UNIVERSIDADE TUIUTI DO PARANÁ
GLAUBER PORCIDES CZEKAILO
JEFERSON TEIXEIRA DA CRUZ
RODOLFO BAUMEL CERCAL
VÁLVULA API PARA CARGA E DESCARGA DE CAMINHÃO TANQUE
CURITIBA
2016
GLAUBER PORCIDES CZEKAILO
JEFERSON TEIXEIRA DA CRUZ
RODOLFO BAUMEL CERCAL
VÁLVULA API PARA CARGA E DESCARGA DE CAMINHÃO TANQUE
Monografia apresentada à disciplina Trabalho de Conclusão de Curso I do Curso de Engenharia Mecânica, da Universidade Tuiuti do Paraná, como requisito para obtenção do grau de Engenheiro Mecânico.
Orientador: Professor Alexandre G. de Lara
RESUMO
Este projeto consiste em dimensionar e fabricar uma válvula para carga e descarga
de caminhão tanque. O produto será desenvolvido em parceria com a empresa
PLONA INDÚSTRIA DE COMPONENTES MECÂNICOS, de forma que a
fundamentação e o projeto serão desenvolvidos pela nossa equipe de trabalho de
conclusão de curso, ea fundição, usinagem e custos agregados serão de
responsabilidade da empresa. O objetivo éa criação de um produto diferente do
segmento atual da empresa (canhões e aspersores para irrigação) visando um preço
de varejo similar ou inferior para competir no mercado brasileiro. Iremos fabricar uma
válvula de qualidade equivalente as disponíveis no mercado, com capacidade de
trabalhar com combustíveis diversos.Serão empregados para sua fabricação, os
processos de fundição e usinagem, atendendo todos os requisitos da norma API
RP1004.
Palavras-chave: Válvula. Combustível. Caminhão Tanque. API.
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1 – SISTEMA TOP LOADING ...……….......................................................11
FIGURA 2 – SISTEMA BOTTON LOADING .............................................................11
FIGURA 3 – VÁLVULA BOTTON LOADING MGN (2015) ........................................13
FIGURA 4 – VÁLVULA DE ENGATE RÁPIDO VLADOS (2015) ..............................14
FIGURA 5 – VÁLVULA ADAPTADORA API OPW (2015) ...………….………………15
FIGURA 6– CARCAÇA DA VÁLVULA ......................................................................26
FIGURA 7– TESTE DE FUNCIONAMENTO HIDROSTÁTICO ................................28
FIGURA 8– PRODUTO ACOPLADO NO CAMINHÃO .............................................29
FIGURA 9– DCL DE ÂNGULOS PARA CÁLCULO DO MOMENTO .......................30
FIGURA 10 – CÁLCULO DE VAZÃO DE COMBUSTÍVEL .......................................32
FIGURA 11 – DCL PARA CÁLCULO DO ESFORÇO DA ALAVANCA ....................34
FIGURA 12 – DCL ÂNGULOS PARA CÁLCULO DO MOMENTO ...........................35
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1 – Resposta questão 1.................................................................................17
Gráfico 1 – Resposta questão 2.................................................................................17
Gráfico 1 – Resposta questão 3.................................................................................18
Gráfico 1 – Resposta questão 4.................................................................................18
Gráfico 1 – Resposta questão 5.................................................................................18
Gráfico 1 – Resposta questão 6.................................................................................19
Gráfico 1 – Resposta questão 7.................................................................................19
Gráfico 1 – Resposta questão 8.................................................................................19
Gráfico 1 – Resposta questão 9.................................................................................20
Gráfico 1 – Resposta questão 10...............................................................................20
LISTA DE QUADROS
QUADRO 1 – BENCHMARKING DE MERCADO......................................................15
QUADRO 2 – TABELA DE CUSTOS PRELIMINARES.............................................32
LISTA DE SÍMBOLOS
bar – unidade de pressão
ºC – Temperatura
g – grama
k – quilo
l – litro
M – mega
m – metro
mm – milímetros
N – Newton, unidade de força
Pa – pascal
R$ - real (moeda)
LISTA DE SIGLAS
API – American PetroliumInstitute
MGN – Indústria Metalúrgica
OPW – Indústria Metalúrgica
QFD – QualityFunction Deployment
RP1004 – Norma regulamentadora
SAE309 – Norma regulamentadora
SEBRAE – Serviço Brasileiro de Apoio às Micro e Pequenas Empresas
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO .............................................................................................................................. 9
2. BENCHMARKING...................................................................................................................... 12
2.1 CONCORRENTES ............................................................................................................. 13
2.1.1 Concorrente 1.............................................................................................................. 13
2.1.2 Concorrente 2.............................................................................................................. 14
2.1.3 Concorrente 3.............................................................................................................. 15
2.1.4 Análise técnica e de operação dos produtos. ........................................................ 16
3. PESQUISA DE MERCADO ...................................................................................................... 17
3.1 MERCADO CONSUMIDOR .............................................................................................. 17
3.2 RESULTADO DA PESQUISA DE MERCADO .............................................................. 18
3.3 CONSIDERAÇÃO DA PESQUISA DE MERCADO ...................................................... 22
4. QFD .............................................................................................................................................. 23
5. MATRIZ DE DECISÃO .............................................................................................................. 23
7. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ............................................................................................... 24
7.1 FUNDIÇÃO .......................................................................................................................... 25
7.1.1 CARACTERÍSTICAS DA MATÉRIA PRIMA UTILIZADA .................................. 25
7.1.2 PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS ......................................................... 25
7.1.3 LIGA DE ALUMÍNIO E ESPESSURA DE PAREDE ............................................ 26
7.2 USINAGEM ......................................................................................................................... 27
7.3 TRATAMENTO TÉRMICO ............................................................................................... 28
7.4 TESTES DE FUNCIONAMENTO .................................................................................... 29
7.5 CÁLCULO DE VAZÃO DE COMBUSTÍVEL ................................................................. 33
7.6 CÁLCULO DE DIMENSIONAMENTO DA MOLA ........................................................ 34
7.7 CÁLCULO DE FORÇA DE ACIONAMENTO DO CONJUNTO ................................. 35
7.8 DIMENSIONAMENTO DO PARAFUSO DE FIXAÇÃO ............................................... 37
8. PROJETO MECÂNICO ............................................................................................................. 38
9. CUSTOS PRELIMINARES ....................................................................................................... 38
10. CONCLUSÃO ......................................................................................................................... 39
9
1. INTRODUÇÃO
O transporte de pessoas ou materiais vem se aperfeiçoando conforme a
evolução da humanidade.Durante o século XVIII houve um grande avanço nas
possibilidades de cargas com a construção dos primeirosmotores a vapor. Esse tipo
de motorização foi responsável pelo avanço de muitas tecnologias, diminuiu
distâncias entre fontes de matéria prima e máquino-fatura.
O combustível utilizado por esse meio de transporte era madeira ou carvão,
queimados em fornalhas para aquecer caldeiras, elevando a temperatura da água,
gerando vapor de alta pressão capaz de movimentar todo o sistema. (RAINER
SOUSA, 1981).
Após anos utilizando os grandes motores a vapor, Nikolaus August
Otto(1876), desenvolveu o primeiro motor de combustão interna, que foi produzido a
partir da mistura de ar e combustível explodindo, gerando força de movimento.
Comparando com o motor a vapor, esse é menor, mais eficiente e mais potente,
além de não utilizar lenha para gerar calor. Assim deu-se início a uma nova era com
o uso dos combustíveislíquidos.
Com o avanço da utilização de motores de combustão interna surgiu a
necessidade da oferta de seu suprimento básico para funcionamento, a gasolina,
que possui grande capacidade calorífica e foi aprimorada para um bom
aproveitamento pelos motores (SOUZA,1990).
Com a crescente demanda por soluções para transporte de grandes massas
e substituição de força braçal por motores, os combustíveis utilizados precisavam
ser transportados entre os grandes centros industriais.
A princípio as grandes distâncias eram vencidas por vagões de trem para
carregar combustíveis entre os polos produtores e fábricas que utilizavam esse tipo
de matéria prima, mas a distribuição entre lugares próximos era ineficaz, pois a
malha ferroviária é limitada, assim a necessidade de transportar fluidos de classes
diferentes impulsionou a criação de equipamentos que facilitassem a carga, e
10
caminhões com grandes tanques foram adaptados para a execução do serviço.
O desenvolvimento de novos itens para o transporte específico de
combustíveis fósseis acompanhou a necessidade de ganho de agilidade no
processo, companhias competindo pela clientela precisavam demonstrar grande
eficiência para carga, descarga e movimentação com segurança. O uso de
caminhões para executar o transporte urbano entre a central de armazenamento de
combustíveis e os postos de abastecimento se tornou fundamental.
Os primeiros sistemas utilizados para carregar esses tanques eram
praticamente manuais, apenas com uma mangueira de combustível e uma bomba,
feitos por uma escotilha na lateral superior ou em cima do próprio tanque, dando
origem ao sistema TopLoading ou válvula de portinhola (LIGHTNING MOTOR
FUEL,1925).
