SETIS- III Seminário de Tecnologia Inovação e Sustentabilidade
4 e 5 de novembro de 2014.
Sistema Elaborado para Melhorar o Acoplamento de Tomada de Força em Caminhões
que Utilizam Acionamentos Hidráulicos
Paulo de Oliveira Júnior
[email protected]
Adriano Pereira Carvalho Silva
[email protected]
Resumo: O objetivo desse artigo foi desenvolver um sistema para facilitar o acoplamento da
tomada de força na caixa de transmissão de caminhões, evitando assim o desgaste prematuro
das engrenagens, tanto da caixa de câmbio quanto na engrenagem da tomada de força. Tendo
em vista que o custo de manutenção do sistema de tomada de força na caixa de transmissão
das engrenagens é elevado e se utilizado de forma inadequada pode aumentar
significativamente, percebeu-se que havia a necessidade de melhorar o uso da tomada de
força dos caminhões de uma empresa de Joinville-SC que atua na área de produtos fundidos.
Após a realização de um estudo de campo, verificou-se que os caminhões que possuem
sistema de tomada de força necessitam de atenção especial dos operadores quanto a sua
utilização para que não cause o desgaste prematuro das peças e com isso a sua quebra.
Verificou-se também, que a má utilização do sistema é o principal fator de ocorrência de
defeitos e das falhas. Foi realizada uma pesquisa de caráter descritivo por meio de estudo de
caso. Esta pesquisa tem caráter quantitativo e qualitativo através da observação in loco para
diagnosticar a forma como os motoristas utilizam os caminhões e do levantamento de dados
com relação aos gastos com manutenção. Através dos dados obtidos percebeu-se que o gasto
com a manutenção devido ao uso incorreto da tomada de força era muito alto e que com o
desenvolvimento deste novo sistema é reduzida a quantidade de quebra de caixas de câmbio e
do sistema de acionamento da tomada de força.
Palavras Chave: Acoplamento de tomada de força. Caixa de transmissão de caminhão.
Redução de custo.
1. INTRODUÇÃO
A manutenção tem por objetivo manter o bom desempenho dos equipamentos e
minimizar os problemas relacionados a falhas e quebras além de melhorar a sua utilização.
Visando a confiabilidade e a disponibilidade dos equipamentos à produção com o menor custo
possível e sem deixar de lado a integridade do trabalhador.
Os setores de manutenção têm como função realizar a manutenção nos equipamentos
no menor tempo e menor custo possível para que o prejuízo com equipamento parado e sem
produção seja minimizado. Pois, para a indústria o custo com equipamento parado é alto e
sem contar o fato de não estar gerando produção.
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Atualmente, nas empresas a manutenção tem se tornado primordial entre os serviços
essenciais deliberando assim o seu sucesso. É importante para a eficiência dos equipamentos
que a manutenção acompanhe o seu ritmo de evolução. Aprimorando assim os seus métodos e
técnicas, além da necessidade de mão de obra especializada (FONTES et al., 1997).
Estudos realizados em 1994 apontam que é de grande importância as informações
atualizadas de equipamentos, histórico de ocorrências, programação/planejamento de
atividades, ordens de serviço, controle do estoque e cronograma de parada para que a
manutenção tenha um bom desempenho (CAMPOS; BELHOT, 1994). É possível perceber
que mesmo passados quase 20 anos estas informações ainda continuam sendo de grande
importância para que a manutenção tenha um bom desempenho.
Para que as organizações consigam atingir seus objetivos é necessário que apliquem de
forma apropriada os recursos produtivos, visando impedir a realização do improviso e colocar
em evidência a necessidade de gerenciar com eficiência conforme os padrões de eficácia.
A eficiência das empresas que lidam com frotas de veículos pesados está ligada a
performance da equipe de manutenção. Assim como ao planejamento, organização e execução
das atividades da equipe.
Deste modo, (CAMPOS; BELHOT, 1994) já afirmavam que em um plano de
manutenção algumas condições devem estar presentes: estudar as condições reais de
funcionamento dos equipamentos; analisar as falhas e defeitos observados; analisar um
sistema apropriado de lubrificação e normalização dos lubrificantes utilizados; estudar o
estoque mínimo de peças de reposição; estudar as ferramentas especiais necessárias à
manutenção e ao conserto dos equipamentos; estudar possíveis modificações nas instalações e
por fim estudar possíveis modificações de layout da oficina.
