DOUGLAS RAMOS BARROS
LUCAS MENDES DE OLIVEIRA
MARIA CLARA MATEUS

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LUCAS MENDES DE OLIVEIRA
MARIA CLARA MATEUS

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DOUGLAS RAMOS BARROS
LUCAS MENDES DE OLIVEIRA
MARIA CLARA MATEUS

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DEDICATÓRIA

Este trabalho é dedicado especialmente a DEUS, principal responsável por
nossas contínuas vitórias na Bata...
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EPIGRAFE

“TENDO AMOR E SAUDE DA VIDA EU NÃO RECLAMO,
AMO A VIDA QUE LEVO, E LEVO A VIDA QUE AMO!”
(José Dias Nunes o S...
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RESUMO
Motocicletas em geral que são produzidas em larga escala industrial, são
projetadas para pessoas comuns. Por out...
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ABSTRACT

Motorcycles in general that are produced on a large industrial scale are
designed for ordinary people.
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SUMÁRIO

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INTRODUÇÃO ...................................................................................................
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Componentes e matérias prima utilizada ...................................................... 36

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LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Empresa Neyfa Parts .........................................................................
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LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Material porca, parafuso, centralizador dos componentes, prato e arruela
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LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
APQP. (Advanced Plan Quality Product): Planejamento Avançado da Qualidade do
Produto
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INTRODUÇÃO
Através da NEYFA PARTS, foi verificada a necessidade de desenvolver uma

válvula reguladora de amortecim...
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EMPRESA NEYFA PARTS

Fundada em 2000, a Neyfa Parts Indústria e Comércio de Peças Ltda., esta
localizada no Distrit...
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Figura 2 - Empresa Neyfa Parts
Fonte : http://www.neyfaparts.com.br/

2.1 Missão
Fornecer produtos e serviços, baseado...
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2.3 Certificação
O objetivo da Neyfa Parts é a satisfação de seus clientes, atendendo aos
seus requisitos através do f...
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Figura 4 – Guidom
Fonte : http://www.neyfaparts.com.br/

Figura 5 – Guidom
Fonte : http://www.neyfaparts.com.br/

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MOTOCICLETAS

3.1 Invenção
A motocicleta foi inventada por um americano e um francês, sem se
conhecerem e pesquisan...
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design moderno, motor potente e leve, confortáveis e baratas, o Japão causou o
fechamento de fábricas no mundo inteiro...
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Figura 8 - Primeira motocicleta
Fonte: http://fr.wikipedia.org/wiki/Gottlieb_Daimler

3.2 As motocicletas no Brasil
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com propulsores CZ e Jawa, da Tchecoslováquia e um ciclomotor (Monareta)
equipado com motor NSU alemão. Nesta mesma dé...
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AMORTECEDOR
No passado, quando a indústria automobilística dava os primeiros passos, os

eixos eram fixados diretam...
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Princípio de funcionamento
O amortecedor funciona por princípios hidráulicos. Tanto o tubo de pressão

quanto o t...
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reservatório pela válvula de compressão. O controle de válvulas funciona como na
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APQP - ADVANCED PRODUCT QUALITY PLANNING

5.1 Conceito
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Foco: Planejamento da qualidade; Determinar se os consumidores estão satisfeitos,
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PAPP – PRODUCTION PART APPROVAL PROCESS

6.1 Objetivo
O objetivo do PPAP é de confirmar que os fornecedores tenham ...
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Produção após ferramental estar inativo para produção durante doze meses
ou mais;

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6.3 Requisitos
Deve-se ter um lote significativo de produção de uma a oito horas de
produção no mínimo de 300 peças su...
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6.4 Aprovação
Os resultados da submissão do PPAP podem ser:
Aprovação de produção: Indica que a peça ou material atend...
32

7 FMEA – FAILURE MODE AND EFFECTS ANALYSIS
7.1

Conceito
Uma FMEA serve para avaliar o risco antes de o evento acontec...
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Elevar a probabilidade de que os modos de falhas potenciais e seus
efeitos sobre o sistema tenham sido considerados de...
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7.5

Ciclo FMEA

Figura 11 - Ciclo FMEA
Fonte: http://www.ss-solucoes.com.br/pages/FMEA.html
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8 ESTUDO DE CASO
8.1 Desenhos dos componentes
Os desenhos dos componentes foram realizados pelo sistema CAD CATIA
V5, ...
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8.2 Componentes e matérias prima utilizada
Para a montagem da válvula foram utilizados nove componentes de diferentes
...
37

8.2.1 Porca, parafuso, centralizadores do componentes e mola
Para a porca, parafuso centralizador dos componentes, pra...
38

8.2.2 Tampa superior, castelo e centralizador
Para a tampa superior, castelo e centralizador foram utilizados o Alumín...
39

8.2.3 Molas
Para as molas foi utilizado o aço inoxidável 304 ,por sua vez um aço que tem
uma alta tensão de ruptura ( ...
40

8.3 FMEA de projeto

Figura 18 - FMEA de projeto pag.01
Fonte: Autor

Figura 19 - FMEA de projeto pag.02
Fonte: Autor
41

8.4 Elementos finitos

No âmbito da Engenharia de Estruturas, o Método dos Elementos Finitos tem
com o objetivo a dete...
42

Frequência máxima do motor através do rpm:

Figura 20 – Motor
Fonte: Autor

Obs.: Como esta válvula aplica-se em 2 tip...
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Figura 22 – Mola
Fonte: Autor
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8.4.2 Resultados
Peso total: Considerando a condição mais crítica, a motocicleta com maior carga é a
Ninjinha Kawasaki...
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8.4.3 Modelos de malhas e condições de contorno

Figura 24 - Modelo de malha e condição de contorno 01
Fonte: Autor

F...
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Figura 26 - Modelo de malha e condição de contorno 03
Fonte: Autor

Primeira frequência natural do conjunto com o desl...
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Figura 28 - Modelo de malha e condição de contorno 05
Fonte: Autor

Tensão em MPA do material com a frequência de 200H...
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8.4.4 Conclusão
A análise possui dois “steps”, primeiro a extração da primeira frequência
natural do conjunto e depois...
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CONCLUSÃO
Após todas as Análises estudos e simulações que fizemos por meios teóricos,

práticos e empíricos pudemos...
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10 BIBLIOGRAFIA

