ESCOLA POLITÉCNICA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA
ENG 312 – PROJETOS MECÂNICOS
MANUTENIBILIDADE
DO SISTEMA DE ELEVAÇÃO DO VIDRO DO FORD KA
Autores: CARLOS EDUARDO UCKONN OLIVEIRA
JADSON CARVALHO
THIAGO MASIEIRO ESTÁCIO
Professor Orientador: Roberto César Fernandes Sacramento
Salvador
2008
ESCOLA POLITÉCNICA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA
ENG 312 – PROJETOS MECÂNICOS
Avaliação de Projeto de Máquina pelo
Enfoque da Manutenibilidade
O caso do sistema de elevação do vidro do Ford
Autores:
CARLOS EDUARDO UCKONN OLIVEIRA
JADSON CARVALHO
THIAGO MASIEIRO ESTÁCIO
Professor Orientador: Roberto César Fernandes Sacramento
Curso: Engenharia Mecânica
Área de Concentração: Projetos Mecânicos
Trabalho apresentado à disciplina ENG 312 – Projetos Mecânicos I,
como parte do processo de obtenção de aprovação.
Salvador
2008
2
RESUMO
Manutenibilidade é a avaliação do tempo e recursos necessários para a
execução de uma manutenção corretiva em determinado componente de um
sistema. Ela está diretamente ligada à realização do projeto de um sistema.
Alguns projetistas a vêem como fator decisivo para a execução do projeto,
como é o caso do apelo publicitário do Renault Logan e mais recentemente do
Citroen C3, e outros simplesmente o tratam como fator importante, porém não
como decisivo. Na confecção deste trabalho avaliaremos a manutenibilidade do
sistema responsável pela elevação do vidro do Ford KA. Apresentaremos
soluções que visem amenizar e eliminar o problema.
Palavras-chaves: Projeto mecânico, manutenibilidade, vidro KA, manutenção,
vidro Ford
3
ABSTRACT
Maintainability is the time evaluation and necessary resources for execution of a
corrective maintanence at a determined component by one system. It is directly
connected with the realization of the system project. Some designers see them
as a conclusive factor for the project execution, as the Renault Logan marketing
and recently the Citroen C3, and other people simply treat them as an important
factor, but not as clear. In this project we will evaluate the maintainability of the
responsible system of the glass elevation from Ford Ka. Solutions will be
presented, that should soften and eliminate the problem.
Keywords: Mechanical project, mantainability, KA glass, maintanence, Ford
glass.
4
LISTA DE FIGURAS
Figura1 – Forro da porta do Ford Ka.......................................................................................15
Figura 2 – Interruptor do elevado do vidro elétrico do Ford Ka...........................................16
Figura 3 – Estrutura da porta do Ford Ka...............................................................................16
Figura 4 – Guia do elevador do vidro elétrico do Ford Ka....................................................17
Figura 5 – Kit de elevação do vidro elétrico do Ford Ka.......................................................17
5
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Pesos x Notas..........................................................................................................21
6
Sumário
1. Introdução ............................................................................................................................................. 8
2 Contextualização .................................................................................................................................. 9
3 Material de Estudo ............................................................................................................................. 11
3.1 Metodologia ..................................................................................................................................... 11
3.2 Objeto .............................................................................................................................................. 11
3.3 Justificativa .................................................................................................................................. 11
4 Objetivo................................................................................................................................................. 13
5. Problema ............................................................................................................................................. 14
5.1 Caracterização ............................................................................................................................. 14
5.2 Processo de Manutenção ......................................................................................................... 15
5.2.1 Tensionamento do Cabo de Aço ..................................................................................... 15
5.2.2 Substituição da Canaleta Interna .................................................................................... 18
5.2.3 Limpeza das Canaletas ...................................................................................................... 18
6. Manutenibilidade ............................................................................................................................... 19
6.1 Metodologia .................................................................................................................................. 19
6.2 Atribuições e Analise das Notas ............................................................................................. 20
6.3 Melhorias ....................................................................................................................................... 21
7. Resultados Esperados..................................................................................................................... 23
8. Referências ......................................................................................................................................... 24
7
1. INTRODUÇÃO
Este trabalho foi desenvolvido a partir dos aprendizados da disciplina
ENG 312 – Projetos Mecânicos, ministrada pelo Departamento de Engenharia
Mecânica da Universidade Federal da Bahia. Ela juntamente com outras
matérias, ministradas no curso de engenharia mecânica, nos proporcionaram a
base
suficiente
para
o
aprofundamento
das
nossas
pesquisas
e
conseqüentemente a realização desse trabalho. Vale lembrar que o ato da
pesquisa por si só já nos remete ao aprimoramento, levado pela aquisição de
novas informações.