Os dois primeiros pontos abordados pelos autores mostram a importância de conhecer
o equipamento e de verificar o que está causando problemas gerando a necessidade de
manutenção. Sendo que, a frequência com que ocorrem tais problemas deve chamar a atenção
dos profissionais de manutenção para que seja feita uma busca da sua causa.
Com base na eficiência da manutenção, este artigo tem por objetivo elaborar um
sistema de acoplamento da tomada de força na caixa de transmissão de caminhões.
2. Desenvolvimento
2.1. Caixa de câmbio
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Componente indispensável para o funcionamento dos veículos em geral, a caixa de
câmbio converte a rotação do motor por minuto (RPM) em força ou velocidade. O tipo de
conversão está relacionado com a necessidade do motorista, pois se resultará em força ou em
velocidade isso depende da troca de marchas e das combinações de engrenagens dentro da
caixa de câmbio. A Figura 1 mostra quais são os elementos que compõem a caixa de câmbio.
Figura 1 - Caixa de Câmbio
Fonte: O autor (2012) adaptado de VWCLUBEPB (2012)
Na Figura 1 é representado o garfo seletor de marcha, eixo do motor, eixo para o
diferencial, árvore intermediária, engrenagem intermediária da ré, a numeração das
engrenagens e a alavanca. A caixa de câmbio é ligada ao motor pelo eixo do motor e o
motorista a controla por meio da alavanca. A árvore intermediária conecta o eixo do motor as
engrenagens 1 a 5 e a ré. O eixo diferencial faz o controle das engrenagens e a ligação com o
garfo seletor de marcha. O seu funcionamento ocorre da seguinte maneira: o condutor do
veículo por meio da alavanca muda o seu posicionamento do neutro para a marcha 1 e o garfo
seletor de marcha irá engatar a engrenagem correspondente à macha 1. Isso vale para todas as
marchas inclusive a ré.
O funcionamento da caixa de câmbio é realizado através de engrenagens e de dois ou
mais eixos paralelos que permitem o engate e desengate por meio de alavancas chamadas de
trambuladores. Para que a troca de marcha seja mais fácil quando o veículo está em
movimento, a maioria das caixas de câmbio possui um sincronizado que admite a união e a
separação das engrenagens durante o giro solitário. Os sincronizados são utilizados a partir da
segunda ou terceira marcha (RANCHE, 2004).
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Ainda segundo o autor, as caixas de câmbio mecânicas são as mais comuns por serem
mais simples, de baixo custo, baixa manutenção e por sua robustez. Atualmente, as caixas de
câmbio são mais silenciosas por possuírem engrenagens helicoidais, sendo composta por um
eixo primário, um secundário e um de saída, além de várias engrenagens acopladas a eles.
Para alterar a velocidade do caminhão são alteradas as engrenagens acopladas alterando assim
a força e velocidade.
2.1.1. Freio de estacionamento
Este sistema é utilizado em todos os veículos garantindo que não se movimentem sem
a presença do motorista, nos veículos leves o freio de estacionamento é feito através de uma
alavanca e cabos de aço, já nos caminhões como são veículos mais pesados o acionamento é
feito através de uma válvula com acionamento mecânico. Esta válvula é alimentada com +/- 8
bar pressão de ar, quando é feito o acionamento da mesma, libera-se a pressão de ar que estão
fazendo pressão nas cuícas de freio. As cuícas são cilindros pneumáticos utilizados em freios
de caminhões, que tem como principal função exercer a maior parte da força, pois são elas
que movimentam as sapatas de freio, fazendo com que se crie um atrito das sapatas com os
tambores de freio, parando ou reduzindo a velocidade do caminhão.
Para Ranche (2004) os freios também têm como função imobilizar e manter o veículo
imóvel quando encontrar-se estacionado em locais íngremes. O funcionamento do freio
baseia-se na força criada para impedir que o veículo se movimente, transformando a energia
do movimento em energia térmica que necessita ser dissipado para a atmosfera através da
refrigeração dos freios.
O freio de estacionamento é um sistema que trabalha em conjunto com o freio de
serviço utilizando os mesmos elementos, a diferença entre os dois é que o freio de serviço é
utilizado sempre que o motorista necessita baixar a velocidade ou parar o veículo.
2.2. Sistema hidráulico de caminhões
Para Linsingen (2001) os sistemas hidráulicos possuem aplicação em diversos
seguimentos como: extração mineral, indústria aeroespacial, veículos de transporte e passeio,
equipamentos odontológicos e médico-hospitalares, construção civil, entre outros.
