O Projeto de Automação no Processo de Fabricação.pdf

PRODUÇÃO TEXTUAL
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Engenharia Mecânica

PRODUÇÃO TEXTUAL
INTERDISCIPLINAR
Curso: Engenharia Mecânica Semestre: 8º
Objetivos da
Aprendizagem:
A produção textual é um procedimento metodológico de ensino
aprendizagem que tem por objetivos:
• Instigar os alunos, apoiados nas informações presentes
na BNCC sobre a área da linguagem como ferramenta
norteadora, para o planejamento de atividades
diferenciadas.
• Relacionar teoria e prática, a fim de proporcionar
embasamento para atuação em atividades
extracurriculares.
• Desenvolver os estudos independentes, sistemáticos e o
autoaprendizado.
• Favorecer a aprendizagem.
• Promover a aplicação da teoria e conceitos para a
solução de problemas práticos relativos à profissão.
Prezados alunos,
Sejam bem-vindos a este semestre!
A proposta de Produção Textual Interdisciplinar em Grupo (PTG) terá como temática o Projeto de
Automação no Processo de Fabricação. Esta temática visa trabalhar interdisciplinarmente os
conteúdos das disciplinas do semestre corrente, demonstrando a relação prática entre elas nas
atividades desenvolvidas no cotidiano profissional de um Engenheiro Mecânico.

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ORIENTAÇÕES DA PRODUÇÃO TEXTUAL
Formação dos grupos
 O trabalho será realizado em grupos composto por no mínimo 2 e no máximo 7 integrantes,
do mesmo curso e mesmo semestre.
 A formação dos grupos é de responsabilidade dos alunos. No entanto, solicitamos que sigam
as orientações passadas pelo tutor sobre a formação dos grupos.
 A produção textual é um trabalho original e, portanto, não poderá haver trabalhos idênticos
ao de outros alunos ou grupos.
 É importante que você leia os materiais disponíveis das disciplinas do semestre.
 A Produção Textual deverá ser desenvolvida inteiramente dentro das Normas da ABNT (Capa,
Folha de rosto, Sumário, Desenvolvimento, Conclusão, Referências, etc.).
Situação Geradora de Aprendizagem (SGA): Projeto de Automação no Processo de Fabricação
Com o desenvolvimento tecnológico, a automação de processos está cada vez mais presente em
nossas vidas. Tarefas que antigamente eram realizadas de forma manual e trabalhosa, hoje são
concluídas com apenas alguns toques na tela de um celular. Essa evolução tecnológica somada com
a alta disponibilidade da internet são fatores principais que contribuem para a automação dos
processos cotidianos, tanto empresariais quando pessoais.
Dizemos que a automação de processos se refere à utilização da tecnologia relacionada a sistemas e
processamento de dados em benefício de controles e processos operacionais do cotidiano de uma
indústria, empresa ou simplesmente residência, utilizando a automação para substituir atividades
que eram desenvolvidas manualmente.
Dessa forma, automatizar um processo visa aumentar a produtividade de um projeto, reduzindo
custos operacionais, aumentando o desempenho e gerando vantagens competitivas para a empresa.
Como vantagens da automação em empresas, temos:
• redução do tempo e custo de produção;
• gerenciamento de processos, independente da etapa em que se encontra;

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• integração de diversos setores dentro da empresa, facilitando a comunicação entre
departamentos;
• definição e controle de indicadores de performance;
• realização no monitoramento de resultados em tempo real;
• ajuda a otimizar a tomada de decisões;
• redução do tempo de atividades operacionais;
• geração de relatórios precisos sobre os índices de produtividade da empresa.
Sendo assim, podemos afirmar que a automação de processos é uma tendência de nível global. Cada
vez mais processos presentes em nosso estilo de vida ou no setor empresarial serão simplificados e
solucionados por essa tecnologia.
Tendo em vista as novas tecnologias voltadas à automação de processos, a empresa, ao qual você
integra à equipe de engenheiros, está desenvolvendo projetos para automatizar os processos de
fabricação. Um desses projetos está relacionado a implantar uma esteira para transporte de produtos
semiacabados visando a automatização da linha de produção.
Agora, é com vocês! Bom trabalho!
TAREFAS: Projeto de Automação no Processo de Fabricação
O desafio proposto a você, e sua equipe, consiste em apresentar um projeto de automação, na linha
de produção, visando a implantação de uma esteira para transportes de produtos semiacabados,
considerando os aspectos pertinentes às disciplinas desse semestre. Agora que vocês possuem
conhecimento dessa missão, elaborem um relatório da análise a ser entregue ao coordenador,
contendo obrigatoriamente os passos descritos a seguir, nessa sequência.

