CENTRO UNIVERSITÁRIO POSITIVO
DESENVOLVIMENTO DE MECANISMO
DE LIMPEZA PARA FERRAMENTAS ESPECIAIS
CURITIBA
2007
CANDIDO CUERVO LOPES
DÉCIO PRZEPIORA
DESENVOLVIMENTO DE MECANISMO
DE LIMPEZA PARA FERRAMENTAS ESPECIAIS
Monografia apresentada à disciplina Trabalho de
Conclusão de Curso como requisito parcial à
conclusão do curso de Engenharia Mecânica, Setor
de Ciências Exatas, Centro Universitário Positivo.
Orientador: Prof. Pablo D. Valle
CURITIBA
2007
EPÍGRAFE
“Nunca despreze a opinião das pessoas;
umas para você saber o que pode fazer
e outras para saber, exatamente, o que não fazer.”
Sérgio Bizinelli
i
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS ................................................................................................. IV
LISTA DE TABELAS ................................................................................................ VI
RESUMO.................................................................................................................. VII
1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 1
1.1 O PROBLEMA ...................................................................................................... 2
1.2 OBJETIVO GERAL............................................................................................... 3
1.3 JUSTIFICATIVA.................................................................................................... 4
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ................................................................................... 5
2.1 DEFINIÇÃO DE LAVAGEM.................................................................................. 5
2.1.1 OBJETIVOS DA LAVAGEM NA LINHA DE USINAGEM................................... 5
2.1.2 PROCESSOS DE LAVAGEM............................................................................ 6
2.2 PROCESSO DE USINAGEM ............................................................................... 7
2.2.1 CONCEITO DE FRESAMENTO ........................................................................ 8
2.3 FORMA DE CAVACOS ...................................................................................... 10
2.3.1 TIPOS DE CAVACOS ..................................................................................... 11
2.4 PROCESSO DE USINAGEM NA TRITEC MOTORS......................................... 12
2.5 FLUXO DE FERRAMENTAS.............................................................................. 17
2.6 PROCEDIMENTO DE PREPARAÇÃO............................................................... 21
2.7 CONCLUSÃO DO CAPÍTULO............................................................................ 29
3 FUNDAMENTAÇÃO PARA RESOLUÇÃO DO PROBLEMA............................... 30
3.1 ANÁLISE DO PROBLEMA ................................................................................. 31
3.1.1 DEFINIÇÃO DO PROBLEMA .......................................................................... 33
3.1.2 DESCRIÇÃO DO PROBLEMA EM QUATRO DIMENSÕES ........................... 33
3.1.3 EXTRAÇÃO PARA GERAR POSSÍVEIS CAUSAS......................................... 35
3.1.4 TESTE PARA ENCONTRAR A CAUSA MAIS PROVÁVEL ............................ 40
3.1.5 VERIFICAÇÃO DA CAUSA VERDADEIRA ..................................................... 41
3.2 ANÁLISE DE DECISÃO ..................................................................................... 42
3.2.1 O PROPÓSITO DA DECISÃO......................................................................... 43
3.2.2 OS OBJETIVOS DA DECISÃO ....................................................................... 44
3.2.3 GERAR E AVALIAR ALTERNATIVAS............................................................. 50
3.2.4 AS CONSEQÜÊNCIAS DAS ALTERNATIVAS ............................................... 57
ii
3.3 ALTERNATIVA - SOLUÇÃO .............................................................................. 58
4 PROJETO CONCEITUAL ..................................................................................... 59
4.1 ESBOÇO DO PROJETO .................................................................................... 59
4.2 PROJETO E DIMENSIONAMENTO................................................................... 62
4.2.1 BICO DE LAVAGEM........................................................................................ 63
4.2.2 BOMBA HIDRÁULICA ..................................................................................... 68
4.2.3 RESERVATÓRIO ............................................................................................ 75
4.2.4 SEPARADOR .................................................................................................. 76
4.2.5 PROTEÇÃO DE LAVAGEM ............................................................................ 79
4.2.6 ACESSÓRIOS ................................................................................................. 80
4.2.7 MONTAGEM DOS COMPONENTES.............................................................. 81
4.3 CUSTO DE CONFECÇÃO ESTIMADO.............................................................. 82
4.3.1 CUSTO DE FABRICAÇÃO DA LAVADORA ................................................... 83
4.3.2 CUSTO PARA A FABRICAÇÃO DOS COMPONENTES ................................ 83
5 CONCLUSÃO ....................................................................................................... 85
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................ 90
BIBLIOGRAFIA........................................................................................................ 92
APÊNDICE 1 – MEMORIAL DE CÁLCULO DE PERDAS DE CARGA .................. 93
APÊNDICE 2 – DESENHOS 2D ............................................................................ 104
ANEXO 1 – INFORMAÇÕES DO PRODUTO TECHNICLEAN ............................. 120
iii
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1: TRITEC MOTORS ................................................................................... 2
FIGURA 2: LIMPEZA COM PANO ............................................................................. 3
FIGURA 3: LAVADORA ULTRA-SÔNICA .................................................................. 6
FIGURA 4: PROCESSOS DE USINAGEM ................................................................ 8
FIGURA 5: FRESAGEM PERIFÉRICA....................................................................... 9
FIGURA 6: FRESAGEM FRONTAL ........................................................................... 9
FIGURA 7: FRESAS................................................................................................. 10
FIGURA 8: CAVACO DE FRESAMENTO ................................................................ 10
FIGURA 9: CAVACO CONTÍNUO ............................................................................ 11
FIGURA 10: CAVACO CISALHADO ........................................................................ 12
FIGURA 11: CAVACO ARRANCADO ...................................................................... 12
FIGURA 12: LAY OUT DAS LINHAS DE PRODUÇÃO ............................................ 13
FIGURA 13: VIRABREQUIM .................................................................................... 13
FIGURA 14: LAY OUT LINHA VIRABREQUIM ........................................................ 14
FIGURA 15: USINAGEM OPERAÇÃO 30................................................................ 15
FIGURA 16: USINAGEM OPERAÇÃO 40................................................................ 16
FIGURA 17: USINAGEM OPERAÇÃO 50................................................................ 16
FIGURA 18: MONTAGEM DE INSERTO ................................................................. 17
FIGURA 19: FLUXO DE FERRAMENTAS ............................................................... 18
FIGURA 20: OPERAÇÃO 30 DESBASTE................................................................ 18
FIGURA 21: MERCADO DE TROCA ....................................................................... 19
FIGURA 22: ÁREA DO TERCEIRO JOGO .............................................................. 20
FIGURA 23: FERRAMENTA USADA E PREPARADA............................................. 21
FIGURA 24: MANUSEIO DE FERRAMENTA .......................................................... 22
FIGURA 25: LIMPEZA DO EXCESSO DE SUJEIRA ............................................... 23
FIGURA 26: BANHO NO PRODUTO QUÍMICO ...................................................... 23
FIGURA 27: LIMPEZA COM ESCOVA E AR COMPRIMIDO................................... 24
FIGURA 28: RETIRADA DOS INSERTOS ............................................................... 25
FIGURA 29: MONTAGEM DO INSERTO................................................................. 26
FIGURA 30: ESQUEMA ANÁLISE DE PROBLEMA ................................................ 31
FIGURA 31: ESQUEMA ANÁLISE DE DECISÃO .................................................... 42
iv
FIGURA 32: ATIVADADE DE LIMPEZA................................................................... 46
FIGURA 33 : POSTURA........................................................................................... 47
FIGURA 34: POLUIÇÃO DAS ÁGUAS..................................................................... 49
FIGURA 35: ESBOÇO DA ALTERNATIVA - SOLUÇÃO.......................................... 60
FIGURA 36:ESBOÇO MECANISNO DE ABERTURA (A) ........................................ 60
FIGURA 37:ESBOÇO MECANISMO DE ABERTURA (B)........................................ 61
FIGURA 38: ESBOÇO SISTEMA DE LIMPEZA ....................................................... 61
FIGURA 39: ESQUEMA DE LAVAGEM ................................................................... 62
FIGURA 40: BICO SPRAYING SYSTEMS............................................................... 64
FIGURA 41: PERÍMETRO DE LAVAGEM................................................................ 64
FIGURA 42: FORMA DO JATO................................................................................ 65
FIGURA 43: REGULADORES DE FLUXO............................................................... 67
FIGURA 44: DISTRIBUIDOR DE FLUXO................................................................. 67
FIGURA 45: CONSERVAÇÃO DAS MASSAS ......................................................... 68
FIGURA 46: DIMENSIONAMENTO BOMBA HIDRÁULICA ..................................... 69
FIGURA 47: COEFICIENTES DE PERDA LOCALIZADA ........................................ 71
FIGURA 48: COMPRIMENTO EQUIVALENTE ........................................................ 72
FIGURA 49: CURVA BOMBA HIDRÁULICA ............................................................ 74
FIGURA 50: BOMBA HIDRÁULICA.......................................................................... 74
FIGURA 51: RESERVATÓRIO................................................................................. 75
FIGURA 52: RESERVATÓRIO MODELADO ........................................................... 75
FIGURA 53: SEPARADOR....................................................................................... 76
FIGURA 54: CAIXA DE IMPUREZAS....................................................................... 77
FIGURA 55: SEPARADOR MODELADO (A) ........................................................... 78
FIGURA 56: SEPARADOR MODELADO (B) ........................................................... 78
FIGURA 57: PROTEÇÃO PARA LAVAGEM ............................................................ 79
FIGURA 58: LAVADORA MONTADA (A) ................................................................. 81
FIGURA 59: LAVADORA MONTADA (B) ................................................................. 81
v
LISTA DE TABELAS
TABELA 1: DESCRIÇÃO DA OPERAÇÃO .............................................................. 27
TABELA 2: DESCRIÇÃO DA OPERAÇÃO DE LIMPEZA ........................................ 28
TABELA 3: ANÁLISE DE PROBLEMAS DESCRIÇÃO DO PROBLEMA ................. 34
TABELA 4: ANÁLISE DE PROBLEMAS GERAR POSSÍVEIS CAUSAS ................. 36
TABELA 5: ANÁLISE DE PROBLEMAS DISTINÇÕES............................................ 38
TABELA 6: ANÁLISE DE PROBLEMAS MUDANÇAS ............................................. 39
TABELA 7: AVALIAÇÃO DOS OBRIGATÓRIOS ..................................................... 52
TABELA 8: CONTINUAÇÃO AVALIAÇÃO DOS OBRIGATÓRIOS.......................... 53
TABELA 9: AVALIAÇÃO DOS DESEJÁVEIS........................................................... 55
TABELA 10: CONTINUAÇÃO AVALIAÇÃO DOS DESEJÁVEIS ............................. 56
TABELA 11: PRESSÃO REQUERIDA PARA FUNCIONAMENTO .......................... 73
TABELA 12: LISTA DE ACESSÓRIOS .................................................................... 80
TABELA 13: VALORES DOS ACESSÓRIOS........................................................... 83
TABELA 14: PROGRAMAÇÃO DE HORAS DE TRABALHO .................................. 84
TABELA 15: CUSTO PROCESSO ........................................................................... 84
TABELA 16: DESCRIÇÃO DAS NOVAS TAREFAS DE OPERAÇÃO ..................... 85
TABELA 17: TEMPOS ESTIMADOS DE OPERAÇÃO DE LIMPEZA ...................... 86
TABELA 18: RESULTADO ESTIMADO DOS TEMPOS REDUZIDOS..................... 88
vi
RESUMO
O presente trabalho descreve uma situação problemática que acontece num
determinado processo de preparação de ferramentas de corte especiais onde,
existem etapas de limpeza em que a ferramenta esta sujeita, que propiciam
condições
de
trabalho
desfavoráveis
a
um
procedimento
ergonômico
e
economicamente eficiente. Todo contexto que envolve as atividades de preparação,
inclusive o sistema de limpeza utilizado, é abordado com finalidade de se obter
maiores informação que servirão de subsídios para o estudo do caso.
Com aplicação da metodologia de ANÁLISE DE PROBLEMA, que será
apresentada, e através das informações adquiridas; o problema será sintetizado de
forma a esclarecer os pontos que refletem as más condições de trabalho.
A etapa seguinte neste trabalho é a utilização do método de ANÁLISE DE
DECISÃO, esta metodologia empregada é de fundamental importância para o
sucesso do projeto, é através desse estudo que se apresentará a alternativa de
solução que melhor atende o problema considerado. Ou seja, toda fase de
desenvolvimento das melhorias para o processo depende da alternativa de solução
escolhida.
Tomada a decisão das mudanças que serão realizadas para implementação
das melhorias, os próximos passos se restringem as consideração técnicas
envolvidas na execução das atividades para se iniciar a fase de dimensionamento e
escolha de componentes que irão compor o novo processo de preparação de
ferramenta de corte especiais.
vii
1 INTRODUÇÃO
No meio industrial, para se atingir alta qualidade e competitividade em um
mercado global, é de fundamental importância, seja qual for o setor envolvido num
determinado processo, que as melhorias nunca deixem de acontecer. Com isso,
novas técnicas surgem e se desenvolvem, visando maior produtividade. Nos
sistemas de produção modernos, onde se utiliza filosofias de produção enxuta tais
como 5 S, Kaizen, Just In Time, dentre outras, existe uma necessidade constante de
melhorias sistemáticas e permanentes, que auxiliem na redução do desperdício.
Nesta metodologia de trabalho não se pode admitir que perdas como as de tempo e
ou de material prejudiquem uma programação de produção.
A concorrência cada vez maior passou a exigir dos setores de produção,
renovação dos processos e métodos de gestão, a modernização de máquinas,
equipamentos e ferramentas, para que o atendimento dessa nova demanda se
tornasse gerenciável em termos de custo e produtividade.
Resultado da joint-venture entre a DaimlerChrysler e a BMW, A Tritec Motors
foi criada em 1997 com o objetivo de produzir motores a gasolina para exportação.
Em uma área de 44 mil m2 com aproximadamente 600 trabalhadores, a
empresa produz motores de 1.6 litros em varias versões, desde o modelo base,
aspirado com potência de 115 CV até uma versão mais aprimorada chegando a
atingir uma potência de 218 CV. Em novembro de 2006 a empresa fabricou seu
milionésimo motor. A Tritec mantém as certificações ISO 9000 (sistema de gestão da
qualidade), ISO 14000 (sistema de gestão da qualidade) e a IS0 QS (sistema de
gestão da qualidade indústria automotiva) e busca sempre produzir motores com
qualidade e sem afetar o meio ambiente. Na figura 1 visualiza-se a vista frontal da
empresa Tritec Motors.
Conciliado com os princípios da empresa, através de uma possibilidade de
melhoria, este trabalho vem empregar novas soluções em um determinado
segmento do processo de fabricação da empresa, havendo a necessidade de um
estudo abrangente para que se obtenha um resultado mais eficiente.
