Braço Hidráulico Controlado Por Seringas

8/19/2019 Braço Hidráulico Controlado Por Seringas

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TRABALHO DE CONCLUSÃO DO CURSO TÉCNICO EM MECATRÔNICA

Braço hidráulico controlado por seringas

Cainã Ribeiro Sabella

Talita da Silva Leite

Professor Orientador:Vinicius Vono Peruzzi

São Caetano do Sul / SP2014

Centro Estadual de Educação Tecnológica Paula Souza

GOVERNO DO ESTADO DE SÃO PAULOEtec “JORGE STREET”


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Braço hidráulico controlado por seringas

Trabalho de Conclusão de Cursoapresentado como pré-requisito paraobtenção do Diploma de Técnico emMecatrônica.

São Caetano do Sul / SP2014


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Queremos agradecer em primeiro lugar а Deus,pela força е coragem durante toda esta longacaminhada. A todos os professores do curso,qυе foram tão importantes em nossa vidaacadêmica е no desenvolvimento destamonografia, e a nossa família por suacapacidade de acreditar е investir em nós.


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AGRADECIMENTOS

Nossos sinceros agradecimentos a todos aqueles que de alguma forma

doaram um pouco de si para que a conclusão deste trabalho se tornasse possível.

Aos nossos pais e irmãos que com muito carinho e apoio, não mediram esforços

para que chegássemos até esta etapa de nossas vidas. Agradecemos em especial

ao marceneiro Valter e a Indústria Metalúrgica Salmazo Ltda. que colaboraram de

maneira efetiva com este projeto, cedendo espaço, tempo e apoio para sua

realização.


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RESUMO

O objetivo do projeto é mostrar ao leitor e aos iniciantes na área industrial, queatravés de projetos simples e que podem ser aperfeiçoados, pode-se reduzir esforço

físico nas atividades industriais. Tem se como justificativa para a idealização desteprojeto, o fato de que atualmente as indústrias buscam constantemente seremcompetitivas no mercado em que atuam dessa forma as mesmas investem emtecnologias e métodos que diminuam o tempo gasto e o esforço físico nasatividades, e aumente a produtividade, lucratividade e tragam “inovação” e avançostecnológicos, com o objetivo final de “satisfazer o cliente”.

Palavras-chave: Robôs; tecnologia; braço hidráulico.


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Lista de Figuras

Figura 1: Exemplo Principio de Pascal ...................................................................... 11

Figura 2: Fluxograma do processo de montagem do braço hidráulico controlado por

seringas ..................................................................................................................... 12

Figura 3: Croqui Braço hidráulico controlado por seringas ........................................ 13

Figura 4: Pesquisa de Material .................................................................................. 14

Figura 5: Cronograma primeiro semestre .................................................................. 15

Figura 6: Cronograma segundo semestre ................................................................. 16

Figura 7: Projeto Final ............................................................................................... 17

Figura 8: Rolamento .................................................................................................. 18

Figura 9: Base ........................................................................................................... 18

Figura 10: Base+Rolamento ...................................................................................... 18

Figura 11: Estrutura ................................................................................................... 19

Figura 12: Dimensional Estrutura .............................................................................. 19

Figura 13: Parafusando Dobradiças .......................................................................... 20

Figura 14: Dobradiças Completas ............................................................................. 20

Figura 15: Montagem Primeira Base ......................................................................... 20

Figura 16: Junção da Estrutura +Primeira Base ........................................................ 21

Figura 17: Dimensional da Primeira Base ................................................................. 21

Figura 18: Componentes Segunda Base .................................................................. 22

Figura 19: Dimensional ............................................................................................. 22

Figura 20: Braço Completo isento de Seringas ......................................................... 23

Figura 21: Componentes Confecção Garra ............................................................... 23

Figura 22: Garra Fixa Segunda Base ........................................................................ 23

Figura 23: Projeto Completo...................................................................................... 24

Figura 24: Funções das Seringas .............................................................................. 24

Figura 25: Croqui com Composição das Seringas .................................................... 25

Figura 26: Seringas com as devidas explicações em sequência .............................. 26

Figura 27: União das Seringas .................................................................................. 27

Figura 28: Avanço e retorno do êmbolo .................................................................... 27

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Sumário

1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 8

1.1 Tema e delimitação .......................................................................................... 8

1.2 Objetivo geral ................................................................................................... 8

1.3 Justificativa ....................................................................................................... 8

1.4 Metodologia ...................................................................................................... 9

2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ........................................................................... 9