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Tarefa 1: Processo de produção para o eixo de aço carbono SAE 1045
O eixo é um dos componentes fundamentais da esteira transportadora, e esse elemento é
obtido a partir de um processo de usinagem. A usinagem é uma forma de fabricação utilizada para
fabricar objetos metálicos ou não. Durante este processo, os operadores cortam materiais para
alterar a aparência e forma de um produto, conforme requisito previamente estabelecido. A
usinagem serve como uma alternativa a outras formas de processos de produção, incluindo a
moldagem e a fundição.
Neste momento do seu trabalho, você e sua equipe deve definir o tipo de processo de
usinagem e determinar os parâmetros de usinagem que serão utilizados para produzir o eixo de aço
carbono SAE 1045 com 70 mm de diâmetro.
Para isto você deve cumprir as etapas listadas abaixo:
a. Apresentar qual o processo de usinagem utilizado para obtenção do eixo;
b. Definir qual ferramenta será utilizada no processo de acabamento;
c. Determinar uma rotação para operação de acabamento do eixo.
Referência Bibliográfica:
CASARIN, S. J. Manufatura Mecânica: Usinagem, Londrina: Editora e Distribuidora Educacional S.A.,
2018
Tarefa 2: Instalação de um conjunto de aquecedores por radiação infravermelha
A fabricação de esteiras transportadoras rotineiramente segue orientações de projeto. Um
dos projetos chamou sua atenção e os detalhes estão dispostos a seguir.
Após a modelagem de uma mistura de papel e celulose por vácuo a quente, uma embalagem
para ovos, é transportada sobre uma esteira em direção à entrada de um forno a gás, onde é secada
até a umidade final desejada. Observa-se que pouca água evapora ao longo deste trecho. Assim, para
aumentar a produtividade da linha de produção, é proposta a instalação de um conjunto de
aquecedores por radiação infravermelha em conjunto com a esteira transportadora, que fornece um

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fluxo térmico radiante uniforme de 8000 W/m2. A embalagem possui uma área exposta de 0,0350
m2. Uma representação pode ser observada na figura 1.
Figura 1. Instalação de conjunto de aquecedores por radiação
Fonte: Adaptado de Bergman e Lavine (2019)
Um requisito fundamental para que o projeto siga em frente é o tempo que as embalagens
permanecerão na esteira para que seja alcançada a umidade final desejada. Este tempo não pode
ser superior a 40 segundos, pois, pode interferir no sincronismo das operações da empresa. Sendo
assim:
a) Com base na situação proposta, sua equipe recomendaria a instalação dos aquecedores e
consequentemente, o andamento do projeto?
b) Caso sua equipe não de andamento, qual deve ser o valor mínimo de fluxo térmico radiante
para que o projeto não seja descartado?
Considere o calor de vaporização da água igual a hfg = 2400 kJ/kg e que a configuração proposta dos
aquecedores, consegue reduzir 0,00525 kg de água da embalagem. Demonstre todos os cálculos.