2
FIGURA 1: TRITEC MOTORS
FONTE: TIRTEC MOTORS.
1.1 O PROBLEMA
O setor de afiação de ferramentas de corte da Tritec Motors é responsável
pela preparação, manutenção e reposição de todas as ferramentas de corte
utilizadas no processo fabril.
Neste processo existem determinadas ferramentas que parte da atividade de
preparação (limpeza) é feita manualmente e de forma rudimentar, apresentando
vários problemas. No processo atual de limpeza observam-se os seguintes
aspectos:
•
Contaminação do ambiente de trabalho por resíduos e produtos
utilizados no processamento;
•
Consumo excessivo de material de limpeza e equipamentos de
segurança;
•
Alto tempo para execução das tarefas.
3
A figura 2 demonstra parte da atividade de limpeza da ferramenta que é
realizada com a utilização de panos para retirar o excesso de sujeira.
FIGURA 2: LIMPEZA COM PANO
FONTE: O AUTOR.
1.2 OBJETIVO GERAL
Desenvolver e projetar um sistema de limpeza de ferramentas, utilizando-se
da aplicação de metodologias específicas e apropriadas de estudos e análises para
solução do problema.
O novo sistema deve ser mais eficiente que o atual, deve-se atingir uma
solução que facilite o processo de limpeza das ferramentas atendendo as condições
de ergonomia para o operador, que melhore as condições do ambiente de trabalho e
preferencialmente que reduza o tempo de processamento, aumentando a
produtividade.
4
1.3 JUSTIFICATIVA
Anos atrás a qualidade era vista pela classe consumidora como fator
determinante para aquisição de um bem, atualmente o item qualidade é tido como
obrigatório nas indústrias e não é mais um diferencial para o sucesso. Diante da
competitividade no mercado mundial, o maior objetivo das indústrias modernas é
reduzir o custo de fabricação de seu produto. São várias as formas de se atingir
esse objetivo.
Com o desenvolvimento e implementação deste trabalho almeja-se reduzir o
custo de fabricação, visando os seguintes aspectos:
•
Aumentar a qualidade do serviço evitando erros que gerem refugos de
peças, conseqüentemente, perdas de tempo;
•
Proporcionar aos operadores melhores condições de trabalho evitando
condições de risco que podem causar acidentes ou afastamentos;
•
Reduzir o tempo total de processamento, aumentando disponibilidade de
mão-de-obra.
5
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Inicialmente, este capítulo tratará de esclarecer metodologias e conceitos
básicos de lavagem e usinagem, serão demonstradas as formas de cavaco que são
gerados a partir da usinagem e suas características.
Será descrito, sucintamente, os passos que contemplam o processo de
usinagem da Tritec que envolvem as ferramentas de corte especiais e o método de
preparação das tais ferramentas, que não permitem serem tratadas por
procedimento igual às demais ferramentas existentes na fábrica.
2.1 DEFINIÇÃO DE LAVAGEM
É a remoção física das impurezas que se encontram nas superfícies das
peças, pode ser feita manualmente ou automatizada. Impurezas tais como: cavacos
de usinagem, óleo de corte e contaminações do ambiente fabril. RICHTER (2002).
2.1.1 OBJETIVOS DA LAVAGEM NA LINHA DE USINAGEM
Segundo RÜDIGER RICHTER (2002) existem diversos aspectos que tornam
o processo de lavagem importante para o processo de usinagem, tais como:
•
Peças livres de impurezas, melhorando as etapas seguintes do
processo;
•
Eliminar agentes externos que prejudicam o processo de fabricação;
•
Evitar contaminações nos processos seguintes;
•
Melhorar a qualidade do processo.
As empresas buscam constantemente um processo de lavagem mais
eficiente, pois as impurezas prejudicam a qualidade de usinagem, o que acaba
influenciando na produtividade e afeta diretamente o custo final do produto.
6
2.1.2 PROCESSOS DE LAVAGEM
Existem vários processos aquosos para limpeza, cada processo tem
vantagens e desvantagens, deve-se analisar qual é o processo mais adequado para
cada situação, destes processos destacam-se: lavagem ultra-sônica, lavagem por
imersão com ar comprimido, lavagem por pressão.
2.1.2.1 LAVAGEM ULTRA-SÔNICA
O efeito acelerador do ultra-som em processos de lavagem por imersão se
deve ao efeito da cavitação.
A cavitação é um processo em que várias bolhas se formam, pelas
vibrações dos cristais de ultra-som, estas bolhas aumentam o seu tamanho em alta
velocidade de forma a explodirem na superfície da peça, funcionando como
ventosas, criando uma pressão negativa, que dissolve e dispersa as impurezas das
superfícies do material. RICHTER (2002).
A intensidade da cavitação depende da potência alimentada e da freqüência
do ultra-som, reduzindo-se a freqüência aumenta-se a cavitação.
Com o uso de ultra-som aumenta-se em até 10 vezes a velocidade de
limpeza em relação a um procedimento tradicional. Na figura 3 visualiza-se imagens
de uma lavadora ultra-sônica utilizada para lavagem de peças de pequeno porte.
FIGURA 3: LAVADORA ULTRA-SÔNICA
FONTE: O AUTOR.
7
2.1.2.2 LAVAGEM POR IMERSÃO COM AR COMPRIMIDO
A limpeza por imersão com ar comprimido, é uma combinação da limpeza
por imersão e por injeção.
As peças são imersas em um líquido, é injetado ar pelos bicos com fluxo
intensivo, este fluxo causa turbulências e grandes oscilações de pressão na
superfície do componente, criando uma pressão negativa, que dissolve e dispersa
as impurezas das superfícies dos materiais.
2.1.2.3 LAVAGEM POR PRESSÃO
A lavagem por pressão é geralmente usada para limpeza de furações e
regiões de difícil acesso, neste processo a peça recebe um jato de líquido de alta
pressão o que ajuda a retirar a sujeira e as impurezas.
2.2 PROCESSO DE USINAGEM
Segundo HORST WITTE (1989), usinagem é um processo de fabricação
mecânica onde a peça acabada é obtida através da retirada de cavacos de uma
peça bruta, com a utilização de ferramentas adequadas, sendo que a forma de
usinagem do material depende das propriedades e dureza do material.
Para realização do processo de usinagem são utilizadas máquinas
operatrizes: tornos, fresadora, retíficas, furadeiras, etc.
Estas máquinas realizam os processos de: tornear, fresar, retificar, furar,
serrar e outros. Conforme demonstra a figura 4.
8
FIGURA 4: PROCESSOS DE USINAGEM
FONTE: BRITO M.; MÁQUINAS FERRAMENTA.
2.2.1 CONCEITO DE FRESAMENTO
O processo de fresamento se realiza com a remoção de material de modo
intermitente pelo movimento rotativo da ferramenta geralmente multicortante, isto é,
com múltiplos dentes de corte, gerando-se superfícies das mais variadas formas.
Podem-se executar vários tipos de operações no processo de fresamento:
ranhuras, ressaltos, roscas, engrenagens e outras. STEMMER (1995).
2.2.1.1 FRESADORAS
“Pode-se definir que fresadoras são máquinas-ferramenta, com movimentos
relativos da peça e da ferramenta, necessárias para a efetivação do processo de
fresagem.” (STEMMER, 1995, p. 143).
2.2.1.2 MÉTODOS DE FRESAMENTO
Os métodos de fresamento são: periférica e frontal. No fresamento
periférico, a superfície usinada da peça gerada por dentes localizados na periferia do
corpo de ferramenta, em geral se localiza em um plano paralelo da fresa, conforme
figura 5. Geralmente é usada em fresadoras de eixo horizontal.
9
FIGURA 5: FRESAGEM PERIFÉRICA
FONTE: STEMMER C.; FERRAM. DE CORTE I.
No fresamento frontal, a superfície usinada é resultado da ação em conjunto
dos gumes localizados na periferia e na face frontal da fresa, a superfície usinada
caracteriza-se pelas raias de usinagem ocasionadas pelos dentes, de acordo com o
avanço por volta e por dente, conforme figura 6. STEMMER, (1995).
FIGURA 6: FRESAGEM FRONTAL
FONTE: STEMMER C.; FERRAM. DE CORTE II.
2.2.1.3 TIPOS DE FRESAS
Distinguem-se três tipos de fresas: fresas inteiriças, fresas calçadas com
pastilhas soldadas ou com incertos intercambiáveis fixados mecanicamente e fresas
com dentes postiços.
Hoje as fresas com insertos intercambiáveis são as mais utilizadas devido ao
ganho em produtividade e qualidade na confecção de peças. As pastilhas podem ser
de metal duro, metal duro revestido, cerâmica, CBN (nitrato cúbico de boro) ou
diamante policristalino. A figura 7 visualiza-se a fresa de insertos intercambiáveis e a
fresa inteiriça de metal duro.
10
FIGURA 7: FRESAS
FONTE: O AUTOR.
As
vantagens
das
fresas
intercambiáveis
em
relação
às
fresas
convencionais são: eliminação da necessidade da reafiação, baixo custo por gume e
uma ampla variedade de incertos com diferentes geometrias e materiais de corte.
2.3 FORMA DE CAVACOS
Os cavacos apresentam aspectos distintos, cavacos de materiais dúcteis
podem ser em formas de fitas retas, fitas retorcidas, fitas helicoidais, fitas
espiraladas e em vírgula.
Os cavacos de materiais frágeis apresentam-se sob a forma de lascas de
pequenos tamanhos, conforme figura 8. STEMMER (2001).
FIGURA 8: CAVACO DE FRESAMENTO
FONTE: O AUTOR.
11
2.3.1 TIPOS DE CAVACOS
Tecnicamente, em termos de usinagem, podem-se classificar as diversas
formas de cavacos em três tipos básicos: contínuo, arrancado e cisalhado.
STEMMER (2001).
2.3.1.1 CAVACO CONTÍNUO
“O material diante da ferramenta é recalcado até que escorrega ao longo do
plano de cisalhamento e passa sem se romper, o cavaco desliza suave e
uniformemente sobre a superfície de saída, geralmente o cavaco continuo é gerado
na usinagem de materiais dúcteis” (STEMMER, 2001, p. 113), conforme figura 9. O
cavaco contínuo está associado a um baixo coeficiente de atrito entre o cavaco e a
ferramenta.
FIGURA 9: CAVACO CONTÍNUO
FONTE: O AUTOR
2.3.1.2 CAVACO CISALHADO
Segundo STEMMER (2001, p. 113), “O material escorrega ao longo do plano
de cisalhamento, fissura no ponto mais solicitado, a fissura aumenta até ocorrer
ruptura parcial ou total do cavaco. No cavaco cisalhado a força de corte aumenta
progressivamente com a deformação do material”. A figura 10 exemplifica o formato
deste tipo de cavaco.
12
FIGURA 10: CAVACO CISALHADO
FONTE: O AUTOR.
2.3.1.3 CAVACO ARRANCADO
“É produzido quando se usina materiais frágeis, como latão e ferro fundido,
tendo a forma de pequenos fragmentos distintos e independentes, gerados pela
ruptura, pelas ações de tração e compressão”, conforme a figura 11. (STEMMER,
2001, p. 115).
FIGURA 11: CAVACO ARRANCADO
FONTE: O AUTOR.
2.4 PROCESSO DE USINAGEM NA TRITEC MOTORS
A planta de motores da Tritec Motors é composta por 4 linhas de usinagem:
as linhas do bloco, virabrequim, cabeçote e biela. Conforme se visualiza na figura
12.
13
FIGURA 12: LAY OUT DAS LINHAS DE PRODUÇÃO
FONTE: O AUTOR.
De todo ferramental de usinagem que envolve estas linhas é a do
virabrequim (figura 13) que contempla ferramentas que são tratadas de forma
diferenciada pelo fato de serem de porte maior em relação às outras da fábrica e
terem uma geometria de difícil manuseio.
FIGURA 13: VIRABREQUIM
FONTE: O AUTOR.
14
A etapa do processo de fundição do virabrequim é concebida por uma
empresa terceirizada que fornece as peças à empresa no estado bruto. Esta peça
passa por vários estágios de usinagem, cada estágio é responsável por uma parte
do processo de fabricação do virabrequim, sendo que os estágios são denominados
de operações. Estas operações são numeradas em ordem crescente e em múltiplos
de 10 por convenção (figura 14), logo a primeira operação, a fundição, é
denominada a operação 10, a operação 20 é responsável pela usinagem da peça
que propiciará a sua fixação nas operações seguintes, salienta-se que para toda
operação a ser executada na peça a mesma necessita ser fixada de acordo com
cada etapa do processo.
FIGURA 14: LAY OUT LINHA VIRABREQUIM
FONTE: O AUTOR.
Nas operações 30, 40 e 50 verifica-se a utilização das ferramentas
incomuns ao restante da fábrica, ferramentas de porte relativamente grandes,
pesadas e de difícil manuseio.
15
FIGURA 15: USINAGEM OPERAÇÃO 30
FONTE: O AUTOR.
Na operação 30 este tipo de ferramenta começa a ser utilizada e é também
conhecida como fresa circular (figura 15), totalmente dedicada para uso exclusivo
nesta etapa de produção. O trabalho que realiza consiste em desbastar os diâmetros
de mancais e pinos. Esta ferramenta faz todo o trabalho de usinagem de desbaste e
remove a maior parte do sobre metal existente na peça. Nesta operação o
virabrequim gira em rotação baixa, enquanto a ferramenta em alta velocidade de
corte retira o excesso de material. É de grande relevância para interpretação de
todas as figuras referentes às operações de usinagem em execução, que a falta de
nitidez das imagens se dão ao fato de que este é um processo que gera gases,
cavaco e pó de ferro, sendo muito difícil a obtenção de uma imagem perfeita.
Na operação 40 a usinagem executada é a de torneamento, ou seja,
somente a peça executa movimento de rotação durante a usinagem. A ferramenta
utilizada tem formato de disco composto de vários porta ferramenta (figura 16) e
assemelha-se a fresa circular da operação 30. Nesta operação se faz o préacabamento de todos os diâmetros que estão concêntricos com o eixo central da
peça incluindo os mancais.
16
FIGURA 16: USINAGEM OPERAÇÃO 40
FONTE: O AUTOR.
FIGURA 17: USINAGEM OPERAÇÃO 50
FONTE: O AUTOR.
Na operação 50, outra fresa circular específica para este caso, faz um préacabamento usinando os diâmetros correspondentes aos dos pinos do virabrequim,
17
conforme figura 17, fazendo a retirada necessária de material para que a peça siga
para a operação seguinte.
Apesar de serem consideradas operações de desbaste ou pré-acabamento,
pequenas alterações em qualquer padrão de trabalho estabelecido pode acarretar
em conseqüências graves que afetariam diretamente a produção. Tratando-se
apenas de ferramentas de corte, existem fatores dimensionais e geométricos que
afetam a característica do produto e que possuem tolerâncias apertadas, também
trabalha-se com a vida útil da ferramenta muito perto do limite que ela pode suportar.