IQA Instituto da qualidade. FMEA Manual de referência 4º edição. Junho/2008
IQA Instituto da qualidad...
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  1. 1. DOUGLAS RAMOS BARROS LUCAS MENDES DE OLIVEIRA MARIA CLARA MATEUS VALIDAÇÃO DA VÁLVULA REGULADORA DE AMORTECIMENTO DIANTEIRO EM MOTOCICLETAS ATRAVÉS DA FERRAMENTA APQP SALTO 2013
  2. 2. 3 DOUGLAS RAMOS BARROS LUCAS MENDES DE OLIVEIRA MARIA CLARA MATEUS VALIDAÇÃO DA VÁLVULA REGULADORA DE AMORTECIMENTO DIANTEIRO EM MOTOCICLETAS ATRAVÉS DA FERRAMENTA APQP Trabalho de Conclusão do Curso apresentado ao Centro Universitário Nossa Senhora do Patrocínio, como requisito parcial para a obtenção do Grau de Bacharel em Engenharia de Produção Mecânica. Orientador: Prof. Esp. Jorge Antônio Vaz Guerra. Salto 2013
  3. 3. 4 DOUGLAS RAMOS BARROS LUCAS MENDES DE OLIVEIRA MARIA CLARA MATEUS VALIDAÇÃO DA VÁLVULA REGULADORA DE AMORTECIMENTO DIANTEIRO EM MOTOCICLETAS ATRAVÉS DA FERRAMENTA APQP Trabalho de Conclusão do Curso apresentado ao Centro Universitário Nossa Senhora do Patrocínio, como requisito parcial para a obtenção do Grau de Bacharel em Engenharia de Produção Mecânica. Orientador: Prof. Esp. Jorge Antônio Vaz Guerra. Aprovado em Dezembro de 2013. Banca Examinadora ou Workshop Prof. Esp. Jorge Antônio Vaz Guerra – Orientador Temático Centro Universitário Nossa Senhora do Patrocínio Prof. Sônia Aparecida Dalla Vecchia Maestrello – Orientadora Metodológica Centro Universitário Nossa Senhora do Patrocínio Prof. Ms. Neilo Marcos Trindade – Coordenador do Curso Centro Universitário Nossa Senhora do Patrocínio
  4. 4. 5 DEDICATÓRIA Este trabalho é dedicado especialmente a DEUS, principal responsável por nossas contínuas vitórias na Batalha de cada dia. Dedicamos também em especial às nossas famílias, pais, irmãos, namorada e namorado. Não podemos nos esquecer dos nossos amigos, mestres e todos que passaram pelo nosso caminho muitas vezes até despercebidos, mas que contribuíram de alguma forma para nossa carreira e vida. Muito Obrigado, e que DEUS abençoe a todos.
  5. 5. 6 EPIGRAFE “TENDO AMOR E SAUDE DA VIDA EU NÃO RECLAMO, AMO A VIDA QUE LEVO, E LEVO A VIDA QUE AMO!” (José Dias Nunes o Saudoso “Tião Carreiro”)
  6. 6. 7 RESUMO Motocicletas em geral que são produzidas em larga escala industrial, são projetadas para pessoas comuns. Por outro lado o sentimento do piloto sobre a moto é um fator subjetivo, portanto os fabricantes de moto fazem estudos com um grande número de pessoas para determinar quais características são desejadas para agradar a maioria das pessoas em cada novo modelo. Por essa razão é que existe tanta diferença entre as motos europeias e japonesas. Cada fabricante procura agradar um tipo de pessoa diferente, mas que não seja muito diferente, afinal eles esperam vender milhares de unidades. O Objetivo do presente TCC é descrever os métodos de validação da válvula reguladora de amortecimento, de forma a homologar a mesma e os materiais empregados em sua confecção, de tal forma que os testes empíricos anteriormente realizados tenham uma base sólida e possam ser úteis tanto para nós quanto para o fabricante. Palavras chave: APQP, FMEA, MEF.
  7. 7. 8 ABSTRACT Motorcycles in general that are produced on a large industrial scale are designed for ordinary people. On the other hand the feeling of the rider on the bike is a subjective factor, so the bike manufacturers do studies with a large number of people to determine which characteristics are desired to please the majority of people in every new model. So is there much difference between the European and Japanese bikes. Each manufacturer seeks to please a different kind of person, but that is not very different, after all they expect to sell thousands of units. The objective of TCC present is describe the validation methods of this product. Key word: APQP, FMEA, MEF.
  8. 8. 9 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO .................................................................................................... 14 1.1 2 Conceito ........................................................................................................ 14 EMPRESA NEYFA PARTS ................................................................................. 15 2.1 2.2 Valores .......................................................................................................... 16 2.3 Certificação ................................................................................................... 17 2.4 3 Missão ........................................................................................................... 16 Produtos ........................................................................................................ 17 MOTOCICLETAS ................................................................................................ 19 3.1 3.2 4 Invenção ........................................................................................................ 19 As motocicletas no Brasil .............................................................................. 21 AMORTECEDOR ................................................................................................ 23 4.1 5 Princípio de funcionamento ........................................................................... 24 APQP - ADVANCED PRODUCT QUALITY PLANNING ..................................... 26 5.1 5.2 6 Conceito ........................................................................................................ 26 Ciclo APQP ................................................................................................... 27 PAPP – PRODUCTION PART APPROVAL PROCESS...................................... 28 6.1 6.2 Submissão..................................................................................................... 28 6.3 Requisitos...................................................................................................... 30 6.4 7 Objetivo ......................................................................................................... 28 Aprovação ..................................................................................................... 31 FMEA – FAILURE MODE AND EFFECTS ANALYSIS ...................................... 32 7.1 7.2 Diferença entre FMEA de processo e projeto................................................ 32 7.3 FMEA de projeto............................................................................................ 32 7.4 FMEA de processo ........................................................................................ 33 7.5 8 Conceito ........................................................................................................ 32 Ciclo FMEA ................................................................................................... 34 ESTUDO DE CASO ............................................................................................ 35 8.1 Desenhos dos componentes ......................................................................... 35
  9. 9. 10 8.2 Componentes e matérias prima utilizada ...................................................... 36 8.2.1 Porca, parafuso, centralizadores do componentes e mola ...................... 37 8.2.2 Tampa superior, castelo e centralizador.................................................. 38 8.2.3 Molas ....................................................................................................... 39 8.3 FMEA de projeto............................................................................................ 40 8.4 Elementos finitos ........................................................................................... 41 8.4.1 8.4.2 Modelos de malhas e condições de contorno ......................................... 46 8.4.4 10 Resultados .............................................................................................. 45 8.4.3 9 Dados de entrada para análise ............................................................... 41 Conclusão ............................................................................................... 49 CONCLUSÃO...................................................................................................... 50 BIBLIOGRAFIA ................................................................................................ 51