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Referências Bibliográficas:
BERGMAN, Theodore L.; LAVINE, Adrienne S. Incropera fundamentos de transferência de calor e de
massa. 8. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2019.
ÇENGEL, Yunus A. Transferência de calor e massa: uma abordagem prática. 4. ed. Porto Alegre:
AMGH, 2012.
KREITH, Frank; MANGLIK, Raj M.; BOHN, Mark S. Princípios de transferência de calor. São Paulo:
Cengage Learning, 2014.
Tarefa 3: Análise da bomba do sistema de lubrificação
Um dos sistemas que compõem a esteira transportadora é o sistema de lubrificação, que visa
minimizar o atrito. Atualmente a equipe de inovação está focando na bomba responsável por
entregar o fluido lubrificante aos componentes rotativos da esteira. Esta bomba centrífuga é utilizada
para bombear 0,009 m3/s de fluído lubrificante, a sua viscosidade e densidade é igual à da água. O
fluído entra no rotor axialmente através de um pequeno orifício de 1,26” de diâmetro. A velocidade
de entrada é axial e uniforme. O diâmetro de saída do rotor é 3,94” e o escoamento sai do rotor a
9,84 ft/s em relação às pás, que são radiais na saída. A velocidade do rotor é 1750 rpm. A Figura 2
mostra o diagrama de velocidade da bomba utilizada para o sistema de lubrificação.
Figura 2. Diagrama de velocidade
Fonte: Adaptado de Fox et al. (2018)

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Visando auferir as características da bomba do sistema de lubrificação, determine:
a) A largura de saída do rotor, b2.
b) O torque de entrada, Teixo.
c) A potência requerida, 𝑊
̇𝑚 prevista pela equação de Euler.
WHITE, Frank M. Mecânica dos Fluidos. 8 ed. Porto Alegre: AMGH, 2018
ÇENGEL, Y. A.; CIMBALA, J. N. Mecânica dos fluidos: fundamentos e aplicações. 3 ed. Porto Alegre: AMGH,
2015
Tarefa 4: Seleção do rolamento do mancal
Os tambores transportadores são fundamentais para esteira transportadora pois são responsáveis
por uma série de processos, como potência, dobras, desvios e o retorno da correia. Esses tambores
são compostos por elementos como corpo, discos laterais e centrais, cubos, elemento de transmissão
de torque, eixo, mancais e revestimentos. Logo, é fundamental que o projeto dessa esteira
transportadora seja feito de forma correta, e a sua equipe deve iniciar selecionando o rolamento do
mancal que será utilizado nesse projeto.
Como dados do projeto, você e sua equipe devem considerar um rolamento com elementos tipo
esfera para um milhão de rotações com uma vida útil de 6000 horas a 600 RPM, com uma carga de
5 kN e confiabilidade de 90%. Devido ao eixo utilizado, a medida interna do rolamento deve ser de
70 mm. É importante apresentar os cálculos para a escolha do rolamento e as informações do
rolamento escolhido.
O rolamento deve ser escolhido no site do fabricante SKF: https://www.skfbearingselect.com/
OLIVIO, A. Elementos de Máquinas. Londrina: Editora e Distribuidora Educacional, 2017.

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Tarefa 5: Equilíbrio estrutural
Ao analisar a esteira, verifica-se que possui dois eixos suportados por dois mancais cada, que o
apoia nas extremidades, para a execução de seu movimento. Os mancais atuam como apoios fixos.
O eixo é dimensionado para suportar uma carga máxima de 330 kN em toda sua extensão (1 m). A
Figura 3 apresenta um esboço do eixo apoiado sobres os mancais e com o carregamento aplicado.
Figura 3. Eixo contido na esteira.
Fonte: elaborada pelos autores.
Nessa abordagem, o eixo se comporta como uma viga bi apoiada. Assim, podemos dizer que
vigas são elementos estruturais que oferecem resistência à flexão, que é provocada por
carregamentos aplicados. Dessa forma, você e sua equipe deverão:
a) Explicitar as características dos apoios que suportam a estrutura. Ou seja, denominar as
reações que eles apresentam e qual a finalidade de cada reação.
b) Calcular as condições de equilíbrio para a viga, apresentando os valores das reações que os
apoios oferecem.
Referências Bibliográficas
https://www.aprenderengenharia.com.br/viga-online
BEER, Ferdinand P.; E. JOHNSTON, Russell Jr., DEWOLF, John T.; MAZUREK, David. F.. Mecânica dos
Materiais. 7. ed. McGraw-Hill, 2015.
BEER, Ferdinand P.; E. JOHNSTON, Russell Jr., DEWOLF, John T.; MAZUREK, David. F.. Estática e
Mecânica dos Materiais. 1. ed. AMGH, 2013.