Estas características tornam o processo de preparação das ferramentas bastante
cauteloso, necessitando-se eliminar todo tipo de falha correspondente à preparação
que pode vir a acontecer por sujeira durante a montagem dos insertos na
ferramenta. A montagem de um inserto na ferramenta é mostrada na figura 18 e
contempla uma das etapas do processo de preparação.
FIGURA 18: MONTAGEM DE INSERTO
FONTE: O AUTOR.
2.5 FLUXO DE FERRAMENTAS
Para melhor entendimento de todo o procedimento, inicialmente é
necessário entender o fluxo que estas ferramentas seguem entre os setores da
fábrica.
Existem três jogos de ferramentas para cada operação da linha de
usinagem, sendo que cada jogo é composto por duas ferramentas. A figura 19
demonstra um esquema simples de como o fluxo de ferramentas acontece, o qual
será detalhado a seguir.
18
FIGURA 19: FLUXO DE FERRAMENTAS
FONTE: O AUTOR.
O primeiro jogo de ferramenta se encontra em operação na máquina como
mostra a figura 20.
FIGURA 20: OPERAÇÃO 30 DESBASTE
FONTE: O AUTOR.
19
O segundo jogo fica em uma zona de transição chamado de mercado,
(figura 21), que funciona da seguinte maneira: havendo a necessidade de substituir
um jogo de ferramenta da máquina o operador irá ao mercado buscar o respectivo
carrinho com as ferramentas boas e utilizá-las para troca na operação, depois deste
procedimento, as ferramentas retiradas da máquina retornam ao mercado, desta vez
indicadas como ferramentas ruins. Para identificação clara da condição das
ferramentas o carrinho contempla quatro lugares sendo dois identificados com fita
adesiva verde para o jogo bom e os outros dois identificados em vermelho para o
jogo de ferramentas ruins.
FIGURA 21: MERCADO DE TROCA
FONTE: O AUTOR.
Por fim, o terceiro jogo fica em uma área separada no próprio setor de
preparação das ferramentas (figura 22) e tem como função assegurar que a linha de
usinagem não pare por motivos relacionados à ferramenta de corte sendo onde e
qual for o tipo de falha: quebra, falta mão-de-obra na preparação, características
dimensionais do produto ou outros que provoquem uma troca de ferramenta
inesperada. Ocorrendo a situação de não existir um jogo de ferramentas bom
disponível no mercado, este terceiro jogo é imediatamente fornecido a operações,
20
fazendo assim com que a linha de usinagem não tenha longo tempo de parada de
produção. Por exemplo: venceu a vida útil das ferramentas na operação 30 e
também o jogo novo que foi montado colidiu logo na primeira peça após a troca, o
primeiro jogo que foi retirado ainda está ruim porque não houve tempo suficiente
para a preparação, logo, há a necessidade de se utilizar o terceiro jogo de
ferramentas.
FIGURA 22: ÁREA DO TERCEIRO JOGO
FONTE: O AUTOR.
Por outro lado, o fluxo no setor de preparação (Afiação) se resume em
deslocar a ferramenta do mercado que esteja no lado vermelho para o local de
trabalho, fazer as devidas operações para deixá-la em condições para uso e retornar
estas para o mercado, desta vez no lado verde.
Entendendo então o contexto geral, agora será detalhada somente a parte
que se refere à preparação da ferramenta, a qual será analisada possíveis
melhorias.
21
2.6 PROCEDIMENTO DE PREPARAÇÃO
Esta fase do fluxo é feita totalmente de forma manual, as etapas básicas
para a execução desta atividade se resumem em fazer uma limpeza geral na
ferramenta, retirar os insertos, refazer uma limpeza minuciosa nos insertos e
ferramenta e remontar os insertos utilizando novas arestas de corte ou insertos
novos. A figura 23 mostra o estado da ferramenta usada que chega ao setor e
quando está preparada e pronta para retornar a linha de usinagem.
FIGURA 23: FERRAMENTA USADA E PREPARADA
FONTE: O AUTOR.
Entretanto, nestas etapas básicas, existem vários outros procedimentos a
serem cumpridos para que a tarefa possa ser executada com segurança. Em cada
operação de usinagem da linha do virabrequim trabalha uma ferramenta
especificamente projetada para a respectiva operação. Estas ferramentas possuem
particularidades que compreendem basicamente a quantidade e posições dos
insertos. Destas duas diferenças entre as ferramentas, a posição dos insertos não
interfere na execução do trabalho, mas a quantidade de insertos que a ferramenta
contém interfere de forma significativa na operação de retirada e montagem dos
22
insertos alterando o tempo total de execução, como mostra os itens 17 e 20 da
tabela 1 a qual descreve todas as atividades passo a passo na sua ordem de
evolução.
A seguir serão apresentadas figuras que compreendem as principais
atividades listadas na tabela 1. Na figura 24 observa-se o içamento da ferramenta
para ser fixada na torre de suporte e então se iniciar o trabalho na fresa.
FIGURA 24: MANUSEIO DE FERRAMENTA
FONTE: O AUTOR.
Na figura 25 verifica-se a retirada do excesso de sujeira, na qual o operador
utiliza uma haste e um pano para a execução de uma primeira limpeza grosseira.
23
FIGURA 25: LIMPEZA DO EXCESSO DE SUJEIRA
FONTE: O AUTOR.
Depois de se fazer a primeira limpeza, a bandeja com o liquido é elevada e
fixada na torre propiciando um banho com desengraxante, facilitando uma limpeza
mais eficiente como demonstra a figura 26.
FIGURA 26: BANHO NO PRODUTO QUÍMICO
FONTE: O AUTOR.
24
FIGURA 27: LIMPEZA COM ESCOVA E AR COMPRIMIDO
FONTE: O AUTOR.
Juntamente com o banho a ferramenta é escovada. Depois que a bandeja é
abaixada limpa-se com pano e utiliza-se ar comprimido para expulsar pequenas
partículas de sujeira, assim como os resíduos do desengraxante (figura 27) que são
lançados no ar do ambiente de trabalho.
O produto de limpeza utilizado para esta atividade é o recomendado por
especialistas da área química, suas características estão descritas no anexo 1. A
partir desta operação, a atividade de desmontagem dos insertos é iniciada. O inserto
é retirado pelo operador com auxílio de uma parafusadeira pneumática e colocado
em uma bandeja adequada, então é levado para ser limpo em uma lavadora
específica. Na figura 28 observa-se a desmontagem e o armazenamento dos
insertos na bandeja.
25
FIGURA 28: RETIRADA DOS INSERTOS
FONTE: O AUTOR.
Depois que os insertos são retirados inicia-se novamente a atividade de
limpeza, desta vez para limpar minuciosamente os alojamentos onde os insertos
serão montados. Basicamente se repetem os respectivos passos correspondentes a
figura 26 e figura 27 os quais compreendem parte do sistema de limpeza atual que
acontecem antes e depois da desmontagem dos insertos, onde escova-se a fresa
com uso do desengraxante e utiliza-se o ar comprimido para limpeza final. Uma vez
que a ferramenta e insertos estão limpos, inicia-se o procedimento de montagem
demonstrado na figura 29 também utilizando a parafusadeira. Com estas etapas
finalizadas a fresa está pronta para retornar ao mercado de ferramentas da linha de
usinagem.
26
FIGURA 29: MONTAGEM DO INSERTO
FONTE: O AUTOR.
Na tabela 1 estão descritas todas as atividades, passo a passo, na sua
ordem de evolução, os seus respectivos tempos obtidos através de medições feitas
em campo, sendo que as descritas em negrito compreendem as de interesse de
estudo.
Para que fossem realizadas as medições de tempo, utilizaram-se alguns
dos fundamentos de manufatura enxuta, o qual visa separar toda operação em
elementos de trabalho que é formalmente definido com “o menor incremento de
trabalho que pode ser transferido para outra pessoa”, mas para esta aplicação
consideramos que a outra pessoa que se refere à afirmação seja na verdade sempre
a mesma, já que neste caso não se trata de uma linha de produção, mas de uma
única célula com um operador apenas.
Com a finalidade de tornar esta coleta de valores mais objetiva e simples, de forma a
atender a real necessidade, nem todos os elementos de trabalhos foram descritos
por motivos de facilitação, por serem muito pequenos e tornarem a leitura dos dados
difícil e complexa, não sendo esse o objetivo. No entanto, estas pequenas ações de
trabalho estão embutidas em um único elemento de trabalho, facilitando assim todo
o estudo sem que deixe de ser eficaz.
27
TABELA 1: DESCRIÇÃO DA OPERAÇÃO
ITEM
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
DESCRIÇÃO DA OPERAÇÃO
Buscar carrinho com ferramenta
Pegar talha
Fixar ferramenta na talha
Içar ferramenta
Fixar ferramenta na torre
Soltar ferramenta da talha
Retornar a talha
Retirar proteção da ferramenta
Retirar exesso de sugeira
Elevar bandeja com líquido de limpeza
Girar a ferramenta
Escovar
Girar a ferramenta
Abaixar bandeja com líquido de limpeza
Limpar com pano
Continuar limpeza com ar
Retirar os insertos
Elevar bandeja com líquido de limpeza
Girar a ferramenta
Escovar
Girar a ferramenta
Abaixar bandeja com líquido de limpeza
Limpar com pano
Continuar limpeza com ar
Limpar insertos
Montar os insertos
Colocar proteção
Pegar talha
Fixar ferramenta na talha
Içar ferramenta
Fixar ferramenta no carrinho
Soltar ferramenta da talha
Retornar a talha
Levar carinho para linha
Fazer limpeza do local de trabalho
TOTAIS DE TEMPO EM MINUTOS:
FONTE: O AUTOR.
TEMPO (s) TEMPO (s) TEMPO (s)
OP 30
OP 40
OP 50
45
22
12
95
29
14
23
12
421
10
30
350
30
10
29
76
2880
10
30
350
30
10
29
76
300
3306
26
18
25
98
25
10
12
45
360
48
22
12
95
29
14
23
12
280
10
26
222
24
10
24
52
720
10
26
222
24
10
24
52
400
1500
26
18
25
98
25
10
12
48
360
51
22
12
95
29
14
23
12
122
10
30
299
28
10
30
31
2865
10
30
299
28
10
30
31
296
3293
26
18
25
98
25
10
12
51
360
147,47
75,22
138,92
28
Para se obter os tempos, cinco medições foram realizadas, destes valores,
o menor valor de tempo que se repetiu ou esteve muito próximo foi considerado e
disposto juntamente com os respectivos elementos de trabalho compreendidos,
como descrição da operação, assim classificados na tabela.
Para melhor análise dos dados existentes, os itens que são pertinentes à
solução do problema serão expressos na tabela 2 oriunda da tabela 1 apresentada
anteriormente.
TABELA 2: DESCRIÇÃO DA OPERAÇÃO DE LIMPEZA
ITEM
9
10
11
12
13
14
15
16
18
19
20
21
22
23
24
35
DESCRIÇÃO DA OPERAÇÃO
Retirar exesso de sugeira
Elevar bandeja com líquido de limpeza
Girar a ferramenta
Escovar
Girar a ferramenta
Abaixar bandeja com líquido de limpeza
Limpar com pano
Continuar limpeza com ar
Elevar bandeja com líquido de limpeza
Girar a ferramenta
Escovar
Girar a ferramenta
Abaixar bandeja com líquido de limpeza
Limpar com pano
Continuar limpeza com ar
Fazer limpeza do local de trabalho
TOTAIS DE TEMPO EM MINUTOS:
TEMPO (s) TEMPO (s) TEMPO (s)
OP 30
OP 40
OP 50
421
10
30
350
30
10
29
76
10
30
350
30
10
29
76
360
280
10
26
222
24
10
24
52
10
26
222
24
10
24
52
360
122
10
30
299
28
10
30
31
10
30
299
28
10
30
31
360
30,85
22,93
22,63
FONTE: O AUTOR.
Os itens em negritos classificados na tabela 2 são os de maior dificuldade
para execução, alguns deles exigindo bastante tempo para desenvolvimento das
atividades. A utilização demasiada de produtos de limpeza são prejudiciais a saúde
e ao meio ambiente. Neste posto de trabalho também há queixas de funcionários
que reivindicam melhores condições para execução das tarefas, primordialmente na
atividade de limpeza das ferramentas, que acarretam novas atividades de limpeza
do local de trabalho. Os tempos totais medidos demonstram que a atividade de
29
limpeza abrange até 30,5% no caso da operação 40, um tempo bem significativo
que compromete a produtividade do serviço.
2.7 CONCLUSÃO DO CAPÍTULO
Através dos dados descritos na tabela 2, os quais se referem aos tempos
utilizados para execução da limpeza, é observado um grande desperdício de tempo,
conseqüentemente, de mão-de-obra que poderia ser destinada para agregar valor
ao produto no cumprimento de outras atividades de maior importância.
Com a descrição das atividades também existem problemas relacionados
com ergonomia e meio ambiente, uma vez que as utilizações de ar comprimido
combinado com produto químico e partículas de sujeira são dispersos no ar que o
operador respira, além disso, este desengraxante utilizado é manuseado
diretamente pelo operador, expondo-o ao risco químico e fazendo-o dispor de mais
recursos para sua proteção individual. Com isto, estes fatores apresentados
merecem ser estudados, analisados e resolvidos.
30
3 FUNDAMENTAÇÃO PARA RESOLUÇÃO DO PROBLEMA
Neste capítulo é apresentada a metodologia utilizada no projeto, mostrando
as etapas a serem seguidas e quais as atividades referentes a cada uma delas. Com
base nas informações descritas no capítulo anterior, segundo KEPNER e TREGOE
(1986), pode-se classificar a situação atual de preparação das ferramentas como um
problema, devido a um desempenho que nunca atendeu às expectativas. As
técnicas para análise de problemas são aplicáveis, tanto para se conhecer a causa
verdadeira como para verificar uma causa já conhecida.
Esta análise será devidamente feita neste trabalho com objetivo de elucidar
a real causa do problema, para que com mais clareza da situação atual se possa
seguir para a próxima etapa, de análise de decisão. Esta última análise possui
critérios que se permitem julgar as alternativas disponíveis sobre itens específicos.
Então, estreitando esses julgamentos e utilizando um método sistemático de
avaliação, chega-se a uma conclusão final, que servirá de base para o planejamento
da solução. Estes métodos foram adotados para o desenvolvimento deste trabalho,
pois possuem mais afinidades com o caso a ser tratado, que não dispõe de muitos
dados numéricos para análise.
31
3.1 ANÁLISE DO PROBLEMA
Para maior clareza no entendimento da metodologia de Análise de Problema
empregada neste trabalho, inicialmente será explicado de forma resumida e objetiva
a lógica de raciocínio do desenvolvimento deste método de análise. Como forma de
auxílio neste entendimento um esquema ilustrado na figura 30 proporcionará uma
visão geral da respectiva metodologia.