2.1 Tecnologia e inovação ...................................................................................... 9

2.2 Conceitos de produtividade ............................................................................ 10

2.3

Principio de Pascal ......................................................................................... 10

3 PLANEJAMENTO DO PROJETO ..................................................................... 11

3.1 Fluxograma do Processo ................................................................................ 11

3.2 Croqui ............................................................................................................. 13

3.3 Pesquisa de Material ...................................................................................... 14

3.4 Previsão de Custos......................................................................................... 14

3.5 Cronograma Geral .......................................................................................... 14

4 DESENVOLVIMENTO DO PROJETO ............................................................... 17

4.1 Base giratória + Suporte ................................................................................. 18

4.2 Estrutura do Braço + Base giratória ................................................................ 19

4.3 Primeiro Apoio do braço + Estrutura do braço ................................................ 20

4.4 Segundo Apoio do braço ................................................................................ 22

4.5 Confecção da garra ........................................................................................ 23

5 RESULTADOS OBTIDOS ................................................................................. 24

5.1 Posicionamento das seringas ......................................................................... 24

5.2

As Seringas .................................................................................................... 27


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1 Introdução

1.1 Tema e delimitação

O Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) apresentado a seguir, foi idealizadopelos alunos Cainã Ribeiro Sabella e Talita da Silva Leite, os quais obtiveram como

principais parceiros a Indústria Metalúrgica Salmazo Ltda. e a Marcenaria Valter

produtos em Mdf. Inicialmente após realizarem-se diversas pesquisas nas áreas de

mecânica e mecatrônica em geral, optou-se por idealizar um projeto que pudesse

aproximar mais os leitores e os iniciantes na área industrial a realidade que de fato

se vive dentro de uma organização, oferecendo aos mesmos, uma visão mais ampla

do cotidiano de uma indústria. O tema deste trabalho e a idealização do braçohidráulico controlado por seringas têm como base, o Princípio de Pascal que de

maneira sucinta nada mais é do que criar mecanismos capazes de levantar grandes

pesos realizando o mínimo de força, assim o projeto se enquadra nas áreas de

mecânica e hidráulica, onde se colocou em prática o que se aprendeu no decorrer

do curso técnico em Mecatrônica e através das experiências obtidas no estágio

realizado ao longo do curso.

1.2 Objetivo geral

O objetivo do projeto é mostrar ao leitor e aos iniciantes na área industrial,

que através de projetos simples e que podem ser aperfeiçoados, pode-se reduzir

esforço físico nas atividades industriais, como exemplo tem se o ato de retirar peças

de determinada máquina e armazená-las em caixas, neste caso com o auxilio de um

braço hidráulico, caberá ao colaborador apenas a incumbência de determinar o local

e a posição que se quer inserir as peças.

1.3 Justificativa

Tem se como justificativa para a idealização deste projeto, o fato de que

atualmente as indústrias buscam constantemente serem competitivas no mercado

em que atuam dessa forma as mesmas investem em tecnologias e métodos que

diminuam o tempo gasto e o esforço físico nas atividades, e aumente a

produtividade, lucratividade e tragam “inovação” e avanços tecnológicos, com oobjetivo final de “satisfazer o cliente”.


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1.4 Metodologia

Para execução do trabalho de pesquisa, a metodologia utilizada colaborou demaneira efetiva para o desenvolvimento eficaz do projeto. Foram realizadas

pesquisas bibliográficas em artigos de fontes confiáveis e em páginas da internet,

através destas pesquisas o projeto do braço hidráulico controlado por seringas foi

confeccionado com a utilização de materiais de baixo custo, como pedaços de

madeira e seringas.

2 Fundamentação Teórica

2.1 Tecnologia e inovação

Sabe-se que na atualidade a busca constante por produtividade e vantagens

competitivas entre as organizações, tem levado o ser humano a explorar suas

habilidades em desenvolver processos e produtos mais eficientes. Desde a época

de Henry Ford, muitos gestores e empresários, consideravam a necessidade de

aplicar melhor o tempo gasto em produção de determinados produtos, além dediminuir a necessidade de mão de obra “humana”.

Esta necessidade leva as organizações a buscarem novas tecnologias e

inovações nos processos, a partir disso diversas pesquisas foram realizadas e um

dos itens mais requisitados foram os braços hidráulicos, pois realizam o transporte

de materiais na linha de produção reduzindo o tempo no transporte e aumentando a

produtividade.