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Veículos que possuem esse tipo de acionamento exercem trabalhos extremos e que
necessitam de muita força para execução de suas atividades ou manobras. Esta força é
adquirida através do sistema hidráulico.
O sistema hidráulico dos caminhões é composto de vários componentes, tais como:
mangueiras, unidades hidráulicas, cilindros, reservatórios de óleo. De acordo com os
comandos a unidade hidráulica direciona a pressão de óleo e os cilindros exercem a força,
transformando força hidráulica em força mecânica.
O reservatório tem como função principal armazenar o óleo na quantidade que o
sistema necessita, possuindo também outras funções, fazer a troca de calor do óleo e eliminar
possíveis bolhas de ar que ficam no sistema, fazendo isso por meio do retorno de óleo ao
reservatório.
É importante salientar que nos caminhões, geralmente, existem duas bombas
hidráulicas. Sendo uma para a direção hidráulica e a outra para suprir as necessidades da
carga a ser transportada.
2.2.1. Cilindros hidráulicos
Os cilindros hidráulicos são responsáveis por transformar a energia hidráulica em
energia mecânica, por este motivo são também chamados de motores lineares. Assim como
Linsingen (2001) afirma que o sistema hidráulico tem a sua utilização garantida pela
versatilidade que a unidade de conversão secundária permite para a execução das atividades
combinado a movimentos rotativos, lineares e oscilantes ao transformar energia hidráulica em
energia mecânica (força ou torque). Com a variedade de aplicações, os motores devem
permitir montagens compactas e movimentos articulados. Além de possuir propriedades
especiais para ser utilizado em ambientes agressivos e com condições dinâmicas extremas.
Nos caminhões, os cilindros são responsáveis por fazer a movimentação de cargas. Já
nos caminhões do modelo poliguindastes esses cilindros cumprem o papel de manipular os
braços ao erguer e baixar as caçambas.
2.2.2. Tomada de força
Tomada de força nada mais é do que uma caixa redutora, possuindo, geralmente, duas
engrenagens, uma motora e a outra movida. Essas engrenagens têm por finalidade transmitir a
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rotação exercida pelo motor, transformando-a em força que é utilizada para movimentar uma
bomba hidráulica. É um sistema utilizado em veículos na linha pesada como os tratores,
caminhões, entre outros (CHOLLET, 2002, p.43).
Ainda segundo o autor, o movimento do motor é transmitido por um eixo que está
posicionado em um dos lados da caixa. Este eixo é ligado ao aparelho movimentado do
veículo por um acoplamento específico, permitindo assim o acionamento da tomada de força.
Através da tomada de força podem ser acionada bomba de óleo de ponte basculante, tambor
de um torno, fresas de limpa-neve, entre outros.
2.3. Sistema pneumático de caminhões
Os caminhões possuem um sistema pneumático para suprir o acionamento dos freios
de serviço, freio de estacionamento, buzinas a ar, levantamento do 3° eixo e acionamentos
eletropneumáticos. Que conforme Bosch (2004, p.1186) a pneumática é utilizada no ramo da
automobilística com a finalidade de conduzir energia com a função de abrir, fechar e travar
portas, capôs, acionar e controlar sistemas de freios (equipamentos de freios).
A maior parte dos acionamentos é feitos através da pressão de ar, essa pressão é
concebida por meio de um compressor. Para evitar com que o sistema se sobrecarregue de ar,
os caminhões são dotados de uma válvula reguladora de ar, cujo sua função é manter o
sistema sempre com a pressão de +/- 8 bar, nunca excedendo o limite.
Como o caminhão possui o sistema pneumático, muitos caminhoneiros utilizam o rodo
ar com a finalidade de manter os pneus sempre calibrados. Isso é possível através do ar
comprimido disponível no sistema que o rodo ar coleta e assim pode calibrar os pneus.
2.4. Sistema elétrico de caminhões
O sistema elétrico é um conjunto de elementos que tem por finalidade suprir a
necessidade do veículo. Estes elementos são as baterias, cabos elétricos, relés, fusíveis,
módulos de comunicação, interruptores. Segundo Chollet (2002, p.240) o sistema elétrico de
um veículo é composto por diversos aparelhos que estão conectados a ele por fios isolados,
mas que funciona de maneira independente. Este sistema é composto por um gerador de
corrente elétrica (dínamo ou alternador), bateria e aparelhos de utilização apropriados às
funções desejadas como o arranque, iluminação, sinalização e indicações de funcionamento.