A análise de problema inicia-se a partir de um desvio (falha), primeiramente
este desvio deve ser bem definido, ou seja, intitulado de forma que expresse a
verdadeira situação. É então descrito nas quatro dimensões (identidade, locação,
tempo, extensão) que irá caracterizá-lo em suas particularidades relevantes. Com
esta fase acabada o desvio já se encontra em um nível de detalhamento bom o
suficiente para ser analisado através de uma base de comparação.
FIGURA 30: ESQUEMA ANÁLISE DE PROBLEMA
FONTE: O AUTOR.
Confrontando dados de situação diferentes surgirão distinções que são
provocadas por mudanças feitas ao longo da existência de um processo. Exemplo:
“dois equipamentos compõem um processo, um deles começou a fabricar peças
32
com defeito”. Nesta fase do estudo os dois equipamentos serão analisados, é
verificado o que é distintivo entre um e outro e cada distinção encontrada apontará
uma mudança ou mais que ocorreu.
Para gerar as possíveis causas do problema se verifica nas listas de
distinções e mudanças alguma situação que explique o desvio. No teste para
encontrar a causa mais provável é necessário indicar a causa que explique da
melhor forma as quatro dimensões, ou seja, a causa é justificada quando um
aspecto dimensional não contra diz outros. Por exemplo: “depois de analisado um
problema se obteve as seguintes informações: determinada falha (identidade) ocorre
na superfície de uma peça (locação) depois de cinco horas de operação (tempo) de
um equipamento que gera um refugo por ciclo (extensão)”. Logo a causa mais
provável será aquela que melhor explicar cada dimensão do problema. Exemplo:
“supõe-se que a causa do problema esteja no sistema hidráulico do equipamento e
notou-se que após cinco horas de funcionamento o óleo está a uma temperatura
muito elevada”. Esta suposta causa explica de forma clara a dimensão de tempo,
caso ela possa também explicar as outras dimensões se tornará a causa mais
provável.
A verificação da causa verdadeira é a etapa final do processo de Análise de
Problemas. A verificação é realizada no ambiente de trabalho com a reconstituição
do problema ocorrido, substituição de peças ou equipamentos, etc.
Em O Novo Administrador Racional, KEPNER e TREGOE (1986) considerase que as técnicas de análise de problemas são divididas em categorias principais:
•
Definição do problema;
•
Descrição do problema em quatro dimensões: Identidade, Locação,
Tempo e Extensão;
•
Extração da informação-chave nas quatro dimensões para gerar
possíveis causas;
•
Teste para encontrar a causa mais provável;
•
Verificação da causa verdadeira.
33
3.1.1 DEFINIÇÃO DO PROBLEMA
Antes de descrever, analisar e explicar um problema deve-se primeiramente
definí-lo. É importante formular precisamente esse nome, pois todo o trabalho a
seguir será direcionado para corrigir o problema conforme foi chamado. O autor
desta sistemática desfavorece a combinação de um ou mais desvios em um único
esforço de solução de problemas, portanto, para esta primeira etapa é definido que o
tempo de execução das atividades não será um requisito para seleção do tema.
Para uma formulação mais segura e consistente do tema tem-se sempre que
reavaliá-lo, de forma que o efeito desse problema não possa ser explicado de
imediato, acontecendo isto, deve-se recuar ao ponto em que não seja mais possível
explicar o enunciado do desvio.
Considerando o problema no estado da arte como descrito na seção 2.5,
depois de várias tentativas frustradas, como por exemplo, especificar o tema como
sendo: procedimento de limpeza ineficaz, este tema está errado porque o
procedimento atende às exigências do nosso cliente interno, apesar de que o meio
para atender a este procedimento não é o melhor. Também se pensou em descrever
como: falta de melhores recursos para limpeza das ferramentas. Este tema é tido
como totalmente inadequado para o propósito da análise, pois já aponta uma das
possíveis causas do efeito. A melhor indicação para o tema foi a seguinte:
preparação das fresas disco gerando muita contaminação. Entende-se que esta
contaminação compreenda a sujeira proveniente da ferramenta que se espalha por
toda parte física envolvida no processo de preparação.
3.1.2 DESCRIÇÃO DO PROBLEMA EM QUATRO DIMENSÕES
Após que na definição do problema se gerou um preciso anunciado do
desvio (título do problema), o próximo passo em Análise de Problemas é especificálo em suas quatro dimensões:
•
Identidade – o que é que estamos tentando explicar;
•
Locação – onde o observamos;
•
Tempo – quando ocorre;
•
Extensão – grau de seriedade e de extensão.
34
Para cada dimensão se faz perguntas específicas que darão forma à
descrição do efeito do problema e nos darão exatamente as espécies de
informações que serão mais úteis à análise. A tabela 3 descreve os detalhes e a
aplicação.
TABELA 3: ANÁLISE DE PROBLEMAS DESCRIÇÃO DO PROBLEMA
PREPARAÇÃO DAS FRESAS DE DISCO GERANDO MUITA CONTAMINAÇÃO
PERGUNTAS DE ESPECIFICAÇÃO
DESVIO DE DESEMPENHO
QUE unidade esta funcionando mal?
Sistema de limpeza das fresas
disco (panos, escova, bandeja, ar
comprimido, ...)
O QUE esta funcionando mal?
Muita contaminação dos recursos
utilizados na atividade de limpeza.
ONDE é observado (geograficamente)
o mau funcionamento?
Na área de fresas do virabrequim
do setor de afiação.
IDENTIDADE
LOCAÇAO
ONDE, na unidade, é observado o mau Nas duas torres de preparação
funcionamento?
(incluindo piso).
TEMPO
EXTENSÃO
FONTE: O AUTOR
QUANDO o mau funcionamento é
observado pela primeira vez?
Desde a data de implementação e
padronização da atividade .
QUANDO ele tem sido observado,
a partir de então?
Todas as vezes que a atividade é
executada.
QUANDO, no ciclo de operação da
unidade, o mau funcionamento é
observado pela primeira vez?
No início das atividades com a retirada
do excesso de sujeira com uma haste.
QUAL a extensão do mau
funcionamento?
De 2 a 4 preparações por turno.
QUANTAS unidades são afetadas?
As de utilização do sistema de limpeza
das fresas disco (2 postos de trabalho).
ATÈ QUE PONTO cada unidade
é afetada?
Grande contaninação de suas partes,
chão e panos. Utilização excessiva
matérial de limp. e EPI`S.
35
3.1.3 EXTRAÇÃO PARA GERAR POSSÍVEIS CAUSAS
A extração da informação-chave nas quatro dimensões para gerar possíveis
causas, representa a categoria em que se buscam dados que se precisa para
conduzir a análise à uma base relevante de comparação, para isso, uma nova
coluna a nossa tabela de Análise de Problemas será acrescentada, chamada de
Comparação Lógica mais Próxima.
Nesta coluna procura-se determinar uma base de comparação a
identificação do mau funcionamento que PODERIA SER, mas NÃO É nas quatro
dimensões de identidade, locação, tempo e extensão, no sentido de estreitar o
campo de ação de busca de causas. Desta maneira se usa perguntar onde
PODERIA SER observado o mau funcionamento, mas NÃO É observado?
(dimensão de locação) e assim repete-se para as demais dimensões com os
devidos ajustes. A tabela 4 descreve os detalhes e a aplicação desta categoria.
FONTE: O AUTOR
EXTENSÃO
TEMPO
LOCAÇAO
IDENTIDADE
ATÈ QUE PONTO cada unidade
é afetada?
QUANTAS unidades são afetadas?
QUAL a extensão do mau
funcionamento?
QUANDO, no ciclo de operação da
unidade, o mau funcionamento é
observado pela primeira vez?
QUANDO ele tem sido observado,
a partir de então?
QUANDO o mau funcionamento é
observado pela primeira vez?
PODERIA SER, mas NÃO É
Antes da implementação e padronização.
PODERIA SER, mas NÃO É
Bancada e máquina de medição.
PODERIA SER, mas NÃO É
Na área das demais ferramenta do setor
de afiação.
Todas as vezes que a atividade é
executada.
PODERIA SER, mas NÃO É
Não há comparação lógica
(a ativadade é sempre a mesma).
PODERIA SER, mas NÃO É
No início das atividades com a retirada
Não há comparação lógica (o perador
do excesso de sujeira com uma haste.
observa o tempo todo ).
PODERIA SER, mas NÃO É
De 2 a 4 preparações por turno.
Menos de 2 e mais de 4 preparações por
turno.
PODERIA SER, mas NÃO É
As de utilização do sistema de limpeza
Os postos de trabalho de outras
das fresas disco (2 postos de trabalho).
ferramentas da fábrica.
Grande contaninação de suas partes, PODERIA SER, mas NÃO É
Pequena contaminação, reduzindo a
chão e panos. Utilização excessiva
matérial de limp. e EPI`S.
utilização dos recursos.
Desde a data de implementação e
padronização da atividade .
ONDE, na unidade, é observado o mau Nas duas torres de preparação
funcionamento?
(incluindo piso).
Na área de fresas do virabrequim
do setor de afiação.
PODERIA SER, mas NÃO É
Problema de contaminação da própria
feramenta.
Muita contaminação dos recursos
utilizados na atividade de limpeza.
O QUE esta funcionando mal?
ONDE é observado (geograficamente)
o mau funcionamento?
PODERIA SER, mas NÃO É
O sistema de limpeza de outras
ferramentas
COMPARAÇÃO LOGICA
MAIS PRÓXIMA
Sistema de limpeza das fresas
disco (panos, escova, bandeja, ar
comprimido, ...)
DESVIO DE DESEMPENHO
QUE unidade esta funcionando mal?
PERGUNTAS DE ESPECIFICAÇÃO
PREPARAÇÃO DAS FRESAS DE DISCO GERANDO MUITA CONTAMINAÇÃO
TABELA 4: ANÁLISE DE PROBLEMAS GERAR POSSÍVEIS CAUSAS
36
37
3.1.3.1 DISTINÇÕES
Nesta categoria se adiciona mais uma coluna, intitulada “O QUE É
DISTINTIVO A QUANTO...?”, sendo a pergunta aplicada a todas as quatro
dimensões de um problema. Neste ponto a análise começa a revelar importantes
indícios da causa do problema, apenas indícios e não respostas ou explicações. A
pergunta que fazemos para extrair distinções é esta: “O que é distintivo a respeito de
(os dados É), quando comparado com (os dados NÃO É)?”. A tabela 5 descreve os
detalhes e a aplicação desta categoria.
3.1.3.2 MUDANÇAS
Quando um desvio é detectado em um processo logo se tenta observar o
que mudou, qual foi a mudança ocorrida para o desvio ter acontecido (uma queda de
produção, por exemplo). Existem diferenciados tipos de mudanças, podendo elas
serem conhecidas, planejadas ou até imprevisíveis. Uma mudança fora de um
contexto pode não ser importante, mas sendo analisada perante as quatro
dimensões (identidade, locação, tempo e extensão) podem-se extrair dados
relevantes para elucidação do problema. Por exemplo: duas máquinas iguais que
sofreram desgastes, podem ter peças diferentes que foram substituídas por
diferentes fornecedores. Logo, todas estas mudanças são irrelevantes, mas a peça
que foi trocada momento antes da quebra da máquina é uma sugestão de causa
bastante ponderável.
Nesta análise, o problema não ocorreu propriamente devido a uma
mudança, mas se trata de um desempenho que nunca atendeu às expectativas, logo
as mudanças serão diretamente relacionadas como causas. A tabela 6 demonstra a
tratativa.
PODERIA SER, mas NÃO É
Bancada e máquina de medição.
Aos 2 postos de trab. Fresas
disco, quando comparados
com os demais postos?
A grande utilização dos
recursos. Quando comparado
com a redução destes?
De 2 a 4 preparações por turno.
As de utilização do sistema de
PODERIA SER, mas NÃO É
limpeza das fresas disco (2 postos de Os postos de trabalho de outras
trabalho).
ferramentas da fábrica.
Grande contaninação de suas partes, PODERIA SER, mas NÃO É
chão e panos. Utilização
Pequena contamin. reduzindo a
excessiva matérial de limp.e EPI`S
utilização dos recursos.
QUAL a extensão do mau
funcionamento?
QUANTAS unidades são afetadas?
ATÈ QUE PONTO cada unidade
é afetada?
PODERIA SER, mas NÃO É
A 2 até 4 preparações por
Menos de 2 e mais de 4 preparações turno, quando comparado
por turno.
a menos de 2 e mais de 4 ?
Não há comparação lógica
PODERIA SER, mas NÃO É
Não há comparação lógica (o
perador observa o tempo todo ).
No início das atividades com a
retirada do excesso de sujeira com
uma haste.
QUANDO, no ciclo de operação da
unidade, o mau funcionamento é
observado pela primeira vez?
Não há comparação lógica
PODERIA SER, mas NÃO É
Não há comparação lógica
(a ativadade é sempre a mesma).
QUANDO ele tem sido observado,
a partir de então?
Todas as vezes que a atividade é
executada.
Desde a data de implementação e
padronização da atividade .
QUANDO o mau funcionamento é
observado pela primeira vez?
A data de padron. e implem. ,
quando comparada com o
período antes?
As duas torres de preparação,
quando comparadas com a
bancada e máquina medição?
PODERIA SER, mas NÃO É
Antes da implementação e
padronização.
Nas duas torres de preparação
(incluindo piso).
ONDE, na unidade, é observado o
mau funcionamento?
A área de ferr. do virabrequim,
quando comparada com a área
das demais ferramentas?
A contaminação dos recursos
utilizados, quando comparado com
a contam. da ferramenta?
PODERIA SER, mas NÃO É
Problema de contaminação da
própria feramenta.
PODERIA SER, mas NÃO É
Na área das demais ferramenta do
setor de afiação.
Muita contaminação dos recursos
utilizados na atividade de limpeza.
O QUE esta funcionando mal?
O QUE É DISTINTIVO
A QUANTO...
Ao sistema de limp. das fresas
disco, quando comparado ao
sist. de limpeza de outras ferr.?
COMPARAÇÃO LOGICA
MAIS PRÓXIMA
PODERIA SER, mas NÃO É
O sistema de limpeza de outras
ferramentas
ONDE é observado (geograficamente) Na área de fresas do virabrequim
o mau funcionamento?
do setor de afiação.
Sistema de limpeza das fresas
disco (panos, escova, bandeja, ar
comprimido, ...)
DESVIO DE DESEMPENHO
QUE unidade esta funcionando mal?