O sistema é aberto manualmente e o combustível é descarregado dentro do
tanque, necessitando de inspeção para determinar o fim do processo. A grande
desvantagem desse sistema é a demora para o carregamento, pois o procedimento
é muito longo e dificultoso. Segundo dados fornecidos pela empresa UNI
Combustíveis Ltda, usando o sistema Top Loading o tempo médio para o
carregamento é aproximadamente 120 minutos.
No sistema BottonLoading o tempo médio para o carregamento é de 40
minutos. Essa diferença de tempo é proporcional ao número de compartimentos do
tanque, visto que no sistema Top Loadingum compartimento é carregado por vez e
no sistema BottonLoading, pode ser carregado mais de um compartimento
simultaneamente com a vantagem de carregar três produtos diferentes ao mesmo
tempo.
11
FIGURA 01 - SISTEMA TOP LOADING
Fonte: EMCO WHEATON.
FIGURA02 – SISTEMA BOTTON LOADING
Fonte: Guerra Implementos Rodoviários
O sistema BottonLoadingde carregamento e descarregamento foi criado em
meados dos anos 40, pela indústria de aviação nos EUA. (Revista Posto de
Observação. Ed 356). Todo o equipamento épadronizado e regulamentadopela
American PetroliumInstitute. A padronização destes equipamentos é extremamente
necessária e a norma regente atual é a API RP1004.
Este projeto consiste em fabricar uma válvula BottonLoadingusando como
base a norma API RP1004 e buscando um funcionamento mais eficientese
comparado com as válvulas existentes no mercado brasileiro.
Os processos necessários para fabricação da válvula serão principalmente a
12
fundição em coquilha da carcaça usando modelos de areia, às partes principais
como eixoserá usado barra trefilada de inox. Outros componentes secundárioscomo
parafusos e anéis de vedação serão itens standard,visando um custo menor de
fabricação. A qualidade e a segurança serão o escopo do projeto, visando criar um
produto superior por apresentar diferenciais construtivos, através de análises e
testes dos itens utilizados nas válvulas existentes e buscar uma proposta de
melhoria para as adversidades encontradas, mantendo um custo aceitável dentro do
comércio.
Sabendo que as medidas e pressão de operação do sistema é todo
padronizado pela API RP1004, nosso diferencial será implantar um eixo com
diâmetro maior, visando maior desempenho no acionamento do componente e
evitando desgaste prematuro. Outro diferencial dá-se pela menor quantidade de
fluído remanescente no interior do produto após o descarregamento, devido à
geometria interna da carcaça. O êmbolo será fundido em alumínio e insertado no
eixo de aço inoxidável, posteriormente temperado e usinado, visando menor
desgaste, haja vista que este componente será mais requisitado no momento do
carregamento - contato metal com metal.
2. BENCHMARKING
Benchmarking é um processo de comparação entre produtos, serviços e
práticas adotadas em empresas. É realizado através de pesquisas para comparar os
problemas encontrados e as soluções adotadas pela própria empresa para corrigir
falhas e melhorar processos. Facilitando a melhoria do ramo desempenhado na
indústria sendo uma arma poderosa contra a concorrência.
A análise das estratégias usadas por outros concorrentes no mercado é
fundamental para a criação de novas fórmulas na melhoria dos processos já
existentes com base em estudos e análises de resultado. A ideia principal dessa
ferramenta de processo é aprender com outras empresas e desenvolver um trabalho
de grande intensidade, para isso, requer tempo e disciplina para colher os dados e
melhorar os próprios resultados. (CAMP, 1998).
13
2.1 CONCORRENTES
Foram escolhidos modelos de fabricação nacional para os possíveis
concorrentes, com os produtos mais similares para conceituar e aprimorar o nosso
projeto.
2.1.1 Concorrente 1
VálvulaBotton LoadingMGN com tampa (Fabricante MGN Ind. Metalúrgica)
Segundo catálogo MGN:“Este modelo apresenta funções de bloqueio e liberação de todo o líquido existente na tubulação e no tanque rodoviário. A válvula é instalada no início da tubulação do tanque e permite dois sistemas operacionais. O primeiro é o sistema BottonLoading, o segundo, é o de abertura manual, com fechamento por retorno de mola”.
FIGURA 03 – VÁLVULA BOTTON LOADING MGN(2015)
Fonte: Catálogo eletrônico MGN(2015)
Características técnicas:
● Diâmetro externo de flange: 172 mm
14
● Raio para furação de flange: R74 mm
● Quantidade de furos: 8
● Diâmetro dos furos: 11 mm
● Peso: 6,800 kg
● Preço: R$750,00
● Pressão de trabalho: 25 kPa
2.1.2 Concorrente 2
Engate valvulado API VLADOS (Fabricante VLADOS)
Segundo catálogo VLADOS:“Este modelo de válvula de carregamento e
descarregamento para o sistema BottonLoading tem a função de promover uma
conexão rápida e segura entre o caminhão tanque e a base de carregamento ou
posto de descarregamento”.
FIGURA 04 – VÁLVULA DE ENGATE RÁPIDO VLADOS(2015)
Fonte: Catálogo eletrônico VLADOS(2015)
Características técnicas:
● Diâmetro externo da flange: 173 mm
15
● Raio para furação da flange: R74,6 mm
● Quantidade de furos: 8 mm
● Diâmetro dos furos: 11 mm
● Peso: Não informado
● Preço:R$800,00
● Pressão de trabalho: 24 kPa
2.1.3 Concorrente 3
Válvula Adaptadora API (Fabricante OPW)
Segundo catálogo OPWGLOBAL:“Este modelo reduz o tempo de carga e
descarga do combustível, proporcionando total segurança na operação. Fabricada
em liga de alumínio de alta resistência com tratamento superficial para maior vida útil
e fácil manutenção”.
FIGURA 05 – VÁLVULA ADAPTADORA API OPW(2015)
Fonte: Catálogo eletrônico OPW GLOBAL(2015)
Características técnicas:
● Diâmetro externo da flange: 168mm
16
● Raio para furação da flange: 149mm
● Quantidade de furos: 8
● Diâmetro dos furos: 11mm
● Peso: 5,800 kg
● Preço: R$950,00
● Pressão de trabalho: 30kPa
2.1.4 Análise técnica e de operação dos produtos.
Conclui-se que todos os produtos analisados mantém as mesmas
características de projeto, pois as medidas são padronizadas pela API RP1004. O
grande diferencial está nos materiais utilizados na fabricação das peças, visando um
melhor custo benefício e mantendo a qualidade.
Quadro 1 – BENCHMARKING DE MERCADO
Fabricante MGN VLADOS OPW Diâmetro externo da flange 172mm 173mm 168mm Raio para furação da flange 74mm 74,6mm 74,5mm Quantidade de furos 8 8 8 Diâmetro de furos 11mm 11mm 11mm Peso 6,8kg Não informado 5,8kg Preço R$750,00 R$800,00 R$950,00 Pressão de trabalho 25kPa 24kPa 30kPa Material da carcaça Alumínio
Fundido Alumínio Fundido
Alumínio Fundido
Uso de mola SIM SIM SIM Tipo de acionamento MANUAL MANUAL MANUAL
Fonte: Catálogos eletrônicos disponíveis na web
17
3. PESQUISA DE MERCADO
Segundo o SEBRAE: “A pesquisa de mercado é uma ferramenta muito
utilizada para definir as características na hora da criação. Ela auxilia o
conhecimento do perfil do cliente; identifica os pontos fortes e fracos da concorrência
e analisa os fornecedores de produtos e serviços”.
Foi aplicada com a função de previsão dos potenciais consumidores e com o
objetivo de conhecer os requisitos mínimos esperados pelos clientes do
produto.Desta forma, conseguimos elaborar uma ordem de relevância dos itens de
projeto.
Enviamos o questionário para três empresas que realizam transporte de
combustível em Curitiba e região metropolitana, porém apenas uma retornou se
disponibilizando a colaborar com o nosso trabalho de conclusão de curso.
Realizamos uma visita a empresa UNI Transportes de Combustíveis com a
finalidade de acompanhar o processo de carga e descarga. Aplicamos um
questionário conforme apêndice I com a intenção de levantar dados para
conhecimento do que se espera do produto e quais as necessidades do cliente.
Tivemos o total de cinco questionários preenchidos pelos funcionários da
empresa.
3.1 MERCADO CONSUMIDOR
O principal mercado consumidor deste equipamento são empresas que
trabalham no ramo dos transportes de combustíveis, que necessitam de uma válvula
API de conexão prática e segura para executar suas atividades sem maiores
problemas. Visamos empresas de pequeno a médio porte que precisam aumentar
sua eficiência no carregamento e descarregamento para aumentar sua concorrência
no mercado nacional.
3.2 RESULTADO DA PESQUISA DE MERCADO
1) Para o acionamento da válvula, faz diferença o peso de movimentação da alavanca?
2) Sabendo que o aço inoxidável é mais resistente que ao alumínio fundido, quando ambos em contato com à água, você c oncordaria em pagar mais por uma válvula desenvolvida em aço inox ?