Sendo assim, é fundamental refletir sobre como agilizar o desempenho,produtividade e qualidade, já que o mercado está cada vez mais competitivo e

globalizado, os prazos requisitados são curtos e com tarefas diversificadas. De

maneira sucinta entende-se que a produtividade é decorrente da eficiência e do

rendimento da mão de obra envolvida nas tarefas.


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2.2 Conceitos de produtividade

A produtividade hoje em dia é uma das principais diretrizes nas empresas, o

fato de produzir mais com menos tem atraído a ideia dos gestores e diretores dasorganizações. Segundo Dantas (2011) em 1766 o termo produtividade, foi utilizado

por um economista francês em um artigo, ainda em 1883 Littre abordou o tema com

a ideia de capacidade de produzir. Para Costa (1983) apud Souza (2006), há

divergências no significado da palavra produtividade segundo a pessoa consultada,

para um engenheiro seria a quantidade que se produz para um administrador seria a

relação de investimento e lucro.

Para Ferreira e Ramos (2010) produtividade se trata de executar umaatividade com a quantidade reduzida do que de fato se necessita. Stevenson (2001)

acrescenta que lideres das organizações em geral tem se preocupado muito com a

questão “produtividade”, por estar diretamente ligada com competitividade. De

acordo com Moreira (2001) pode-se considerar produtividade o quanto se produz de

bens ou serviços, ou seja, o maior ou menor aproveitamento dos recursos nos

processos produtivos.

Os conceitos descritos acima mostram claramente a importância que se tem

em pensar na questão produtiva nas organizações, através de estratégias bem

definidas, podem-se alcançar as metas determinadas e alavancar os níveis de

produtividade, e através destes conceitos pode-se relacionar o Principio de Pascal

ao projeto que foi idealizado pelos alunos.

2.3 Principio de Pascal

De maneira resumida tem se que o principio de Pascal é uma das aplicaçõestecnológicas mais interessantes na Física, pois com ele pode-se aplicar uma força

em certas situações, e a mesma ser multiplicada sem grandes esforços. Blaise

Pascal (1623- 1662) demonstra que uma pressão aplicada em um fluido confinado, é

transmitida de maneira integral para todas as posições do fluído e para as paredes

do recipiente. Em um braço mecânico, a força (Newton) aplicada no cilindro é

proporcional à área, quando o fluído é pressionado para o outro êmbolo, é difícil

impedir que o outro êmbolo suba já que a força é maior. Abaixo segue uma simplesexplicação:


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Figura 1: Exemplo Principio de Pascal

Ao longo deste trabalho, serão descritos todos os processos para a

idealização do Braço hidráulico controlado por seringas, onde o leitor poderá

analisar e entender sua função nas indústrias em geral.

3 Planejamento do Projeto

A partir deste capitulo, serão descritos todos os passos fundamentais para a

idealização do projeto braço hidráulico controlado por seringas.

3.1 Fluxograma do Processo

Para o desenvolvimento eficaz do projeto, viu-se a necessidade de criar um

fluxograma de processo, onde se pode analisar cada passo e decisão que deverá

ser tomada, de acordo com as diversas situações que podem ocorrer nos processos

relacionados ao braço hidráulico controlado por seringas. Segue abaixo imagem

ilustrativa do fluxograma:


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Início

Montar Componentesdo Projeto

Fim

Testar

Ajustar Pegar peças

Armazenar Peçasna caixa

Armazenadascorretamente?

Funciona?

Enviar paraInspeção Final Retrabalho

Embalar

Estocar

Expedir

SI NÃO

SI

NÃO

Figura 2: Fluxograma do processo de montagem do braço hidráulico controlado por seringas


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3.2 Croqui

Inicialmente optou-se por esboçar o croqui do braço hidráulico controlado

por seringas em folha de papel A4, logo se preferiu transferi-lo para o software

AutoCad 2D versão 2014, onde pode- se ter uma visão mais ampla e significativa do

projeto, de modo que o leitor possa analisar cada componente que integra o projeto.