  10. 10. 11 LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Empresa Neyfa Parts ................................................................................ 15 Figura 2 - Empresa Neyfa Parts ................................................................................ 16 Figura 4 - Coroa ........................................................................................................ 17 Figura 5 – Guidom..................................................................................................... 18 Figura 6 – Guidom..................................................................................................... 18 Figura 7 - Válvula do Amortecedor ............................................................................ 18 Figura 8 - Projeto da primeira motocicleta ................................................................ 20 Figura 9 - Primeira motocicleta.................................................................................. 21 Figura 10 - Primeira motocicleta do Brasil - MONARK .............................................. 22 Figura 11 - Ciclo APQP ............................................................................................. 27 Figura 12 - Ciclo FMEA ............................................................................................. 34 Figura 13 - Conjunto completo do amortecedor ........................................................ 35 Figura 14 - Aplicação da válvula no conjunto amortecedor ....................................... 35 Figura 15 - Explosão dos componentes .................................................................... 36 Figura 16 - Datasheet da porca, parafuso, centralizadores do componentes e mola 37 Figura 17 - Datasheet tampa superior, castelo e centralizadores ............................. 38 Figura 18 - Datasheet molas ..................................................................................... 39 Figura 19 - FMEA de projeto pag.01 ......................................................................... 40 Figura 20 - FMEA de projeto pag.02 ......................................................................... 40 Figura 21 – Motor ...................................................................................................... 42 Figura 22 – Mola ....................................................................................................... 42 Figura 23 – Mola ....................................................................................................... 44 Figura 24 - Explosão de componentes ...................................................................... 45 Figura 25 - Modelo de malha e condição de contorno 01 ......................................... 46 Figura 26 - Modelo de malha e condição de contorno 02 ......................................... 46 Figura 27 - Modelo de malha e condição de contorno 03 ......................................... 47 Figura 28 - Modelo de malha e condição de contorno 04 ......................................... 47 Figura 29 - Modelo de malha e condição de contorno 05 ......................................... 48 Figura 30 - Modelo de malha e condição de contorno 06 ......................................... 48
  11. 11. 12 LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Material porca, parafuso, centralizador dos componentes, prato e arruela .................................................................................................................................. 37 Tabela 2 - Material tampa superior, castelo e centralizador ...................................... 38 Tabela 3 - Material da mola ....................................................................................... 39
  12. 12. 13 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS APQP. (Advanced Plan Quality Product): Planejamento Avançado da Qualidade do Produto FMEA. (Failure Mode and Effect Analysis): Análise dos Modos de Falhas e Efeitos MEF. Métodos de Elementos Finitos PPAP. (Production Part Approval Process): Processo de Aprovação de Peça de Produção PDCA. ( Plan, Do, Check, Action): Planejar , Executar, Verificar e Agir Datasheets. Folha de dados
  13. 13. 14 1 INTRODUÇÃO Através da NEYFA PARTS, foi verificada a necessidade de desenvolver uma válvula reguladora de amortecimento dianteiro para duas aplicações de motocicletas no mercado, sendo elas a CRF 230 cc e a Kawasaki Ninja 250cc. Uma forma de ter um produto com garantia de qualidade, dados e informações técnicas mais detalhadas, para este projeto adotamos a base do planejamento do APQP (Advanced Plan Quality Produt), que visa cumprir os requisitos do cliente, conforme ISSO 9001:2000 e ISSO/TS 16949:2002. 1.1 Conceito Os sistemas de suspensão são projetados com o objetivo de basicamente manter as rodas em contato com o solo o maior tempo possível e permitir o melhor controle da moto. Em primeiro lugar as suspensões podem ser macias ou firmes. Suspensões macias significam grandes deflexões das rodas o que indica que a energia será absorvida durante um grande período de tempo. Isto causa um maior conforto do piloto e consequentemente permite que ele tenha um maior controle sobre a moto, mas, andando em velocidades maiores pode dificultar o domínio do piloto sobre a máquina. Daí retira-se uma regra básica sobre suspensões. Alta velocidade é igual à suspensão mais firme, baixa velocidade é igual a suspensão mais macia. Nesse contexto, foi criado um projeto de uma válvula interna reguladora da pressão de fluido por dentro do amortecedor, projeto esse fabricado pela empresa NEYFA PARTS. A aparente simples válvula por meio de determinado número de giro em sua haste tencionando a uma mola que regula com precisão a vazão de retorno do fluido, deixando a moto a gosto do cliente com suspensão macia ou dura.
  14. 14. 15 2 EMPRESA NEYFA PARTS Fundada em 2000, a Neyfa Parts Indústria e Comércio de Peças Ltda., esta localizada no Distrito Industrial da cidade de Indaiatuba, interior de São Paulo. A empresa está instalada atualmente numa área de 1.000 m², com 915 m² de área construída. Com o aumento da procura pelos serviços prestados pela Neyfa Parts, constantes investimentos tornaram-se necessários na ampliação de infra-estrutura e tecnologia. Em Outubro 2006 Neyfa Parts iniciou o processo para implantação da norma NBR ISO 9001:2000, atendendo as exigências de clientes e do mercado, tendo alcançado com sucesso a certificação pela SGS em Março de 2008. A Neyfa Parts conta com o apoio de cerca de 27 colaboradores, somando a profissionais especializados nos setores de Produção, Qualidade e Administração. A Neyfa Parts tem como missão desenvolver projetos que viabilizem os processos automatizados ou não na área de produção, bem como aperfeiçoar o tempo empregado no processo com ferramentas exclusivas, dando soluções no desenvolvimento de peças com capacidade técnica e qualidade nos serviços prestados. Figura 1 - Empresa Neyfa Parts Fonte : http://www.neyfaparts.com.br/
  15. 15. 16 Figura 2 - Empresa Neyfa Parts Fonte : http://www.neyfaparts.com.br/ 2.1 Missão Fornecer produtos e serviços, baseado em projetos técnicos definidos pelo cliente; Otimizar o tempo empregado no processo na área de produção com ferramentas exclusivas; Dar soluções no desenvolvimento de peças com capacidade técnica, preço e qualidade. 2.2 Valores Pontualidade Respeito ao Cliente Ética Qualidade