RESULTADO DA PESQUISA DE MERCADO
Para o acionamento da válvula, faz diferença o peso de movimentação
Fonte: Próprio autor
Sabendo que o aço inoxidável é mais resistente que ao alumínio fundido, quando ambos em contato com à água, você c oncordaria em pagar mais por uma válvula desenvolvida em aço inox ?
Fonte: Próprio autor
80%
0%20%
QUESTÃO 1
SIM NÃO
40%
20%
40%
QUESTÃO 2
SIM NÃO INDIFERENTE
18
Para o acionamento da válvula, faz diferença o peso de movimentação
Sabendo que o aço inoxidável é mais resistente que ao alumínio fundido, quando ambos em contato com à água, você c oncordaria em pagar mais por uma válvula desenvolvida em aço inox ?
INDIFERENTE
INDIFERENTE
3) Você realiza a fabricante?
4) Qual a sua expectativa referente a vida útil de ope ração?
Você realiza a manutenção da válvula conforme a especificação do
Fonte: Próprio autor
Qual a sua expectativa referente a vida útil de ope ração?
Fonte: Próprio autor
100%
0%0%
QUESTÃO 3
SIM NÃO INDIFERENTE
0%0%
100%
QUESTÃO 4
1 ano 2 anos
19
manutenção da válvula conforme a especificação do
Qual a sua expectativa referente a vida útil de ope ração?
INDIFERENTE
2 anos 5 anos
5) O tempo de troca dos
6) Você considera a disponibilidade de peças de reposi ção na hora da compra?
O tempo de troca dos anéis de vedação é relevante?
Fonte: Próprio autor
Você considera a disponibilidade de peças de reposi ção na hora da
Fonte: Próprio autor
40%
60%
0%
QUESTÃO 5
SIM NÃO
20%
80%
0%
QUESTÃO 6
SIM NÃO
20
Você considera a disponibilidade de peças de reposi ção na hora da
INDIFERENTE
INDIFERENTE
7) Como você gostaria de adquirir os itens de reposiçã o?
8) O design é um fator decisivo de compra?
Como você gostaria de adquirir os itens de reposiçã o?
Fonte: Próprio autor
O design é um fator decisivo de compra?
Fonte: Próprio autor
60%
40%
0%
QUESTÃO 7
Kit Item individual
0%
80%
20%
QUESTÃO 8
SIM NÃO
21
Como você gostaria de adquirir os itens de reposiçã o?
Item individual
INDIFERENTE
9) Considerando que o fator segurança é fundamental, v ocê concordaria em investir um valor maior elevado?
10) Você já presenciou ou conhece algum relato sobre ac idente durante a
opera ção de carga e descarga usando o método cima do caminhão)?
3.3 CONSIDERAÇÃO DA PESQUISA DE MERCADO
Após a compilação dos dados levantados com o questionário, cque existe uma grande preocupação com a carga e descarga, e que os clientes investimento tendo como retorno maior segurança e vida útil do equipamento.
Considerando que o fator segurança é fundamental, v ocê concordaria investir um valor maior por um item que tenha um nível de segurança
Fonte: Próprio autor
Você já presenciou ou conhece algum relato sobre ac idente durante a ção de carga e descarga usando o método Top Loading
cima do caminhão)?
Fonte: Próprio autor
CONSIDERAÇÃO DA PESQUISA DE MERCADO
Após a compilação dos dados levantados com o questionário, cque existe uma grande preocupação com a segurança durante as operações de carga e descarga, e que os clientes avaliam a possibilidade de um maior investimento tendo como retorno maior segurança e vida útil do equipamento.
100%
0%0%
QUESTÃO 9
SIM NÃO
80%
20%
0%
QUESTÃO 10
SIM NÃO
22
Considerando que o fator segurança é fundamental, v ocê concordaria por um item que tenha um nível de segurança
Você já presenciou ou conhece algum relato sobre ac idente durante a Top Loading (feito por
Após a compilação dos dados levantados com o questionário, constatamos ança durante as operações de
avaliam a possibilidade de um maior investimento tendo como retorno maior segurança e vida útil do equipamento.
INDIFERENTE
INDIFERENTE
23
4. QFD
O foco no cliente é o diferencial para as empresas que desejam se destacar e superar a concorrência. As ferramentas da qualidade são grandes aliadas para garantir a assertividade no lançamento de um produto ou serviço.
A ferramenta que utilizamos no desenvolvimento e análise do nosso produto será o QFD (QualityFunction Deployment) ou comumente conhecido como Desdobramento da Função da Qualidade.
O QFD nasceu no Japão na década de 60, criada pelo japonês YojiAkao. “[...] é um método para o desenvolvimento de uma qualidade de projeto dirigida para a satisfação do consumidor e, então, traduzir as demandas do consumidor em metas de projeto e pontos prioritários para a garantia da qualidade a serem utilizados no estágio de produção”. (AKAO, 1990).
De forma simples, o QFD é utilizado para traduzir necessidades muitas vezes subjetivas de qualidade, transformá-las em informações quantificadas, possíveis de serem medidas e então utilizá-las no desenvolvimento de um projeto e fabricação de um produto. O QFD realizado para este trabalho encontra-se no apêndice II
Com a realização do QFD conseguimos obter alguns requisitos importantes e
de alta relevância do ponto de vista do cliente, assim conseguimos despender de
maior energia para esses pontos.
- Um produto com segurança;
- Que permita um curto tempo de operação;
- Que tenha vida útil longa;
- E que seja de baixo custo;
Desta forma, concluímos que o ganho em relação ao tempo de operação já é
característica do produto que estamos desenvolvendo se comparado com o modelo
Top Loading, assim focaremos nos pontos referentes à vida útil e custo.
5. MATRIZ DE DECISÃO
A matriz de decisão é uma ferramenta que auxilia quantificando os pontos
mais relevantes da definição de um projeto. É uma ferramenta simples com certo
24
índice de subjetividade, pois é uma ferramenta de apoio que não representa
absoluta verdade.
Ela também auxilia na identificação de pontos fortes e fracos de cada ideia,
tornando mais simples a escolha para um próximo projeto.
A matriz está disponível no apêndice III, onde concluímos que conforme
resultado o processo de fabricação aplicado será a fundição.
6. FMEA
O FMEA (FaiulureModeandEffectAnalisys) é uma ferramenta que auxilia em
projetos e desenvolvimento de produtos, registrando as possíveis falhas e colocando
as soluções dos eventuais problemas em um sistema de planilha para a fácil
verificação.
No projeto foi dividido o produto em cinco grupos de trabalho:
- Carcaça;
- Alavanca;
- Mola;
- Êmbolo;
- Engate.
O FMEA está disponível no apêndice VI.
7. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
De acordo com Mello (2006, p. 86), “a fundamentação teórica apresentada
deve servir de base para a análise e interpretação dos dados coletados na fase de
elaboração do relatório final. Dessa forma, os dados apresentados devem ser
interpretados à luz das teorias existentes”.
25
7.1 FUNDIÇÃO
Sua principal vantagem é obter, de maneira econômica, peças de geometria
complexa. As fundições podem ser de materiais ferrosos ou não ferrosos. A fundição
é um processo de fabricação inicial, porque permite a obtenção de peças com
formas praticamente definitivas, com mínimas limitações de tamanho, formato e
complexidade. (Processos de Fabricação, Vol1,2009).
7.1.1 CARACTERÍSTICAS DA MATÉRIA PRIMA UTILIZADA
Quadro 2 – Composição química da ligaSAE309
Elemento Mínimo (%) Máximo (%)
Si 9,00 10,00
Fe 1,00
Cu 0,60
Mn 0,35
Mg 0,40 0,60
Ni 0,50
Zn 0,40
Sn 0,15
Outros 0,25
Al restante
Fonte: Society of Automotive Engineers (SAE)
7.1.2 PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS
- Temperatura de vazamento entre 690°C e 730°C;
- Intervalo de solidificação entre 590°C e 565°C;
26
- Resistência a tração pelo processo em coquilha por gravidade é de 18 à 24
kg/cm²;
- Alongamento de 3,0 à 5,0%;
- Dureza Brinell é de 60 à 75HB.
7.1.3 LIGA DE ALUMÍNIO E ESPESSURA DE PAREDE
Na fundição da carcaça, tampa, embolo e alavanca será utilizada a liga
AlSi10Mg, que é mais utilizada na empresa PLONA. Este material apresenta
características satisfatórias pois apresenta menor quantidade de imperfeições na
superfície externa. As propriedades mecânicas do material atendem os pré-
requisitos da norma API RP1004, que no item 4.1.1.4 estabelece uma pressão de
trabalho de 517kPa com coeficiente de segurança de 1,5 vezes a pressão de
trabalho para a válvula acoplada no caminhão.
Após aplicar o coeficiente de segurança de 1,5,temos uma pressão de
trabalho máxima de 775,5kPa, e convertendo para a unidade referente à
especificação do material, que é dada em [kgf/mm²] temos uma pressão de trabalho
máxima de 0,079kgf/mm².