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Além de todos estes aparelhos estão conectados relés, comutadores de comando e um
regulador completam o sistema com o intuito de equilibrar permanentemente o consumo a
produção e a acumulação de energia elétrica.
Nos veículos leves ou pesados é aplicado o sistema elétrico com a finalidade de
armazenar e fornecer eletricidade para todo o veículo. A eletricidade é conduzida através de
cabos elétricos, fazendo a ligação entre todos os componentes do sistema. O funcionamento
do sistema elétrico dos veículos parte basicamente da bateria. Esta por sua vez armazena a
energia necessária para a partida do motor e ao dar a partida o motorista utiliza a chave de
ignição, que nada mais é que uma chave seletora.
Com o motor em funcionamento, o alternador que está ligado por meio de correia,
através do giro do motor, o alternador é capaz de produzir tensão, enviando esta tensão para a
bateria e assim supre todas as necessidades do veículo. Através de interruptores o motorista
faz os demais acionamentos, como por exemplo, acender luzes ou até mesmo fazer com que
um atuador entre em ação.
3. Procedimentos metodológicos
3.1. Caracterização da pesquisa
Este artigo caracteriza-se como estudo de caso com formato descritivo, pois há
interesse em retratar os procedimentos utilizados no acionamento da tomada de força e quais
as consequências ao acioná-la de forma incorreta.
Quanto à forma de abordagem esta pesquisa é quantitativa e qualitativa. A quantitativa
caracteriza-se pelo uso da observação in loco que tem como intuito diagnosticar a forma como
os motoristas realizam as atividades com os caminhões e do levantamento de quanto está
sendo gasto com manutenção destes veículos. Com o auxílio dos dados coletados obtêm-se o
levantamento estatístico na elaboração de gráficos e tabelas adequadas às respostas obtidas.
Já a qualitativa é formada por avaliações e discussões das condições de trabalho destes
motoristas, como realizam as atividades relacionadas com os caminhões e como os
equipamentos reagem a forma como são utilizados.
3.2. Procedimentos de coleta e análise
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Neste trabalho a observação in loco com a população nas atividades dos motoristas de
caminhão será realizada pelo(s) autor(es). Com o intuito de verificar como a atividade é
realizada, se utilizam equipamentos de auxílio e quais deles, se são realizada,
individualmente, ou se é em conjunto. Para que assim, se tenha uma maior compreensão da
atividade e da realidade desses profissionais e com isso facilite a aplicação da melhoria
proposta.
Como projetos elétricos necessitam de elementos de comando para funcionarem, o
projeto que está sendo descrito neste artigo utilizará os seguintes componentes: relé,
interruptores e válvula eletropneumática.
Os relés serão de extrema necessidade para o projeto, pois serão eles os grandes
responsáveis pelo acionamento da eletroválvula. Serão acionados através de três condições
pré-estabelecidas neste projeto e terão por finalidade fazer os chaveamentos entre entradas e
saídas. Serão utilizados no total de 4 relés, sendo 1 para o freio de estacionamento, 1 da
embreagem, 1 para a tomada de força e mais 1 para selar o circuito.
Será utilizada uma válvula direcional para conectar a tomada de força com as
engrenagens.
4.
Resultados e discussão
4.1. Transporte e utilização dos caminhões
Os caminhões em questão são utilizados em uma fábrica da cidade de Joinville, estado
de Santa Catarina. Esses caminhões são de propriedade da empresa, que possui uma frota de
15 caminhões, sendo 7 poliguindates, 2 munks, 1 hidrovácuo, 2 rollons e 3 caminhões
caçambas. Os caminhões poliguindastes servem para a remoção de resíduos contaminados das
linhas de produção e também para o transporte de matéria prima. Os caminhões munks são
para suprir as necessidades das manutenções (ex: retirada de fornos para manutenção, içar
estruturas, entre outros). O hidrovácuo tem a função de esgotar poços, fossas. Os rollons
servem para abastecer as linhas com sua principal matéria primas, ou seja, ferro. Por se tratar
de um caminhão mais robusto, os rollons possuem uma capacidade maior em tonelagem de
sucata. Os caminhões caçambas são responsáveis pelo transporte de areia. Todos estes
caminhões necessitam de acionamento hidráulico, que ocorre através de uma tomada de força.