  16. 16. 17 2.3 Certificação O objetivo da Neyfa Parts é a satisfação de seus clientes, atendendo aos seus requisitos através do fornecimento de produtos e serviços, por meio dos processos e do sistema de gestão da qualidade, melhorando continuamente sua eficácia. A Neyfa Parts está certificado na norma NBR ISO 9001:2000. 2.4 Produtos A Neyfa Parts vem atuando em diversos ramos de atividades, nos quais o Automobilístico, Cirúrgico, Agrícola, Aeronáutico, Marítimo e de Moto Peças, sempre desenvolvendo produtos baseados em desenhos fornecidos pelos nossos clientes, segue abaixo alguns dos produtos: Figura 3 - Coroa Fonte : http://www.neyfaparts.com.br/
  17. 17. 18 Figura 4 – Guidom Fonte : http://www.neyfaparts.com.br/ Figura 5 – Guidom Fonte : http://www.neyfaparts.com.br/ Figura 6 - Válvula do Amortecedor Fonte : http://www.neyfaparts.com.br/
  18. 18. 19 3 MOTOCICLETAS 3.1 Invenção A motocicleta foi inventada por um americano e um francês, sem se conhecerem e pesquisando em seus países de origem. Sylvester Roper nos Estados Unidos e Louis Perreaux, do outro lado do atlântico, fabricaram um tipo de bicicleta equipada com motor a vapor em 1869. A experiência para se adaptar um motor a vapor em veículos leves foram se acontecendo, e mesmo com o advento do motor a gasolina, continuou até 1920. A primeira motocicleta com motor de combustão interna foi fabricada na Alemanha por Gottlieb Daimler, em 1885. Ajudado por Wilhelm Maybach, instalou um motor a gasolina de um cilindro, leve e rápido, numa bicicleta de madeira adaptada, com o objetivo de testar a praticidade do novo propulsor. Paul Daimler, primeiro piloto de uma moto acionada por um motor (combustão interna), um garoto de 16 anos filho de Gottlieb. A primeira fábrica de motocicletas surgiu em 1894, na Alemanha, e se chamava Hildebrandt & Wolfmüller, No ano seguinte construíram a fábrica Stern e em 1896 apareceram a Bougery, na França, e a Excelsior, na Inglaterra. No início do século XX já existiam cerca de 43 fábricas espalhadas pela Europa. Muitas indústrias pequenas surgiram desde então e, já em 1910, existiam 394 empresas do ramo no mundo, 208 delas na Inglaterra. A maioria fechou por não resistir à concorrência. Nos Estados Unidos as primeiras fábricas Columbia, Orient e Minneapolis surgiram em 1900, chegando a 20 empresas em 1910. A concorrência era crescente que fabricantes do mundo inteiro começaram a introduzir inovações. Surgiram motores de um a cinco cilindros, de dois a quatro tempos. As suspensões foram aperfeiçoadas para oferecer conforto e segurança. A Minneapollis inventou um sistema de suspensão dianteira na década de 50 e continua sendo usada, hoje mais aperfeiçoada. Em 1923 a motocicleta inglesa já utilizava os freios a disco em provas de velocidade. Porém, nos motores que se observou a maior evolução. Após a Segunda Grande Guerra, observou-se a invasão progressiva das máquinas japonesas no mercado mundial. Fabricando motos com alta tecnologia,
  19. 19. 20 design moderno, motor potente e leve, confortáveis e baratas, o Japão causou o fechamento de fábricas no mundo inteiro. Nos EUA só restou a tradicional HarleyDavidson. E hoje em dia o mercado está equilibrado e com espaço para todos. “Em nenhuma outra invenção a utilidade está tão intimamente ligada com o prazer”. (Adam Opel). Figura 7 - Projeto da primeira motocicleta Fonte: http://en.wikipedia.org/wiki/Daimler_Reitwagen
  20. 20. 21 Figura 8 - Primeira motocicleta Fonte: http://fr.wikipedia.org/wiki/Gottlieb_Daimler 3.2 As motocicletas no Brasil A história da motocicleta no Brasil começou no início do século passado com a importação de motos européias e algumas de fabricação americana, em paralelo com veículos similares como sidecars e triciclos com motores. Mais tarde existiam cerca de 19 marcas rodando no país, entre elas as americanas Indian e Harley-Davidson, a Belga FN de 4 cilindros, a Inglesa Henderson e a alemã NSU. A diversidade de modelos de motos provocou o aparecimento de diversos clubes e de competições, como o Raid do Rio de Janeiro a São Paulo. No final da década de 30 começaram a chegar ao Brasil às máquinas japonesas, a primeira da marca Asahi. Durante a guerra as importações de motos foram suspensas, mas retomaram com força após o final do conflito. Chegaram NSU, BMW, Zündapp (alemãs), Triumph, Norton, Vincent, RoyalEnfield, Matchless (inglesas), Indian e Harley-Davidson (americanas), Guzzi (italiana), Jawa (tcheca), entre outras. A primeira motocicleta fabricada no Brasil foi a Monark (ainda com motor inglês BSA de 125cm3), em 1951. Depois a fábrica lançou três modelos maiores
  21. 21. 22 com propulsores CZ e Jawa, da Tchecoslováquia e um ciclomotor (Monareta) equipado com motor NSU alemão. Nesta mesma década apareceram em São Paulo as motonetas Lambreta, Saci e Moskito e no Rio de Janeiro começaram a fabricar a Iso, que vinha com um motor italiano de 150cm3, a Vespa e o Gulliver, um ciclomotor. O crescimento da indústria automobilística no Brasil, juntamente com a facilidade de compra de carros, a partir da década de 60, paralisou a indústria de motocicletas. Somente na década de 70 a motocicleta ressurgiu, verificando-se a importação de motos japonesas (Honda, Yamaha, Suzuki) e Italianas. Surgiram também as brasileiras FBM e a AVL. No final dos anos 70, início dos 80, surgiram várias montadoras, como a Honda, Yamaha, Piaggio, Brumana, Motovi (nome usado pela Harley-Davidson na fábrica do Brasil), Alpina, etc. Nos anos 80 observou-se outra retração no mercado de motocicletas, quando várias montadoras fecharam as portas. Foi quando apareceu a maior motocicleta do mundo, a Amazonas, que tinha motor Volkswagen de 1600cm3. Atualmente a Honda e a Yamaha dominam o mercado brasileiro. "Eu vivo no presente, para construir o futuro, com a experiência do passado". (Soichiro Honda). Figura 9 - Primeira motocicleta do Brasil - MONARK Fonte: http://www.ani37.com/products/historia-da-motocicleta-no-brasil/
  22. 22. 23 4 AMORTECEDOR No passado, quando a indústria automobilística dava os primeiros passos, os eixos eram fixados diretamente à estrutura do veículo fazendo com que o carro não fosse muito confortável pelas condições das estradas que na época não eram as melhores. A introdução de molas separou o eixo da carroceria, permitindo que o movimento das rodas fosse independente melhorando o conforto ao dirigir. Com o desenvolvimento de carros mais velozes, as molas começaram a causar problemas, pois ao passar por um buraco na pista, a mola era comprimida e a energia acumulada produzia vários movimentos de extensão e compressão fazendo o veículo oscilar e comprometendo a estabilidade, deixando o ato de dirigir difícil e perigoso, para resolver este problema foi criado o amortecedor. O primeiro tipo produzido foi o amortecedor de fricção que controlava o movimento da mola com a ação mecânica de um cinto. Com o passar do tempo foram criados amortecedores baseados em princípios hidráulicos que controlavam as molas somente no movimento de extensão. Na evolução foi criado o amortecedor tubular de ação direta que é utilizado atualmente. Hoje os amortecedores são partes fundamentais das suspensões dos veículos proporcionam conforto e segurança tanto nas suspensões tradicionais quanto nas suspensões McPherson (estruturais). Os amortecedores têm como função, controlar as oscilações da suspensão, mantendo as rodas do veículo em contato permanente com o solo estabilizando a carroceria do veículo, propiciando conforto, segurança, estabilidade e prevenindo o desgaste excessivo dos componentes da suspensão e pneus. O amortecedor abre e fecha aproximadamente 2.600 vezes por quilômetro rodado, equivale dizer que aos 30.000 km completa 78.000.000 desses movimentos, produzindo desgastes em seus componentes internos.
