FORJARMENTO B 20.3

(1)

(2)

MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS

DIMENSIONAMENTO E SIMULAÇÃO

MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS

SOFTWARE DE ENGENHARIA AUXILIADA POR COMPUTADOR (CAE)

TENSÃO MAXIMA 21,982 MPa

(3)

OBSERVAÇÕES DO DIA A DIA

O QUE É A 5ª RODA?

3

Peças forjadas e usinadas

(4)

5ª Roda

4

(5)

5ª Roda

5 Sem desgaste

(6)

USINAGEM DE METAIS

Formação de cavacos descontínuos por usinagem.

O encruamento facilita a produção deste tipo de cavaco,

pois reduz a ductilidade.

(7)

Na usinagem há perdas de 74% em volume do material, já na

conformação por forjamento as perdas são de 6%

em volume.

(8)

PEÇAS FORJADAS

EIXOS DE NAVIOS

O rotor da turbina é fabricado em peça única e forjado em aço Cr-Mo

(9)

PROCESSOS DE FORMA FINAL

VIRABREQUIM FUNDIDO VIRABREQUIM FORJADO

FUNDIDOS X FORJADOS

(10)

10

Duas grandezas podem medir a resistência à fadiga do cordão da

junta soldada.

 = Raio no pé do cordão

 = Ângulo da concordância no pé do cordão

Quando  e   Resistência a Fadiga

FLANGES FORJADOS X FLANGES SOLDADOS

(11)

FABRICAÇÃO DE FLANGES FORJADOS

FLANGES DAS TORRES DAS ENERGIAS EÓLICAS

Iraeta - Primeira fábrica de flanges eólicas do Brasil em Suape

HCI–Hidráulica em Escada-PE

(12)

HISTÓRICO

RODAS FORJADAS

John Boyd Dunlop (1840 – 1921) deu um passo que revolucionou o transporte no mundo inteiro: ele criou o “pneumático”.

(13)

Roda de Alumínio Fundida - 8.25" x 22.5"

Peso: 28.300g

RODAS DE ALUMÍNIO X RODAS DE AÇO

Peso: 29.500g

Roda de Alumínio Forjada - 8.25" x 22.5"

Roda de Aço - 8.25" x 22.5" Peso: 41.500g Redução de peso 29.500/41.500 = 0,71 29% 41.500g – 29.500g = 12.000g por roda

Compatibilidade: Caminhões, carretas,

ônibus, guinchos e implementos rodoviários

Cavalo Mecânico Trucado

AUMENTO DA CAPCIDADE DE CARGA 22 rodas x 12.000g = 264.000g

(14)

(15)

REBLICA NÃO É UMA COPIA QUASE PERFEITA DO ORIGINAL

(16)

PRIMEIRO FORJAMENTO

Blocos de alumínio (chamados

blankets) com o diâmetro das

rodas são forjados a quente.

PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE RODAS FORJADAS

SEGUNDO FORJAMENTO

AS RODAS SÃO LAMINADAS

(PERFILADAS)

(17)

TRATAMENTO TÉRMICO DE PRECIPITAÇÃO

(ENVELHECIMENTO)

(*) A roda é aquecida a 540 °C durante 4 a 12 horas, para solubilização e depois é imediatamente resfriada.

(*) TRATAMENTO TÉRMICO DE PRECIPITAÇÃO R. O. M. OLIVEIRA1 e O. F. L. ROCHA

1. Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Pará – IFPA 2. Universidade Federal do Pará - UFPA

As rodas ficam em uma câmara a 220 °C durante 7 a 9 horas, para

envelhecimento artificial

(18)

Schedule é a denominação dada ao resultado arredondado a dezena calculado pela fórmula:

SCH = P / S onde P é a pressão de trabalho do tubo e S é a tensão (pressão)

correspondente a 60% do limite de escoamento do material a 20 Graus C. Portanto para um mesmo diâmetro externo de um tubo de condução, quanto maior o SCH maior a espessura de parede em relação ao seu diâmetro. Ex.s: SCH 40 e SCH 80.