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4.1.1. Aquisição de veículos
Quando é efetuada a compra de um caminhão 0km, os vendedores da concessionária
oferecem vários opcionais de fábrica, entre eles, tomada de força. O comprador escolhe o
modelo de caminhão conforme sua utilização, neste caso a empresa optou por comprar seus
caminhões de uma única montadora, possibilitando assim a padronização de seus
equipamentos.
Como todos os caminhões escolhidos pelo comprador possuem acionamento
hidráulico, as caixas de câmbio vêm com um local específico para a instalação das tomadas de
força. Além de possuir o local adequado para fixar a tomada de força, os caminhões vêm de
fábrica com toda a instalação dos componentes elétricos da tomada de força. A Figura 2
mostra onde é acoplada a tomada de força e a bomba hidráulica em uma caixa de câmbio.
Figura 2 - Posicionamento da caixa de câmbio, tomada de força e bomba hidráulica.
Fonte: O autor (2012)
A figura 2 mostra a localização exata da caixa de câmbio no caminhão, a tomada de
força está fixada na parte traseira da caixa de câmbio e a bomba hidráulica fica fixada na parte
traseira da tomada de força.
4.1.2. Procedimento correto para ligar a tomada de força
O acionamento da tomada de força é realizado após o caminhão finalizar todo o seu
movimento, deve-se então pisar na embreagem e ligar um botão de acionamento elétrico que
fica localizado no painel de instrumentos dos caminhões.
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Quando o botão é ligado, é liberada uma tensão de 24vcc (Voltagem Corrente
Contínua) acionando uma eletroválvula, assim liberando a passagem de ar para fazer o
acionamento da tomada de força. Esse ar ao entrar em um cilindro que fica dentro da tomada
de força é responsável por impulsionar a engrenagem para frente até que ela entre em
sincronismo com a engrenagem da caixa de câmbio. Para esse sincronismo o motorista tem
que pisar no pedal da embreagem. Fazendo isso, todas as engrenagens da caixa de câmbio irão
parar de girar, possibilitando o perfeito encaixe da engrenagem da tomada de força na
engrenagem da caixa de câmbio.
A tomada de força possui em sua estrutura duas engrenagens, sendo uma fixa e uma
deslizante. A engrenagem fixa é a movida e a deslizante é a motriz, a bomba hidráulica está
acoplada na engrenagem movida da tomada de força. Ao ser impulsionado através de um
cilindro pneumático a engrenagem motriz da tomada de força irá para frente, começando a se
movimentar e por sua vez movimentando a engrenagem movida juntamente com a bomba
hidráulica.
A bomba hidráulica em movimento gera uma pressão de óleo que é enviada por meio
de mangueiras para suprir as necessidades de acionamentos hidráulicos. Com pressão de óleo
nas mangueiras é possível movimentar os cilindros, sendo eles responsáveis por fazer todo o
esforço de movimentação das cargas.
4.1.2.1. Uso inadequado do acionamento da tomada de força
Ao investigar a enorme quantidade de quebras das tomadas de força e caixas de
câmbio (as que envolvem desgaste na engrenagem de acionamento da tomada de força), foi
possível constatar que a maioria dos desgastes são provocados pelo mau uso, e uma pequena
parcela pelo desgaste natural.
A figura 3 apresenta o desgaste provocado pela falta de sincronismo entre as
engrenagens.
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Figura 3 - Desgaste da tomada de força
Fonte: O autor (2012)
Ao observar a figura 3, pode-se constatar que o desgaste aconteceu no início dos
dentes da engrenagem conforme indicado pela seta, sendo assim, prejudicando os próximos
acionamentos.
Já a figura 4, apresenta uma caixa de câmbio desmontada, com algumas peças
quebradas.
Figura 2 - Quebra de peças na caixa de câmbio
Fonte: O autor (2012)
A quebra da caixa de câmbio demonstrada na figura acima aconteceu na hora de ligar
a tomada de força, pois o motorista não acionou o pedal de embreagem, infelizmente, o
resultado foi catastrófico.
Ao notar que a pressa de agilizar o serviço, ou até mesmo por esquecimento, os
motoristas não estavam fazendo o acionamento da tomada de força de maneira correta.