8
2 CONTEXTUALIZAÇÃO
O sucesso de um projeto mecânico é determinado pela verificação dos
quesitos de fabricabilidade, funcionalidade / operacionalidade, disponibilidade,
confiabilidade, reciclabilidade e manutenibilidade (SACRAMENTO, 2008).
Apesar de parecerem itens isolados, eles estão diretamente relacionados,
sendo a variação de um deles crucial nos outros itens e no conjunto da obra
como um todo (SACRAMENTO, 2008). É bom ressaltar que a variação desses
quesitos está diretamente ligada ao valor financeiro do produto final. Neste
trabalho realizamos um estudo mais aprofundado na área da manutenibilidade,
que por sua vez liga-se diretamente ao tempo e ao custo de manutenção,
sendo então o consumidor final responsável pelo seu ônus.
Abordamos também a utilização de elementos da mecânica, como
elementos de fixação, elementos de apoio, elementos de transmissão,
elementos elásticos, etc. (SACRAMENTO, 2008) para a descrição dos passos
de manutenção assim como a evidenciação ou não da facilidade de acessos
das operações e necessidade de uso de ferramentas especiais ou não devido à
utilização de elementos em sua forma normalizada pela montadora ou
internacionalmente.
Hoje em dia temos uma grande diversidade de empresas, cada um com
seus determinados focos. No ramo das montadoras automobilísticas estamos
entrando em uma nova fase. As montadoras estão cada vez mais se
preocupando não apenas em apresentar um veiculo de qualidade, mas
também em garantir e vender a imagem de que seu veiculo é confiável e/ou
possuem um baixo custo de manutenção. Esta mudança não se dá apenas por
parte das montadoras, o publico como um todo vem se conscientizando que o
custo do produto não é determinado apenas pelo valor de compra, mas sim
pelo valor de manutenção, tempo de funcionalidade, etc.
O exemplo disso tem-se o aumento de tempo de garantia total que as
concessionárias estão oferecendo aos seus veículos novos. Antigamente
apenas carros de luxo possuíam tempo de garantia superior a um ano.
Recentemente carros de custo intermediário, como o Vectra (Chevrolet), 206
(Peugeot) estão oferecendo 3 (três) anos de garantia (PROPAGANDA
9
TELEVISIVA, 2008). Esta é uma tendência de toda a frota de veículos novos,
incluindo os veículos de baixo custo. Como exemplo podemos citar o veículo
de entrada da Kia, o Picanto, que mesmo sendo considerado de custo
relativamente alto, possui uma garantia total de 5 (cinco) anos (PROPAGANDA
TELEVISIVA, 2008).
Existem também aqueles casos em que as concessionárias pré-definem
os valores das revisões, utilizando-os como forma de marketing para seus
produtos. Lembrando que a pré-definição e exposição dos valores geralmente
nos remetem a preços acessíveis. Essa estratégia visa além de estimular a
venda de novos veículos, aumentarem a confiabilidade dos mesmos, uma vez
que irão efetuar com regularidade as manutenções preventivas previstas.
Como exemplo temos o Logan (Renault) que além de possuir 3 (três) anos de
garantia é vendido com o apelo publicitário de manutenção durante 3 (três)
anos por menos de um real por dia (PROPAGANDA TELEVISIVA, 2008). No
site da Renault podemos encontrar valores fechados de diversas revisões para
diversos veículos de todos os anos. Recentemente a Citroen está realizando
apelos publicitários, para o modelo C3, com o mesmo enfoque.
