materiais, 2003.

DUBBEL, H. Manual da Construção de Máquinas 2. ed. 13. Vol. Brasil:

Navegar Editora, 2020.

HIBBELER, R. C. Mecânica Dinâmica. 8. ed. Rio de Janeiro: LTC,

2004.

OGATA, K. Engenharia de Controle Moderno,4. ed. Pearson Brasil,

2003. 800p.

PROVENZA, F. Protec Desenhista de Máquinas. 71. ed. F. Provenza.

1960.

PROVENZA, F. Protec Projetista de Máquinas. 46. ed. F. Provenza.

1960.

SHIGLEY, Joseph E. Elementos de Maquinas. 1. Vol. Livros Técnicos

e Científicos Editora S.A., São Paulo, 1984.

DIAZ, Alberto G.; SMITH James M. Facilities Planning and Design. 2.

ed. Pearson Education Inc, 2008.

TOMPKINS, James A.; WHITE, John A.; BOZER, Yavuz A. Facilities

Planning. 4. ed. Nova Iorque: John Wiley & Sons, 2010

BOWERSOX, Donald J.; CLOSS, David J.; COOPER, M. Bixby. Supply

chain logistics management. 4. ed. Singapura: McGraw-Hill, 2007.

TOMPKINS, James A.; et al. Facilities planning. 3. ed. Nova Iorque:

John Wiley & Sons, 2003.

154

PILÃO; ELIAS Nivaldo; VAMPRÉ; ROBERTO Paulo. Matemática

Financeira e Engenharia Econômica. Pioneira Thomson Learning, 2004.

155

ANEXO A: Estrutura

156

ANEXO B: Engrenagem externa

157

ANEXO C: Engrenagem interna

158

ANEXO D: Flanges

159

ANEXO E: Eixo inferior

160

ANEXO F: Eixo superior

161

ANEXO G: Placa superior mancal

162

ANEXO H: Montagem do pino da corrente

163

ANEXO I: Bandeja

164

ANEXO J: Chapa fechamento

165

ANEXO K: Conjunto final

166

ANEXO L: Conjunto frontal sem carenagem

167

ANEXO M: Conjunto frontal com carenagem

168

ANEXO N: Conjunto traseiro sem carenagem

169

ANEXO O: Conjunto traseiro com carenagem

170

ANEXO P: Inventário CARROSSEL CVMAX

171

ANEXO Q: Inventário CARROSSEL CVMAX preenchido

ANEXO R: Case vantagem competitiva d

O case abaixo é utilizado para demonstrar a vantagem competitiva que o

CARROSSEL CVMAX pode proporcionar ao

trabalho. Todas as informações abaixo foram retiradas de uma multinacional

de grande porte da região, por motivo de ética não será mencionado o nome da

empresa, desta forma será utilizado um nome genérico para identifica

layout do centro de trabalho de torneamento da empresa X, era em forma de

linha, com nove operadores, três em cada turno de trabalho e um armário de

ferramentas e acessórios para cada máquina conforme a figura R

Após um estudo de melhoria, a empresa X, decidiu remanejar o centro

de trabalho de torneamento para um formato de “U”, com seis operadores, dois

em cada turno de trabalho e um armário de ferramentas e acessórios para

cada máquina conforme

: Case vantagem competitiva do CARROSSEL CVMAX


CARROSSEL CVMAX pode proporcionar ao ser utilizado em um centro de



empresa, desta forma será utilizado um nome genérico para identifica



ferramentas e acessórios para cada máquina conforme a figura R

Figura R1




cada máquina conforme figura R2.

Figura: R2

172

o CARROSSEL CVMAX


ser utilizado em um centro de



empresa, desta forma será utilizado um nome genérico para identifica-lá. O



ferramentas e acessórios para cada máquina conforme a figura R1.




Com essas informações pode

CARROSSEL CVMAX nesse centro de trabalho de torneamento específico

trará benefícios e vantagens competitivas, diminuindo o custo de produção e

aumentando a margem de lucro. Com o CARROS

poderá ser transformado em célula de trabalho de torneamento, com três

operadores, um em cada turno de trabalho e um CARROSSEL CVMAX

conforme figura R3, outra vantagem é a eliminação dos três armários de

ferramentas e acessórios, c

acessórios no CARROSSEL CVMAX, além destas vantagens, há um ganho

considerável de área útil ocupado anteriormente pelo centro de trabalho de

torneamento, devido a facilidade de mobilidade do CARROSSEL CVMAX é

possível o operador A movimentá

Com essas informações pode-se concluir que a implantação do



aumentando a margem de lucro. Com o CARROSSEL CVMAX o layout atual



, outra vantagem é a eliminação dos três armários de

ferramentas e acessórios, concentrando todas as ferramentas e todos




el o operador A movimentá-lo entre os tornos conforme necessidade.

