Tcc Automacao Industrial

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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