Para que este período de garantia prolongado se torne viável e os
valores das revisões apresentem redução, as concessionárias estão tendo
cada vez mais enfocar na manutenibilidade dos seus projetos.
10
3 MATERIAL DE ESTUDO
3.1 METODOLOGIA
Foram realizadas visitas as oficinas mecânicas a fim de obter uma lista
dos freqüentes problemas apresentados pelo nosso objeto de estudo. Em
seguida definimos o item que iríamos analisar anotando todas as etapas do
processo de manutenção, bem como levantando toda a lista de material
necessário e tempo gasto para a execução da tarefa.
3.2 OBJETO
Neste trabalho abordamos as falhas apresentadas no sistema de
elevação do vidro do Ka. Este trabalho foi produzido com base na geração
anterior do Ka porém é abrangente ao novo Ka, podendo ser transmitidos com
ressalvas as outras gerações.
3.3 JUSTIFICATIVA
A Ford possui um histórico conhecido por não apresentar criticidade aos
fatores de manutenibilidade, vide o elevado custo de manutenção de seus
carros frente às outras montadoras. Assim como ela é a única montadora a
apresentar uma unidade no estado da Bahia. Por este motivo enfocamos nos
veículos da Ford e fomos à busca dos defeitos mais comuns que eles
apresentam.
Visando o lado social, em nosso trabalho escolhemos o Ka por se tratar
do veiculo de entrada da Ford, sendo destinado ao publico de baixo poder
aquisitivo. Nos 3 (três) primeiros meses de 2008, sendo o primeiro mês
representado pela pré-venda, o novo Ka ficou em 6º lugar no ranking dos
carros mais vendidos da categoria (G1, 2008) e em seu modelo atual foi
11
responsável por uma lista de espera de 90 dias (G1, 2008), evidenciando assim
uma grande frota que está por vim.
Ao percorrer as oficinas automobilísticas fomos apresentados a alguns
problemas freqüentes do Ka. Porém, como recentemente foi lançada uma nova
geração do Ka e as oficinas nos remetiam a problemas de gerações anteriores
do Ka nós atentamos a problemas que por ventura possam continuar a estar
presente neste novo modelo. Analisando o novo modelo, em relação ao modelo
anterior, percebemos que as portas são compartilhadas (OFICINA RIVIERA,
2008). Por este motivo escolhemos realizar nosso trabalho com enfoque no
sistema de elevação do vidro, que é um dos pontos que apresenta problemas
com maior freqüência e que muito possivelmente também estará presente no
novo Ka.
O problema encontrado é o travamento da elevação do vidro, sendo
necessária a intervenção do utilizador para que o vidro possa continuar a subir.
Apesar de não ser um problema considerado crítico, pois não inviabiliza a
utilização do veiculo, quando ele ocorre no sistema de elevação do vidro do
motorista, ele pode ser considerado de grande risco, pois uma intervenção do
motorista remete ao desvio de atenção no transito, podendo assim ocasionar
um acidente.
Em resumo, pelo histórico de não criticidade aos fatores da
manutenibilidade pela Ford, pelo carro de entrada da Ford ser o Ka, pela nova
geração
do
Ka
apresentar
a
mesma
porta
do
modelo
anterior,
conseqüentemente o mesmo sistema de elevação dos vidros, por ele ser
apontada como item de grande freqüência de problema e por poder ser
considerado um item de grande risco quando ocorrer no vidro do motorista nós
escolhemos realizar esse trabalho com o sistema de elevação do vidro do Ka.
12
4 OBJETIVO
Com este trabalho realizamos um estudo do sistema de elevação do Ka
com enfoque na manutenibilidade. Analisamos os fatores envolvidos, tais como
acessibilidade, adequabilidade do material, complexidade do manual de reparo
e nível de treinamento profissional exigido para o serviço, sempre atribuindo
valores, resultando no final em um índice de manutenibilidade.
Finalmente, propomos melhorias a fim melhorar o projeto e um plano de
manutenção
preventiva
específico,
aumentando
manutenibilidade ou até mesmo eliminando a falha.
