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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIACOLGIO TCNICO INDUSTRIALCURSO TCNICO EM AUTOMAO INDUSTRIALAPLICAO DE UM MTODOCONSTRUTIVO DE PNEUMTICATRABALHO DE CONCLUSO DE CURSOMarcos Lucas de OliveiraSanta Maria, RS, Brasil
2012
APLICAO DE UM MTODOCONSTRUTIVO DE PNEUMTICA
Marcos Lucas de Oliveira
Trabalho apresentado ao curso tcnico em Automao Industrial, rea de concentrao em Pneumtica, do Colgio Tcnico Industrial da Universidade Federal de Santa Maria (CTISM/UFSM, RS) com requesito parcial para obteno do grau de Tcnico em Automao Industrial.Orientador: Prof. Me. Fernando BayerSanta Maria, RS, Brasil
2012
Espao destinado para ajustes necessrios ao Arquivamento na bibliotecaUniversidade Federal de Santa Maria
Colgio Tcnico Industrial
A Comisso Examinadora, abaixo assinalada,
aprova o trabalho de concluso de cursoAPLICAO DE UM MTODO
CONSTRUTIVO DE PNEUMTICA
elaborado por
Marcos Lucas de Oliveira
como requesito parcial para obteno do grau de
Tcnico em Automao Industrial
COMISSO EXAMINADORAFernando Bayer
(Orientador)
Luciano Retzlaff, Me. (UFSM)Santa Maria, 10 de setembro de 2012
DEDICATRIA
Aos meus pais, pelas angustias e preocupaes que lhes afligiram por minha causa, por terem dedicado suas vidas a mim a fim de promover meus estudos, pelo amor, carinho e estmulo que me oferecem, dedico-lhes essa conquista como forma de gratido.
AGRADECIMENTO
Agradeo a ajuda prestimosa de meu orientador, Fernando Bayer, pela compreenso e pacincia.Agradeo ao professor, Maurcio Carvalho, por ter me auxiliado na elaborao deste trabalho.Agradeo aos meus amigos e colegas pelo apoio e estmulo.
LISTA DE FIGURAS21Figura 1 Atuadores e suas divises
26Figura 2 Quadro geral de compressores industriais
30Figura 3 Unidade de conservao pneumtica LUBRIFIL
32Figura 4 Elementos componentes de uma rede pneumtica
35Figura 5 Diagrama em bloco do circuito eletropneumtico
36Figura 6 Grfico da proporo de materiais reciclados em atividades industriais.
38Figura 7 Preos da sucata de alumnio
39Figura 8 Processo de Reciclagem do Alumnio.
46Figura 9 Fotografia do primeiro teste do sistema pneumtico na bancada de ensaios da Parker
47Figura 10 Teste de compresso de uma lata de alumnio
51Figura 11 Prottipo da prensa pneumtica para amassar latas de alumnio de at 473 ml.
53Figura 12 Diagrama Trajeto- Passo do cilindro A
53Figura 13 Diagrama Trajeto- Passo do Cilindro B
54Figura 14 Diagrama trajeto-tempo
54Figura 15 Diagrama de comando
55Figura 16 Representao do funcionamento da prensa pneumtica para amassar latas de alumnio.
55Figura 17 Circuito ligado
55Figura 18 Acionamento das vlvulas direcionais 3vias 2 posies por boto e inicio do processo
56Figura 19 Vlvula de Simultaneidade transmitindo o ar aos componentes
56Figura 20 Vlvula direcional cinco vias duas posies inicia sua funo
56Figura 21 Ar passando pela vlvula redutora de vazo e acionando o cilindro A que posiciona a lata para compresso
56Figura 22 Ao fim de curso do cilindro A, o ar direcionado a acionar a primeira vlvula de sequncia
57Figura 23 Vlvula de sequncia 1 aciona a vlvula de 5 vias e 2 posies.
57Figura 24 Acionamento da primeira vlvula de redutora de vazo.
57Figura 25 Acionamento do cilindro B no qual deforma a lata
57Figura 26 Ao fim de curso do cilindro B, o mesmo aciona a segunda vlvula de sequncia.
58Figura 27 A segunda vlvula de sequncia transfere o ar para a vlvula de cinco vias e duas posies para que a mesma inverta sua posio.
58Figura 28 A vlvula de cinco vias e duas posies inverte novamente o seu sentido de passagem do ar.
58Figura 29 A vlvula cinco vias e duas posies aciona a terceira vlvula redutora de vazo.
58Figura 30 O ar passa diante da vlvula redutora de vazo e inicia a retomada da posio inicial do cilindro A.
59Figura 31 Ao fim do retorno do cilindro A, ele aciona a terceira vlvula de sequncia.
59Figura 32 A terceira vlvula de sequncia tem a funo de liberar o ar para mover a segunda vlvula cinco vias e duas posies com o intuito de liberar a passagem do ar.
59Figura 33 Vlvula cinco vias e duas posies inverte sua posio para liberao do ar.
59Figura 34 A quarta vlvula redutora de vazo acionada para permitir a passagem do ar.
60Figura 35 O cilindro B retorna a sua posio inicial.
60Figura 36 Fim do processo da prensa, para reinicia-lo preciso acionar o mdulo de segurana bimanual.
