Tecnologia indústrial

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Tecnologia indústrial

  1. 1. Projetos MecânicosNoções básicas sobre desenvolvimento de projetos mecânicosJosé Queiroz - Unilins
  2. 2. 2Histórico da evolução mecânicaHá milhares e milhares de anos, o homemfabricava objetos de pedra. Pedras lascadas,pontiagudas, maciças ou finas constituíram asprimeiras ferramentas para a fabricação deutensílios.(Idade da pedra)Sílex: tipo de pedra existente na natureza, era o materialmais comum para fazer estacas, machados de caça,utensílios e, ainda, para raspar as peles de animaisabatidos.Além de pedras, as primeiras ferramentas eram feitas demadeira, osso e chifre.
  3. 3. 3A pedra foi explorada de todas as formas como ferramenta.Entretanto, as ferramentas de pedra tinham a desvantagemde se desgastarem rapidamente.Inicialmente, o cobre foi utilizado como um novo tipo depedra. Logo o ser humano foi percebendo que se tratava deoutro material, que, além de ser menos duro que a pedra,tinha um brilho especial.Os metais
  4. 4. 4O homem primitivo percebeu que o cobre podia sertrabalhado com facilidade ao ser aquecido até certatemperatura, tornando-se maleável, isto é, mais mole.Desse modo foi possível transformar o cobre em muitosprodutos com diferentes formatos.Forjamento dos metaisNo início, a técnica utilizada para fabricarutensílios era a deformação a frio domaterial, por meio de golpes.Aquecendo os metais, o homemdescobriu que conseguia mudar sua formacom maior facilidade. O fogo já era usadopara aquecimento, proteção contra osanimais e preparo dos alimentos.
  5. 5. 5O cobre em fusão era despejado em recipientes comcavidades e assumiam, assim, a forma do produtodesejado. Com isso, o homem dava os primeiros passospara o desenvolvimento da fundição, que se tornava umnovo processo de fabricação de objetos.Fundição dos metaisAquecendo o cobre a uma temperatura próxima a1.000ºC, descobriu-se que esse metal atingia seuponto de fusão, isto é, o ponto em que passa doestado sólido para o estado líquido.
  6. 6. 6Com a fundição, os produtos passaram a serfabricados com maior rapidez e riqueza de detalhes. Alémde ferramentas e armas, eram fabricados objetos deadorno, jóias, armaduras e utensílios de uso doméstico,como panelas e talheres.Fundição dos metais
  7. 7. 7A primeira liga metálicaO bronze foi a primeira liga metálica descoberta pelohomem, ao fundir cobre misturado com pequenasquantidades de estanho. Trata-se de uma ligaimportante porque resulta num material mais duro eresistente à deformação.Rapidamente, o bronze tornou-se oprincipal material utilizado nafabricação de ferramentas, armas eenfeites. Apresentava a vantagem deser resistente e fácil de trabalhar. Eraconsiderado de enorme valor, quasetanto quanto o ouro.
  8. 8. 8O FerroPor volta de 1500 a.C., a superioridade dobronze começa a ser ameaçada pelo ferro, por serfacilmente encontrado em pequenos pedaços derochas soltas na superfície da Terra.Os fundidores da época tinham grandedificuldade para trabalhar com o ferro porque ele éum material mais duro que o cobre e o bronze. Eranecessária uma temperatura acima de 1.000ºC parao ferro passar do estado sólido ao líquido.
  9. 9. 9O FerroNum buraco feito na terra, eraaquecida uma mistura do mineral ecarvão vegetal.A mistura aquecida se transformava numamassa pastosa. Essa massa era batidapara a eliminação de impurezas e escórias.O que restava da massa era forjado.Eram forjadas, principalmente, armas eferramentas.
  10. 10. 10Ferro FundidoO homem aprimorou essa técnica, quando obtevealta temperatura e aqueceu o minério de ferromisturado com carvão, injetando ar dentro do forno.A temperatura alcançada, superior a 1.300ºC, foisuficiente para obter uma massa líquida. A massa eravazada em recipientes com cavidades e assumia a formadesejada para o produto.
  11. 11. 11Ferro FundidoA fundição do ferro possibilitava a obtenção deprodutos com elevada dureza por causa do carvão.Em alta temperatura, o carvão libera carbono que éabsorvido pelo ferro.Entretanto, o ferro fundido dessa forma apresentavaa desvantagem de ser quebradiço e de não poder serforjado. Isso constituía novo problema a sersolucionado pelo homem.
  12. 12. 12A origem do AçoAo observar o processo de fundição do ferro, ohomem verificou que quanto menos carbono fosseabsorvido pelo ferro, menos duro e menos quebradiçoficaria o produto final.Foi assim que a fundição possibilitou um grandeaumento na produção de peças de ferro fundido. Dadas asvantagens técnicas, produtos que eram forjados em cobreou bronze foram substituídos pelo ferro fundido.Nessa época, o homem dava os primeiros passospara a obtenção do aço, material mais importante da erados metais.