Figura 3: Croqui Braço hidráulico controlado por seringas


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3.3 Pesquisa de Material

Após realizar pesquisas em diversos estabelecimentos na região de São

Caetano do Sul, adquiriram-se os seguintes itens para a idealização do projeto braçohidráulico controlado por seringas. Segue abaixo a relação de materiais utilizados:

Pesquisa de MaterialMateriais Quantidade Preço

Madeira MDF 16 R$ 50,00Cola para Madeira (Araldite) 1 R$ 13,94Parafusos 10 R$ 3,00Tinta Spray ( Vermelha e Preta) 2 R$ 24,00Barbante 1 R$ 2,50Elástico 1 R$ 0,50Seringas 20 ml 4 R$ 8,00Seringas 10 ml 4 R$ 6,00Mangueira para Aquário 1 R$ 6,00

Figura 4: Pesquisa de Material

3.4 Previsão de Custos

Após adquirir os materiais listados acima, tem se como custo inicial o valor

de R$ 113,94 para a montagem completa do projeto. Os valores discriminados

podem variar de acordo com a região em que o projeto irá ser realizado. Nota-se que

o projeto possui custos x benefício viáveis, pois os resultados obtidos são

satisfatórios, como exemplo tem-se a diminuição de esforço físico,

consequentemente maior produtividade e lucratividade para a organização.

3.5 Cronograma Geral

O cronograma do projeto é o plano de distribuição das etapas de sua

execução, em períodos de tempos verdadeiros com o objetivo de organizar e

distribuir racionalmente, em suas etapas, o tempo disponível para a execução do

projeto.

Segue abaixo os cronogramas do primeiro e segundo semestres, com as

devidas descrições das etapas do projeto, e o período previsto e realizado.


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Figura 5: Cronograma primeiro semestre


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Figura 6: Cronograma segundo semestre


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4 Desenvolvimento do Projeto

Na atualidade é comum as pessoas se utilizarem da tecnologia em diversas

tarefas para que se diminua o esforço físico e se ganhe “tempo”, nas indústrias nãoé diferente. Neste capitulo serão descritos e ilustrados todos os processos de

montagem do braço hidráulico controlado por seringas. De maneira resumida, tem

se que o braço hidráulico possui movimentos verticais, onde o mesmo é unido a uma

garra com o objetivo de transportar cargas, e através de um sistema hidráulico que

proporciona maior força ao braço. Os cilindros posicionados de maneira eficiente

proporcionam maior pressão e alavanca para levantar grandes cargas, aumentando

a produtividade, diminuindo custos e mão de obra. Segue abaixo passo a passo damontagem com as devidas explicações:

Figura 7: Projeto Final


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4.1 Base giratória + Suporte

A base giratória propriamente é a base do projeto, a mesma foi parafusada

no suporte de madeira. O movimento de rotação desta base giratória se dá atravésda polia com rolamento, onde a polia é fixa e o rolamento tem a função de rotação

do “eixo”.

Figura 8: Rolamento

Figura 10: Base+Rolamento

100 mm

Figura 9: Base


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4.2 Estrutura do Braço + Base giratória

Com as peças de MDF adequadas, formou-se a estrutura do braço. A

mesma foi fixada com Araldite e logo em seguida parafusada na base giratória, comduas dobradiças e oito parafusos M6X1. 0

Figura 11: Estrutura

Figura 12: Dimensional Estrutura


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Figura 13: Parafusando Dobradiças

Figura 14: Dobradiças Completas

4.3 Primeiro Apoio do braço + Estrutura do braço

No primeiro apoio, as peças com dimensões 45x45 mm foram parafusadas a

madeira MDF com dimensões 45x45 mm e diâmetro no centro foi utilizada neste

primeiro apoio, pois foi posicionada à seringa de 10 ml, como mostra as imagens

abaixo. Para a união dos componentes, foram utilizados, também parafusos M6X1,0

Figura 15: Montagem Primeira Base


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Figura 16: Junção da Estrutura +Primeira Base

40mm

4545 mm

45 mm

O diâmetroØ deve serdo mesmodiâmetro daseringa.

Figura 17: Dimensional da Primeira Base


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22

4.4 Segundo Apoio do braço

Para a junção dos componentes do segundo apoio usou-se cola “Araldite”.

Figura 18: Componentes Segunda Base

50 mm

60 mm

35 mm

150

Figura 19: Dimensional

Para unir o segundo apoio ao primeiro como na imagem a seguir, parafusou-

se ambos os lados com parafuso M6X1.0.


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23

Figura 20: Braço Completo isento de Seringas

4.5 Confecção da garra

Para o funcionamento da garra foi utilizado elástico, barbante e parafusos

pequenos. Segue em anexo imagens para melhor ilustração.

Figura 21: Componentes Confecção Garra

Figura 22: Garra Fixa Segunda Base


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Após a montagem de todos os componentes exceto as seringas, tem se o

projeto da seguinte maneira:

Figura 23: Projeto Completo

5 Resultados Obtidos

Neste capitulo, serão demonstrados todos os passos do funcionamento dobraço hidráulico controlado por seringas.