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Ao longo da pesquisa foi possível observar que em alguns casos os motoristas
simplesmente estavam esquecendo-se de desligar o sistema de tomada de força, gerando
assim, muito trabalho aos mecânicos da área.
Ao ser efetuada a admissão de novos motoristas de caminhões, é feito um treinamento
onde são abordados vários temas, tais como, segurança no transporte, direção defensiva, o
manuseio dos equipamentos dos caminhões entre outros. Assim eles passam por orientação de
como é feito o procedimento de acionamento de tomadas de força, porém com o passar do
tempo, o problema começa a acontecer.
4.2. Sistema elaborado
O sistema elaborado tem como base utilizar todas as instalações originais do veículo,
porém a intenção é fazer com que ele interaja com as peças já existentes.
Com a utilização de quatro relés, será garantido que o sistema só poderá operar com as
seguintes condições pré-estabelecidas:
•
Parar o caminhão e acionar o freio de estacionamento;
•
Pisar no pedal da embreagem;
•
Com o pé na embreagem ligar o botão da tomada de força.
Quando todas as condições acima citadas forem verdadeiras, o sistema permitirá o
acionamento seguro da tomada de força, garantindo um bom sincronismo entre as
engrenagens e um melhor rendimento da vida útil do sistema da tomada de força e das caixas
de câmbio. Caso qualquer uma das condições não seja verdadeira a tomada de força não será
acionada.
4.2.1. Montagem dos componentes na placa
Para adequar a placa de fenolite, conforme projeto, foi preciso recortá-la do tamanho
da caixa de proteção. Com o esquema elétrico em mãos foi possível traçar as trilhas atrás da
placa de fenolite, utilizando uma caneta de ponta grossa, para evidenciar bem as trilhas.
Com um perfurador foram feitos os furos onde passaram os terminais dos relés,
resistor e o led. Após deixar a trilha marcada e a placa perfurada conforme esquema elétrico
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do projeto, a mesma é mergulhada na solução de per cloreto, ficando submerso por +/- meia
hora.
Quando é retirada a placa da solução é possível observar que só ficou a trilha onde foi
marcada com a caneta, todo o cobre ao seu redor se deteriorou, em seguida é lavada a placa
para que não fique resíduo da solução. Feito esse processo, é hora de organizar os
componentes na placa.
Ao colocar os relés na placa foi preciso utilizar um ferro de solda para derreter o
estanho, cada terminal do relé recebeu um pingo de solda suficiente para dar contato na trilha.
O mesmo aconteceu com o resistor, o led e os fios que também são fixos a placa. Para a
montagem da placa foram utilizados os seguintes componentes:
•
1 Placa de fenolite;
•
4 Relés;
•
1 Resistor de 470 kΩ;
•
100ml de Solução de per cloreto;
•
1 Led vermelho;
•
1 Caixa.
A Figura 5 mostra todos os componentes inseridos na placa de fenolite e sua caixa de
proteção.
Figura 5 - Projeto executado com a montagem dos componentes
Fonte: O autor (2012)
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A Figura 5 nos mostra a placa montada com todos os componentes.
4.2.2. Esquema elétrico
O esquema elétrico, conforme a Figura 6, é composto por quatro relés, nos quais
fazem interligações entre si, utilizando sinais de comandos. Esses sinais são realizados através
de micro chaves (Interruptores).
Figura 6 - Esquema Elétrico
Fonte: O autor (2012)
Para a montagem do esquema elétrico da Figura 6, são necessários vários cabos com
funções distintas que irão transmitir sinais de entrada e de saída. Para isso é importante que
estes cabos sejam de cores diferentes sendo que cada uma delas terá uma função. Na
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sequência será demonstrada à coloração dos fios para a instalação do projeto nos caminhões e
a função de cada um:
•
Fio azul – Sinal negativo do pedal de embreagem;
•
Fio amarelo – Sinal negativo do freio de estacionamento;
•
Fio preto – Negativo direto da bateria;
•
Fio laranja – Saída positiva para a eletroválvula;
•
Fio branco – Sinal positivo do botão da tomada de força;
•
Fio vermelho – Positivo direto da bateria.
É preciso obedecer à coloração de acordo com que foi projetado, pois a inversão de
fios pode trazer danos ao projeto e ao sistema elétrico do caminhão.