  23. 23. 24 4.1 Princípio de funcionamento O amortecedor funciona por princípios hidráulicos. Tanto o tubo de pressão quanto o tubo reservatório estão com óleo restando uma pequena parte sem óleo que é preenchida com ar ou com gás nitrogênio quando o amortecedor é pressurizado. O que gera o amortecimento é a dificuldade de passagem do óleo através dos furos do pistão, onde se encontram válvulas responsáveis por controlar o movimento e pela própria válvula da base que controla a passagem de óleo do tubo de pressão para o tubo reservatório. Note que não há necessidade de passar óleo lubrificante ou completar com graxa sintética, o óleo do sistema já faz o papel de lubrificar. Movimento de extensão é quando o amortecedor é distendido, o óleo da câmara de tração é forçado para baixo através dos furos existentes no pistão após a abertura das válvulas de controle de tração e passa para a câmara de compressão. Ao mesmo tempo a haste sendo retirada para fora do tubo, cria um espaço que deve ser preenchido pelo óleo existente na câmara reservatória. Esse óleo é admitido através da válvula de admissão para dentro do tubo de pressão. A medida de resistência que o amortecedor deve fornecer ao sistema, no movimento de extensão, é determinada pela regulagem da válvula de tração: 1°- Os movimentos lentos são controlados pela passagem de óleo por entalhes feitos na sede da válvula, no pistão. 2°- A resistência aos movimentos mais rápidos ou de velocidades médias é regulada pela pressão e grau de deflexão das molas da válvula de tração. 3°- O controle para os movimentos amplos é obtido pela restrição da passagem de óleo no pistão. Movimento de compressão é quando o amortecedor comprimi o óleo da câmara de compressão e deve ser forçado para a câmara de tração por outra série de passagens após abrir a válvula do pistão. A haste será introduzida no tubo de pressão e ocupará espaço na câmara de tração. Sendo assim, o volume de óleo correspondente ao volume ocupado pela haste deve ser expelido de volta para o
  24. 24. 25 reservatório pela válvula de compressão. O controle de válvulas funciona como na extensão. A extensão serve para limitar o curso do amortecedor. Amortecimento do Retorno Dianteiro serve para controlar a velocidade a que a moto endireita, após a suspensão ter sido comprimida. Se houver pouco amortecimento do retorno dianteiro (mole) a frente levanta demasiado depressa, causando um balanço longitudinal, que pode levar a perca de tracção. Se houver demasiado amortecimento do retorno dianteiro (duro) a suspensão terá falta de resposta e em casos extremos, ao passar sobre uma irregularidade, pode bater várias vezes, sempre comprimindo mais até esgotar o curso o que é bastante perigoso. Uma área crítica onde o piloto tem absoluta necessidade de uma boa afinação no amortecimento do retorno dianteiro é nas secções de circuito com várias curvas seguidas, na inserção em curva o piloto trava e a suspensão comprime, quando o piloto alivia o travão, a roda dianteira deve retornar completamente. É necessário evitar que a dianteira levante depressa, especialmente a meio da curva. Pouco amortecimento do retorno dianteiro (mole): Se o retorno é demasiado rápido dentro da curva, a moto levanta demasiado depressa, levando a uma maior distância entre eixos, que pode levar a moto a abrir a trajetória. Neste caso, aumentar o amortecimento do retorno dianteiro. Muito amortecimento do retorno dianteiro (duro): Se o retorno é demasiado lento, quando o piloto alivia o travão e dá gás na curva, teremos uma situação de menor distância entre eixos por demasiado tempo, o que pode levar a moto a curvar demasiado ou apresentar instabilidade na trajetória. Neste caso, diminuir o amortecimento do retorno dianteiro.
  25. 25. 26 5 APQP - ADVANCED PRODUCT QUALITY PLANNING 5.1 Conceito Trata-se de um método estruturado desenvolvido no final dos anos 80 por uma comissão de experts das três maiores indústrias automobilísticas: Ford, General Motors e Chrysler e estabelecido para garantir o atendimento do nível da qualidade nos prazos estipulados pelo cliente e é definido pelo manual APQP da AIAG Automotive Industry Action Group (Grupo de ação da indústria automotiva). Visa ter uma efetiva interface entre todos os setores envolvidos no planejamento e desenvolvimento do produto afim de gerar sinergia entre todos os componentes dos grupos multifuncionais que venham ser formados nesse processo. Os grupos se estruturam com o objetivo da realização de todas as etapas do processo prazos previstos em cronograma, buscando uma redução ou até mesmo a eliminação de possíveis modos de falha com a qualidade e também a minimização dos riscos de baixa qualidade no lançamento do produto. É essencial para o direcionamento dos recursos através da satisfação do cliente, identificando antecipadamente as mudanças dos requisitos, evitando mudanças no desenvolvimento do produto e após seu lançamento. Alcança-se a qualidade do produto num menor prazo a um custo mínimo. O processo do APQP é a metodologia mestra de todo o sistema QS 9000, pois é esse processo que gerencia todo o desenvolvimento do fornecimento desde o fechamento do contrato até a aprovação das peças de produção. APQP representa: 1. 2. 3. 4. Manual Production Part Approval Process (PPAP). O Manual FMEA. O Manual CEP. Manual MSA (Measurement Systems Analysis).
  26. 26. 27 Foco: Planejamento da qualidade; Determinar se os consumidores estão satisfeitos, avaliando a melhoria contínua. Fases: Planejamento e Programa de Definição; Projeto de Produto e Verificação de Desenvolvimento; Projeto de Processo e Verificação de Desenvolvimento; Validação de Processo e Produto; Lançamento, Feedback, Ações Corretivas e de Avaliação. Atividades principais: Planejamento; Projeto de Produto e Desenvolvimento; Projeto de Processo e Desenvolvimento; Validação de Processo e Produto; Produção. Elementos principais: Compreensão da necessidade do consumidor; corretivo e ações corretivos; Projetar dentro Feedback das capacidades do processo. Análise e tratamento de falhas; Verificação e Validação; Revisão de Projeto; Controles especiais/características críticas. 5.2 Ciclo APQP Figura 10 - Ciclo APQP Fonte: http://www.qualidadebrasil.com.br/noticia/apqp_planejamento_avancado_da_qualidade_do_produto
  27. 27. 28 6 PAPP – PRODUCTION PART APPROVAL PROCESS 6.1 Objetivo O objetivo do PPAP é de confirmar que os fornecedores tenham devidamente compreendidos todos os requisitos de projeto e especificação dos componentes que fornecem, e que o processo do fornecedor tem a capacidade de entregar consistentemente produtos que cumpram esses requisitos. O PPAP define requisitos para aprovação de peça de produção, incluindo material de produção e à granel. Essa ferramenta determina que todos os registros de projetos de engenharia e requisitos de especificação do cliente sejam corretamente compreendidos pela organização e se o processo tem o potencial para produzir produtos que satisfazem de forma consistente estas exigências durante um período de produção real à uma taxa de produção cotada. 6.2 Submissão A organização deve obter a aprovação do cliente para um produto novo, produto modificado por uma alteração de engenharia ou registro de projeto e especificações ou materiais. O cliente deve ser notificado em qualquer alteração no processo. E o mesmo decidirá, se a peça deverá ser submetida para aprovação de PPAP e em qual nível. Tipos de alterações de processo: 1. Uso de outra construção ou material utilizado na peça ou produto previamente aprovado; 2. Utilização de ferramentas, matrizes, moldes e modelos novos ou modificados, (exceto ferramentas perecíveis), incluindo a substituição de ferramental; 3. Produção seguindo reparo ou reorganização de ferramental ou equipamento; 4. Ferramental e equipamentos de produção transferidos para uma localização diferente na própria unidade ou de uma localização adicional da unidade; 5. Mudança subcontratada de peças;