13
assim
o
índice
de
5. PROBLEMA
5.1 CARACTERIZAÇÃO
O sistema de elevação do vidro é acionado por um conjunto de
elementos mecânicos, entre eles podemos citar:
• Guia (canaletas, guia do elevador do vidro);
• Elementos de Vedação (canaleta e cola)
• Elementos de Fixação (rebites, parafusos e cola);
• Elementos de Transmissão (Cabo de aço, roldana do cabo de
aço);
• Elementos Elásticos (Molas que ficam dentro do sistema de
elevador);
Com o passar do tempo tanto o vidro do motorista quanto o do
passageiro tender a subir com mais dificuldade, chegando a ser necessária a
intervenção do usuário para que ele não trave. O problema é evidenciado
inicialmente no vidro que sofre maior utilização, mas comumente no vidro do
motorista. Em seguida também é sentido no vidro do passageiro. A ordem de
aparecimento pode ser invertida conforme for a utilização do veiculo.
Ele é causado por um conjunto de fatores, dentre eles podemos citar:
• Acumulo de sujeira nas canaletas do vidro, tanto as que ficam
na parte visível da porta, quanto na parte interna na porta;
• Pela oxidação causada na canela da parte interna da porta pela
acumulo de água que entra indevidamente na porta através das frestas
do vidro, devido ao desgaste da canaleta que fica na base do vidro.
• Por um afrouxamento do cabo de aço utilizado no elevador que
faz com que o vidro suba e desça. Vale lembrar que o problema no
afrouxamento do cabo de aço só ocorre caso não se tome cuidados com
os outros itens: limpar a canaleta do vidro freqüentemente, verificar a
canaleta da parte interna da porta e a substituía assim que apresentar
sinais de oxidação, verificar e substituir a canaleta da base do vidro. Ou
caso o veiculo tenha bastante tempo de uso, causado pelo desgaste
natural devido ao tamanho do vidro.
14
5.2 PROCESSO DE M ANUTENÇÃO
Abordamos todos os casos descritos de possíveis problemas, partindo
do caso crítico, que se refere ao afrouxamento do cabo de aço do elevador.
5.2.1 TENSIONAMENTO DO C ABO DE AÇO
O processo de manutenção é relativamente simples, não necessitando
de mão de obra altamente treinada e nem de chaves especiais.
Ele consiste em se remover os parafusos da porta, com uma chave
Phillips comum. Em seguida são removidos os grampos de plástico que
prendem o forro da porta.
Figura 1 – Forro da porta do Ford Ka
Remove-se então, com o auxilio de uma chave de fenda fina, o conector
do botão elétrico que faz subir e descer o vidro. Retira-se então todo o forro da
porta.
15
Figura 2 – Interruptor do elevador do vidro elétrico do Ford Ka
Encontra-se então um plástico branco que envolve todo o lado interno da
porta. Puxando-o ele será removido, vale lembrando que ele possui uma
espécie de cola fazendo a vedação para que a água que entre na porta não
passe para dentro do veiculo.
Figura 3 – Estrutura da porta do Ford Ka
16
Com o auxilio de uma madeira ou qualquer item que esteja à disposição
faz-se o calço do vidro na parte mais elevada possível. Removendo então os
parafusos que o prendem no elevado.
Com o auxilio de uma chave de boca remove-se os parafusos do
elevador do vidro e removendo-o do local.
Figura 4 – Guia do elevador do vidro elétrico do Ford Ka
Figura 5 – Kit de elevação do vidro elétrico do Ford Ka
17
Usa-se então algumas arruelas grossas, que serão presas nas
extremidades da haste do elevador (parte preta), tencionando assim o cabo de
aço.
Em seguida é só seguir o processo inverso montando-o.
5.2.2 SUBSTITUIÇÃO DA CANALETA INTERNA
Para substituição da canaleta interna da porta deve-se seguir os mesmo
passos do item 5.3.1 até a remoção do plástico branco. Em seguida, com o
vidro levantando, remove-se os dois rebites que ficam próximos a fechadura da
porta. Remove-se então, da parte interna da porta, a canaleta. Coloca-se outra
no lugar e com o auxilio de uma rebitadeira e dois rebites fixa-a no lugar.