A liga SAE309, específica para fundição em coquilhaapresenta resistência a
tração de 18 a 24kgf/mm² - descrita no apêndice IV - bem acima da necessidade
especificada pela norma. Conforme a figura 6, a região da peça que contem a menor
espessura de parede é 4mm, que nos dá segurança para utilizar esse material.
27
Figura 06–CARCAÇA DA VÁLVULA
Fonte: Próprio autor
7.1.4 RESULTADOS DA FUNDIÇÃO
No processo de fundição foi observado um sobre metal no engate que foi
causado pelo uso de modelos de areia, que faz com que todo o trabalho seja feito de
forma manual.
No momento da retirada do fundido houve um deslocamento de material para
as extremidades do engate assim causando acúmulo de material, que logo em
seguida foi usinado para manter as medidas de projeto e atender as expectativas da
norma.
Para o processo final será utilizado modelos de fundição em coquilha, o que
resultará em um custo menor para fabricação das peças e uma maior confiabilidade
nas medidas estabelecidas no projeto.
7.2 USINAGEM
Usinagem é o processo, efeito de usinar, ou seja, um procedimento que
consiste em dar forma a uma matéria prima, através de ferramentas ou máquinas.
Utilizaremos Tornos CNC e Centro de Usinagem Vertical para a usinagem
dos seguintes componentes:
- Tampa;
28
- Carcaça;
- Eixos;
- Buchas;
-Alavanca.
7.3 TRATAMENTO TÉRMICO
Tratamento de solubilização e envelhecimento T6 é o mais importante de todos os tipos de tratamento térmico, consistindo em aquecer à uma temperatura de envelhecimento mínima, um material previamente solubilizado. A solubilização e o envelhecimento são geralmente selecionados de modo a obter o limite de escoamento e o limite de resistência mais elevados, assim como maior dureza com redução do alongamento (NASCIMENTO, 2001).
No nosso caso, iremos utilizar a liga DIN1725 (liga equivalente: SAE309 – AlSi10Mg) e o processo de tratamento será por solubilização.
A solubilização consiste em aumentar a temperatura da peça chegando
próximo a temperatura do ponto de fusão, fazendo com que os átomos se
reorganizem e sejam dissolvidos. Após manter a temperatura por um determinado
tempo (até que seja completamente solubilizado), é efetuado o processo de
resfriamento.
Ao aquecer o material, o magnésio e o silício são dissolvidos, formando uma
mistura supersaturada e termodinamicamente instável. Para garantir que essa
mistura não se dissolva na matriz de alumínio, um resfriamento rápido é feito,
geralmente em água gelada ou salmoura. O envelhecimento artificial é efetuado (em
temperatura elevada e controlada), que garante a dureza do material mesmo em
temperatura ambiente, formando precipitados endurecedores (grãos duros).
7.3.1 RESULTADOS TRATAMENTO TÉRMICO
O tratamento térmico foi realizado por uma empresa contratada, onde foram
passados os parâmetros para obter a dureza aproximadamente entre 85 e 105 HB.
29
7.4 TESTES DE FUNCIONAMENTO
Para garantir a qualidade do produto utilizaremos teste de estanqueidade,
vazão e pressão.
Foi desenvolvido um equipamento onde o conjunto é acoplado e
posteriormente o realizado teste hidrostático e de estanqueidade. Submetido a uma
pressão de 15 bar bem acima da pressão de operação de acordo com a norma API
RP1004.
7.4.1 TESTES DE PRODUTO
A peça foi fixada no dispositivo e conectada a uma bomba manual.Após feito
isso, a peça é preenchida com água por completa.Em seguida, bombeia-se até que
atinja a pressão solicitada pela norma (com coeficiente de segurança igual a
1,5).Nos ensaios foi utilizado pressão de 15 bar como padrão.A válvula desenvolvida
suportará tranquilamente um regime de trabalho de 0,3bar com 3,785m³/min de
vazão que é definida por norma.
Com a peça sob pressão, examina-se a existência de vazamentos causados
por poros, trincas, rechupes, etc.Se não houver vazamento, a peça está aprovada e
um laudo assinado por um engenheiro mecânico será emitido aprovando a peça ou
lote (dependendo da amostragem).Se a peça apresentar vazamento, a mesma será
analisada e se necessário, descartada.
Após a montagem da válvula no caminhão e o primeiro teste de carregamento
e descarregamento, foi observado que a válvula desenvolvida neste projeto mostrou-
se com melhor desempenho em relação às válvulas do concorrente também
instalada no caminhão.
Os aspectos observados foram o tempo de carregamento, que foi superado,
pois foi visado uma válvula com maior área de escoamento para diminuir a perda de
carga, e o fluido remanescente no interior da válvula também observou-se, também
resultado de um aspecto construtivo mais eficiente e desenvolvido.
30
FIGURA07 – TESTE DE FUNCIONAMENTO HIDROSTÁTICO
Fonte: Próprio Autor
Nesta fase em parceria com a empresa de transporte de combustíveisTick
Transportes e Nichele, realizamos o acoplamento da válvula no caminhão tanque,
com isso conseguimos identificar pontos fortes e pontos a serem melhorados no
produto.
31
FIGURA 08 – PRODUTO ACOPLADO NO CAMINHÃO
Fonte: Próprio Autor
Podemos observar claramente a perfeição do conjunto acoplado ao
caminhão, desde o acabamento, o interlock instalado corretamente e a válvula
pronta para uso.
32
FIGURA 09 – VÁLVULA DESTAMPADA
Fonte: Próprio Autor
Com o ponto de vista técnico somando-se ao ponto de vista do cliente,
comprovamos que o produto tem um grande potencial de comercialização.
7.4.2 PONTOS FORTES
- Fácil manuseio;
- Atendimento a todos os pré-requisitos da norma vigente;
- Design agradável;
33
- Excelente acabamento;
- Maior durabilidade.
7.4.3 PONTOS A MELHORAR
Inicialmente identificamos dois pontos a serem corrigidos, sendo eles o
diâmetro externo e reposicionamento dos parafusos de fixação para facilitar o
carregamento e a montagem.
Como o projeto é algo novo no ramo de serviços da PLONA e com base nos
princípios da Empresa, o produto passará por processos de melhoria contínua,
baseando-se em evoluções técnicas da Empresa e feedbacks de clientes.
7.5 CÁLCULO DE VAZÃO DE COMBUSTÍVEL
A vazão fundamentada na norma API RP1004, item 4.1.2.1,exige um
dimensional específico para que haja a intercambialidade tanto nos adaptadores
para carga, quanto nos de descarga. Esse diâmetro deve ser 4 polegadas
(101,6mm). Consequentemente a área de escoamento deverá ter no minímo
8107,21mm².
Dimensionando nosso equipamento para o ponto crítico (onde temos o menor
diâmetro dentro da válvula) e utilizando a ferramenta CAD (SolidWorks®), chegamos
a um valor de 9270,97mm² de área de escoamento no ponto crítico conforme a
figura abaixo.
34
Figura 10 – CÁLCULO DA ÁREA DE VAZÃO NO PONTO CRÍTICO
Fonte: Próprio autor
Concluímos que a área disponível, na seção crítica para escoamento, será de
9270,97mm², sendo aproximadamente 15% maior que a mínima estabelecida pela
norma API RP1004.
7.6 CÁLCULO DE DIMENSIONAMENTO DA MOLA
[...]Em geral, as molas podem ser classificadas como de fio (arame), planas
ou de formato especial, existindo variações dentro dessas divisões. As molas de fio
incluem as molas helicoidais de fio redondo e quadrado, feitas para resistir e defletir
sob cargas de tração, compressão e torção. As molas planas incluem os tipos de
vigas em balanço e elípticos, as molas de potência do tipo enrolamento de motor ou
do tipo relógio, e arruelas de mola plana geralmente chamadas de molas Belleville.
(PROJETOS DE ENGENHARIA MECÂNICA, 7ed, Pg 490).
A norma API RP1004 descreve no item 4.1.1.6 a existência de um sistema
que atue no embolo, para que a válvula permaneça vedada imediatamente antes do
acoplamento e imediatamente após o desacoplamento.No nosso projeto utilizaremos
a mola helicoidal de tração, atendendo os requisitos acima descritos.
35
Para calcular a força da mola utilizamos a equação (2)� =�".�.�
.�.� (SHIGLEY,
2009).
Onde:
F= força. [N]
�"= comprimento da mola parcialmente comprimida. [mm]
d= diâmetro do fio da mola. [mm]
G= módulo de elasticidade. [GPa]
C= índice de mola.
Na= número de espiras ativas.
� = ���,�.�,�.��,�
.�,����.�� (2)
Temos que F= 323N.
Obtendo 323N de tração e compressão para a mola que estará acoplada ao embolo
de vedação, sendo suficiente para garantir a estanqueidade e o fácil manuseio.