4.2.3. Princípio de funcionamento do projeto elétrico
O sistema é alimentado com uma tensão de 24vcc, feita através da bateria do
caminhão. O botão B_ON (Botão que liga a tomada de força) é ligado ao positivo pós-chave,
ou seja, só sairá tensão se a chave de ignição do caminhão estiver ligada. Quando é acionado
o B_ON é liberado um sinal positivo para todos os relés que estão no circuito.
Uma vez que os relés estão alimentados com positivo em um lado da bobina, para que
o relé possa armar é preciso ser alimentado com negativo na outra extremidade da bobina.
Para que isso aconteça os sinais de comando serão todos negativos.
Cada condição estabelecida, sendo elas; freios de estacionamento, botão de
acionamento da tomada de força e embreagem, possuem uma micro chave (Interruptor) que
quando são acionadas liberam um sinal negativo.
Para ligar o sistema, o motorista acionará o freio de estacionamento, fazendo isso, será
liberado um sinal negativo que irá para o relé (K1) através do pino 6. O pino 7 da (K1) está
sendo alimentado diretamente com negativo. Ao ser armado o relé (K1), ele libera um sinal
negativo no pino 1 que segue até o pino 7 do relé (k2).
Quando o motorista pisa no pedal de embreagem, através da micro chave (Interruptor)
que fica no fim do pedal de embreagem, é liberado um sinal negativo que entra no pino 6 do
relé (K2), após o relé (K2) ser acionado, sai um sinal negativo do pino 1do relé (K2) e
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alimenta a bobina do relé (K3). O pino 7 do relé (K3) é ligado no positivo direto da bateria,
quando esse relé está ligado o positivo que entra no pino 7 sai no pino 1. Sendo que esta saída
positiva é responsável por ligar um led que indica sistema ligado, e também aciona uma
eletroválvula, responsável pelo avanço da tomada de força.
Para que o sistema não desligue após soltar o pedal de embreagem foi colocado mais
um relé para contato selo. O pino 1 relé contato selo é ligado no sinal negativo da micro chave
(Interruptor) da embreagem, e o outro pino é ligado na saída 1 do relé (K2). A alimentação da
bobina do relé selo é feita através do sinal negativo do freio de estacionamento e da saída do
botão B_ON.
Quando todas as condições forem verdadeiras o sistema liga e manda um sinal
positivo para a eletroválvula, se o motorista soltar o freio de mão ou desligar o botão B_ON
todo o sistema desliga.
4.2.4. Levantamento de despesas no decorrer de um ano
Ao efetuar uma pesquisa para saber quanto esta empresa estava gastando com a
manutenção corretiva relacionada ao desgaste prematuro de engrenagens, tanto da caixa de
câmbio quando da tomada de força. A tabela 1 apresenta todos os gastos com caixa de
câmbio, tomada de força e mão de obra mecânica no período de 2011 a 2012.
Tabela 1 - Gastos com manutenção dos caminhões entre 2011 e 2012
Item
Tomada de
força saída
Z13
Caixa de
mudança
Caixa de
mudança
Caixa de
mudança
Tomada de
força saída
Z13
Tomada de
força saída
Z13
Caixa de
mudança
Caixa de
mudança
Situação
Quant.
UM
Período
Tempo (h)
Custo unit.
Custo total
parcial
Compra
14
pç
2011/2012
-
R$1.450,00
R$20.300,00
Compra
2
pç
2011
-
R$39.200,00
R$78.400,00
Conserto
1
pç
2011
-
R$14.913,50
R$14.913,50
Conserto
1
pç
2011
-
R$4.645,67
R$4.645,67
Troca
14
HH
2011/2012
3
R$60,00
R$2.520,00
Caminhão
parado
14
HC
2011/2012
3
R$80,00
R$3.360,00
Troca
4
HH
2011/2012
17,6
R$60,00
R$4.224,00
Caminhão
parado
4
HC
2011/2012
17,6
R$80,00
R$5.632,00
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SETIS- III Seminário de Tecnologia Inovação e Sustentabilidade
4 e 5 de novembro de 2014.
Custo total
R$133.995,17
Fonte: O autor (2012)
Como pode ser observado na Tabela 1, foram gastos no decorrer de um ano
R$133.995,17 (cento e trinta e três mil, novecentos e noventa e cinco reais e dezessete
centavos), com manutenção corretiva referente ao desgaste prematuro das engrenagens, da
caixa de câmbio e tomada de força dos seguintes modelos de caminhão Mercedes Benz Atego
1718, Takarada TK 5970 e TK5960. No Quadro 1 estão especificadas as legendas da tabela.