FONTE: O AUTOR
EXTENSÃO
TEMPO
LOCAÇAO
IDENTIDADE
PERGUNTAS DE
ESPECIFICAÇÃO
TABELA 5: ANÁLISE DE PROBLEMAS DISTINÇÕES
PREPARAÇÃO DAS FRESAS DE DISCO GERANDO MUITA CONTAMINAÇÃO
38
39
TABELA 6: ANÁLISE DE PROBLEMAS MUDANÇAS
PREPARAÇÃO DAS FRESAS DE DISCO GERANDO MUITA CONTAMINAÇÃO
O QUE É DISTINTIVO
A QUANTO...
IDENTIDADE
LOCAÇAO
A DISTINÇÃO SUGERE
UMA MUDANÇA (CAUSA)?
Ao sistema de limp. das fresas disco, quando
comparado ao sistema de limpeza de outras
ferramentas?
O sistema de outras ferramentas utiliza-se de
uma lavadora automatizada .
O processo de limpeza das fresas disco
é totalmente manual.
A contaminação dos recursos utilizados,
quando comparado com a contaminação da
própria ferramenta?
A atividade de limpeza não estaria
eficientemente limpando a ferramenta como
deveria.
Nada. O processo de limpeza atual das
fresas disco, esta limpando as
feramentas e atendendo as exigencias
da preparação.
A área de ferr. do virabrequim, quando
comparada com a área das demais
ferramentas?
A área das demais ferramentas contam com
um sistema da limpeza diferenciado.
A área de ferramenta do virabrequim não
dispõe de uma lavadora automatizada.
As duas torres de preparação,quando
comparadas com a bancada e máquina
medição?
Nada.
As torres estão diretamente envolvidas com o
processo de limpeza da ferramenta.
TEMPO
A data de padronização e implementação,
quando comparada com o período antes?
Nada. Este desvio de desempenho
Não se identificou a necessidade de melhores
sempre ocorreu.
recursos para execução da limpeza antes da
implementação.
Não há comparação lógica
Não há comparação lógica
EXTENSÃO
A 2 até 4 preparações por turno, quando
comparado a menos de 2 e mais de 4 ?
Apenas despreenderia quantidade
diferenciada de de recursos.
Nada.
Aos 2 postos de trabalho das fresas disco,
quando comparados com os demais postos?
Os demais postos de trabalho recebem a
ferramenta limpa por que elas passam por
uma lavadora e podem retornar a lavador
quantas vezes necessário.
O posto de trabalho das fresas disco
recebem a ferramenta suja e são
processadas e limpas no mesmo local.
A grande utilização dos recursos. Quando
comparado com a redução destes?
A necessidade de se limpar a ferramenta ao
se iniciar o processo de preparação.
A ferramenta chega totalmente suja
como sai da máquina.
FONTE: O AUTOR
40
3.1.3.3 GERAÇÃO DE POSSÍVEIS CAUSAS
Em algum lugar nas listas de distinções e mudanças que surgem durante a
Análise de Problema, encontra-se a explicação da causa, desde que toda
informação relevante a respeito do problema tenha sido obtida e incluída. Poderão
surgir várias causas possíveis, algumas vezes e em alguns casos as informações
devem ser reunidas para fornecer uma explicação satisfatória da causa do
problema.
O modo de gerar possíveis causas é perguntar, de cada item nas categorias
de distinção e mudança, “Como esta distinção (ou esta mudança) poderia ter
produzido o desvio, conforme descrito no enunciado do desvio?”. Na tabela 6,
encontra-se alguns dos subsídios gerados pela Análise de Problemas que servirão
para formulação da possível causa.
Enunciado do desvio: preparação das fresas disco gerando muita
contaminação.
Possível causa: o sistema de limpeza das fresas disco é totalmente manual
e não possuem uma lavadora automatizada.
Possível causa: não se identificou a necessidade de melhores recursos para
limpeza destas ferramentas antes de sua implementação.
Possível causa: o posto de trabalho das fresas disco recebe a ferramenta
completamente suja e as atividades de limpeza e processamento são realizadas em
conjunto, diferente das demais.
3.1.4 TESTE PARA ENCONTRAR A CAUSA MAIS PROVÁVEL
É importante que nesta categoria nenhuma das possíveis causas seja
esquecida, todas devem chegar nesta etapa de testes de Análise de Problemas. De
cada causa possível, pergunta-se: “Se esta é a verdadeira causa do problema, então
como ela explica cada dimensão na especificação?”. A verdadeira causa deve
explicar cada aspecto do desvio, uma vez que a causa verdadeira criou o efeito
exato do especificado. Ou seja, a causa real se adapta a todos os detalhes do efeito.
A terceira coluna da tabela 6 descreve os detalhes e a aplicação desta categoria.
Existem casos em que a causa não se encontra isolada e faz-se necessário uma
41
observação mais detalhada analisando a interação das causas potenciais e suas
possíveis formas de ocorrerem, como constatados nesta análise.
Possível causa: o sistema de limpeza das fresas disco é totalmente manual
e não possuem uma lavadora automatizada (distinção de identidade entre as fresas
disco e demais ferramentas de corte), não se identificou à necessidade de melhores
recursos para limpeza destas ferramentas antes de sua implementação (distinção na
dimensão de tempo a respeito destas ferramentas). O posto de trabalho das fresas
disco recebe a ferramenta completamente suja e as atividades de limpeza e
processamento são realizadas em conjunto, diferente das demais, (distinção na
dimensão de extensão verificada em diferentes postos de trabalho do setor).
3.1.5 VERIFICAÇÃO DA CAUSA VERDADEIRA
A etapa final da Análise de Problemas é a verificação da causa mais
provável. Diferente da etapa de teste que é feita no papel, a verificação é executada,
se possível, no ambiente de trabalho. A verificação é possível na maior parte das
situações. No que ela consiste, dependerá das circunstâncias. Pode-se reconstituir o
problema ocorrido, substituir peças de um equipamento com desvio por de outro que
tenha o desempenho esperado, desfazer uma mudança de uma situação dentro de
um determinado processo ou procedimento.
Planejar uma ação corretiva baseada na causa mais provável, na Análise de
Problema, é considerado um tipo de verificação mediante as especificações. Em
alguns casos não é viável ou possível executar os testes necessários para provar a
verdadeira causa, assim como não é desejável que se repita o acontecimento de um
grande acidente para se testar as suas causas. Este caso estudado não consiste
especificamente em uma mudança que provocou um desvio afetando a eficiência do
processo, mas de uma situação que está sendo remediada desde o princípio de sua
existência, portanto nesta análise não será possível testar a causa com trabalhos no
processo fabril, mesmo por que, o custo para desenvolver e aplicar estes testes
seriam tão altos quanto o desenvolvimento de um novo processo de preparação. Por
este motivo a seqüência deste trabalho será planejar uma ação corretiva baseada na
causa mais provável da Análise de Problema, seguindo a metodologia de Análise de
Decisão.
42
3.2 ANÁLISE DE DECISÃO
Com o objetivo de esclarecer o entendimento da metodologia de Análise de
Decisão empregada neste trabalho, inicialmente será explicado de forma resumida e
objetiva as etapas que integram todo o desenvolvimento deste método de análise.
Um esquema ilustrado na figura 31 proporcionará uma visão geral da respectiva
metodologia.
O objetivo do propósito da decisão observado na figura 31 é fornecer um
escopo com função de restringir escolhas ou ações que não contribuam para a
finalidade da mudança. A mudança desejada consiste em atingir vários objetivos que
são classificados como: OBRIGATÓRIOS (imprescindíveis) ou DESEJÁVEIS
(importantes para o sucesso).
FIGURA 31: ESQUEMA ANÁLISE DE DECISÃO
FONTE: O AUTOR.
Com os objetivos traçados se gera as alternativas que podem ser
elaboradas pelo grupo de Análise, indicadas por terceiros ou mesmo fornecedores.
Na avaliação das alternativas perante os objetivos obrigatórios, a alternativa
que não satisfazer um dos requisitos obrigatórios está eliminada. Na avaliação das
43
alternativas perante os objetivos desejáveis, cada alternativa é avaliada e pontuada
de acordo com sua capacidade de satisfazer um determinado requisito desejável.
Na etapa final se verifica as conseqüências que cada alternativa pode gerar
de curto a longo prazo que possam comprometer o sucesso da decisão. Somente
após estas verificações a alternativa que servirá como solução é a escolhida.
Com base nos resultados obtidos das técnicas de Análise de Problemas,
será iniciada uma nova etapa chamada Análise de Decisão, também concebida por
KEPNER e TREGOE (1986). Através desta etapa, é possível chegar a uma solução
mais eficiente possível, com alta probabilidade de acerto.
Os principais elementos da Análise de Decisão são:
•
O propósito da decisão;
•
Os objetivos da decisão;
•
Gerar e avaliar alternativas;
•
As conseqüências das alternativas.
Segundo KEPNER e TREGOE, fazer boas escolhas depende de três
elementos: a qualidade de nossa definição de fatores específicos que devem ser
satisfeitos, a qualidade de nossa avaliação das alternativas disponíveis e a
qualidade de nossa compreensão sobre o que pode produzir essas alternativas;
para melhor ou para pior.
3.2.1 O PROPÓSITO DA DECISÃO
Um propósito de decisão fornece o enfoque do que se pode esperar e
restringe os limites da escolha, para cima ou para baixo. Os demais critérios a serem
desenvolvidos partirão desta primeira etapa, descrevendo em detalhe as exigências
da decisão. Este propósito indica sempre algum tipo de ação e o resultado
pretendido.
O propósito da decisão para desenvolvimento deste estudo em específico,
será focado a partir do tema proposto (Desenvolvimento de Mecanismo de limpeza
de ferramentas especiais), mas com base na Análise de Problemas realizada no
capítulo anterior, o qual orientará a direção mais acertada para tomada de decisão.
Sendo assim, por julgamento, tendo como instrumento todo estudo realizado até o
momento, o propósito da decisão é desenvolver um sistema de limpeza mecanizado
44
que ofereça boas condições de trabalho para o operador nos requisitos de limpeza,
ergonomia, produtividade e ambiental, sendo que a execução e implementação do
projeto é de responsabilidade da empresa em questão.
3.2.2 OS OBJETIVOS DA DECISÃO
Os objetivos descritos nesta etapa são critérios adotados para tomada de
decisão, se destaca os detalhes específicos do que a decisão deve realizar. Isso
com base na finalidade da decisão estabelecida e com os limites apontados
anteriormente.
Dividem-se os objetivos em duas categorias: os OBRIGATÓRIOS e os
DESEJÁVEIS. Os objetivos OBRIGATÓRIOS são compulsórios, devem ser
alcançados para garantir o sucesso da decisão, sendo assim, qualquer alternativa
que não satisfizer esses objetivos, será descartada da análise. Porém, para que isto
ocorra há necessidade de se mensurar valores, para que a análise seja
absolutamente segura na escolha de uma alternativa que preencha ou não tal
objetivo. Por exemplo, um objetivo OBRIGATÓRIO típico numa decisão de
contratação é: dois anos de experiência como supervisor neste tipo de indústria.
Logo, qualquer candidato que não atenda a esta especificação é desconsiderado.
Neste caso o candidato atende ou não atende o objetivo, então este objetivo é
mensurável e pode ser dado como OBRIGATÓRIO, como foi descrito. Um objetivo
mensurável é aquele que possibilita um julgamento absoluto de sim ou não sobre o
desempenho de uma alternativa, somente se atender a este requisito um objetivo
pode ser denominado OBRIGATÓRIO.
O objetivo DESEJÁVEL é tão importante quanto o OBRIGATÓRIO, apenas
serve a uma finalidade diferente, tem por função avaliar o desempenho das
alternativas, na Análise de Decisão, em relação umas às outras. Julga-se um
objetivo como DESEJÁVEL quando não se prefere optar por um julgamento sim ou
não e se deseja que o objetivo seja avaliado em seu relativo desempenho.
“Alguém uma vez descreveu sucintamente as funções desses dois tipos de
objetivos dizendo: Os OBRIGATÓRIOS decidem quem chega a jogar, mas os
DESEJÁVEIS decidem quem vence”. (KEPNER E TREGOE, 1986, p. 69).
45
Os objetivos previstos no Propósito da Decisão são agora estudados e
detalhados de forma mais minuciosa, são também classificados como obrigatórios
ou desejáveis de acordo com a devida importância que satisfaça a solução.
3.2.2.1 OBJETIVO DA LIMPEZA
Limpeza é definida como o processo de afastamento de impurezas que se
encontram na superfície das peças, impurezas essas tais como: óleo, cavacos
decorrentes da usinagem, partículas de diversas espécies e contaminações
provenientes de diversos meios.
Para esta aplicação a limpeza tem como papel principal condicionar a peça
em questão em situação satisfatória de montagem, estando livre de partículas
sólidas e óleo grosso.
Considerando diferentes pontos de vista ao longo do processo no qual a
ferramenta passa são diversos os objetivos da limpeza, contudo o objetivo mais
importante é obter um processo produtivo na linha de usinagem livre de falhas que
mantenha o padrão estabelecido e não comprometa a eficiência da cadeia de
produção. Também é importante salientar que a limpeza neste caso visa facilitar
outras etapas do processo como a operação de desmontagem da ferramenta,
operação esta que não influencia no resultado final, mas é necessária para se
executar as atividades posteriores. É durante a operação de montagem que ocorre o
risco de não acomodar os insertos corretamente nos alojamentos da ferramenta. Tal
situação mantém o inserto levemente deslocado de seu ponto de apoio a que foi
projetado, isto refletirá na instabilidade do processo de usinagem decorrentes das
variações dimensionais do produto, vibração, baixa na vida útil e até mesmo quebra
da ferramenta em alguns casos podendo danificar a máquina.
A figura 32 mostra uma das atividades de limpeza praticada no setor de
afiação da empresa Tritec Motors, onde o operador faz o giro manual da ferramenta
e utiliza ar comprimido para expulsar a sujeira dos alojamentos, também faz uso de
um pano para conter o excesso de sujeira lançada no ar.
46
FIGURA 32: ATIVADADE DE LIMPEZA
FONTE: O AUTOR.
Como descrito nesta seção a limpeza é primordial para a qualidade da
execução da atividade, portanto deve ser classificada como objetivo obrigatório e
deve atender as seguintes especificações:
•
Facilitar o processo de desmontagem. (Pré-lavagem);
•
Eliminar do alojamento da ferramenta todo tipo de partículas sólidas.
3.2.2.2 OBJETIVO ERGONÔMICO
A proposta a ser apresentada deve conter cuidados específicos que
contemplem aspectos importantes de ergonomia. Sendo assim, se faz necessário
que este assunto seja abordado com maior aprofundamento.
A ergonomia é um conjunto de conhecimentos das condições necessárias
para obter o máximo de conforto e segurança entre o ser humano e seu trabalho,
basicamente procurando adaptar as condições de trabalho ás características do ser
humano. COUTO (1995).
47
FIGURA 33 : POSTURA
FONTE: GRANDJEAN E.; MANUAL DE ERGONOMIA.