7.7 CÁLCULO DE FORÇA DE ACIONAMENTO DO CONJUNTO
Para o cálculo da força necessária para aplicar na alavanca que faz abertura
e fechamento da válvula, elaboramos um diagrama de corpo livre em CAD
(SolidWorks®) com a intenção de desenvolver um sistema acionado com baixo
esforço e poucas operações.
Utilizaremos a equação (3) � = �. �. (MERIAM, 1997, p24). Onde:
M = momento [N.mm].
F = Força aplicada no eixo “x” [N].
d = distância de aplicação da força [mm]
A intensidade da força aplicada, deve ser maior ou igual a força de tração da
mola, conforme figura 8, e pela equação (2) sabemos que é 323N.
36
Figura 11: DCL PARA CÁLCULO DO ESFORÇO DA ALVANCA
Fonte: Próprio Autor
A partir do DCL temos as distâncias [mm] e os ângulos para obtermos os resultados:
Figura 12: DCL ÂNGULOS PARA CÁLCULO DO MOMENTO
Fonte: Próprio Autor
� = 323. cos(60,34).50,32 (3)
� = 8043N.mm
Para calcular a força resultante na alavanca, usaremos a equação (4)
�( = � = �). �(MERIAM, 1997, p24).
37
Onde:
M = momento [N.mm].
F’ = Força aplicada na alavanca [N].
d = distância de aplicação da força [mm].
Temos que:
� = �′. � (4)
8043 = �′. 160
�′ = 50,
Concluímos que o esforço necessário que deverá ser atuado na alavanca
será de 50N.
7.8 DIMENSIONAMENTO DO PARAFUSO DE FIXAÇÃO
O dimensionamento correto dos parafusos é de capital importância para o
perfeito funcionamento, vedação e principalmente segurança do produto ao usuário.
Nosso equipamento utilizará 6 parafusosallen M8x25 inox para fixar o corpo
na carcaça. E resistirá a tração da mola no conjunto, que pela equação (2)
chegamos a um resultado de 323N.
No cálculo do número mínimo de parafusos, para fixação do conjunto, para
comprovar que a carga de trabalho será menor que sua resistência mecânica a
tração, que é de 70kgf/mm², utilizaremos a equação 5.
A partir da equação 5 (SHIGLEY, 2005).
Resistênciadoparafuso =9
:;<;=> (5)
38
Onde:
P = carga aplicada [N]
Atotal = área [m²] x Número de parafusos
n = número de parafusos necessários
Temos que:
Resistênciadoparafuso =323
6.50,26
Assim concluímos que os parafusos precisam resistir a um esforço de 1,07 N/mm².
Sabendo que o parafuso escolhido resiste uma tração de 700N/mm², garantimos que
o parafuso não problema.
8. PROJETO MECÂNICO
Este tópico consiste em demonstrar as características construtivas do
projeto da válvula BottonLoading. Demonstrando todas as cotas e peças
necessárias para a fabricação do produto, conforme apêndice V.
9. CUSTOS PRELIMINARES
Para o cálculo do custo de produção, temos que analisar o que será investido
para a fabricação da válvula BottonLoading. Levando em consideração o
knowhowda empresa PLONA Ltda, nos processos de fundição e usinagem,
conseguimos chegar a um valor bem aproximado do custo de fabricação das peças
de protótipo.
39
Quadro 2 – Custos Preliminares
DESCRIÇÃO QUANTIDADE VALOR UNITÁRIO VALOR TOTAL
MODELO DE FUNDIÇÃO 4 R$5.000,00 R$20.000,00
FUNDIÇÃO 1 R$100,00 R$100,00
ALUMÍNIO LIGA 6 kg R$7,38 R$44,28
AÇO INOXIDÁVEL 1 kg R$17,00 R$17,00
TORNO CNC 10 horas R$33,38 R$333,80
CENTRO DE USINAGEM 10 horas R$35,98 R$359,80
MONTAGEM 1 hora R$21,26 R$21,26
TESTES 2 horas R$22,26 R$44,52
TOTAL R$20.920,66
Fonte: Próprio Autor
Observamos um custo total de fabricação de R$20.920,66. Esse valor a
princípio alto será dividido pelo número de peças que será fabricado. O valor unitário
a ser alcançado para a fabricação em série deve ser de no máximo R$214,00. Que
será facilmente obtido com a mudança da fundição em areia para coquilha.
10. CONCLUSÃO
Conforme proposta inicial, nosso objetivo é desenvolver uma válvula de carga
e descarga para caminhões tanques, em parceria com a empresa PLONA Ltda. No
decorrer deste estudo identificamos os fatores potenciais que levarão ao êxito da
fabricação do adaptador.
Com a ferramenta Benchmarking, identificamos os maiores fabricantes da
válvula BottonLoading no mercado brasileiro e conseguimos distinguir o diferencial
de cada fabricante. Com este comparativo, concluímos que é possível a fabricação e
a inserção desta peça produzida pela PLONA Ltda, no mercado. Garantindo a
qualidade e com objetivo de superar as expectativas do cliente.
As normas vigentes definem a questão construtiva do equipamento, para
manter os padrões internacionais, visando a segurança e padronização. Dentro das
possibilidades, a única opção de melhoria ou inovação, é no design e na matéria
prima dos componentes. Utilizamos a liga SAE309, que já é usada pela empresa
PLONA Ltda, não necessitando de compras de matérias primas diferenciadas para a
40
fabricação da peça. Essa liga atende a todos os esforços de trabalho dentro das
margens de segurança.
O desenvolvimento deste trabalho nos proporcionou vivenciar as dificuldades
e aprendizados na construção de um projeto. A parceria com a empresa PLONA
Ltda, foi de capital importância, pois poderemos ver um produto desenvolvido por
nós, sendo fabricado em larga escala e comercializado.
Com o desenvolvimento de novas tecnologias e novas ligas, certamente virão
implementar o projeto, dando ainda maior eficiência, operacionalidade e custos
menores.
41
REFERÊNCIAS
BRAGHETTO, Antônio C. Processos de Fabricação Vol1: Editora: Fundação
Roberto Marinho ,2009.
CAMP, Robert C. Benchmarking o caminho da qualidade total São Paulo: Editora
Pioneira, 1998.
CHENG, LinChih, Desdobramento da função qualidade na gestão de
desenvolvimento de produto. 2* Ed revisada, 1995.
MERIAM, J. L. Mecânica Estática 4ed, Editora: LTC, 1997.
SOUZA, Osvaldo Rodrigues de. História Geral São Paulo: Editora Ática, 1990.
SHIGLEY, Joseph E. Projetos de Engenharia Mecânica 7ed, Editora: Bookman,
2005.
CATÁLOGO MGN – Disponível em:
http://www.mgn.ind.br/produtos/produtos_detalhes.php?cd_prod=1. Acesso em 05
setembro 2015.
CATÁLOGO OPW – Disponível em:
http://br.opwglobal.com/pt-BR/Products.aspx. Acesso em 05 setembro 2015.
CATÁLOGO VLADOS – Disponível em:
http://www.vlados.com.br/webapps/imagefile/arquivos/botton_loading_p_-
_cliente.pdf. Acesso em 05 setembro 2015.
www.emcowheaton.com Acesso em 09/11/2015.
http://www.guerra.com.br Acesso em 09/11/2015.
http://www.almeidametais.com.br/ligas_aluminio.asp#5 Acesso em 09/11/2015.
http://www.enapac.com acesso em 24/11/2015.
42
APÊNDICES
APÊDICE I - QUESTIONÁRIO PESQUISA DE MERCADO
Somos alunos da Universidade Tuiuti do Paraná, do curso de engenharia mecânica. Estamos fazendo uma pesquisa para nos ajudar com o nosso trabalho de conclusão de curso. Com o objetivo de aperfeiçoar a válvula bottonloading para carga e descarga de caminhão tanque.
Desejamos levantar dados práticos para enriquecer o conteúdo do nosso projeto.
Assinale com um X uma única opção de resposta.
1) Para o acionamento da válvula, faz diferença o pe so de movimentação da alavanca? ( ) Sim, quanto mais leve melhor. ( ) Não, quanto mais pesado melhor. ( ) Não importa o peso.
2) Sabendo que o aço inoxidável é mais resistente q ue ao alumínio fundido, quando ambos em contato com à água, você c oncordaria em pagar mais por uma válvula desenvolvida em aço inox ? ( ) Sim, quanto maior a durabilidade melhor. ( ) Não, quanto mais barato melhor. ( ) Talvez, dependendo da diferença de valores.
3) Você realiza a manutenção da válvula conforme a especificação do fabricante? ( ) Sim, visando segurança. ( ) Não acho necessário.
4) Qual a sua expectativa referente a vida útil de operação? ( ) 1 ano. ( ) 2 anos. ( ) 5 anos.
5) O tempo de troca das anéis de vedação é relevant e? ( ) Sim. ( ) Não. Se sim, justifique:
43
____________________________________________________________________________________________________________________
6) Você considera a disponibilidade de peças de rep osição na hora da compra? ( ) Sim. ( ) Não.