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ORIENTAÇÕES
Para nortear o desenvolvimento do que está sendo proposto, indicamos, que sejam
apresentados no relatório um conjunto de tópicos a serem apresentados na seguinte sequência,
segundo as normas da ABNT:
1. Título: Título do trabalho.
2. Introdução: Façam uma introdução envolvendo uma fundamentação teórica com os itens
mais importantes referentes ao tema do trabalho (mínimo uma página).
3. Desenvolvimento: Nesta seção deve-se realizar as tarefas descritas acima, com
detalhamento dos cálculos (sempre indique as equações utilizadas), gráficos, etc. Cada Tarefa
será um tópico do desenvolvimento, podendo ser nomeada através da disciplina.
4. Conclusões: Nesta seção você fará a ligação entre os objetivos e os resultados alcançados,
fazendo uma discussão dos resultados, dos métodos de medida utilizados, tendo em vista o
objetivo do trabalho. De um modo geral, a conclusão deve ser redigida de tal modo que a
ideia central do relatório se revele e se fixe claramente ao leitor.
5. Referências bibliográficas: Toda a bibliografia utilizada para elaborar o relatório deverá
ser citada. Utilize a norma ABNT para a colocação das referências.
6. Anexos (se necessário): Os anexos são utilizados para colocar alguma dedução que seja
importante e tenha sido utilizada nos cálculos das grandezas físicas da experiência, fotos do
experimento etc.

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NORMAS PARA ELABORAÇÃO E ENTREGA DA PRODUÇÃO TEXTUAL
1. O trabalho será realizado em grupos, de 02 a 07 alunos, no máximo.
2. A formação dos grupos é de responsabilidade dos alunos; no entanto, solicitamos que sigam
as orientações do Tutor Presencial, responsável por cadastrar os grupos no sistema.
3. Importante: somente o líder do grupo conseguirá cadastrar o trabalho finalizado no sistema,
o que deverá ser feito na pasta específica (“atividades interdisciplinares”), obedecendo ao
prazo limite de postagem, conforme disposto no cronograma do curso. Não existe
prorrogação para a postagem da atividade.
4. O trabalho final deve conter, depois de pronto, capa e folha de rosto padrão da Universidade,
sendo organizado no que tange à sua apresentação visual (tipos e tamanhos de fontes,
alinhamento do texto, espaçamentos, adentramento de parágrafos, apresentação correta de
citações e referências, entre outros elementos importantes), conforme modelo disponível no
AVA.
5. A produção textual é um trabalho original e, portanto, não poderá haver trabalhos idênticos
aos de outros alunos ou com reprodução de materiais extraídos da internet. Os trabalhos
plagiados serão invalidados, sendo os alunos reprovados na atividade. Lembre-se de que a
prática do plágio constitui crime, com pena prevista em lei (Lei n.º 9.610), e deve ser evitada
no âmbito acadêmico.
6. Importante: O trabalho deve ser enviado em formato Word. Não serão aceitos, sob nenhuma
hipótese, trabalhos enviados em PDF.

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A seguir, apresentamos a vocês alguns dos critérios avaliativos que nortearão a análise do
Tutor a Distância para atribuir o conceito à produção textual:
 Normalização correta do trabalho, em respeito às normas da ABNT, com atendimento ao
número de páginas solicitadas.
 Apresentação de estrutura condizente com a proposta apresentada (com introdução,
desenvolvimento e conclusão).
 Uso de linguagem acadêmica adequada, com clareza e correção, atendendo à norma
padrão.
 Atendimento à proposta, contemplando todos os itens solicitados, com objetividade,
criatividade, originalidade e autenticidade.
 Fundamentação teórica do trabalho, com as devidas referências dos autores
eventualmente citados.
Lembre-se de que seu Tutor a Distância está à disposição para lhes atender em suas dúvidas
e, também, para repassar orientações sempre que vocês precisarem. Aproveite esta oportunidade
para realizar um trabalho com a qualidade acadêmica de nível universitário.
Bom trabalho a todos!
Equipe de professores

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