LISTA DE TABELAS33Tabela 1 Comparao dos sistemas hidrulicos e pneumticos
44Tabela 2 Componentes utilizados para compor o funcionamento da prensa.
49Tabela 3 Custo dos componentes da prensa pneumtica
52Tabela 4 Anotao em forma de tabela
RESUMOTrabalho de Concluso de CursoColgio Tcnico Industrial
Universidade Federal de Santa Maria
APLICAO DE UM MTODO CONSTRUTIVO DE PNEUMTICA
autor: marcos lucas de oliveiraorientador: fernando mariano bayerData e Local da Defesa: Santa Maria, 10 de setembro de 2012.
O presente projeto, que se caracteriza por utilizar de uma metodologia aplicada tem como objetivo principal projetar e demonstrar atravs de simulao no software FluidSim, a aplicao de uma prensa pneumtica com a utilizao de atuadores, por compresso, para ser introduzida em um processo de reciclagem de latas, na qual a mesma dever amassar, deformar ou reduzir o volume inicial de latas de alumnio com altura de aproximadamente 16 cm e dimetro de aproximadamente 6,5 cm. A escolha do tema para a realizao deste trabalho ocorreu devido a uma estimativa de crescimento de mercado na rea de automao pneumtica, e por intermdio disso foi constatado que um setor, ainda, pouco explorado e que proporciona boas oportunidades de negcio. A pesquisa de modo geral, procedeu-se com anlise bibliogrfica, estudos de casos de aplicao de prensa pneumtica em processos semelhantes, metodologias, referncias, e, principais critrios para aplicao de prensas pneumticas. Assim sendo, neste projeto, utilizou-se como suporte prtico simulaes no software FluidSim, experimentos prticos na bancada de treinamento de pneumtica Parker, disponvel no laboratrio de automao industrial da instituio de ensino na qual esse pesquisa direciona-se. Os resultados obtidos foram a criao do funcionamento de uma prensa pneumtica voltada para atuar em centros de recicladores com o intuito de promover melhores condies de trabalho, para os colaboradores, a comprovao que o projeto vivel no quesito custo/benefcio, e, que este estudo servir de base para pesquisas sobre o assunto ou aprimoramento deste projeto num futuro prximo. Diante disso, conclu-se que o trabalho cumpriu com o seu objetivo.Palavras-chave: Automao; Prensa Pneumtica; Reciclagem.SUMRIO131.INTRODUO
141.1Questes e objetivos da pesquisa
141.1.1Objetivo geral
151.1.2Objetivos especficos
151.2Justificativa e escolha do tema
161.3Mtodo da pesquisa
161.4Estrutura do trabalho
182.SUSTENTAO TERICA
182.1Automao
182.1.1Automao industrial
202.2Elementos de automao da prensa pneumtica
202.2.1Atuadores
222.2.2Vlvulas Pneumticas
242.3Produo e distribuio de ar comprimido em pequena escala.
242.3.1Compressor
282.3.2Sistema de refrigerao dos compressores
292.3.3Unidade de condicionamento (lubrifil)
302.3.4Reservatrio de ar comprimido
312.3.5Secadores de ar
312.3.6Redes de distribuio
332.4Prensa pneumtica
342.4.1Funcionamento lgico de uma prensa pneumtica
352.5Reciclagem
362.5.1Utilizao do alumnio e suas ligas
372.5.2Reciclagem de latas de alumnio
402.6Ergonomia
402.6.1Biomecnica ocupacional
412.6.2Viso ergonmica do posto de trabalho
422.6.3Custo e benefcio da ergonomia
433.PROJETO E DIMENSIONAMENTO DA PRENSA PNEUMTICA
433.1Motivos que levaram a optar por uma prensa pneumtica ao invs de uma prensa hidrulica
443.2Desenvolvimento da prensa pneumtica
473.3Estudo do dimensionamento dos cilindros
473.3.1Dados iniciais
483.4Anlise do custo de produo da prensa pneumtica
513.5Funcionamento da prensa pneumtica para a deforma de latas de alumnio
523.5.1Representao dos movimentos
523.5.2Diagramas de movimentos
594.DISCUSSO DOS RESULTADOS
605.CONSIDERAES FINAIS
615.1Sugestes para trabalhos futuros
636.REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS
LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURASISOInternational Organization for Standardization (Organizao internacional de Normalizao)ARERJAssociao dos Recicladores do Estado do Rio de JaneiroABALAssociao Brasileira de AlumnioIBGE..............Instituto Brasileiro de Geografia e EstatsticaABNTAssociao Brasileira de Normas Tcnicas
IEA.................International Ergonomics AssociationABERGO........Associao Brasileira de Ergonomia1. INTRODUOA automao pode ser definida como a tecnologia por meio da qual um processo ou procedimento alcanado sem assistncia humana. realizada utilizando-se um programa de instrues combinado a um sistema de controle que executa as instrues. Para automatizar um processo, preciso energia no s para conduzir o processo como para operar o programa e o sistema de controle (GROOVER, 2010). Em vista disso, considerada uma importante aliada da otimizao do desempenho dos colaboradores, pois por meio da tecnologia so concebidos indicadores que auxiliam a gesto, acelera processos e remove movimentos manuais dispensveis, garantindo a reduo de tarefas que no sejam ergonomicamente aceitveis e que no geram valor aos produtos. Sendo