5.1 Posicionamento das seringas

Braço Hidráulico Controlado por seringas

Tipo Função Motivo

Seringa 1 20 ml Girar Base Maior tração *Seringa 2 20 ml Elevar braço Maior forçaSeringa 3 10 ml Elevar base da garra Leve e concisoSeringa 4 10 ml Abrir/Fechar garra Leve e Adequado

* Tração: Caracterizada pela tendência do elemento na direção da força atuante.

Figura 24: Funções das Seringas


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Seringa 1 – 20 ml

Por possuir maior tração e ter a função de contornar o braço todo, essa

seringa foi à selecionada. O êmbolo da seringa B fica fixo a base giratória para a

realização desta tarefa parafusou-se esse êmbolo. Assim , quando a seringa A foracionada, à seringa B executa sua função de rotação.

Seringa 2 – 20 ml

Tem a função de elevar o primeiro apoio do braço hidráulico. Esta seringa

também possui maior tração, ou seja, sua capacidade para elevar determinado peso

é maior. O êmbolo desta seringa é parafusado nas MDF de dimensões 45X45.

Assim , quando a seringa A for acionada , à seringa B executa sua função de

elevação.

Seringa 3 – 10 ml

A seringa 3 irá realizar a função de elevar levemente o segundo apoio. Esta seringa

foi colocada em determinado ângulo a ponto do Êmbolo da seringa encostar-se às

costas do apoio, após essa tarefa, parafusar esse êmbolo. Segue abaixo a ilustração

do posicionamento para melhor entendimento.

Figura 25: Croqui com Composição das Seringas


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Seringa 4 – 10 ml

A seringa 4 terá a função de abrir e fechar a garra. Ela é posicionada acima das

garras e fixada com abraçadeiras. O ideal foi cortar as laterais da seringa e fazer um

furo no restante para passar o barbante e fixa-los na garra. Após a pressão da

seringa A sobre o êmbolo da seringa B, a função é completada, ou seja, a garra abre

após o êmbolo avançar e fechar a garra quando o êmbolo retornar. Segue abaixo a

imagem para melhor entendimento.

Figura 26: Seringas com as devidas explicações em sequência


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5.2 As Seringas

O retorno do êmbolo das seringas se dá pelo fato de que, ao avançar o

êmbolo da seringa A, a pressão atmosférica na seringa B é menor, executandoassim sua função: avançar o êmbolo B. E ao retornar o êmbolo A, o êmbolo da

seringa B também retorna. Segue abaixo a imagem das seringas:

Figura 27: União das Seringas

Figura 28: Avanço e retorno do êmbolo

A

B

ÊMBOLO


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Conclusão

Desta forma pode-se concluir que o projeto do braço hidráulico controlado

por seringas pode ser aplicado de maneira eficaz nas indústrias em geral. Ao longo

do projeto foram encontradas algumas dificuldades no que se refere à estrutura do

mesmo, porém as mesmas dificuldades logo foram sanadas com o auxílio de

pessoas qualificadas. A idealização do projeto tem como objetivo principal a redução

de esforço físico nas atividades industriais, caso o projeto seja implantado em

organizações, nota-se sua viabilidade, pois os custos são baixos diante dos

benefícios que serão obtidos, como maior lucratividade, produtividade e inovação

como foco principal a “satisfação do cliente”. Como possíveis trabalhos futuros,pode-se apontar que se estudem formas de aprimoramento dos materiais, de modo

que se possam utilizar equipamentos até mesmo pneumáticos e eletropneumáticos,

para agilizar os processos citados anteriormente.


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Referências

DANTAS, Fernando. Produtividade brasileira está parada há 30 anos – 2011.Disponível em: . Acesso em 10/11/2011

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RAMOS, B.S; FERREIRA, C.L. O aumento da produtividade através da valorizaçãodos colaboradores: uma estratégia para a conquista de mercado. Revista deEngenharia e Tecnologia. V. 2, No. 2, Ago/2010.Disponível em:.

SOUZA, Ubiraci. E. L. de. Como aumentar a eficiência da mão de obra: Manualde gestão da produtividade na construção civil. Pini. São Paulo, p. 24, 25, 32, 97,2006.

STEVENSON W. J. (2001) Administração das Operações de Produção. Rio deJaneiro: Editora LTC.

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Braço Hidráulico Controlado Por Seringas

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