TUBOS SCHEDULE

Testes mecânicos (com dobramento e achatamento), e dos ensaios hidrostáticos efetuados no ato da sua fabricação

Tubos de aço carbono com ou sem costura

tubos que atendem a norma ASTM-A53, ASTM 106 e API 5LB, ideais para condução de fluídos e gases

(19)

AVALIAÇÃO

(20)

FATOR DE CONCENTRAÇÃO DE TENSÃO

OU FATOR DE FORMA

20 Eixo ranhurado Eixo chavetado

(21)

BITOLA DA VIA

Bitola métrica – bitola da via de 1,0m

Bitola Larga – bitola da via de 1,6m

21

Locomotiva EMD SD70M da Estrada de Ferro Carajás, Bitola Larga

(22)

MONTAGEM DAS RODAS NO EIXO

22 A união roda/eixo é forçada a frio

o que dispensa o indesejável rasgo de chaveta

(23)

23 SISTEMAS DE TOLERÂNCIAS

(24)

PRENSA PARA MONTAGEM E DESMONTAGEM DA RODA

NO EIXO EM CAVALEIRO - CAP. 400T

(25)

ENGRENAGENS DE DENTES RETOS

PISTÃO E BIELA GANCHO

OLHAO

QUESTÕES DE PROVA:

INDIQUE O MATERIAL E O PROCESSO DE

FABRICAÇÃO

(26)

DEVER DE CASA: QUAL O PROCESSO DE FABRICAÇÃO?

EM PARTICULAR OS TRATAMENTOS TÉRMICOS.

(27)

SELECIONE O PROCESSOS DE FABRICAÇÃO

DO VIRABREQUIM E JUSTIFIQUE A ESCOLHA

(28)

28

Virabrequim

(29)

PEÇAS FORJADAS E USINADAS→ DIFERENCIAL

O diferencial tem a função de transferir e distribuir uniformemente o torque a dois semi-eixos, possibilitando assim, a cada eixo, uma gama de velocidade e rotações diferentes

(30)

DEVER DE CASA

(31)

DEVER DE CASA

2°) Qual o processo de fabricação dos Rolamentos?

Aplicação

Avaliação: Qual o rolamento radial? Qual o rolamento axial?

Qual o rolamento autocompensador?

(32)

3º) Quais as vantagens e desvantagem do Tixoforjamento?

DEVER DE CASA

FORJAMENTO

Benefício Obtenção do estado semissolido

Dendrítica Globular

Redução de 90% da energia (aquecimento e força)

(33)

ARTE E ENGENHARIA

(34)

TREINAMENTO NA EMPRESA

(35)

COMO FORJAR UMA FACA - PASSOS

1 Esquente o metal em uma forja 2 Olhe a cor quando esquentado. O metal deve estar de 1150 a 1200º C, que deve ficar com cor amarela ou de palha

3 Forje a lâmina

4 Deixe espaço para um tang

(a parte do cabo)

5 Lixe até o formato desejado e deixe bem uniforme

6 Leve a lâmina novamente à

temperatura que a deixa vermelha, e mergulhe-a em uma cuba de óleo para endurecê-la (existem metais que endurecem em óleo, água e ar)

7 Coloque no forno por uma ou duas horas em 120 a 180 º

C para reveni-la 8 faça buracos e prenda madeira

(36)

MELHORIA DA MICROESTRUTURA RESISTÊNCIA MAIOR

MELHOR ACABAMENTO SUPERFICIAL QUE A FUNDIÇÃO MELHOR DISTRIBUIÇÃO DAS FIBRA

MENOR CUSTO DE FABRICAÇÃO

VANTAGENS E DESVANTAGENS DO FORJAMENTO

• _{AS PEÇAS A SEREM FORJADAS GERALMENTE NECESSITAM DE}

USINAGEM DEPOIS DO PROCESSO DE FORJAMENTO

• _{OS EQUIPAMENTOS SÃO MUITO CAROS}

VANTAGENS:

(37)

TOLERÂNCIAS/PROCESSOS

Apostila: PMR – 2202 Introdução Manufatura Mecânica

Prof. Dr. Gilmar Ferreira Batalha. Escola Politécnica da USP Kalpakjian, S. & Schmid, S. R. – Manufacturing Engineering and Technology – Ed. Prentice Hall 4 ed. EUA, 2001

(38)

38

QUAL A IMPORTÂNCIA DO FREIO PNEUMÁTICO?