Na tabela também foi calculado o preço das peças, Hora Homem (Mecânico), Horas do
Caminhão (HC) parado na oficina mecânica.
Quadro 1 - Legenda
Item
Descrição
UM
Unidade de medida
pç
Peça
HH
Hora homem
HC
Hora caminhão
Quant.
Quantidade
H
Hora
Fonte: O autor (2012)
No Quadro 1 foram identificadas todas as abreviações da Tabela 1 e colocadas às
descrições.
4.2.5. Custo do projeto
Os produtos para a confecção do projeto foram comprados em uma loja conceituada
no ramo de eletrônicos na cidade de Joinville/SC. A tabela 2 demonstra os itens utilizados
para a confecção do projeto.
Tabela 2 - Gastos com o projeto
Item
Relés At1RC3
Led Vermelho
Placa de fenolite
Situação
Compra
Compra
Compra
Quant.
4
1
1
314
UM
pç
pç
pç
Período
2012
2012
2012
P.U.
R$ 2,30
R$ 0,70
R$ 7,26
Valor
R$ 9,20
R$ 0,70
R$ 7,26
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4 e 5 de novembro de 2014.
Caneta ponta grossa
Solução (per cloreto)
Caixa
Compra
Compra
Compra
1
100
1
Total
pç
ml
pç
2012
2012
2012
R$ 4,50
R$ 4,00
R$ 3,50
R$ 4,50
R$ 4,00
R$ 3,50
R$ 29,16
Fonte: O autor (2012)
A Tabela 2 indica os itens utilizados e suas referências, quantidade de peças, o ano da
confecção, preço unitário e custo total dos itens. Tendo como base esta tabela é possível
perceber que o custo para a fabricação do projeto é muito baixo, levando em consideração o
que é gasto com manutenção corretiva. No Quadro 2 foram definidas as descrições das
abreviações da Tabela 2.
Quadro 2 - Legenda
Item
UM
pç
P.U.
Quant.
ml
Descrição
Unidade de medida
Peça
Preço unitário
Quantidade
mililitros
Fonte: O autor (2012)
Como podem ser observadas no Quadro 2 as abreviações foram identificadas
conforme as suas descrições.
4.3. Solução para o problema
Como evitar o desgaste prematuro de engrenagens de caixa de câmbio e de tomadas de
força em caminhões que utilizam acionamentos hidráulicos?
Para combater o desgaste prematuro de engrenagens, foi desenvolvido um sistema que
coíbe o acionamento da tomada de força sem que o pedal de embreagem seja acionado. Isso
garante que todo o conjunto de engrenagens da caixa de câmbio esteja totalmente parado na
hora do acionamento.
Quando é ligada a tomada de força a engrenagem da mesma é avançada para se
encaixar na engrenagem da caixa de câmbio, se as duas estiverem paradas o acoplamento
entre dentes é perfeito.
O projeto, além de fazer com que o motorista efetue os procedimentos corretos para
ligar o sistema de tomada de força, de certa forma, irá doutrinar os motoristas de caminhões a
procederem de maneira correta ao ligar o sistema.
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4 e 5 de novembro de 2014.
Conclusão
Para que os sistemas atuem de forma adequada é necessário que os seus usuários tenham
conhecimento do que estão operando. Isso é importante tanto para o profissional da
manutenção quanto ao operador que utiliza o equipamento diariamente. Porém, como muitas
pessoas acham que se fizer de outra maneira, aquela que não é indicada pelo fabricante, irão
realizar a atividade de forma mais rápida, garantindo assim um bom volume de produção.
Sem levar em consideração que isso poderá acarretar em horas paradas devido à quebra de
peças e falha no sistema.
Baseado nesta situação e nos altos índices de manutenção da caixa de câmbio dos caminhões,
verificou-se a necessidade de desenvolver um sistema que impeça o acionamento da tomada
de força fora das condições ideais de acionamento. As condições ideais de acionamento são:
parar o caminhão, acionar o freio, pisar na embreagem e por fim acionar a tomada de força.
Com o desenvolvimento deste sistema foi possível eliminar as manutenções devido às falhas e
quebras no sistema da tomada de força. Pois, em um ano o conserto e a substituição
correspondiam a R$133.995,17 (cento e trinta e três mil, novecentos e noventa e cinco reais e
dezessete centavos), e que com o funcionamento do novo sistema estes gastos não ocorrem
mais.
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