Projeto e Construção de um Prototipo baseado no Mecanismo Biela-Manivela para Lixamento Automatico de Amostras Metalograficas

Projeto e Construção de um Prototipo baseado no Mecanismo Biela-Manivela para...

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Considerações do Projeto

Como supramencionado, o projeto visa uma aplicação do mecanismo biela-manivela. Para alcançar o objetivo proposto, devem-se ressaltar alguns aspectos importantes do projeto. A funcionalidade do dispositivo será alta, pois o lixamento é basicamente uma atividade manual e com o protótipo, esta atividade torna-se automática e regular.

O uso de ferramentas computacionais permite uma melhor demonstração da variação dos parâmetros relacionados com o movimento do mecanismo. A determinação da força aplicada na amostra e da lixa a ser utilizada fornece a força de atrito, a qual servirá como base para escolha do torque mínimo aplicado a manivela para manter o sistema em movimento. Enfim, define-se a velocidade de lixamento, lembrando que essas grandezas são específicas para cada material. O controle do protótipo é prático, pois o operador pode escolher o tempo de funcionamento, determinar a velocidade do movimento e dar a partida para que o sistema funcione automaticamente. O custo deste protótipo é indeterminado, pois os materiais usados para a construção são restos de outros dispositivos (sucatas). O tamanho e a forma dos materiais foram escolhidos de tal maneira que o protótipo fosse leve, resistente e de fácil manuseio e transporte. Tendo todos os parâmetros conhecidos, a construção do protótipo torna-se o próximo passo.

Construção do Protótipo A Figura 8 mostra a foto do protótipo indicando seus elementos constituintes.

Figura 8 – Foto do protótipo desenvolvido e seus elementos constituintes

A seleção dos materiais usados na construção do protótipo se deu em função do que cada elemento iria desempenhar no sistema. Para gerar o movimento do mecanismo utilizou-se um motor com 12 V / 0,5 A com velocidade de rotação em torno de 3,6 rad/s). O trilho foi usado como guia, permitido a movimentação do carro sobre ele na direção axial. Uma lixa foi fixada na parte superior do carro por meio de uma presilha, garantindo a troca rápida da lixa quando esta estiver desgastada (Fig. 9).

Figura 9 – Fotos que ilustram a facilidade da troca da lixa

A amostra é posicionada através do dispositivo fixador e pressionada sobre a lixa por meio de dois pares porca/parafuso. O carro ao se movimentar desempenha o papel de lixar, conforme ilustram as fotos da Fig.10.

Figura 10 – Fotos que representam a seqüência de movimentos do protótipo na realização do lixamento da amostra

Conclusão

A proposta do desenvolvimento deste protótipo pela disciplina “Dinâmica das Máquinas” do curso de

“Engenharia Mecânica” da UFMT possibilitou a aplicação dos conhecimentos teóricos no desenvolvimento de um mecanismo prático, utilizando conceitos importantes e essenciais de engenharia, o que resultou em um aumento significativo na qualidade do aprendizado, pois garantiu um aprimoramento simultâneo no aluno do raciocino lógico e da criatividade.

A representação dos resultados através de softwares computacionais facilitou a visualização e a interpretação do comportamento do mecanismo biela-manivela, permitindo que sejam feitas comparações e modificações e assim otimizando o processo de escolha da melhor configuração para a aplicação.

O estado atual do protótipo apresenta algumas restrições quanto à velocidade de lixamento e força máxima aplicada na amostra. Contudo, tais restrições podem ser eliminadas utilizando um motor com maior

velocidade e potência. Também é possível aperfeiçoar o método de transmissão da forca normal FN (determinada pelo operador) e melhorar o aparato para a fixação da amostra, garantindo que ela não se movimente durante o lixamento, o que prejudica a análise.

Entretanto, o protótipo torna o processo de lixamento automático e os resultados da análise metalográfica mais satisfatórios que obtidos manualmente, principalmente no que se refere à uniformidade do processo (lixamento em uma só direção), condição essencial para uma superfície adequada para análise.

Bibliografia CALLISTER Jr., William D.. Introdução à ciência e engenharia de materiais. Rio de Janeiro: LTC, 2000. MABIE, Hamilton H.. Dinâmica das máquinas. 2.ed. Rio de Janeiro: LTC, 1980. SHIGLEY, Joseph E.; MISCHKE, Charles R.; BUDYNAS, Richard G.. Projeto de engenharia mecânica. 7.ed. Porto Alegre: Artmed-Bookmann, 2005.

UICKER, John Joseph; PENNOCK, G. R.; SHIGLEY, Joseph E.. Theory of machines and mechanisms. 3.ed. New York: Oxford University Press, 2003.

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