Resp.: Ar comprimido é energia armazenada, energia necessária

para freiar o caminhão mesmo com o motor desligado.

Veículo com excesso de peso

Tem a distância de parada aumentada e exige muito mais do sistema, além de provocar superaquecimento e desgaste excessivo de todo o sistema.

Utilizar o freio motor e a marcha correta

(39)

Avaliação: o que é Rodoar?

(40)

Dodge Charger R/T 1979, primeiro automóvel no Brasil a usar rodas de liga leve de fábrica.

RODAS DE LIGA LEVE

Em meados dos anos 70, passamos a fabricar rodas utilizando a liga leve

alumínio/silício. A mudança de material prima deu-se porque o magnésio era um material de difícil tratamento, tanto na usinagem como na soldagem.

Quando o magnésio entra em combustão, apenas é possível interromper sua queima por falta de oxigênio ou quando o magnésio todo é consumido.

A solução a vácuo aumenta muito o custo da produção.

(41)

(42)

Indutora - funcionamento

Com a passagem da corrente pela bobina é gerado um campo

magnético, devido a Lei de Faraday-Lens, e esse campo magnético é

transformado em energia térmica.

Tensão nominal: 6,6 kV

(43)

– Boas propriedades estáticas e dinâmicas da roda e, portanto, maior margem de segurança;

VANTAGENS DAS RODAS FORJADAS DE ALUMÍNIO

– Grande autonomia em geometrias delicadas e complexas em pequenas espessuras;

– Superfície livre de poros e estrutura metálica densa;

– Acabamento espelhado da superfície sem operação adicional obtida com polimento;

– Boa resistência contra corrosão; – Redução de peso.

(44)

CONTROLE DE QUALIDADE: ENSAIO DE DUREZA

(45)

SUPERFÍCIE TÉCNICA: USINAGEM

A roda é usinada

(46)

BALANCEAMENTO

(47)

TRATAMENTOS SUPERFICIAIS

JATEAMENTO DECAPAGEM QUÍMICA (BANHO) PINTURA POLIMENTO

(48)

RODAS “TWO-PIECE”

As rodas two-pieces são formadas com um centro que pode ser fundido ou forjado e que depois será soldado ou aparafusado a uma lateral que normalmente é forjada e depois usinada, o que garante à peça resistência mecânica e leveza elevadas.

(49)

Roda Single de Aço

Roda Single de Al

Comparativo rodas Single x rodas duplas

RODAS SINGLE PARA OPERAÇÕES

PESADAS

Pesando apenas 24,8 kg com uma capacidade de carga máxima de 5000 kg, a roda Single é a mais leve comparada com outras rodas de alumínio disponíveis no mercado..

Em média, a roda Single é 75% mais leve que um rodado duplo de aço, proporcionando a maximização da redução de peso em diversas aplicações.

(50)

(51)

5ª Roda

(52)

5ª Roda

52

2. Excesso de desgaste

carga desgaste carga→

 Mínimo = 48mm

PINO-REI ELEMENTO INTEGRANTE DO SEMI-REBOQUE QUE

POSSIBILITA ARTICULAÇÃO, SUSTENTAÇÃO E MOVIMENTAÇÃO

QUANDO ACOPLADO A QUINTA RODA DO CAMINHÃO TRATOR

(53)

MATRIZES PROGRESSIVAS PARA TRABALHO

A FRIO – MAIOR DURABILIDADE NA TROCA

DE AÇO

Tema para seminário:

(54)

(55)

O conceito de empreendedorismo está diretamente ligado

à inovação e visão de novas oportunidades de negócios.

EMPRENDEDORISMO

OBRIGADO

Começar pequeno, pensar grande