  28. 28. 29 6. Produção após ferramental estar inativo para produção durante doze meses ou mais; 7. Alterações em produto e processo relacionados a componentes de produção do produto fabricados internamente ou por subcontratados que afetem a situação / condição, forma, função, desempenho e/ou durabilidade do produto em condições de venda; 8. Novas fontes de matéria-prima, novos atributos e aparência e outros (som. produtos a granel); 9. Alterações nos métodos de ensaio/inspeção – sem efeito no critério de aceitação. Nível de PPAP: Nível 1 – Apenas o certificado ( Para os itens de aparência, um relatório de aprovação de aparência submetido ao cliente). Nível 2 – Certificado com amostras do produto e dados de suporte limitados submetidos os cliente. Nível 3 - Certificado com amostras do produto e dados de suporte completos submetidos os cliente. Nível 4 – Certificado e outros requisitos definidos pelo cliente. Nível 5 – Certificado com amostras do produto e dados de suporte completos disponíveis para inspeção no local de produção do fornecedor.
  29. 29. 30 6.3 Requisitos Deve-se ter um lote significativo de produção de uma a oito horas de produção no mínimo de 300 peças sucessivas e amostra coletada no local de produção, utilizando ferramental, calibradores, processos, materiais e operadores do ambiente de produção. A organização deverá atender a todos os requisitos especificados do PPAP e também deverá cumprir todos os requisitos do específicos Requisitos do PPAP: 1. Registros de projeto; 2. Documentos de autorização e alteração de engenharia; 3. Aprovação da engenharia do cliente; 4. FMEA de projeto; 5. Diagrama de fluxo de processo; 6. FMEA de processo; 7. Plano de controle; 8. Estudo de análise de sistema de medição; 9. Resultados dimensionais; 10. Registro de resultados de ensaio de material/desempenho; 11. Estudos iniciais do processo; 12. Documentação do laboratório qualificado; 13. Requisitos específicos do cliente; 14. Certificação de submissão de peça. do cliente.
  30. 30. 31 6.4 Aprovação Os resultados da submissão do PPAP podem ser: Aprovação de produção: Indica que a peça ou material atende a todas as especificações e requisitos do cliente. O fornecedor está portanto autorizado a enviar quantidades/lotes de produção do produto. Aprovação condicional (interina): Permite remessa de material para as necessidades de produção com base em uma limitação de tempo ou quantidade. Aprovação condicional só será concedida quando o fornecedor tiver claramente definido a causa da não-conformidade que impede a aprovação do produto, além de ter um plano de ação aprovado pelo cliente. Nesse caso é requerida uma re-submissão. Lembrando que, materiais cujo plano de ação não for cumprido serão rejeitados.
  31. 31. 32 7 FMEA – FAILURE MODE AND EFFECTS ANALYSIS 7.1 Conceito Uma FMEA serve para avaliar o risco antes de o evento acontecer. É uma reunião de dados que resulta em uma documentação com conhecimento da equipe pode ser descrita como sendo um grupo de atividade com o propósito de identificar: Maneiras que um processo pode falhar para atingir as especificações; Consequências internas e / ou externa ao cliente (severidade); Frequência em que a falha vai ou pode acontecer (ocorrência); Eficácia dos controles atuais (prevenção e detecção); Medição de causa e efeito (NPR – número de prioridade de risco). 7.2 Diferença entre FMEA de processo e projeto FMEA de processo parte do princípio que o projeto está atendendo os requisitos que se propõe, portanto o FMEA de projeto é um dado de entrada do FMEA de processo, desde que disponível e/ou disponibilizado pelo cliente. 7.3 FMEA de projeto FMEA de projeto é uma técnica analítica aplicada pelo responsável pelo projeto do produto e sua equipe para assegurar a abrangência de todos os modos de falhas potenciais e suas causas ou mecanismos associados quando da concepção do produto. FMEA de projeto dá subsídios para o processo do projeto reduzindo os riscos de falhas por: Avaliar a razão dos requisitos de projeto e suas alternativas; Definir, desde o início, os requisitos da manufatura e da montagem dos produtos;
  32. 32. 33 Elevar a probabilidade de que os modos de falhas potenciais e seus efeitos sobre o sistema tenham sido considerados desde a fase do projeto e do processo de desenvolvimento; Fornecer informações de planejamento para determinação de testes eficazes sobre o projeto e os programas de desenvolvimento; Elaborar uma listagem dos modos de falhas potenciais ordenadas conforme seu efeito sobre as necessidades do consumidor, através de um sistema de priorização para melhorias e definição de testes de desenvolvimento de projetos; Fornecer, de forma contínua, recomendações e ações para a redução de riscos e seu rastreamento; Fornecer referência futura para ajudar na análise de problemas no campo, avaliação de mudanças em projetos e desenvolvimento de novos projetos mais avançados. 7.4 FMEA de processo FMEA de processo é uma técnica analítica aplicada pelo responsável pelo processo do produto e sua equipe para assegurar que foram considerados todos os modos de falhas potenciais e suas causas ou mecanismos associados quando da concepção do processo. FMEA de processo dá subsídios para a fabricação em função de: Identificar falhas potenciais do produto relacionadas aos modos de falhas do processo. Avaliar o efeito potencial das falhas sobre o usuário final. Identificar as causas potenciais do processo (fabricação e/ou montagem), para determinar controles de redução ou detecção das condições das falhas. Elaborar uma listagem de graduação dos modos de falhas potenciais, estabelecendo um sistema de priorização de ações corretivas. Documentar os resultados do processo de fabricação e/ou montagem.
  33. 33. 34 7.5 Ciclo FMEA Figura 11 - Ciclo FMEA Fonte: http://www.ss-solucoes.com.br/pages/FMEA.html
  34. 34. 35 8 ESTUDO DE CASO 8.1 Desenhos dos componentes Os desenhos dos componentes foram realizados pelo sistema CAD CATIA V5, para a simulação de montagem e simulação funcional do produto (Elementos finitos). A seguir o sistema completo de montagem onde a válvula é aplicada: Figura 12 - Conjunto completo do amortecedor Fonte: Autor Figura 13 - Aplicação da válvula no conjunto amortecedor Fonte: Autor
  35. 35. 36 8.2 Componentes e matérias prima utilizada Para a montagem da válvula foram utilizados nove componentes de diferentes materiais. Abaixo vemos a explosão dos componentes e os “datasheets” (Folha de dados) para a simulação funcional. Figura 14 - Explosão dos componentes Fonte :Autor
  36. 36. 37 8.2.1 Porca, parafuso, centralizadores do componentes e mola Para a porca, parafuso centralizador dos componentes, prato e mola foi utilizado o aço 1020 de acordo com a norma SAE (Society of Automotive Engineers EUA),o aço é classificado como aço-carbono simples com outros tipos de elementos que tem as propriedades desprezíveis e o teor de no máximo 1,0% de Manganês. Fotos dos componentes Componentes Porca/Parafuso Centralizador dos componentes/Prato/Arruela Material AISI 1020 Steel, cold rolled Tabela 1 - Material porca, parafuso, centralizador dos componentes, prato e arruela Fonte: Autor A seguir vemos um datasheet do material com suas respectivas características: AISI 1020 Steel, cold rolled Categories: Metal; Ferrous Metal; Carbon Steel; AISI 1000 Series Steel; Low Carbon Steel Material Notes: 1020 steel responds well to cold work and heat treating. Weldability is fair. Applications: Shafts, lightly stressed gears, hard wearing surfaces, pins, chains and case hardened parts where core strength is not critical. 