7) Como você gostaria de adquirir os itens de repos ição? ( ) Um kit contendo todos os anéis de vedação e rep aros. ( ) Itens vendido separadamente, mesmo o custo unit ário sendo maior.
8) O design é um fator decisivo de compra? ( ) Sim. ( ) Não.
9) Considerando que o fator segurança é fundamental , você concordaria em investir um valor maior por um item que tenha um nível de segurança elevado? ( ) Sim, pois a segurança é fundamental. ( ) Não, pois a operação não oferece riscos. ( ) Não. Avaliamos apenas o custo.
10) Você já presenciou ou conhece algum relato sob re acidente durante a operação de carga e descarga usando o método Top Lo ading (feito por cima do caminhão)? ( ) Sim. ( ) Não.
44
APÊNDICE II – QFD
45
APÊNDICE III – MATRIZ DE DECISÃO
MATRIZ DE DECISÃO
Processo de Fabricação
IMPORTÂNCIA DO CRITÉRIO Usinado Fundido
Custo 3 2 2
LEGENDA
1
Tempo de Fabricação 3 2 3
1
Razoavelmente importante
Qualidade do acabamento 3 3 2
2 Importante
Produtividade 3 1 3
3 Muito importante
Qualidade do produto 3 2 3
LEGENDA
2
Garantia 3 3 3
0 Não atende
Rastreabilidade de defeitos
2 1 2
1 Atende parcialmente
Estampagem de logomarcas
1 0 3
2 Atende
Payback 3 3 2
3 Supera
NOTA: 50 61
46
APÊNDICE IV – Liga SAE 309 Características
Fonte: Almeida Metais
APENDICE V – PROJETO MECÂNICO
47
FMEA Design
Design FMEA Executado Nome do Produto / Processo
No do Produto / Processo
Cliente Projeto
Líder do projeto Aprovado data 07/06/2016 FMEA no. Rev.01 Página no. 1
Caracterização da Falha Avaliação da situação atual Ação / Resultados
Efeitos da falha (4) (5) (9) (PoxSxPd)
no.
Nome do
componente /
processo /
operação ou
principal função Função
Potencial Modo de
Falha Potencial Efeito da Falha
Clie
nte
Inte
rno
Potencial Causa da Falha Verificação do Projeto
Oco
rrê
ncia
(P
o)
Se
ve
rid
ad
e (
S)
De
tecçã
o (
Pd
)
Nú
me
ro d
e P
rio
rid
ad
e
de
Ris
co
(R
PN
.)
Crí
tico
Açã
o R
eco
me
nd
ad
a
Re
sp
on
sá
ve
l
Prazo
Ob
se
rva
çõ
es
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1 trincas vazamento X falha do material especificar material 4 6 10 240 X utilizar liga SAE 309
vazamento perda de resistência falha de especificação do material revisão do material 4 6 10 240 X utilizar liga SAE 309
falha de processo de fabricação acrescentar simbologia correta
logística do material especificação de embalagem
vazamento desperdício X falha de acoplamento teste de estanqueidade 4 9 1
mal acoplamento risco de acidente X tolerância incorreta executar conforme norma API 4 9 1 36
vazamento demora na operação falha na operação elaborar procedimento 5 7 4 140
risco de incêndio X falta de procedimento elaborar procedimento 9 4 36
trincas perda de resistência falha de material especificar material 4 3 10 120
vazamento desperdício X falha de especificação do material especificar material 4 6 10 240 X utilizar liga SAE 309
empenamento dificuldade de engate X logística do material especifcação de embalagem 2 8 5 80
manobra da válvula empenamento dificuldade de acionamento X falha do material revisão do material 2 7 10 140 X
quebrar inoperação X falha de especificação do material revisão do material 1 8 10 80 X
obstrução da alavanca conjunto não aciona X ângulo entre eixo e alavanca uso de mola 2 7 2 28
folga tolerância incorreta baixa rugosidade do eixo 8 10 80 X
controle de vazão acionamento pesado 6
vedação flambagem risco de acidente falha de material especificação do material 5 9 10 450 X utilizar liga AISI 302
fadiga inoperação X falha de especificação do material revisão do material 5 7 10 350 X utilizar liga AISI 302
quebra vazamento X falha dimensional mola concentrica ao eixo
2
9 10 180 X
adicionar sobremetal no
encaixe do êmbolo e da
carcaça
desacoplamento 2
2
vazamento
risco de incêndio falha de usinagem acréscimo de sobremetal2
7 10 140 X adicionar 1,5mm de
sobremetal mínimo
desgaste prematuro falha de usinagem acréscimo de sobremetal
X não conformidade da mola especificar número de espiras 9 27
inserir tolerância de
concentricidade
adicionar 1,5mm de
sobremetal mínimo
5 8
1 5 10
15incluir cota de controle para o
posicionamento
esforço excentrico 2
Êmbolo
X
1 35
baixo nível de vazão atraso no carregamento e
descarregamento
posicionamento da trava de
descarga
X
X
ângulo de vedação
inapropriado
desgaste prematuro empenamento do pistão
controle de vazão
Carcaça
Alavanca
Mola
concentrecidade entre tampa e
alojamento do pistao
sustentação dos
componentes
abertura e
fechamento
travamento de
segurança
resistência ao
acionamento da
alavanca
engate de
conexões
suportar esforços
mecânicos
X
Glauber, Jeferson e Rodolfo
Válvula de Engate API
Trabalho de conclusão de curso
1
carregamento e
descarregamento
50
vedação
80
não efetua carregamento X descumprimento da norma
Engatefalha no
carregamento
diâmetro do
acoplamento maior ou
menor
98 X
inserir cota de controle
revisar tolerâncias conforme
Norma API 1004
2 7 7
165,50
10
26
153,50 ±0,1
8,20
A
18
17
- -0,01
600,
0340
M14
1,50 + 0,50
12
,40
0,50 X 30° (2x)
DETALHE AESCALA 2 : 1
8
5,7
USAR TOLERANCIA F7 PARA BUCHAMedidas de controle: 2
Quebrar cantos: 0,5x45ºNota
3,2)(
Nome:
Dimensão:
Nº
Verif.:Proj:
Material:
Esc:
Localizaçãono computador:
Revisado em:
EIXO DO ÊMBOLO
168mm BARRA REDONDA Ø18mm H9 INOX 304 TREFILADO POLIDO
60.031
1:2 RODOLFO GILENO 28-06-16
Z:\Fábrica\Eng. Processos\Rodoviário\Desenhos
> 400 - 500 ± 0.485
± 0.315> 120 - 180
> 180 - 250
> 315 - 400
> 250 - 315
± 0.360
± 0.445
± 0.405
± 0.230
± 0.270
± 0.195
> 50 - 80
> 80 - 120
> 30 - 50
> 18 - 30 ± 0.165