Segue-se então o processo inverso para colocar todos os itens no lugar.
5.2.3 LIMPEZA DAS CANALETAS
Para solucionar este problema deve-se seguir os mesmo passos
descritos no item 5.3.1 até a remoção do plástico branco. Com o uso de grafite
em pó ou silicione em spray deve-se limpar as canaletas internas e externas da
porta. Em seguida monta-se seguindo o processo inverso.
18
6. MANUTENIBILIDADE
Manutenibilidade pode ser definida como a facilidade que se tem de
realizar a manutenção e com que freqüência é necessário realizar essa
manutenção em determinado produto (WIKIPEDIA, 2008).
6.1 METODOLOGIA
Para análise quantitativa da manutenibilidade, nós adotamos uma escala
graduada que reflete na facilidade ou dificuldade da execução do item.
Para valores mais altos da nossa escala, atribuímos a facilidade; para
valores mais baixos, atribuímos a complexidade da resolução do item.
Nossa escala se dividiu em:
• de 0 a 2,5: Péssimo
• de 2,5 a 5: Ruim
• de 5 a 7: Regular
• de 7 a 9: Bom
• de 9 a 10: Excelente
Foi feito um estudo da manutenibilidade, com base nos indicadores que
avaliam o processo de manutenção do defeito abordado. Os indicadores
escolhidos para estudo foram: disponibilidade e simplicidade das ferramentas
necessárias (adotaremos peso 3,5); facilidade de acesso ao local do defeito
(peso 1,5); instruções de operação (peso 1,0); substituibilidade da(s) peça(s)
(peso 1,5); necessidade de treinamento especializado (peso 2,5).
•
Disponibilidade de ferramental: fato de o responsável dispor de
ferramentas adequadas e que sejam simples para que venha a
realizar o trabalho.
•
Facilidade de acesso: relacionado à facilidade que se tem em
localizar a(s) peça(s) de modo rápido.
19
•
Instruções de operação: é a disponibilidade de um manual, ou de
recomendações que orientem o operador a sanar o problema
adequadamente.
•
Substituibilidade: refere-se à condição e possibilidade de um item
ser
substituído
por
outro,
que
funcione
normalmente
e
adequadamente.
•
Treinamento: capacitação técnica de pessoal para realização das
tarefas de manutenção.
6.2 ATRIBUIÇÕES E ANALISE DAS NOTAS
Para o item “disponibilidade de ferramental”, atribuímos a nota 9,0,
apenas sendo prejudicado pela necessidade de uma chave de fenda muito fina
para remoção do controle do vidro elétrico.
Para o item “facilidade de acesso”, a nota atribuída foi 7,0, pois a
remoção do elevador deve ser efetuada com muito cuidado, devido à
dificuldade de acesso atribuída à estrutura da porta.
Para “instruções de operação”, demos a nota 8,0. Isso se deve ao fato
de não ser necessária grande intervenção eletrônica no processo (a remoção
de elementos mecânicos é relativamente mais simples).
O item “substituibilidade” recebeu a nota 5,0, pois somente é vendido o
kit completo do elevador do vidro elétrico, não dispondo de partes separadas
para
a
manutenção,
sendo
necessárias
intervenções
alternativas
(tensionamento do cabo de aço com uma porca grossa).
Já o item “treinamento” obteve nota 8,0, pois há a necessidade de
treinamento no item citado acima (tensionamento do cabo de aço).
20
Item
Nota
Peso
Média
Ferramental
9,0
3,5
31,5
Acesso
7,0
1,5
10,5
Instruções
8,0
1,0
8,0
Substituibilidade
5,0
1,5
7,5
Treinamento
8,0
2,5
20,0
Total
7,75
Tabela1 - Pesos x Notas
6.3 MELHORIAS
Após o estudo do nosso problema chegamos a algumas possíveis
melhorias, sendo alguns casos muito possivelmente eliminariam o problema.