Análise ergonômica de trabalho é a intervenção ergonômica que ocorre no
trabalho, pode ser empregada por diferentes técnicas, pode ser através da
observação de um especialista, através das diversas variáveis fisiológicas do
trabalhador, medidas do ambiente físico tais como: ruído, iluminação, poeira,
temperatura, gases, etc. COUTO (1995). A figura 33 demonstra aspectos
ergonômicos que um posto de trabalho deve garantir para execução de trabalhos em
pé.
Num segundo momento, são feitos estudos e levantados as principais
exigências do posto de trabalho, são comunicadas as recomendações ergonômicas
de modificação do posto de trabalho destinadas a eliminar ou ao menos reduzir os
problemas constatados.
Conforme descreve COUTO (1995, p. 22). Uma solução para ser
ergonomicamente correta, deve atender a cinco requisitos fundamentais:
•
Epidemiológico: ela deve ser capaz de reduzir problemas de coluna,
fadiga, lesões e traumas;
•
Biomecânico: estuda-se a execução da tarefa pelo trabalhador na nova
posição e se percebe que a mecânica humana esta funcionando melhor;
•
Fisiológico: o trabalhador se cansa menos na nova situação;
48
•
Psicofísico: a solução é bem aceita pelo trabalhador;
•
Produtividade: na nova situação não ocorre nenhum prejuízo de
produtividade, podendo até aumentar.
Para se obter sucesso na resolução do problema é imprescindível que o
aspecto ergonômico seja classificado como um objetivo OBRIGATÓRIO. E deve
atender a seguinte restrição:
•
Impedir a dispersão de sujeira e produtos de limpeza no ar causada pela
utilização de ar comprimido.
Nesta mesma área que envolve ergonomia, não menos importante que o
OBRIGATÓRIO, tem-se como objetivo DESEJÁVEL:
•
Redução do ruído causado pela utilização do ar comprimido;
•
Processo ergonômico para realização da limpeza.
3.2.2.3 OBJETIVOS DE PRODUTIVIDADE
O desperdício de tempo não foi abordado na Análise de Problemas, devido a
técnica utilizada não recomendar a tratativa de dois problemas conjugados para
serem estudados em uma mesma análise e por que a real necessidade não era
reduzir o tempo de preparação, porém nesta fase, a redução do tempo de
processamento será levada em consideração, pois é de fundamental importância
para implementação da solução que o projeto se torne financeiramente viável, e
venha a gerar também lucratividade econômica para a empresa. A viabilidade
econômica é um fator relevante para o interesse da execução do projeto, por esse
motivo o objetivo de produtividade é classificado como DESEJÁVEL, sendo tratado
desta forma, se pode avaliar o desempenho relativo de cada solução e denominar
qual é a que se enquadra melhor para resolução do problema. Este item será
avaliado da seguinte maneira; quanto menor for o tempo que o operador utilizar no
processo de limpeza da ferramenta mais será viável aquela solução. Ou seja, o
produto entre a quantidade de tempo reduzido a cada ciclo de limpeza e o total de
ciclos realizados durante um período, multiplicado pelo custo da mão-de-obra,
fornece o valor economizado. Quanto maior este valor mais viável é a solução do
problema.
Para o item da produtividade os objetivos DESEJÁVEIS são os seguintes:
49
•
Redução do tempo de limpeza atual em até 25%;
•
Baixo custo de implementação.
3.2.2.4 OBJETIVO AMBIENTAL
Na atualidade as questões ambientais e a preocupação em produzir sem
afetar o meio ambiente são de vital importância, pois quem não se preocupa com o
meio ambiente vai ter grandes problemas na hora de comercializar seu produto, não
irá conseguir alcançar as certificações ambientais. A irresponsabilidade ambiental
não gera desenvolvimento sustentável além de ser prejudicial ao meio ambiente
conforme a figura 34.
FIGURA 34: POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
FONTE: MAGOSSI.;POLUIÇÃO DAS ÁGUAS.
CAPUCHINHO
(1996,
p.
63)
descreve
que
questões
ambientais
relacionadas às indústrias assumiram grande importância na última década. Hoje as
certificações ambientais são requisitos na hora de comercializar o produto, tanto no
mercado interno quanto externo.
Com as constantes preocupações com o meio ambiente foram criadas
normas ambientais, uma destas normas é a ISO 14000, (sistema de gestão
ambienta) é uma federação mundial de entidades que é utilizada em mais de 100
países, os quais são responsáveis por aproximadamente 95% da produção mundial.
50
A ISO 14000 é um conjunto de normas, que estabelecem um padrão de
sistemas de gestão ambiental. As empresas que possuem o certificado ISO, devem
estar sempre preocupadas com a manutenção do mesmo e com a melhoria
contínua, procurando sempre contribuir para um ambiente produtivo, sem afetar os
recursos naturais.
A solução deve atender rigorosamente as normas de gestão ambiental,
portanto o objetivo ambiental é tido como OBRIGATÓRIO e contemplar os seguintes
requisitos:
•
Reduzir o consumo de ar comprimido;
•
Eliminar cavacos e resíduos de óleo no piso, decorrentes da limpeza.
3.2.3 GERAR E AVALIAR ALTERNATIVAS
A ideal alternativa é aquela que preenche perfeitamente a condição
estabelecida sem adicionar novas dificuldades, mas raramente se encontrará tal
situação. Com base nas etapas anteriores da Análise de Decisão deve-se iniciar
geração de alternativas, nesta fase se descreve cada alternativa possível
posteriormente se avalia a cada uma delas medindo-as perante todos os objetivos. É
necessário que se entenda que esta análise não busca encontrar a alternativa
perfeita, mas aquela que tem menos probabilidade de ser a errada.
Têm-se como alternativas as seguintes:
•
Projetar um sistema de lavagem auxiliar. (Manter a torre de suporte atual
e desenvolver unidade móvel de limpeza para lavagem);
•
Projetar um sistema de lavagem utilizando a torre de suporte. (Modificar
a torre de suporte atual adequando um novo sistema de lavagem);
•
Projetar um sistema de lavagem eliminando torre de suporte atual.
(Desenvolver nova torre de suporte anexada com lavadora);
•
Projetar um sistema de lavagem na linha de usinagem do virabrequim.
(Desenvolver um sistema de limpeza na máquina, para lavagem da
ferramenta antes de sua retirada).
•
Comprar uma lavadora apropriada para lavagem das ferramentas que
atenda todos os objetivos obrigatórios. (Admitindo, sem realização de
51
pesquisa, que esta alternativa seja inteiramente possível. Caso a
alternativa seja escolhida, iniciar pesquisa e reconsiderar a Análise de
Decisão para provar que esta alternativa realmente pode ser
compreendida como solução).
3.2.3.1 AVALIAÇÃO DAS ALTERNATIVAS PERANTE OS OBJETIVOS
OBRIGATÓRIOS
Nesta etapa as alternativas serão avaliadas de forma que sejam aprovadas
(PASSA), para consideração posterior, ou eliminadas (NÃO PASSA). Uma
alternativa deve satisfazer todos os objetivos OBRIGATÓRIOS para que seja válida.
A tabela 7 demonstra com detalhes estes passos.
Relembrando que os objetivos OBRIGATÓRIOS são:
•
Facilitar o processo de desmontagem. (Pré-lavagem);
•
Eliminar do alojamento da ferramenta todo tipo de partículas sólidas;
•
Impedir a dispersão de sujeira e produtos de limpeza no ar causada pela
utilização de ar comprimido;
•
Reduzir o consumo de ar comprimido;
•
Eliminar cavacos e resíduos de óleo no piso, decorrentes da limpeza.
Atende o objetivo
Atende o objetivo
Atende o objetivo
Atende o objetivo
Atende o objetivo
Facilitar o processo de
desmontagem.
Eliminar do alojamento
da ferramenta todo tipo
de partículas sólidas.
Impedir a dispersão de
sujeira e produtos de
limpeza no ar.
Reduzir o consumo de
ar comprimido.
Eliminar cavacos e
resíduos de óleo no
piso, decorrentes da
limpeza.
FONTE: O AUTOR.
PROJETAR UM SISTEMA DE LAVAGEM
AUXILIAR
OBJETIVOS OBRIGATÓRIOS
PASSA
PASSA
PASSA
PASSA
PASSA
PASSA /
NÃO PASSA
Atende o objetivo
Atende o objetivo
Atende o objetivo
Atende o objetivo
Atende o objetivo
PROJETAR UM SISTEMA DE LAVAGEM
UTILIZANDO A TORRE DE SUPORTE
AVALIAÇÃO DAS ALTERNATIVAS PERANTE OS OBJETIVOS OBRIGATÓRIOS
TABELA 7: AVALIAÇÃO DOS OBRIGATÓRIOS
PASSA
PASSA
PASSA
PASSA
PASSA
PASSA /
NÃO PASSA
52
Atende o objetivo
Atende o objetivo
Atende o objetivo
Atende o objetivo
Atende o objetivo
Facilitar o processo de
desmontagem.
Eliminar do alojamento
da ferramenta todo tipo
de partículas sólidas.
Impedir a dispersão de
sujeira e produtos de
limpeza no ar.
Reduzir o consumo de
ar comprimido.
Eliminar cavacos e
resíduos de óleo no
piso, decorrentes da
limpeza.
FONTE: O AUTOR.
PROJETAR UM SISTEMA DE LAVAGEM
ELIMINANDO TORRE DE SUPORTE ATUAL
OBJETIVOS OBRIGATÓRIOS
PASSA
PASSA
PASSA
PASSA
PASSA
PASSA /
NÃO PASSA
-
-
-
Apenas executa a pré lavagem
Atende o objetivo
PROJETAR UM SISTEMA DE LAVAGEM NA
LINHA DE USINAGEM DO VIRABREQUIM
AVALIAÇÃO DAS ALTERNATIVAS PERANTE OS OBJETIVOS OBRIGATÓRIOS
TABELA 8: CONTINUAÇÃO AVALIAÇÃO DOS OBRIGATÓRIOS
-
-
-
NÃO
PASSA
PASSA
PASSA /
NÃO PASSA
53
54
3.2.3.2 AVALIAÇÃO DAS ALTERNATIVAS PERANTE OS OBJETIVOS
DESEJÁVEIS
Cada um dos objetivos DESEJÁVEIS, depois de identificados, deve ser
pesado de acordo com sua relativa importância, sendo assim aquele objetivo
identificado como de maior importância receberá um peso no valor de 10 e todos os
outros serão avaliados em relação ao primeiro mais importante. Os demais objetivos
poderão receber também um peso 10 (igualmente importante) até um possível 1
(não muito importante). A finalidade desta escala de pesos é tornar claramente
visível o grau de importância de cada objetivo. O próximo passo é avaliar o
desempenho de cada uma das alternativas perante cada objetivo estabelecido. A
alternativa que melhor satisfazer o objetivo em questão receberá um escore de 10 e
as demais alternativas serão pontuadas em relação à primeira (de escore 10). A
tabela 9 demonstra todo o processo descrito acima.
Relembrando que os objetivos DESEJÁVEIS são:
•
Redução do ruído causado pela utilização do ar comprimido;
•
Processo ergonômico para realização da limpeza;
•
Redução do tempo de limpeza atual em até 25%;
•
Baixo custo de implementação.
PROJETAR UM SISTEMA DE
LAVAGEM AUXILIAR
8
Atende o objetivo, mas não terá vedação
muito eficiente (tolerâncias de projeto mais
abertas para utilização nas duas torres de
preparação).
Redução do tempo de limpeza
9
atual em até 25%.
FONTE: O AUTOR.
ESCORES TOTAIS
5
7
Atende o objetivo, mas inclue o tempo de
manuseio da unidade móvel (aumenta o
tempo total de processamento)
7
Processo ergonômico para
realização de limpeza.
Redução do ruido causado
pela utilização do ar
comprimido.
6
Esforço para manuseio da unidade móvel.
10
9
ESCORE
Custo médio (projeto de uma unidade móvel
de limpeza que poderá ser utilizada nos 2
postos de trabalho).
PESO
Baixo custo de
implementação.
OBJETIVOS
DESEJÁVEIS
235
40
63
42
90
PROJETAR UM SISTEMA DE
LAVAGEM UTILIZANDO A TORRE
DE SUPORTE
9
9
Atende o objetivo com vedação mais eficiente
(cada posto poderá receber os ajustes
9
necessários).
Atende o objetivo.
Manuseio de pequenas partes.
10
ESCORE
Custo baixo ( adaptação de um sistema de
limpeza fixo no posto de trabalho).
ESCORE
PONDERADO
AVALIAÇÃO DAS ALTERNATIVAS PERANTE OS OBJETIVOS DESEJÁVEIS
TABELA 9: AVALIAÇÃO DOS DESEJÁVEIS
291
45
81
63
100
ESCORE
PONDERADO
55
FONTE: O AUTOR.
ESCORES TOTAIS
Redução do ruido causado
pela utilização do ar
comprimido.
5
Reduz o ruído com eficiência.
10
10
Atende o objetivo com redução maior que
25% .
Redução do tempo de limpeza
9
atual em até 25%.
Processo ergonômico para
realização de limpeza.
10
10
Baixo custo de
implementação.
Manuseio de pequenas partes sem esforço
do operador.
ESCORE
7
PROJETAR UM SISTEMA DE
LAVAGEM ELIMINANDO TORRE
DE SUPORTE ATUAL
4
PESO
Custo alto
(projeto interamente novo de todo posto de
trabalho).
OBJETIVOS
DESEJÁVEIS
250
50
90
70
40
ESCORE
10
4
4
10
COMPRAR LAVADORA
Sem a pesquisa não há como quantificar
(considerar como relativamenta bom para
que se for aprovada, haja reconsideração
deste iten em futura pesquisa).
Muita movimentação para transportar a
ferramenta com a talha da lavadora ao posto
e trabalho e vice-versa.
Muita movimentação gera acréscimo no
tempo de processamento
Sem a pesquisa não há como quantificar
(considerar como relativamenta bom para
que se for aprovada, haja reconsideração
deste iten em futura pesquisa).
ESCORE
PONDERADO
AVALIAÇÃO DAS ALTERNATIVAS PERANTE OS OBJETIVOS DESEJÁVEIS
TABELA 10: CONTINUAÇÃO AVALIAÇÃO DOS DESEJÁVEIS
214
50
36
28
100
ESCORE
PONDERADO
56
57
3.2.4 AS CONSEQÜÊNCIAS DAS ALTERNATIVAS
“Os efeitos das decisões, bons ou maus, sempre transcendem o processo
de tomada de decisões que as produziu. E quais efeitos, os bons ou os maus, são
lembrados por mais tempo? ‘O mal que os homens fazem’, escreveu Shakespeare,
‘vive depois deles; o bem é geralmente enterrado com seus ossos... ’” (KEPNER;
TREGOE, 1986, p. 86).
Nesta é a fase mais difícil e criativa do processo: considerar as
conseqüências de alternativas.