  13. 13. 13Maquina SimplesAo longo de sua história, o ser humano procuroumelhorar suas condições de trabalho, principalmente noque se refere à redução de seu esforço físico.Para isso, o homem utilizou, inicialmente, meios auxiliaresque lhe permitissem realizar trabalhos de modo mais fácil ecom o menor gasto possível de sua força muscular.Esses primeiros meios foram a alavanca, a roda e o planoinclinado que, por sua simplicidade, ficaram conhecidoscomo máquinas simples.
  14. 14. 14AlavancasAlavanca é um sólido alongado e rígido que podegirar ao redor de um ponto de apoio, também conhecidocomo fulcro ou eixo de rotação.
  15. 15. 15AlavancasQualquer alavanca apresenta os seguinteselementos:•força motriz ou potente (P)•Força resistente (R)•Braço motriz (BP): distância entre a força motriz (P) e oponto de apoio;•Braço resistente (BR): distância entre a força resistente(R) e o ponto de apoio;•ponto de apoio (PA): local onde a alavanca se apóiaquando em uso.
  16. 16. 16Classificação das AlavancasConforme a posição do ponto de apoio em relação àforça motriz (P) e à força resistente (R), as alavancasclassificam-se em:• interfixa;• inter-resistente;• interpotente.
  17. 17. 17Exemplos de AlavancasInterfixa:Inter-resistente:Iinterpotente:
  18. 18. 18Transmissão e transformação de movimentoO motor que aciona uma máquina nem sempreproduz o movimento apropriado ao trabalho que se desejarealizar. Quando isso ocorre, torna-se necessárioempregar mecanismos de transformação de movimento.No estudo do movimento em máquinas é necessáriodiferenciar as expressões transmissão de movimento etransformação de movimento.
  19. 19. 19Transmissão e transformação de movimentoTransmissão de movimento é a passagem de movimentode um órgão da máquina para outro órgão da mesmamáquina, podendo ou não haver alteração na velocidade.
  20. 20. 20Transmissão e transformação de movimento•Transmissão de movimento é a passagem de movimentode um órgão da máquina para outro órgão da mesmamáquina, podendo ou não haver alteração na velocidade.•Há transformação de movimento quando o tipo domovimento sofre alterações num mecanismo detransmissão.
  21. 21. 21Mecanismos deTransmissão e transformação de movimento•As máquinas apresentam os mais variados tipos demecanismos de transmissão e transformação demovimento. Entre os tipos temos: polias e correias,engrenagens, biela-manivela, cremalheira e came.
  22. 22. 22Mecanismos deTransmissão e transformação de movimento•Polias: são mecanismos de transmissão de movimentoque se encontram fixados em eixos de máquinas emotores.•As polias necessitam de correias para transmitiremmovimento de um órgão de uma máquina para outro órgãoda mesma máquina ou de outra máquina. As correiasfuncionam como elemento de ligação entre as polias. Apolia ligada ao motor chama-se polia motora ou motriz. Aoutra chama-se polia movida.
  23. 23. 23Mecanismos deTransmissão e transformação de movimentoEngrenagens: são rodas dentadas, assentadas em eixosque transmitem movimento de rotação de um eixo paraoutro. A engrenagem é constituída de dentes que seencaixam nos vãos da outra engrenagem a ela acoplada.
  24. 24. 24Mecanismos deTransmissão e transformação de movimentoO mecanismo biela-manivela transforma movimentoretilíneo em movimento circular e vice-versa.A manivela é fixada, pelo seu núcleo, ao eixo de um volanteou mesmo de uma polia ou, ainda, ao eixo principal de ummotor de automóvel (eixo de manivela).
  25. 25. 25Mecanismos deTransmissão e transformação de movimentoO conjunto pinhão-cremalheira é outro mecanismomuito utilizado em máquinas. Transforma movimentocircular em retilíneo e vice-versa.Esse conjunto é constituído de uma roda dentada queengrena com uma barra provida de dentes, geralmente emformato de trapézio.
  26. 26. 26Mecanismos deTransmissão e transformação de movimentoO came é outro tipo de mecanismo. Ele transformamovimento circular em movimento retilíneo ou rotatórioalternado.
  27. 27. 27Maquinas
  28. 28. 28MaquinasA força da água e a força do vento eram muitoutilizadas pelos nossos antepassados, principalmente paramover moinhos.