± 0.0701 - 3
> 3 - 6
> 10 - 18
> 6 - 10
DIN 7151 (IT 13)
± 0.090
TOLERÂNCIA GERAL
± 0.135
± 0.110
> 400 - 500 ± 0.775
± 0.500> 120 - 180
> 180 - 250
> 315 - 400
> 250 - 315
± 0.575
± 0.700
± 0.650
± 0.370
± 0.435
± 0.310
> 50 - 80
> 80 - 120
> 30 - 50
> 18 - 30 ± 0.260
± 0.1251 - 3
> 3 - 6
> 10 - 18
> 6 - 10
DIN 7151 (IT 14)
± 0.150
TOLERÂNCIA GERAL
± 0.215
± 0.180
11
5 + 0,
30
29°
97
,8
10
3,8
11
0,6 AA
R2,3 (2x)
30°
5,2
5
17
+ +0,02
400,
0060
15
M14
x2.0
3
25
0
4,6
0 1
0,3
14,
6 2
0,30
3
4,30
SEÇÃO A-A
Medidas de controle: 2Quebrar cantos: 0,5x45ºRaios não cotados: R0,2Nota
3,2)(
Nome:
Peso:
Nº
Verif.:Proj:
Material:
Esc:
Localizaçãono computador:
Revisado em:
ÊMBOLO
0,8 KgÊMBOLO BRUTO 60.529
60.029
1:1 RODOLFO GILENO 28-06-16
Z:\Fábrica\Eng. Processos\Rodoviário\Desenhos
> 400 - 500 ± 0.485
± 0.315> 120 - 180
> 180 - 250
> 315 - 400
> 250 - 315
± 0.360
± 0.445
± 0.405
± 0.230
± 0.270
± 0.195
> 50 - 80
> 80 - 120
> 30 - 50
> 18 - 30 ± 0.165
± 0.0701 - 3
> 3 - 6
> 10 - 18
> 6 - 10
DIN 7151 (IT 13)
± 0.090
TOLERÂNCIA GERAL
± 0.135
± 0.110
> 400 - 500 ± 0.775
± 0.500> 120 - 180
> 180 - 250
> 315 - 400
> 250 - 315
± 0.575
± 0.700
± 0.650
± 0.370
± 0.435
± 0.310
> 50 - 80
> 80 - 120
> 30 - 50
> 18 - 30 ± 0.260
± 0.1251 - 3
> 3 - 6
> 10 - 18
> 6 - 10
DIN 7151 (IT 14)
± 0.150
TOLERÂNCIA GERAL
± 0.215
± 0.180
20°
60°
16
6 + +0,
150,
10
R80,50 - 00,2
8,50 (6x )
194
A
A
C C
0,1 A
A
10
1,6
±0,1
13
3,35
±0,
1
14
6,05
±0,
1
15
2,4
±0,1
16
5,10
±0,
1
45°
45°
15
2,40
±0,
1
12
7
16
5,10
±0,
1
45°
B
SEÇÃO A-AESCALA 1 : 2
0,05 A 0,1 A
5
4
36,5 38,1 ±0,1
9,5 ±0,1
1,6 ±0,1
6,4 +-0,050,15
60° ±0,5° 22 DETALHE B
ESCALA 1 : 1
1,6
1,6
8,5
16
SEÇÃO C-CESCALA 1 : 2
Raios não cotados: R0,4Quebrar cantos: 0,5x45º
Nota
Medidas de controle: 7
Superfície de Vedação
Superfície de Vedação
)1,6
(3,2
1,7 KgPeso:
ENGATE BRUTO 60.511Material:
60.011
GILENOVerif.: Revisado em:
Z:\Fábrica\Eng. Processos\Rodoviário\Desenhos
28-06-16
Localização
RODOLFOProj:
1:2Esc:
no computador:
ENGATENº
± 0.180
± 0.215
TOLERÂNCIA GERAL
± 0.150
DIN 7151 (IT 14)
> 6 - 10
> 10 - 18
> 3 - 6
1 - 3 ± 0.125
± 0.260> 18 - 30
> 30 - 50
> 80 - 120
> 50 - 80
± 0.310
± 0.435
± 0.370
± 0.650
± 0.700
± 0.575
> 250 - 315
> 315 - 400
> 180 - 250
> 120 - 180 ± 0.500
± 0.775> 400 - 500
± 0.110
± 0.135
TOLERÂNCIA GERAL
± 0.090
DIN 7151 (IT 13)
> 6 - 10
> 10 - 18
> 3 - 6
1 - 3 ± 0.070
± 0.165> 18 - 30
> 30 - 50
> 80 - 120
> 50 - 80
± 0.195
± 0.270
± 0.230
± 0.405
± 0.445
± 0.360
> 250 - 315
> 315 - 400
> 180 - 250
> 120 - 180 ± 0.315
± 0.485> 400 - 500
25
2
20 Face plana
Face plana
Espiras ativas: 2Nota
Nome:
Dimensão:
Nº
Verif.:Proj:
Material:
Esc:
Localizaçãono computador:
Revisado em:
MOLA DA ALAVANCA
Ø20mm x 25mmFIO Ø2mm AISI 302
60.022
2:1 RODOLFO GILENO 28-06-16
Z:\Fábrica\Eng. Processos\Rodoviário\Desenhos
> 400 - 500 ± 0.485
± 0.315> 120 - 180
> 180 - 250
> 315 - 400
> 250 - 315
± 0.360
± 0.445
± 0.405
± 0.230
± 0.270
± 0.195
> 50 - 80
> 80 - 120
> 30 - 50
> 18 - 30 ± 0.165
± 0.0701 - 3
> 3 - 6
> 10 - 18
> 6 - 10
DIN 7151 (IT 13)
± 0.090
TOLERÂNCIA GERAL
± 0.135
± 0.110
> 400 - 500 ± 0.775
± 0.500> 120 - 180
> 180 - 250
> 315 - 400
> 250 - 315
± 0.575
± 0.700
± 0.650
± 0.370
± 0.435
± 0.310
> 50 - 80
> 80 - 120
> 30 - 50
> 18 - 30 ± 0.260
± 0.1251 - 3
> 3 - 6
> 10 - 18
> 6 - 10
DIN 7151 (IT 14)
± 0.150
TOLERÂNCIA GERAL
± 0.215
± 0.180
170
,40
34
3,50
Face plana
Face plana
Espiras ativas: 12Nota
12,5
Nome:
Dimensão:
Nº
Verif.:Proj:
Material:
Esc:
Localizaçãono computador:
Revisado em:
MOLA DO ÊMBOLO
Ø34mm x 170mmFIO Ø3,5mm AISI 302
60.030
1:1 RODOLFO GILENO 28-06-16
Z:\Fábrica\Eng. Processos\Rodoviário\Desenhos
> 400 - 500 ± 0.485
± 0.315> 120 - 180
> 180 - 250
> 315 - 400
> 250 - 315
± 0.360
± 0.445
± 0.405
± 0.230
± 0.270
± 0.195
> 50 - 80
> 80 - 120
> 30 - 50
> 18 - 30 ± 0.165
± 0.0701 - 3
> 3 - 6
> 10 - 18
> 6 - 10
DIN 7151 (IT 13)
± 0.090
TOLERÂNCIA GERAL
± 0.135
± 0.110
> 400 - 500 ± 0.775
± 0.500> 120 - 180
> 180 - 250
> 315 - 400
> 250 - 315
± 0.575
± 0.700
± 0.650
± 0.370
± 0.435
± 0.310
> 50 - 80
> 80 - 120
> 30 - 50
> 18 - 30 ± 0.260
± 0.1251 - 3
> 3 - 6
> 10 - 18
> 6 - 10
DIN 7151 (IT 14)
± 0.150
TOLERÂNCIA GERAL
± 0.215
± 0.180
18
1,5
0 1
3
1,5
0
1
1
0,50 X 45°(2x)
4
4,76
Raios não cotados: R0,4Eliminar rebarbas
Nota
3,2)(
Nome:
Dimensão:
Nº
Verif.:Proj:
Material:
Esc:
Localizaçãono computador:
Revisado em:
PINO DA HASTE
21mmBARRA REDONDA 3/16" INOX 304 TREFILADO NATURAL
60.036
5:1 RODOLFO GILENO 28-06-16
Z:\Fábrica\Eng. Processos\Rodoviário\Desenhos
> 400 - 500 ± 0.485
± 0.315> 120 - 180
> 180 - 250
> 315 - 400
> 250 - 315
± 0.360
± 0.445
± 0.405
± 0.230
± 0.270
± 0.195
> 50 - 80
> 80 - 120
> 30 - 50
> 18 - 30 ± 0.165
± 0.0701 - 3
> 3 - 6
> 10 - 18
> 6 - 10
DIN 7151 (IT 13)
± 0.090
TOLERÂNCIA GERAL
± 0.135
± 0.110
> 400 - 500 ± 0.775
± 0.500> 120 - 180
> 180 - 250
> 315 - 400
> 250 - 315
± 0.575
± 0.700
± 0.650
± 0.370
± 0.435
± 0.310
> 50 - 80
> 80 - 120
> 30 - 50
> 18 - 30 ± 0.260
± 0.1251 - 3
> 3 - 6
> 10 - 18
> 6 - 10
DIN 7151 (IT 14)
± 0.150
TOLERÂNCIA GERAL
± 0.215
± 0.180
12
4
AA
10
8
3
15,
50
8 45°
SEÇÃO A-AESCALA 3 : 1
3,2
Nome:
Dimensão:
Nº
Verif.:Proj:
Material:
Esc:
Localizaçãono computador:
Revisado em:
PINO DA TAMPA
18mmBARRA REDONDA 5/8" LATÃO
60.002
3:1 RODOLFO GILENO 28-06-16
Z:\Fábrica\Eng. Processos\Rodoviário\Desenhos
> 400 - 500 ± 0.485
± 0.315> 120 - 180
> 180 - 250
> 315 - 400
> 250 - 315
± 0.360
± 0.445
± 0.405
± 0.230
± 0.270
± 0.195
> 50 - 80
> 80 - 120
> 30 - 50
> 18 - 30 ± 0.165