Isso acarreta resposta pelo menos a estas cinco perguntas:
•
Que exigências para o sucesso omitimos nos estágios prévios dessa
análise?
•
Que fatores dentro da organização, baseados em nossa experiência,
poderiam prejudicar sua aceitação ou sua implementação?
•
Que tipos de mudanças dentro da organização poderiam prejudicar seu
sucesso ao longo do prazo?
•
Que tipos de mudanças externas (como atividades do concorrente e
regulamentações do governo) poderiam prejudicar seu sucesso a longo
prazo?
•
Que tipos de coisas tendem a causar problemas na implementação
desse tipo de decisão?
Inicia-se essa etapa do processo com a alternativa com o escore ponderado
mais alto, sem fazer comparações, cada alternativa deve ser examinada
separadamente e verificada quanto sua probabilidade de fracasso ou problema
potencial. Se houver resposta a uma ou mais perguntas citadas anteriormente que
possam indicar possibilidade de insucesso, significa que há conseqüências que
podem vir a acontecer devido à decisão a se escolher. Estas conseqüências de uma
alternativa são estimadas sobre a base da probabilidade e gravidade: Qual a
probabilidade dessa (conseqüência adversa) acontecer? Se (a conseqüência
adversa) acontecer, quão grave será? Se utilizará das medidas de alto, médio e
baixo, estas auxiliarão na escolha da decisão que poderá não ser exatamente a
alternativa de escore ponderado de maior pontuação.
58
Algumas situações de risco que podem comprometer o sucesso da decisão
foram abordadas e estão citadas a seguir:
•
Sistema de lavagem utilizando a torre de suporte (escore 291): As torres
são utilizadas diariamente para execução das atividades.
Probabilidade? Alta.
Gravidade, se ocorrer? Baixa. (É possível desativar um posto de trabalho).
•
Sistema de lavagem eliminando torre de suporte atual (escore 250): Há
algumas peças das torres atuais que seriam utilizadas.
Probabilidade? Alta.
Gravidade, se ocorrer? Média. (Poderia eliminar uma torre de cada vez,
mas o tempo para o novo sistema começar a funcionar seria relativamente longo).
•
Sistema de lavagem auxiliar (escore 235): As torres são utilizadas
diariamente para execução das atividades.
Probabilidade? Alta.
Gravidade, se ocorrer? Baixa. (As torres não sofrerão alteração).
3.3 ALTERNATIVA - SOLUÇÃO
O estudo realizado em Análise de Decisão possibilitou a utilização de
critérios que permitem julgar as alternativas disponíveis sobre itens específicos
estreitando julgamentos através de um método sistemático de avaliação. Com isso
chegou-se a uma alternativa que atende eficientemente as necessidades de
melhoria além de estar condizente com dos recursos disponíveis para sua
viabilidade. A alternativa escolhida foi a que obteve melhor marca nos escores
numéricos. Projetar um sistema de lavagem utilizando a torre de suporte, esta é a
alternativa solução para o caso analisado.
59
4 PROJETO CONCEITUAL
Com o estudo de análises realizado, a alternativa solução escolhida
compreende em projetar um sistema de lavagem utilizando a torre de suporte. Para
o desenvolvimento deste projeto todos os requisitos e restrições avaliados na
subseção 3.2 serão considerados, os quais compreendem todos os objetivos
mensurados. Sendo os objetivos OBRIGATÓRIOS os seguintes:
•
Facilitar o processo de desmontagem. (Pré-lavagem);
•
Eliminar do alojamento da ferramenta todo tipo de partículas sólidas;
•
Impedir a dispersão de sujeira e produtos de limpeza no ar causada pela
utilização de ar comprimido;
•
Reduzir o consumo de ar comprimido;
•
Eliminar cavacos e resíduos de óleo no piso, decorrentes da limpeza.
E sendo os objetivos DESEJÁVEIS os seguintes:
•
Redução do ruído causado pela utilização do ar comprimido;
•
Processo ergonômico para realização da limpeza;
•
Redução do tempo de limpeza atual em até 25%;
•
Baixo custo de implementação.
Estas características citadas acima correspondem às exigências que o
projeto deve atender e servirão para designação do conceito da máquina (lavadora),
componentes e dimensões de projeto.
4.1 ESBOÇO DO PROJETO
Nesta etapa é apresentada a idéia do projeto e suas particularidades, que
servirão como base para as etapas seguintes para a seleção de componentes,
dimensionamento e desenvolvimento. A figura 35 demonstra a maneira que a
ferramenta será enclausurada para que a lavagem seja realizada.
60
FIGURA 35: ESBOÇO DA ALTERNATIVA - SOLUÇÃO
FONTE: O AUTOR.
O mecanismo de abertura da tampa superior é composto de uma dobradiça
especial que proporciona fácil manuseio de operação conforme visualiza-se na
figura 36.
FIGURA 36:ESBOÇO MECANISNO DE ABERTURA (A)
FONTE: O AUTOR.
Com esta solução, quando a tampa superior esta totalmente aberta, a área
de trabalho para execução da atividade de preparação se encontra inteiramente livre
para o trabalho do operador. Conforme mostra a figura 37.
61
FIGURA 37:ESBOÇO MECANISMO DE ABERTURA (B)
FONTE: O AUTOR.
Para limpeza da ferramenta será adotada a metodologia de lavagem por
pressão utilizando-se desengraxante e ar comprimido, sendo que este sistema
consiste na ação destes 2 fluidos em conjunto (figura 38), para dissolver e expulsar
com mais eficiência partículas indesejadas. A lavagem por pressão tem baixo custo
de implementação para projetos de baixa complexibilidade é versátil e atende os
objetivos deste projeto.
FIGURA 38: ESBOÇO SISTEMA DE LIMPEZA
FONTE: O AUTOR.
62
4.2 PROJETO E DIMENSIONAMENTO
O esquema do projeto da lavadora que deseja-se confeccionar é
demonstrado na figura 39, o processo de lavagem consiste basicamente na
realização de quatro etapas, as quais são as seguintes:
•
Bombeamento do fluido desengraxante e ar comprimido até o bico de
lavagem;
•
Lavagem da ferramenta;
•
Dreno conduz o fluido até o reservatório passando antes pelo separador
de impurezas.
•
Acionamento somente do ar comprimido para expulsar excesso do fluido
de limpeza da ferramenta.
FIGURA 39: ESQUEMA DE LAVAGEM
FONTE: O AUTOR.
63
Para o desenvolvimento deste projeto é necessária a utilização de
componentes mecânicos fundamentais para o funcionamento da lavadora, que são:
•
Bico de lavagem;
•
Bomba hidráulica;
•
Reservatório;
•
Separador;
•
Sistema de enclausuramento da ferramenta;
•
Válvulas;
•
Conexões;
•
Mangueiras;
•
Interruptor elétrico da bomba hidráulica.
4.2.1 BICO DE LAVAGEM
O bico de lavagem é um componente funcional de grande importância para o
sucesso do projeto da lavadora de ferramentas especiais. Em uma pesquisa
realizada sobre bicos de lavagem existentes e disponíveis no mercado o que melhor
atendeu os requisitos do projeto foi o do modelo FullJet 3/8”, fabricado pela empresa
Spraying Systems conforme figura 40, onde levou-se em conta os seguintes
aspectos:
•
Pressão de trabalho;
•
Forma do jato;
•
Vazão do fluído de lavagem.
Este modelo, no entanto não será utilizado devido ao aumento no custo final
da lavadora por causa dos seguintes aspectos:
•
Custo de aquisição dos bicos;
•
Custo na fabricação do suporte dos bicos;
•
O sistema de enclausuramento da ferramenta deverá ser adaptado para
comportar
o
conjunto,
ocasionando
maior
complexibilidade
confecção, ocasionando um custo maior de fabricação.
na
64
FIGURA 40: BICO SPRAYING SYSTEMS
FONTE: SPRAYING SYSTEMS.
Como nova solução optou-se em projetar um bico de lavagem especial,
fazendo com que o custo total de fabricação da lavadora seja reduzido, almejandose que a eficiência do processo de limpeza se mantenha igual, ou melhor, em
relação aos bicos do fabricante Spraying Systems.
No novo sistema de limpeza os jatos de fluido desengraxante estão
localizados acima das saídas de ar comprimido (figura 41), possibilitando assim com
o giro correto da ferramenta uma maior eficiência no processo de erosão da crosta
de sujeira.
FIGURA 41: PERÍMETRO DE LAVAGEM
FONTE: O AUTOR.
O perímetro de lavagem, conforme figura 41, é a localidade da ferramenta
de maior importância que deseja-se realizar a limpeza e abrange uma área pequena.
Com isso a forma do jato deve ser a mais concentrada possível para que se obtenha
65
maior pressão de contato naquela região, como mostra a figura 42, aumentado a
eficiência de lavagem.
FIGURA 42: FORMA DO JATO
FONTE: O AUTOR.
O bico de lavagem especial que será projetado é denominado no projeto
como sendo distribuidor de fluxo de limpeza. Este distribuidor é projetado de forma a
possibilitar o uso simultâneo de ar comprimido e fluido desengraxante, ocasionando
maior variação de pressão sob o perímetro de lavagem da ferramenta gerando
maiores turbulências no ponto de limpeza, fazendo com que um processo de erosão
acelerado ocorra na crosta de sujeira impregnada na ferramenta.
Suas dimensões externas foram determinadas a fim de que limita-se ao
espaço interno de enclausuramento da ferramenta, e as dimensões internas que
correspondem aos furos que conduzem e direcionam o fluido, foram projetados de
forma a aumentar a eficiência do jato de saída do fluxo.
Os furos que direcionam os fluidos formam as galerias internas que se
dividem em: galeria de passagem de ar comprimido e galeria de passagem de
desengraxante.
A capacidade máxima do sistema de retorno do líquido desengraxante ao
reservatório prevista no projeto é de aproximadamente 6 litros por minuto. Para
determinar o diâmetro dos furos do jato de lavagem é considerada uma vazão de 3,6
litros por minuto, para assegurar que o sistema de retorno do fluido não falhe,
ocasionando vazamentos indesejáveis.
66
Considerando que uma velocidade de jato de fluido desengraxante de 2
metros por segundo é suficiente para a limpeza da ferramenta, o diâmetro do furo de
saída do jato é calculado através da equação 1, e é igual a 3,5 milímetros, onde a
vazão total é dividida por três devido existirem três bicos (jatos) de fluido.
D=
 Vz 
4⋅ 
 3
π ⋅V
(1)
Onde: D = diâmetro do furo do jato [m];
Vz = vazão do fluido [m3/s];
V = velocidade do escoamento [m/s].
O dimensionamento do diâmetro dos furos de saída do jato de ar foi
determinado de forma a se obter maior vazão de massa de ar (vazão mássica).
Sabendo-se previamente que os diâmetros internos dos componentes que compõem
a galeria de ar: mangueiras, tubulações e acessórios, são de aproximadamente 12
milímetros, os furos de saída do jato de ar foram determinados de forma que a soma
das áreas transversais dos três jatos, sejam aproximadamente igual à área
transversal correspondente ao diâmetro de 12 milímetros. Desta forma os diâmetros
dos bicos de ar foram determinados como sendo iguais a 5 milímetros.
O fornecimento de ar comprimido será obtido através da rede fabril, cuja
pressão é equivalente a 7 bar.
Para cada jato de lavagem, o fluido desengraxante ao entrar pelo distribuidor
de fluxo percorre um caminho distinto com direções distintas, o fluido ao se chocar
com um obstáculo (redutor, cotovelo, tês e outros) ou mudar de direção sofre perda
de pressão, sendo assim cada bico de saída de jato irá trabalhar com uma pressão
diferente e ter um desempenho desigual.
Para contornar esse problema, a eficiência de cada jato será controlada
através dos reguladores de fluxo que tem a função de equalizar as perdas de
pressão do sistema. Este sistema de regulagem também será empregado na galeria
de ar comprimido. A figura 43 demonstra o sistema de regulagem de fluxo.
67
FIGURA 43: REGULADORES DE FLUXO
FONTE: O AUTOR.
A figura 44 mostra o distribuidor de fluxo modelado, construído através de
software CAD, com três bicos de jato de fluído para o desengraxante e ar
comprimido.
FIGURA 44: DISTRIBUIDOR DE FLUXO
FONTE: O AUTOR.
68
4.2.2 BOMBA HIDRÁULICA
O propósito nesta seção é determinar a potência da bomba que será
utilizada no projeto da lavadora. Para isso é necessário conhecer a vazão desejada
e as variações de pressão do sistema que são causadas por diversos fatores tais
como: variação na elevação ou na mudança de velocidade do escoamento, atrito do
fluído nas paredes da tubulação e acessórios que compõe o sistema (válvulas, tês,
cotovelos e outros). Considerando um sistema de escoamento ideal, onde não há
atrito, perdas localizadas, o fluido é incompressível e com efeitos de viscosidade
desprezíveis a equação (2) de Bernoulli, baseada na conservação das massas
(figura 45), é aplicável:
P1
ρ
+
V12
P V2
+ g ⋅ Z1 = 2 + 2 + g ⋅ Z 2
2
ρ
2
Onde: P1 = pressão no ponto 1;
P2 = pressão no ponto 2;
V1 = velocidade do escoamento no ponto 1;
V2 = velocidade do escoamento no ponto 2;
Z1 = altura no ponto 1;
Z 2 = altura no ponto 2;
g = aceleração da gravidade.
FIGURA 45: CONSERVAÇÃO DAS MASSAS
FONTE: O AUTOR.
(2)
69
Isolando as pressões se obtém a diferença entre elas que é igual à queda de
pressão que deseja-se calcular, como mostra a equação 3:
P1 − P2
ρ
=
V22 − V12
+ g ⋅ (Z 2 − Z1 )
2
(3)
Para um sistema real é necessário considerar a queda de pressão que
ocorre em um determinado ponto específico. Esta queda é causada por atrito ou
acessórios que compõe o sistema e é chamada de perda de carga localizada que é
equivalente a um certo comprimento de tubulação reta também expressa através da
letra “ h ”. Na figura 46 visualiza-se os pontos de queda de pressão existentes no
sistema de lavagem do projeto da lavadora.
FIGURA 46: DIMENSIONAMENTO BOMBA HIDRÁULICA
FONTE: O AUTOR.
70
Para que estas perdas sejam consideradas, elas são acrescentadas na
equação (2) de Bernoulli de forma que sejam somadas com perdas do sistema
considerado ideal. Ajusta-se a equação para se obter unidade de pressão
condizente com as variáveis utilizadas dividindo todos os termos pela aceleração da
gravidade fornecendo assim a unidade de pressão equivalente a metro coluna de
água (m.c.a. ou Pa) originando a equação (4) de forma mais completa.