A realização de um plano de manutenção específico que contemplasse a
limpeza das canaletas assim como uma verificação da sua funcionalidade
impediria que o problema se agravasse. Gerando assim sempre custos
menores de substituição, caso seja necessário.
A modificação da canaleta interna a porta por uma canaleta apoiada em
material termoplástico ao invés do metal que é atualmente utilizado. Faria com
que mesmo que a água entrasse na porta não oxidaria a canaleta, eliminando o
problema proveniente da oxidação da canaleta.
Apenas
com
a
execução
acima
já
teríamos
uma
redução
consideravelmente do problema, visto que reduziriam as chances do cabo de
aço sofrer afrouxamento.
21
Outra possível solução seria o aumento da área do elevador que fica em
contato com o vidro. Visto que o vidro é muito grande em relação a essa
superfície de contato com o elevador e que o acumulo de qualquer sujeira nas
canaletas gera desbalanceamento das forças que são aplicadas no elevador e
conseqüentemente no cabo de aço fazendo com que o mesmo se afrouxe. Um
aumento da área de contato amenizaria esse desbalanceamento. Fazendo com
que todo o sistema não se sobrecarregasse. Caso seja inviável se aumentar a
área de contato do vidro com o elevador poderia se colocar um segundo guia
ao lado o guia original do elevador. Fazendo com que a força de torção fosse
reduzida. Evitando o guia torcer, o que causaria um momentâneo
empenamento do vidro e travando-o.
22
7. RESULTADOS ESPERADOS
Após o estudo realizado e as informações obtidas durante a pesquisa
sobre manutenibilidade, a equipe espera que este relatório seja de grande
valia nas considerações de projetos futuros realizados pela montadora. O
intuito deste trabalho foi justamente o de colaborar com a evolução das
tecnologias, evitando gastos e infortúnios para os consumidores também
evitando perda de credibilidade da empresa responsável.
23
8. REFERÊNCIAS
Disponível
em:
<http://g1.globo.com/Noticias/Carros/0,,MUL384949-
9658,00.html>. Acesso em 06 de Junho de 2008.
Disponível em: <http://www.renault.com.br>. Acesso em 06 de Junho de 2008.
Disponível em:
<http://img.mercadolivre.com.br/jm/img?s=MLB&f=65699254_9787.jpg&v=P>
Acesso em 06 de Junho de 2008.
Disponível
em:
<http://img.quebarato.com.br/photos/big/2/B/C972B_1.jpg>.
Acesso em 09 de Junho de 2008
Disponível em:
<http://www.luferma.com.br/site/Linhas/Gm/Astra_4P_Cach/image/foto5.jpg>.
Acesso em 10 de Junho de 2008.
Disponível em:
<http://img.mercadolivre.com.br/jm/img?s=MLB&f=67316512_1497.jpg&v=P>.
Acesso em 10 de Junho de 2008.
Disponível em: <http://img329.imageshack.us/img329/9364/dsc00403yo2.jpg>.
Acesso em 11 de Junho de 2008.
Disponível em:
<http://www.fiestahp.com.br/Forum/phpBB2/viewtopic.php?=&p=24596>.
Acesso em 11 de Junho de 2008.
Disponível
em:
<http://img223.imageshack.us/img223/8237/ka9qy1.jpg>.
Acesso em 13 de Junho de 2008.
24
Disponível em: <http://www.quebarato.com.br/classificados/forracao-de-portaska-e-fieta__499728.html>. Acesso em 13 de Junho de 2008.
Disponível
em:
<http://img223.imageshack.us/img223/8237/ka9qy1.jpg>.
Acesso em 15 de Junho de 2008.
Disponível em:
<http://img.mercadolivre.com.br/jm/img?s=MLB&f=71430799_832.jpg&v=P>.
Acesso em 15 de Junho de 2008.
SACRAMENTO, Roberto C. F. Anotações de aula, 2008. Universidade Federal
da Bahia, Escola Politécnica, Curso de Engenharia Mecânica, Disciplina de
Projetos Mecânicos.
WIKIPEDIA, Manutenibilidade, 2008. Disponível em: <pt.wikipedia.org>.
Acesso em 16 de Junho de 2008.
25