1020 is suitable for case hardened parts where core strength is not critical. Key Words: UNS G10200, AMS 5032, AMS 5045, ASTM A29, ASTM A108, ASTM A510, ASTM A519, ASTM A29, A108, A510, A512, A513, A519, A544, A575 M10120, A576, A635, A659, A827, A830, BS 970 040A20, 050A20 (En2C), 050A20 (En2D), 060A20, BS 970 Part 1 070M20, DEF STAN95-1-1 C1020, SAE J412, SAE J414, DIN 1.0402, AFNOR CC 20, UNI C 20, SS14 1450 (Sweden), SAE J403 Vendors: No vendors are listed for this material. Please click here if you are a supplier and would like information on how to add your listing to this material. Density Physical Properties Metric 7.87 g/cc English 0.284 lb/in³ Mechanical Properties Hardness, Brinell Hardness, Knoop Hardness, Rockwell B Hardness, Vickers Tensile Strength, Ultimate Tensile Strength, Yield Elongation at Break Reduction of Area Modulus of Elasticity Bulk Modulus Poissons Ratio Machinability Shear Modulus Metric 121 140 68 126 420 MPa 350 MPa 15 % 40 % 205 GPa 140 GPa 0.29 65 % 80.0 GPa English 121 140 68 126 60900 psi 50800 psi 15 % 40 % 29700 ksi 20300 ksi 0.29 65 % 11600 ksi Based on AISI 1212 steel. as 100% machinability Typical for steel Comments condition unknown Electrical Properties Electrical Resistivity Metric 0.0000159 ohm-cm 0.0000219 ohm-cm @Temperature 100 °C @Temperature 200 °C Thermal Properties 0.0000292 ohm-cm @Temperature 392 °F Metric 11.7 µm/m-°C English 6.50 µin/in-°F @Temperature 0.000 - 100 °C 7.11 µin/in-°F @Temperature 0.000 - 300 °C condition unknown @Temperature 32.0 - 212 °F 12.8 µm/m-°C @Temperature 32.0 - 572 °F 13.9 µm/m-°C @Temperature 32.0 - 932 °F 0.486 J/g-°C 0.116 BTU/lb-°F @Temperature >=100 °C @Temperature >=212 °F 0.519 J/g-°C 0.124 BTU/lb-°F @Temperature 150 - 200 °C Comments 7.72 µin/in-°F @Temperature 0.000 - 500 °C Specific Heat Capacity condition unknown @Temperature 212 °F 0.0000292 ohm-cm CTE, linear In 50 mm Typical for steel Typical for steel @Temperature 32.0 °F 0.0000219 ohm-cm Comments Converted from Brinell hardness. Converted from Brinell hardness. Converted from Brinell hardness. English 0.0000159 ohm-cm @Temperature 0.000 °C Comments @Temperature 302 - 392 °F condition unknown 0.599 J/g-°C Thermal Conductivity Component Elements Properties Carbon, C Iron, Fe Manganese, Mn Phosphorous, P 0.143 BTU/lb-°F @Temperature 350 - 400 °C @Temperature 662 - 752 °F 51.9 W/m-K 360 BTU-in/hr-ft²-°F Typical steel Metric 0.17 - 0.23 % 99.08 - 99.53 % 0.30 - 0.60 % <= 0.040 % English 0.17 - 0.23 % 99.08 - 99.53 % 0.30 - 0.60 % <= 0.040 % As remainder Figura 15 - Datasheet da porca, parafuso, centralizadores do componentes e mola Fonte: http://www.matweb.com/ Comments
  37. 37. 38 8.2.2 Tampa superior, castelo e centralizador Para a tampa superior, castelo e centralizador foram utilizados o Alumínio 6351-T4 que é um alumínio de alta dureza e baixa densidade (2,71g/cc), que permite por sua vez maior resistência ao desgaste e melhor desempenho, também é aplicado pela empresa Embraer para alguns dos componentes de aeronaves. Fotos dos componentes Componentes Material Tampa superior/Castelo /Centralizador Aluminum 6351-T4; 6351-T451 Tabela 2 - Material tampa superior, castelo e centralizador Fonte: Autor A seguir vemos um datasheet do material com suas respectivas características: Aluminum 6351-T4; 6351-T451 Categories: Metal; Nonferrous Metal; Aluminum Alloy; 6000 Series Aluminum Alloy Material Notes: Data points with the AA note have been provided by the Aluminum Association, Inc. and are NOT FOR DESIGN. Composition Notes: Composition information provided by the Aluminum Association and is not for design. Key Words: AA6351-T4; AA6351-T451, UNS A96351; ISO AlSi1Mg0.5Mn; Aluminum 6351-T451; Aluminium 6351-T4; Aluminium 6351-T451 Vendors: No vendors are listed for this material. Please click here if you are a supplier and would like information on how to add your listing to this material. Density Physical Properties Metric 2.71 g/cc English 0.0979 lb/in³ Comments AA; Typical Mechanical Properties Hardness, Brinell Hardness, Knoop Hardness, Vickers Tensile Strength, Ultimate Tensile Strength, Yield Elongation at Break Metric 67 90 77 248 MPa 152 MPa 20 % English 67 90 77 36000 psi 22000 psi 20 % Comments 500 kg load with 10 mm ball. Calculated value. Converted from Brinell Hardness Value Converted from Brinell Hardness Value AA; Typical AA; Typical AA; Typical @Thickness 1.59 mm @Thickness 0.0625 in Modulus of Elasticity 68.9 GPa 10000 ksi Poissons Ratio Shear Modulus Shear Strength 0.33 26.0 GPa 150 MPa 0.33 3770 ksi 21800 psi AA; Typical; Average of tension and compression. Compression modulus is about 2% greater than tensile modulus. Estimated from trends in similar Al alloys. Estimated from similar Al alloys. Calculated value. Metric 0.00000400 ohm-cm English 0.00000400 ohm-cm Comments Estimated from other heat treatments. Metric 23.4 µm/m-°C English 13.0 µin/in-°F Comments AA; Typical; average over range @Temperature 20.0 - 100 °C @Temperature 68.0 - 212 °F Electrical Properties Electrical Resistivity Thermal Properties CTE, linear 25.0 µm/m-°C 13.9 µin/in-°F @Temperature 20.0 - 300 °C @Temperature 68.0 - 572 °F 0.890 J/g-°C 170 W/m-K 554 - 649 °C 0.213 BTU/lb-°F 1180 BTU-in/hr-ft²-°F 1030 - 1200 °F Solidus Liquidus 554 °C 649 °C 1030 °F 1200 °F Processing Properties Annealing Temperature Solution Temperature Aging Temperature Metric 349 °C 504 °C 170 °C English 660 °F 940 °F 338 °F Comments hold at temperature for about 4 hr Metric 95.9 - 98.5 % <= 0.10 % <= 0.50 % 0.40 - 0.80 % 0.40 - 0.80 % <= 0.050 % <= 0.15 % 0.70 - 1.3 % <= 0.20 % English 95.9 - 98.5 % <= 0.10 % <= 0.50 % 0.40 - 0.80 % 0.40 - 0.80 % <= 0.050 % <= 0.15 % 0.70 - 1.3 % <= 0.20 % Comments As remainder Specific Heat Capacity Thermal Conductivity Melting Point Component Elements Properties Aluminum, Al Copper, Cu Iron, Fe Magnesium, Mg Manganese, Mn Other, each Other, total Silicon, Si Titanium, Ti Estimated from trends in similar Al alloys. Estimated from other heat treatments. AA; Typical range based on typical composition for wrought products 1/4 inch thickness or greater AA; Typical AA; Typical Figura 16 - Datasheet tampa superior, castelo e centralizadores Fonte: http://www.matweb.com/ hold at temperature for 6 hr
  38. 38. 39 8.2.3 Molas Para as molas foi utilizado o aço inoxidável 304 ,por sua vez um aço que tem uma alta tensão de ruptura ( 620 MPA) ,assim r além de resistir a corrosão suporta varias pulsações causadas pelos impactos do peso do piloto e motocicleta. Fotos dos componentes Componentes Material Mola Interna/Externa 304 Stainless Steel Tabela 3 - Material da mola Fonte: Autor A seguir vemos um datasheet do material com suas respectivas características: Haynes Hastelloy® W alloy as a weld filler, base metal Type 304 Stainless steel 12.7mm plate weldments Categories: Metal; Nonferrous Metal; Nickel Alloy; Superalloy Material Notes: Solid solution-strengthened developed as a filler metal for welding of dissimilar alloys. Applications include excellent dissimilar welding characteristics in the gas turbine, aerospace, and chemical process industries. Data provided by the manufacturer, Haynes International, Inc. Key Words: aisi304, AISI 304, AWS A5.14, ASME SFA 5.11, ASME SFA 5.14, AMS 5755, AMS 5786, AMS 5787, AWS A5.11, SUS304, SS304 Vendors: No vendors are listed for this material. Please click here if you are a supplier and would like information on how to add your listing to this material. Density Physical Properties Metric 9.00 g/cc English 0.325 lb/in³ Comments at RT Mechanical Properties Tensile Strength, Ultimate Tensile Strength, Yield Elongation at Break Reduction of Area Metric 620 MPa 330 MPa 62 % 69 % English 89900 psi 47900 psi 62 % 69 % Comments Thermal Properties Metric 13.2 µm/m-°C English 7.33 µin/in-°F @Temperature 20.0 - 600 °C CTE, linear @Temperature 68.0 - 1110 °F 13.2 µm/m-°C Comments 7.33 µin/in-°F @Temperature 20.0 - 500 °C @Temperature 68.0 - 932 °F 13.5 µm/m-°C 7.50 µin/in-°F @Temperature 20.0 - 700 °C @Temperature 68.0 - 1290 °F 14.2 µm/m-°C 7.89 µin/in-°F @Temperature 20.0 - 800 °C @Temperature 68.0 - 1470 °F 14.8 µm/m-°C 8.22 µin/in-°F @Temperature 20.0 - 900 °C @Temperature 68.0 - 1650 °F 15.3 µm/m-°C 8.50 µin/in-°F @Temperature 20.0 - 1000 °C Component Elements Properties Carbon, C Chromium, Cr Cobalt, Co Iron, Fe Manganese, Mn Molybdenum, Mo Nickel, Ni Silicon, Si Vanadium, V Failures in base metal. Failures in base metal. @Temperature 68.0 - 1830 °F Metric <= 0.12 % 5.0 % 2.5 % 6.0 % <= 1.0 % 24 % 63 % <= 1.0 % <= 0.60 % English <= 0.12 % 5.0 % 2.5 % 6.0 % <= 1.0 % 24 % 63 % <= 1.0 % <= 0.60 % Figura 17 - Datasheet molas Fonte: http://www.matweb.com/ Comments