Figura R3

173

se concluir que a implantação do



SEL CVMAX o layout atual



, outra vantagem é a eliminação dos três armários de

oncentrando todas as ferramentas e todos




lo entre os tornos conforme necessidade.

ANEXO S: White paper

174

175

1. CARROSSEL CVMAX:

O CARROSSEL CVMAX, auxilia e supre as necessidades

logísticas como: armazenagem de pequenos componentes, maior

controle na retirada de materiais do almoxarifado, diminuição do tempo

de espera para a entrega de um material, assim como a redução do

espaço físico necessário para o almoxarifado. Pois suas dimensões são

maiores em relação à altura quanto à largura, influenciando diretamente

na armazenagem dos produtos que normalmente são alocados

horizontalmente reduzindo capacidade logística e perca de mobilidade

para as máquinas, veículos e pessoas. Voltado ao setor automobilístico,

metalúrgico, siderúrgico entre outros, sua utilização disponibiliza maior

agilidade, menor risco de segurança, economia de espaço físico, e outras

vantagens dispostas, comparado ao sistema atual de armazenagem de

componentes.

176

2. BENEFÍCIOS:

O CARROSSEL CVMAX é um sistema de armazenamento de

componentes de pequeno porte para almoxarifados utilizados em

indústrias, oferecendo economia de espaço físico por atuar no plano

vertical, diferenciando-se dos modelos atuais que atuam no plano

horizontal. Dimensões do CARROSSEL CVMAX:

(altura 1662 mm x largura 750 mm x profundidade 616 mm). A maior

dimensão do CARROSSEL CVMAX é a altura com o objetivo de utilizar o

plano vertical, normalmente não aproveitado, vantagens que são

indispensáveis: o CARROSSEL CVMAX facilita a obtenção de

componentes no estoque através de um controle eletrônico, elimina a

necessidade de retirar os componentes de locais com difícil acesso,

aumenta a segurança do operador. Facilita o cadastro de novos itens, e

através da IHM auxilia a localização dos componentes para retirá-los do

equipamento, sem esforços extras, sem necessidade de procurar um

lugar livre no almoxarifado, e com a total segurança caso seja um item de

grande porte.

177

3. POR QUE CARROSSEL CVMAX?

3.1 - Redução do tempo ciclo: O CARROSSEL CVMAX melhora

o processo evitando atividades que não agregam valor, como por

exemplo, o tempo de procura da peça. Tendo como base a forma

clássica de almoxarifado industrial, o processo ocorre da seguinte

maneira. O Colaborador primeiramente precisa consultar um terminal

para identificar o “endereço” do produto desejado, e logo após ele sai à

procura do mesmo, levando em média 88 segundos para localizá-lo e dar

continuidade ao processo. Utilizando O CARROSSEL CVMAX, elimina-

se a atividade de procurar a peça, utilizando armazenagem inteligente e

um dispositivo de iluminação para localização rápida, e com isso o

processo leva em média 10 segundos, restando somente ao Colaborador

pegar a peça e dar continuidade ao processo. Tem-se assim uma

redução em torno de 88.6% do tempo no novo processo.

3.2 – Ganho com redução de espaço físico: Informações com

base em um levantamento feito em uma empresa automotiva da região

de Campinas, a variação de valor refere-se a tipos de estruturas da área

e quais tipos de máquinas poderiam ser instalados na mesma. Os

valores variam entre R$12,04 à R$89,97 por mês/m².

178

Usando as informações de um equipamento X, que é utilizado pela

empresa para o armazenamento de componentes:

• Dimensões das prateleiras do equipamento X:

- Comprimento: 2385 mm

- Profundidade: 450 mm

- Altura: 280 mm

- Quantidade: 32

• Dimensões do CARROSSEL CVMAX:

- Comprimento: 3359 mm

- Profundidade: 1925 mm

- Altura: 6037,7mm

“Área total ocupada pelo CARROSSEL CVMAX => 6466075mm²,

fazendo a transformação, 6,466075m² que equivale a um custo de

R$77,85/mês à R$581,75/mês”. Com os parâmetros das prateleiras, com

base de quatro prateleiras cada, seriam necessários oito desses

equipamentos para armazenarem o volume equivalente ao CARROSSEL

CVMAX.

