Montagem do protótipo

Depois de todas as peças construídas, iniciou-se a etapa de montagem final do protótipo. Inicialmente, todos os rolamentos foram alojados em seus devidos lugares, não havendo a

necessidade do uso da cola cianoacrilato para fixação, pois planejou-se que os ajustes seriam com interferência. A primeira etapa de montagem pode ser vista na Figura 63.

Figura 63 - Montagem de um rolamento em um mancal de apoio (a), no assento existente no cubo (b) e fixado no flange de fixação (c).

Fonte: (AUTOR, 2019).

Dos casos expostos na figura acima, tem-se (a) um exemplar da união de um rolamento com mancal, (b) o alojamento dos rolamentos no cone do cubo, dois para cada eixo da pá, sendo um rolamento na parte externa do cone e o outro na parte interna e, por fim, (c) a união do flange de fixação com o rolamento responsável por apoiar o eixo principal de acionamento das pás girantes.

A montagem seguinte envolve os mancais de rolamento com as caixas de engrenagens. Sendo assim, todos os mancais foram alojados nas furações laterais das carcaças. E mesmo planejando a união das peças com interferência aplicou-se a cola adesiva a fim de garantir que não haja nenhum deslocamento axial dos mancais de apoio. Pode-se visualizar na Figura 64 os mancais de apoio fixados nas laterais das caixas de engrenagens.

Figura 64 - Montagem dos mancais de apoio nas laterais das caixas de engrenagens.

A próxima montagem diz respeito as peças que compõem o cubo do aerogerador. Iniciando pelo flange de fixação e a tampa de fechamento, essas peças foram coladas e deixadas em repouso por um período de 24 horas para a cura da cola, o que garantiu a completa união entre as superfícies. A segunda montagem no cubo caracteriza-se por ser uma união do tipo móvel entre a tampa de fechamento e o cone, com a aplicação de parafusos e porcas. Como na modelagem das peças adotou-se uma medida para o diâmetro dos furos um pouco acima da dimensão nominal do parafuso, não houve a necessidade da calibragem dos furos, uma vez que o encaixe dos parafusos procedeu sem nenhuma interferência.

A última etapa na montagem do cubo se refere a união das peças que formam o cone. Nesse caso específico criou-se nas superfícies de contato entre as peças um sistema de guias com o intuito de promover a interligação das partes de forma não permanente. Durante o encaixe das peças foi realizado o lixamento das guias para facilitar no deslizamento das partes. As etapas da montagem do cubo estão exibidas na Figura 65 e seguem a mesma ordem cronológica abordada acima.

Figura 65 - Montagem do flange de fixação com a tampa de fechamento (a), desta união com a parte inicial do cone (b) e a união final das duas partes do cone (c).

Fonte: (AUTOR, 2019).

Os próximos componentes a serem alocados são os eixos de transmissão, iniciando por aqueles inseridos dentro das caixas de engrenagens. É crucial nessa fase que a montagem de todas as engrenagens cilíndricas de dentes retos proceda simultaneamente ao encaixe dos eixos, pois não há outra maneira de posicionar as rodas dentadas em seus devidos lugares com os eixos já alocados sobre os rolamentos. Dessa forma e para todos os casos, partiu-se pela introdução do eixo sobre o primeiro rolamento, logo depois o posicionamento da engrenagem e, por último,

o alojamento do eixo sobre o segundo rolamento de apoio. A Figura 66 ilustra tal etapa, com destaque à caixa de engrenagens do Sistema de Transmissão Turbina-Gerador.

Figura 66 - Montagem dos eixos na caixa de engrenagens.

Fonte: (AUTOR, 2019).

Os eixos das pás girantes foram montados sobre os rolamentos de apoio existentes no cubo, sendo o único modo de encaixe no qual o eixo é inserido da parte externa do cone para a parte interna do mesmo. Essa restrição se deve à existência de um ressalto cilíndrico na extremidade do eixo, onde posteriormente se deve acoplar a pá girante do aerogerador. Tem-se na Figura 67 a montagem dos eixos das pás no cubo do protótipo.

Figura 67 - Montagem dos eixos das pás girantes no cubo do protótipo.

Os componentes abordados a seguir remetem-se ao eixo principal do rotor e ao eixo de acionamento das pás girantes. A atividade teve início pela união do eixo principal do rotor ao cubo através de flanges existentes em ambas as peças. Em virtude de que na modelagem dos furos nos flanges adotou-se a mesma dimensão do diâmetro nominal do parafuso, houve a necessidade do alargamento das furações a fim de que os parafusos encaixassem sem interferências. A união das peças foi realizada com auxílio de uma chave Philips e um alicate de bico redondo longo para assegurar que as porcas permanecessem fixas durante o aperto dos parafusos.

Figura 68 - União parafusada entre o eixo do rotor e o flange de fixação do cubo.

Fonte: (AUTOR, 2019).

No leiaute estabelecido aos sistemas de transmissão de movimento do aerogerador do tipo Magnus, o eixo de acionamento das pás girantes encontra-se posicionado concentricamente na parte interna do eixo principal do rotor. Portanto, essa montagem consiste em passar um componente por dentro do outro, estando o eixo maciço apoiado sobre dois rolamentos, um alojado no flange de fixação do cubo, conforme exposto na Figura 63 (c), e o outro no próprio eixo vazado.

Com relação as engrenagens cônicas de dentes retos, procurou-se montar primeiramente a cônica principal e as outras cinco engrenagens, que são fixadas sobre os eixos das pás, na sequência. Ressalta-se também o ajuste final no posicionamento desses eixos para garantir o perfeito engrenamento dos dentes e o funcionamento do protótipo. A Figura 67 também destaca o conjunto formado pelas engrenagens cônicas.

A última etapa diz respeito à montagem dos acoplamentos no protótipo do aerogerador. Assim, iniciou-se pela interligação dos acoplamentos aos eixos, mantendo o mesmo princípio de união da etapa de montagem das pás, ou seja, com interferência. Nesse caso, porém, o uso das lixas para desgaste dos materiais foi necessário, pois encontrou-se uma certa dificuldade no encaixe das peças. O desbaste das extremidades dos eixos com a lixa de granulometria 80 ocorreu até o ponto em que os eixos entrassem totalmente nos furos dos acoplamentos.

Para facilitar a compreensão, a Figura 69 apresenta um acoplamento promovendo a interligação entre dois eixos de transmissão.

Figura 69 - Interligação dos eixos por meio de um acoplamento.

Fonte: (AUTOR, 2019).

Após esses procedimentos, o protótipo do aerogerador encontra-se totalmente montado e a Figura 70 exibe a montagem final.

Figura 70 - Protótipo do aerogerador do tipo Magnus montado.

Como o foco principal da criação do protótipo é demonstrar o funcionamento da concepção desenvolvida do aerogerador do tipo Magnus, o que está diretamente ligado à construção dos elementos que promovem a transmissão de movimento, desconsiderou-se os componentes gerador elétrico, caixa multiplicadora de velocidades, sistema de freio e motor elétrico, isto é, a construção dos mesmos.