± 0.0701 - 3
> 3 - 6
> 10 - 18
> 6 - 10
DIN 7151 (IT 13)
± 0.090
TOLERÂNCIA GERAL
± 0.135
± 0.110
> 400 - 500 ± 0.775
± 0.500> 120 - 180
> 180 - 250
> 315 - 400
> 250 - 315
± 0.575
± 0.700
± 0.650
± 0.370
± 0.435
± 0.310
> 50 - 80
> 80 - 120
> 30 - 50
> 18 - 30 ± 0.260
± 0.1251 - 3
> 3 - 6
> 10 - 18
> 6 - 10
DIN 7151 (IT 14)
± 0.150
TOLERÂNCIA GERAL
± 0.215
± 0.180
35
7,94
5,94
45°
12
90°
7
NOTA:ISENTO DE REBARBASQUEBRAR CANTOS 0,5x45º
)(12,5
Nome:
Dimensão:
Nº
Verif.:Proj:
Material:
Esc:
Localizaçãono computador:
Revisado em:
PINO DA TRAVA
38mmBARRA REDONDA 5/16" H9INOX 304 TREFILADO POLIDO
60.006
2:1 RODOLFO GILENO 28-06-16
Z:\Fábrica\Eng. Processos\Rodoviário\Desenhos
> 400 - 500 ± 0.485
± 0.315> 120 - 180
> 180 - 250
> 315 - 400
> 250 - 315
± 0.360
± 0.445
± 0.405
± 0.230
± 0.270
± 0.195
> 50 - 80
> 80 - 120
> 30 - 50
> 18 - 30 ± 0.165
± 0.0701 - 3
> 3 - 6
> 10 - 18
> 6 - 10
DIN 7151 (IT 13)
± 0.090
TOLERÂNCIA GERAL
± 0.135
± 0.110
> 400 - 500 ± 0.775
± 0.500> 120 - 180
> 180 - 250
> 315 - 400
> 250 - 315
± 0.575
± 0.700
± 0.650
± 0.370
± 0.435
± 0.310
> 50 - 80
> 80 - 120
> 30 - 50
> 18 - 30 ± 0.260
± 0.1251 - 3
> 3 - 6
> 10 - 18
> 6 - 10
DIN 7151 (IT 14)
± 0.150
TOLERÂNCIA GERAL
± 0.215
± 0.180
5,50 (2x) 99 ±0,1
8
96,
30 ±
0,1
45°
AA
14 --0,10,2
10 +
0,10
162
158 R0,4
40
+ 0,3
0
45
8
SEÇÃO A-AESCALA 1 : 3
Medidas de controle: 2
Nota
Quebrar cantos 0,5x45ºRaios não cotados: R0,4
)3,2
(
Nome:
Peso:
Nº
Verif.:Proj:
Material:
Esc:
Localizaçãono computador:
Revisado em:
TAMPA DE PROTEÇÃO
0,756 KgTAMPA DE PROTEÇÃO BRUTO 60.501
60.001
1:3 RODOLFO GILENO 28-06-16
Z:\Fábrica\Eng. Processos\Rodoviário\Desenhos
> 400 - 500 ± 0.485
± 0.315> 120 - 180
> 180 - 250
> 315 - 400
> 250 - 315
± 0.360
± 0.445
± 0.405
± 0.230
± 0.270
± 0.195
> 50 - 80
> 80 - 120
> 30 - 50
> 18 - 30 ± 0.165
± 0.0701 - 3
> 3 - 6
> 10 - 18
> 6 - 10
DIN 7151 (IT 13)
± 0.090
TOLERÂNCIA GERAL
± 0.135
± 0.110
> 400 - 500 ± 0.775
± 0.500> 120 - 180
> 180 - 250
> 315 - 400
> 250 - 315
± 0.575
± 0.700
± 0.650
± 0.370
± 0.435
± 0.310
> 50 - 80
> 80 - 120
> 30 - 50
> 18 - 30 ± 0.260
± 0.1251 - 3
> 3 - 6
> 10 - 18
> 6 - 10
DIN 7151 (IT 14)
± 0.150
TOLERÂNCIA GERAL
± 0.215
± 0.180
8,2
0
5,50
3,50
R17,4 4
75
86
6
NotaRaios não cotados: R0,4Quebrar cantos 0,5x45º
)6,3
(
Nome:
Dimensão:
Nº
Verif.:Proj:
Material:
Esc:
Localizaçãono computador:
Revisado em:
TRAVA DA TAMPA
175,6 gTRAVA DA TAMPA BRUTO 60.505
60.005
1:1 RODOLFO GILENO 28-06-16
Z:\Fábrica\Eng. Processos\Rodoviário\Desenhos
> 400 - 500 ± 0.485
± 0.315> 120 - 180
> 180 - 250
> 315 - 400
> 250 - 315
± 0.360
± 0.445
± 0.405
± 0.230
± 0.270
± 0.195
> 50 - 80
> 80 - 120
> 30 - 50
> 18 - 30 ± 0.165
± 0.0701 - 3
> 3 - 6
> 10 - 18
> 6 - 10
DIN 7151 (IT 13)
± 0.090
TOLERÂNCIA GERAL
± 0.135
± 0.110
> 400 - 500 ± 0.775
± 0.500> 120 - 180
> 180 - 250
> 315 - 400
> 250 - 315
± 0.575
± 0.700
± 0.650
± 0.370
± 0.435
± 0.310
> 50 - 80
> 80 - 120
> 30 - 50
> 18 - 30 ± 0.260
± 0.1251 - 3
> 3 - 6
> 10 - 18
> 6 - 10
DIN 7151 (IT 14)
± 0.150
TOLERÂNCIA GERAL
± 0.215
± 0.180
01
02 03 04
06
08 07
05
0910
11
21
22 23
24
25
37
26 27 28
31
32
30
33
34
3536
29
12
13
?
14
15
18
20
19
17
16CONJUNTO ÊMBOLO60.206
CONJUNTO VEDAÇÃO60.207
ITEM DESCRIÇÃO CÓDIGO QTDE1 TAMPA DE PROTEÇÃO 60.001 12 PINO DA TAMPA 60.002 13 ARGOLA Ø3xØ30 60.003 14 VEDAÇÃO DA TAMPA Ø132xØ163 NITRÍLICA 60.004 15 PINO DA TRAVA 60.006 16 TRAVA DA TAMPA 60.005 17 CORRENTE ELO CURTO 210mm 60.007 18 ARGOLA Ø2xØ25 60.008 29 PARAFUSO ALLEN CAB. ABAULADA M8X25 60.009 6
10 ARRUELA DE PRESSÃO P/ M8 DIN 6905 60.010 611 ENGATE 60.011 112 ORING Ø6,99xØ95 VITON 60.037 113 ÊMBOLO 60.029 114 MOLA DO ÊMBOLO 60.030 115 EIXO DO ÊMBOLO 60.031 116 ANEL TRAVA DIN 6799 AISI 304 P/ EIXO Ø7 60.032 317 VARÃO 60.033 118 EIXO DE ACIONAMENTO 60.034 119 ANEL TRAVA DIN 6799 AISI 304 P/ EIXO Ø4 60.035 220 PINO DA HASTE 60.036 121 ORING Ø2,62xØ171 VITON 60.012 122 CARCAÇA 60.013 123 BATENTE DA ALAVANCA 60.015 124 BUCHA DO ÊMBOLO 60.014 125 EIXO DA ALAVANCA 60.016 126 ANEL SEPARADOR Ø23 60.017 127 ANEL QUADRADO 3,2xØ19 VITON 60.018 128 BUCHA DO EIXO 60.019 129 ANEL SEPARADOR Ø22 60.021 130 PORCA PARLOCK M6 60.024 131 BRAÇO DA ALAVANCA 60.025 132 PARAFUSO ALLEN CAB. ABAULADA M6x45 ISO 7380 60.026 133 ANEL SEPARADOR Ø35 60.027 134 BUCHA DA ALAVANCA 60.023 135 MOLA DA ALAVANCA 60.022 136 ORING Ø2,62xØ16 VITON 60.020 137 ANEL TRAVA B27.3 P/ EIXO Ø17 60.028 2
60.201
60.202
60.203
60.204
NOTA:UTILIZAR GRAXA AZUL NA MONTAGEM DOS PARAFUSOS
OLEAR EIXO DO ÊMBOLO
UTILIZAR EMBALAGEM PADRÃO PLONA E PLÁSTICO BOLHA
EFETUAR TESTE HIDROSTÁTICO (10 BAR)
APERTAR PARAFUSOS COM 15 N.m
50.205
CÓDIGO DESCRIÇÃO QUANTIDADE60.201 CONJUNTO TAMPA DE PROTEÇÃO 160.202 CONJUNTO ENGATE 160.203 CONJUNTO CARCAÇA 160.204 CONJUNTO ALAVANCA 160.205 CONJUNTO ÊMBOLO 1
6,0 KgPeso:
BOTTON LOADINGFamília:
60.901
GILENOVerif.: Revisado em:
Z:\Fábrica\Eng. Processos\Rodoviário\Desenhos
28-06-16
Localização
RODOLFOProj:
1:2Esc:
no computador:
VÁLVULA DE ENGATE APINº
± 0.180
± 0.215
TOLERÂNCIA GERAL
± 0.150
DIN 7151 (IT 14)
> 6 - 10
> 10 - 18
> 3 - 6
1 - 3 ± 0.125
± 0.260> 18 - 30
> 30 - 50
> 80 - 120
> 50 - 80
± 0.310
± 0.435
± 0.370
± 0.650
± 0.700
± 0.575
> 250 - 315
> 315 - 400
> 180 - 250
> 120 - 180 ± 0.500
± 0.775> 400 - 500
± 0.110
± 0.135
TOLERÂNCIA GERAL
± 0.090
DIN 7151 (IT 13)
> 6 - 10
> 10 - 18
> 3 - 6
1 - 3 ± 0.070
± 0.165> 18 - 30
> 30 - 50
> 80 - 120
> 50 - 80
± 0.195
± 0.270
± 0.230
± 0.405
± 0.445
± 0.360
> 250 - 315
> 315 - 400
> 180 - 250
> 120 - 180 ± 0.315
± 0.485> 400 - 500