Área ocupada por cada suporte => 1073250mm²

Área ocupada pelos oito suportes => 8586000mm²

Fazendo a transformação, 8,586m² que equivale a um custo de

R$103,37/mês à R$772,48/mês.

179

A economia gerada utilizando o CARROSSEL CVMAX está na ordem de

32,78%. Desta maneira, quanto maior for o custo por m² da área a ser

implantado o CARROSSEL CVMAX, mais rápido será a depreciação e o

retorno. Porém mesmo na área de menor custo por m², é interessante à

implantação do CARROSSEL CVMAX, mesmo que o tempo de

depreciação e o retorno seja maior.

3.3 – Tecnologia IHM (Interface Homem Máquina): O

CARROSSEL CVMAX possui uma Interface Homem-Máquina, que é um

equipamento que possibilita ao operador a monitoração e interação com

a máquina ou processo industrial. Através de um display de texto ou tela

gráfica, a IHM cumpre a função de apresentar de forma objetiva o status

de sinais de sensores e atuadores, válvulas, motores, valores de

variáveis de processo, alarmes e indicações de falhas. E através de um

teclado ou tela sensível ao toque (touch screen), possibilita de forma

interativa a realização de comandos, acionamento de atuadores,

alterações de Set Points (valores ideais determinados pelo operador),

mudança de manual para automático e definição de limites de

funcionamento. Composto também por um CLP que é um aparelho

eletrônico digital que utiliza uma memória programável para o

armazenamento interno de instruções para implementações específicas,

tais como lógica, sequenciamento, temporização, contagem e aritmética,

para controlar, através de módulos de entradas e saídas, vários tipos de

180

máquinas ou processos. Em um sistema de automação que utiliza CLP,

os sensores da máquina ou processo, são conectados aos módulos de

Entradas, que levam as informações até um software programado por um

Técnico ou Engenheiro responsável pela automação.

4 – Fluxograma do ciclo de funcionamento do CARROSSEL CVMAX:

5 – Desenho CARROSSEL CVMAX:

181

6 – Análise Macro-ambiental: (oportunidades)

• Forças Políticas: (oportunidade)

A análise no valor das moedas estrangeiras euro/dólar que impactam a

economia do Brasil, este ano as eleições incentivarão o mercado interno

para evitar a importação, que é viável financeiramente.

• Forças Físico-Ambientais: (oportunidade)

O CARROSSEL CVMAX é fabricado por produtos que são de fácil

acesso no mercado brasileiro, tanto para compra de componentes de

reposição quanto para futuras manutenções preventivas e corretivas com

grande suporte técnico local.

• Forças Econômicas: (oportunidade) O País apresenta uma excelente retomada das atividades industriais,

após a crise no final de 2008. A situação econômica é favorável para

investimentos em novas tecnologias.

• FORÇAS DEMOGRÁFICAS: (oportunidade)

A vantagem do CARROSSEL CVMAX, é que todo material utilizado é de

origem do mercado interno.

6.1 – Análise Macro-ambiental: (ameaças)

• FORÇAS POLÍTICAS: (ameaças)

Por ser ano de eleição existem maiores incentivos do governo para

microempresas executarem a construção de pequenos projetos como o

CARROSSEL CVMAX e não ter o apoio necessário para iniciantes nesse

ramo.

182

• FORÇAS CULTURAIS: (ameaças)

A cultura brasileira gosta de trabalhar com baixos custos, tendo futuros

problemas de qualidade, assim deixam de investir para um produto com

retorno em longo prazo, forçando a mão-de-obra operacional em

momentos que outros países se libertam desse meio de trabalho, com o

intuito a investir na tecnologia.

• FORÇAS LEGAIS: (ameaças) Com vários recall’s no mundo automobilístico as indústrias tiveram

grandes perdas financeiras, com existe o risco de não investir em

tecnologia como o CARROSSEL CVMAX, concentrando os

investimentos na área de qualidade do produto.

183

7. Análise de Fornecedores:

Análise do PLC/IHM por ser um item primordial do CARROSSEL

CVMAX, considerado o cérebro da máquina. Abaixo um comparativo dos

modelos de diferentes fabricantes que possam ser integrados no

CARROSSEL VERTICAL, de acordo com a necessidade do cliente:

Documents

TCC Carrossel CVMAX 2010