  29. 29. 29Maquinas - FerramentasO torno foi uma das primeiras e mais importantesmáquinas utilizadas na fabricação de peças. Inicialmente,os movimentos de rotação da máquina eram gerados porpedais. A ferramenta para tornear ficava na mão dooperador que dava forma ao produto.Quando a ferramenta foi fixada à máquina, ooperador ficou mais livre para trabalhar. Assim nasce amáquina-ferramenta.
  30. 30. 30Maquinas - FerramentasO torno foi uma das primeiras e mais importantesmáquinas utilizadas na fabricação de peças. Inicialmente,os movimentos de rotação da máquina eram gerados porpedais. A ferramenta para tornear ficava na mão dooperador que dava forma ao produto.Quando a ferramenta foi fixada à máquina, ooperador ficou mais livre para trabalhar. Assim nasce amáquina-ferramenta.A máquina a vapor, construída por James Watt, noséculo XVIII, provocou grande impacto no setor industrial eno de transportes. O vapor, ao realizar trabalho mecânico,substituía outras formas de energia. Surge, assim, ocavalo-vapor (CV), uma unidade de potência utilizada atéhoje.
  31. 31. 31Industrialização e processo de fabricaçãoPor volta de 1800, teve início a industrialização. Elaé considerada recente, se comparada às épocas primitivasem que uma determinada forma de trabalho podia durarmuitos anos, sem aperfeiçoamento.Alguns dos fatos que mais contribuíram para odesenvolvimento industrialforam:•a rápida expansão do comércio;•a necessidade de produção mais rápida e em grandequantidade.O trabalho passou a ser dividido. O homem deixoude ter a visão de conjunto do processo de produção porquepassou a ser encarregado da realização de apenas partesdo trabalho, tornando-se especialista em determinadastarefas e operações.
  32. 32. 32Industrialização e processo de fabricaçãoOs principais processos de fabricação na indústriamecânica são:• Moldagem• Conformação• Corte• Junção
  33. 33. 33Industrialização e processo de fabricaçãoMoldagem:Os processos de fabricação por moldagem consistem naprodução de um corpo sólido a partir de um metal amorfo,ou seja, no estado líquido, de pó granulado ou de pasta.Exemplos de processos de fabricação por moldagem:Fundição - processo no qual o metal é derretido e depoisdespejado numa fôrma. Os produtos obtidos por esseprocesso são, por exemplo, blocos de motores, bases demáquinas etc.Sopro - processo de fabricação de recipientes de vidro,com auxílio do ar. Exemplos: garrafas, copos etc.Sinterização de pó metálico - aglutinação de partículassólidas por aquecimento em temperatura inferior à defusão. A bucha utilizada na mecânica é um exemplo deproduto obtido por esse processo.
  34. 34. 34Industrialização e processo de fabricaçãoConformação:É um processo de fabricação que, aos poucos, modificaum corpo sólido por meio de deformação plástica.Exemplos de processos de fabricação por conformação:Laminação - redução de um material em lâminas, por meiode roletes. Os perfis e as chapas são obtidos por esseprocesso.Extrusão - passagem forçada de um material por umorifício. Exemplos: tubos, perfilados etc.Repuxamento - utilizado para produzir peças a frio pormeio do torno repuxador, como no caso da produção depanelas, recipientes etc.Trefilação - processo de fabricação por estiramento. Fios ecabos são obtidos por esse processo.
  35. 35. 35Industrialização e processo de fabricaçãoCorte:Processo de fabricação que consiste em retirar metal deuma superfície por meio de uma ferramenta. Exemplos deprocessos de fabricação por corte:Torneamento - processo no qual se corta com o torno,como no caso de pinos, eixos etc.Fresagem - consiste no corte com a fresa. Exemplos:engrenagens, rasgos para chavetas etc.Mandrilagem - processo de alisamento por meio demandril. É usada, por exemplo, para alargar e alinhar furos.Aplainamento - processo de alisamento com plaina. Trata-se de processo empregado especialmente em peças demadeira.Retificação - consiste em dar acabamento e em alisar comperfeição uma peça.
  36. 36. 36Industrialização e processo de fabricaçãoJunção:O processo de fabricação por junção consiste na união deuma ou mais peças.Exemplos: parafusamento, rebitagem, soldagem etc.Abaixo exemplos de processos de fabricação:
  37. 37. 37Industrialização e processo de fabricação1. Comente a evolução dos processos de fabricaçãomecânica da idade da pedra à era industrial;2. Qual o primeiro metal utilizado no processo defabricação?3. Qual a diferença de forjamento e fundição?4. Do que era composto a primeira liga metálica?5. Quais foram as dificuldades da mecânica quanto autilização do ferro no processo de fabricação? E comoforam superados?6. O que difere aço de ferro fundido?7. Quais são as máquinas simples? Exemplifique.8. Qual a diferença entre transmissão e transformação demovimento?9. O que é uma máquina ferramenta?10.Comente o funcionamento do primeiro torno.

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