  39. 39. 40 8.3 FMEA de projeto Figura 18 - FMEA de projeto pag.01 Fonte: Autor Figura 19 - FMEA de projeto pag.02 Fonte: Autor
  40. 40. 41 8.4 Elementos finitos No âmbito da Engenharia de Estruturas, o Método dos Elementos Finitos tem com o objetivo a determinação do estado de tensão e de deformação de um sólido de geometria arbitrária sujeito a ações exteriores. Este tipo de cálculo tem a designação genérica de análise de estruturas e surge, por exemplo, no estudo de edifícios, pontes, barragens, etc. Quando existe a necessidade de projetar uma estrutura, é habitual proceder-se a uma sucessão de análises e modificações das suas características, com o objetivo de se alcançar uma solução satisfatória, quer em termos económicos, quer na verificação dos pré-requisitos funcionais e regulamentares. “As propostas de melhorias de processo e tecnologia são coletadas e analisadas com base nos resultados de projetos-piloto”. (Koscianski; Soares, 2007, p. 153). 8.4.1 Dados de entrada para análise 8.4.1.1 Matéria prima Para que a simulação do MEF aconteça é necessário inserir os dados dos tipos de matéria prima utilizada no projeto (Aço 1020; Alumínio 6351-T4; Aço inoxidável 304),citados no tópico de matéria-prima utilizada em componentes. Através do datasheet de cada material temos as características específicas das distintas densidades, coeficiente de Poisson e tensão de ruptura. 8.4.1.2 Dados funcionais Além das informações das características da matéria prima, também são considerados os da frequência que os elementos são submetidos na aplicação em campo, carga das molas e o peso total do sistema . A seguir os cálculos de frequência, carga de mola e o peso total do sistema utilizado para a analise do MEF:
  41. 41. 42 Frequência máxima do motor através do rpm: Figura 20 – Motor Fonte: Autor Obs.: Como esta válvula aplica-se em 2 tipos de motocicletas CRF 230 & Ninjinha Kawasaki para os cálculo de frequência utilizou-se a condição mais critica. Calculo das cargas das molas: Para este calculo utilizamos um site de projetos de molas, onde inserindo os dados de entrada como diâmetro do fio número de espiras coeficiente de Poisson e e a densidade do material temos o resultado preciso da carga da mola. Figura 21 – Mola Fonte: Autor
  42. 42. 43
  43. 43. 44 Figura 22 – Mola Fonte: Autor
  44. 44. 45 8.4.2 Resultados Peso total: Considerando a condição mais crítica, a motocicleta com maior carga é a Ninjinha Kawasaki com 169 Kg e para o calculo utilizamos um piloto que tenha 100 kg ,assim : Ninjinha Kawasaki = 169 kg Peso do piloto = 100 kg Peso total do sistema = 169 + 100 = 269 kg Através destes dados de entrada e o modelo matemático abaixo. Foram realizados o modelo das malhas e condições de contorno, primeira frequência natural do conjunto com o deslocamento em mm, tensão em MPA do material com a frequência de 200Hz,(183,33Hz). Figura 23 - Explosão de componentes Fonte: Autor
  45. 45. 46 8.4.3 Modelos de malhas e condições de contorno Figura 24 - Modelo de malha e condição de contorno 01 Fonte: Autor Figura 25 - Modelo de malha e condição de contorno 02 Fonte: Autor
  46. 46. 47 Figura 26 - Modelo de malha e condição de contorno 03 Fonte: Autor Primeira frequência natural do conjunto com o deslocamento em mm, podemos ver que o ponto de ressonância é a extremidade do parafuso centralizador. Figura 27 - Modelo de malha e condição de contorno 04 Fonte: Autor
  47. 47. 48 Figura 28 - Modelo de malha e condição de contorno 05 Fonte: Autor Tensão em MPA do material com a frequência de 200Hz,(183,33Hz). Podemos ver que o maior ponto de tensão é no centro do corpo da válvula, devido ter uma alta ressonância na extremidade do parafuso centralizador. Figura 29 - Modelo de malha e condição de contorno 06 Fonte: Autor
  48. 48. 49 8.4.4 Conclusão A análise possui dois “steps”, primeiro a extração da primeira frequência natural do conjunto e depois a resposta forçada (o mesmo que o shaker) nos três eixos com aceleração constante de 40G de 0 a 200Hz, onde não foi encontrado nenhum tipo de falha, pois o sistema está muito bem dimensionado, lembrando que as molas forma simplificadas e modeladas através do abaqus springs e todos os devidos contatos entre os componentes foram modelados através do abaqus tié, ou seja, a análise é ainda mais rigorosa, pois alguns componentes não exatamente “colados”, entretanto esta situação impõe uma maior transmissibilidade e menor absorção das forças as quais as energias são submetidas, além disto, podemos observar que o comportamento é totalmente coerente, pois o parafuso apresenta o maior deslocamento e concentração de forças.
  49. 49. 50 9 CONCLUSÃO Após todas as Análises estudos e simulações que fizemos por meios teóricos, práticos e empíricos pudemos constatar que o produto em questão está aprovado para aplicação em todo tipo de amortecedor semi-hidráulico empregados em motocicletas ON/OFF Road, inclusive as de competição em Motocross, haja visto que sua construção sólida através de usinagem de precisão e as matérias primas nela empregadas são de excelente qualidade e foram anteriormente, na fase de protótipo superdimensionados para que atendessem as mais diversas oscilações, condições de terreno, vibrações e tensões aplicadas. A Grande vantagem do produto é que uma vez instalada, não requer manutenção frequente, pois possui a qualidade de trabalhar em contato direto com o fluido hidráulico que se encarrega de manter suas partes muito bem lubrificadas, além de evitar a corrosão pelo meio externo. Dentro da metodologia APQP pudemos trabalhar com toda a documentação técnica exigida pelas maiores montadoras do mundo focando no FMEA de projeto que prevê as causas e falhas potenciais ou reais que podem ocorrer durante o projeto, e tomando ações para diminuição de sua ocorrência, consequentemente redução do risco que venha a barrar a etapa de projeto. Temos a constatação de que o produto em questão possui mercado em constante crescimento e mesmo com todas as variáveis envolvidas entre projeto, teste, fabricação e venda ao consumidor final torna-se imprescindível manter o produto acima de tudo com qualidade indelével, nestas condições a empresa NEYFA PARTS parceira que nos ajudou em todo esse trabalho, que só tende a crescer e ganhar mercado. Com isso concluímos que existem pessoas e empresas idôneas que produzem produtos que estão diretamente relacionados à nossa segurança e por tudo isso, mesmo diante a frenética e desleal concorrência com o mercado Asiático, temos sim tecnologia para desenvolver produtos, ferramentas além de aplicar processos já existentes para validar um produto novo de mercado e também para aprimorar os já existentes. Esse trabalho refletiu em nosso desenvolvimento profissional e agregou valores e experiências valiosas a nossa formação acadêmica.
  50. 50. 51 10 BIBLIOGRAFIA IQA Instituto da qualidade. FMEA Manual de referência 4º edição. Junho/2008 IQA Instituto da qualidade. PPAP - Processo de Aprovação de Peças de Produção. Edição 1993 Álvaro F.M.Azevedo. Métodos dos Elementos Finitos 1° edição. Abril 2013 http://en.wikipedia.org/wiki/Production_part_approval_process Acesso em: Set/2013 http://www.efunda.com/designstandards/springs/calc_comp_designer.cfm Acesso em: Set/2013 http://www.matweb.com/search/datasheet_print.aspx?matguid=19e2086d719540119 07597570bf33a95&src=xls Acesso em: Set/2013

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