P1 − P2 V22 − V12
h
=
+ (Z 2 − Z1 ) +
2⋅ g
ρ⋅g
g
(4)
Onde: h = perda localizada [m2/s2].
Em situações onde há mudança súbita de área no escoamento do fluido
ocorre perda de carga, sendo que os coeficientes de perda localizada para
expansão e contração são dados na figura 47 (FOX E MCDONALD, 1998, p. 235).
Sabendo qual é a razão entre as áreas envolvidas e utilizando-se da figura 47 se
obtém um coeficiente e assim é possível calcular o valor de h utilizando a equação
(5 ou (6).
V22
2
(5)
V12
h = Ke ⋅
2
(6)
h = Kc ⋅
Onde: h =perda de carga localizada [m2/s2];
V = maior velocidade de escoamento envolvida [m/s];
K c =coeficiente de perda para contração;
K e =coeficiente de perda para expansão.
71
As perdas em escoamento através de válvulas e acessórios também podem
ser expressas em termos de um comprimento equivalente de tubo reto (FOX E
MCDONALD, 1998, p. 237). Alguns destes dados são apresentados na figura 48.
Utilizando-se da equação (7) se obtém o respectivo valor de “h”.
h= f ⋅
Le V 2
⋅
D 2
(7)
Onde: f = fator de atrito;
Le
= comprimento equivalente de tubulação reta;
D
V = velocidade do escoamento [m/s].
Sendo que o valor do fator de atrito f está relacionado com a rugosidade da
parede interna da tubulação e é pré-determinado como igual a 0,05.
FIGURA 47: COEFICIENTES DE PERDA LOCALIZADA
FONTE: FOX E MCDONALD.
72
FIGURA 48: COMPRIMENTO EQUIVALENTE
FONTE: FOX E MCDONALD.
Em casos onde o nível de elevação do fluido não é considerado por ser
muito pequeno, a queda de pressão localizada é obtida diretamente com o valor de
'” h [m2/s2]” multiplicado pela massa específica do líquido circulante no sistema “ρ
[kg/m3]” . Com isso a unidade de pressão resultante é expressa em “Pa [N/m2]”. Para
realização dos cálculos de perda de carga se utilizará a massa específica da água,
sendo ρ = 1000 kg/m3.
As velocidades são obtidas através da equação (8) sendo que os diâmetros
das tubulações são conhecidos e a vazão desejada é de 3,6 litros por minutos.
V =
4 ⋅ Vz
π ⋅ D2
(8)
Onde: V = velocidade do escoamento [m/s];
Vz = vazão do fluido [m3/s];
D = diâmetro do tubo [m].
Através das equações apresentadas nesta seção realizou-se os devidos
cálculos que estão demonstrados no apêndice 1. Para identificar a perda de carga
em cada ponto descrito na figura 46. Os resultados obtidos são apresentados na
tabela 11. O valor total final apresentado equivale à pressão requerida de
bombeamento para que a vazão de 216 litros por hora seja bem sucedida.
73
TABELA 11: PRESSÃO REQUERIDA PARA FUNCIONAMENTO
RESULTADOS DOS CÁLCULOS DE PERDA DE CARGA
PONTO CALCULADO
QUEDA DE PRESSÃO (bar)
PC - 0
0,0001517
PC - 1
0,0001215
PC - 2
0,0034910
PC - 3
0,0027857
PC - 4
0,0525829
PC - 5
0,0056257
PC - 6
0,0027857
PC - 7
0,0014073
PC - 8
0,0003127
PC - 9
0,0432130
PC - 10
0,0012509
PC - 11
0,0648190
PC - 12
0,0003127
PC - 13
0,0002345
PC - 14
0,0432130
TOTAL:
0,2221556
FONTE: O AUTOR.
Com base nos dados obtidos e através de pesquisa de mercado a bomba
selecionada foi uma bomba centrífuga de imersão do fabricante TEXIUS modelo
(UBP-100) que indica o produto para aplicação em máquinas de limpeza de peças.
Visualiza-se na figura 49 que a bomba selecionada é capaz de gerar a pressão de
0,22 bar para atender a vazão desejada de 216 litros por hora com uma margem de
segurança de aproximadamente 2,3 do calculado.
Suas características mecânicas e elétricas são:
•
Corpo de alumínio (opcional bronze c/eixo inox);
•
Rotor de plástico de engenharia (opcional bronze);
•
Voluta de plástico de engenharia (opcional bronze ou alumínio);
•
Motor weg;
•
Potência de1/6 cv trifásico;
•
Rotação 3500 rpm;
•
Voltagem 220/380/440v trifásico;
•
Freqüência 50/60 hz.
74
FIGURA 49: CURVA BOMBA HIDRÁULICA
FONTE: TEXIUS.
Na figura 50 observa-se a imagem da bomba centrífuga de imersão do
fabricante TEXIUS modelo (UBP-100).
FIGURA 50: BOMBA HIDRÁULICA
FONTE: TEXIUS.
75
4.2.3 RESERVATÓRIO
O reservatório projetado tem como função alojar a bomba hidráulica, fazer
uma segunda separação de partículas sólidas por decantação, armazenar
quantidade suficiente de fluido que não comprometa a função da bomba e de
filtragem do ar proveniente do sistema de lavagem.
Estas funções são observadas através do esquema ilustrado na figura 51
FIGURA 51: RESERVATÓRIO
FONTE: O AUTOR.
Na figura 52 observa-se a imagem do modelamento do reservatório. Com
capacidade de armazenar 20 litros de fluido.
FIGURA 52: RESERVATÓRIO MODELADO
FONTE: O AUTOR.
76
4.2.4 SEPARADOR
O separador tem a função de separar e reter grande parte das impurezas
provenientes do processo de limpeza da ferramenta. O fluido circulante no sistema
deve estar livre de partículas sólidas, que prejudicam a eficiência da lavagem, e
também causam desgaste prematuro em alguns componentes da bomba (rotor,
voluta, e outros). Na figura 53, observa-se seu princípio de funcionamento.
FIGURA 53: SEPARADOR
FONTE: O AUTOR.
O separador necessita de limpeza periódica, para a retirada do excesso de
sujeira, que se acumula ao longo de um determinado tempo. Visando esta atividade,
e considerando aspectos ergonômicos envolvidos, o separador foi projetado de
forma que fosse de fácil acesso, e de manutenção simples, sem que haja a
necessidade da retirada do fluido, como também a elevação de peças pesadas pelo
operador. A caixa de impurezas que contém o elemento filtrante é composta de
duas peneiras, uma com função de separar as impurezas provenientes da lavagem
e outra de possibilitar a retirada da caixa onde são armazenadas as impurezas. Na
figura 54 é possível visualizar a caixa de impurezas.
77
FIGURA 54: CAIXA DE IMPUREZAS
FONTE: O AUTOR.
A limpeza do separador é realizada de forma simples sem que haja a
necessidade de grandes esforços, e contemplam as seguintes etapas:
•
A tampa superior e separada do restante do conjunto, soltando-se os
parafusos que a prendem.
•
Remove-se a caixa interna, que contém as peneiras de filtragem,
elevando-a para cima (abertura existente para a passagem de ar serve
como alça).
•
Retira-se a sujeira contida na caixa descartando-a em local apropriado.
•
Monta-se a caixa interna, mergulhando-a na caixa do separador que
contém o desengraxante.
•
Fixa-se a tampa superior, apertando os parafusos.
Na figura 55 e na figura 56 observa-se a imagem do modelamento do
separador. Com capacidade de armazenar 25 litros de fluido.
78
FIGURA 55: SEPARADOR MODELADO (A)
FONTE: O AUTOR.
FIGURA 56: SEPARADOR MODELADO (B)
FONTE: O AUTOR.
79
4.2.5 PROTEÇÃO DE LAVAGEM
O sistema de enclausuramento foi projetado considerando-se aspectos
ergonômicos e outros tais como:
•
Área de trabalho livre de obstáculos;
•
Manuseio fácil para abertura e fechamento do sistema;
•
Vedação eficiente e simples;
•
Sistema compacto.
O sistema projetado deve proteger o ambiente externo das contaminações
geradas pelo processo de lavagem e também deve direcionar os fluidos de lavagem
para processamentos posteriores (separador).
O sistema é composto por: tampa inferior fixa, tampa superior móvel, que é
manuseada com o auxílio de uma dobradiça, especialmente projetada para esta
situação, conforme figura 57.
FIGURA 57: PROTEÇÃO PARA LAVAGEM
FONTE: O AUTOR.
80
4.2.6 ACESSÓRIOS
Para que se realize a montagem dos componentes que compõe a lavadora
(proteção de lavagem, separador, reservatório e distribuidor de fluxo) se faz
necessária a utilização dos acessórios que estão descritos na tabela 12.
TABELA 12: LISTA DE ACESSÓRIOS
ACESSÓRIOS
BOMBA HIDRÁULICA
LUVA INTERNA
REGISTRO VALMICRO
ESPIGA
ESPIGA
BRAÇADEIRA
MANGUEIRA GOODYEAR
MANGUEIRA ESPIRAFLEX
CHAVE ELÉTRICA
TELA METÁLICA
TELA METÁLICA
FONTE: O AUTOR.
ESPECIFICAÇÃO
TEXIUS UBP 100
ROSCA 3/4 BSP
LINHA 339 (PP)
ROSCA 3/4'' Ø INT 1/2''
ROSCA 1/4'' Ø INT. 1/2''
Ø MÍN. 21 mm
GOG -Ø INT. 1/2''
SO - Ø INT. 4''
MARGIRIUS CS-501
ABERTURA 0,95 mm
ABERTURA 1,51 mm
QUANTIDADE
1
1
1
1
3
4
3m
1m
1
2
0,5 m
2
0,5 m
81
4.2.7 MONTAGEM DOS COMPONENTES
A figura 58 e a figura 59 demonstram o conjunto montado das partes
modeladas que compõe a lavadora.
FIGURA 58: LAVADORA MONTADA (A)
FONTE: O AUTOR.
FIGURA 59: LAVADORA MONTADA (B)
FONTE: O AUTOR.
82
4.3 CUSTO DE CONFECÇÃO ESTIMADO
O levantamento de custo é uma etapa de grande importância para que se
tenha consciência da dimensão dos valores envolvidos que terão que ser investidos
se o projeto for implementado. É fundamental também considerar o retorno do
investimento nos aspectos econômicos, de qualidade ou outros que favoreçam ou
não a empresa em geral. Para levantamento do custo de fabricação da lavadora é
considerado que a confecção dos componentes modelados em software será
executada
internamente
pela
própria
empresa,
já
que
se
trata
de
um
reaproveitamento da torre suporte da ferramenta, e os demais acessórios serão
adquiridos através de fornecedor, sendo assim o levantamento é dividido em duas
etapas:
•
Custo dos acessórios para a montagem da lavadora.
•
Custo para a fabricação dos componentes da lavadora;
83
4.3.1 CUSTO DE FABRICAÇÃO DA LAVADORA
Para o levantamento do custo dos acessórios que serão utilizados para a
montagem da lavadora, se fez orçamentos em três fornecedores, conforme tabela
13. O custo total dos acessórios foi obtido considerando-se o menor valor do
fornecedor correspondente.
TABELA 13: VALORES DOS ACESSÓRIOS
COMPONENTE
ESPECIFICAÇÃO
UND.
FORNEC. FORNEC. FORNEC.
1 (R$)
2 (R$)
3 (R$)
BOMBA HIDRÁULICA
TEXIUS UBP 100
1
597,80
633,58
698,45
LUVA INTERNA
ROSCA 3/4 BSP
1
2,O3
1,38
1,78
REGISTRO VALMICRO
LINHA 339 (PP)
1
63,50
59,87
57,98
ESPIGA
ROSCA 3/4'' Ø INT 1/2''
1
6,43
4,91
5,54
ESPIGA
ROSCA 1/4'' Ø INT. 1/2''
3
7,07
7,87
5,30
BRAÇADEIRA
Ø MÍN. 21 mm
4
3,52
4,80
5,50
MANGUEIRA GOODYEAR
GOG -Ø INT. 1/2''
MANGUEIRA ESPIRAFLEX SO - Ø INT. 4''
3m
9,97
7,45
5,90
1m
6,72
5,27
4,57
CHAVE ELÉTRICA
MARGIRIUS CS-501
1
67,54
70,62
70,75
TELA METÁLICA (INÓX)
ABERTURA 0,95 mm
0,5 m
2
14,35
28,20
17,99
0,5 m
2
19,31
30,85
20,21
TELA METÁLICA (INÓX)
ABERTURA 1,51 mm
TOTAL :
R$ 782,56
FONTE: O AUTOR.
4.3.2 CUSTO PARA A FABRICAÇÃO DOS COMPONENTES
A fabricação dos componentes da lavadora (proteção de lavagem,
separador, reservatório e distribuidor de fluxo) será executada internamente pelo
setor de ferramentaria, com isso o projeto poderá sofrer processo de reengenharia
durante sua fabricação e possibilitar novas melhorias.
Na tabela 14, visualiza-se às horas de máquinas programadas e na tabela
15 está descrito os valores de cada processo e o valor total.
O valor do material a ser utilizado para a fabricação da lavadora, não será
levado em consideração pelo fato de se tratar de reaproveitamento de sobras de
outros projetos.
84
TABELA 14: PROGRAMAÇÃO DE HORAS DE TRABALHO
ITEM
TORNO FRESADORA SOLDA AJUSTES PINTURA
PROTEÇÃO
DOBRADIÇA
5 horas
2 hora
8 horas
3 horas
3 horas
1 hora
DISTRIB. DE FLUXO
7 horas
1 hora
SEPARADOR
3 horas
10 horas 2 horas
2 horas
8 horas
7 horas
2 horas
2 horas
1 hora
RESERVATÓRIO
RETRABALHO TORRE
CONJUNTO
4 horas
FONTE: O AUTOR.
TABELA 15: CUSTO PROCESSO
QUANTIDADE
PROCESSO
DE HORAS
TORNO
2
CUSTO
CUSTO
HORA R$ OPERACIONAL R$
60,00
120,00
FRESA
13
81,00
1053,00
AJUSTES
20
52,00
1040,00
SOLDA
23
55,00
1265,00
PINTURA
13
32,00
416,00
MONTAGEM
10
58,00
580,00
TOTAL :
R$ 4.474
FONTE: O AUTOR.
Através dos dados de custo descritos na tabela 13 e os dados da tabela 15.
O custo total para construção da lavadora é de aproximadamente R$ 5.256,56.
85
5 CONCLUSÃO
Através do projeto elaborado, é possível prever as novas atividades que
terão que ser realizadas para que o processo de preparação de ferramentas seja
efetuado. Estas novas atividades estão inseridas na tabela 16, destacadas em
negrito, a qual também contempla todas as outras operações necessárias para a
realização do procedimento preparação das ferramentas. Considerando que o
sistema de limpeza projetado alcance um grau de eficiência satisfatório, estima-se
os tempos máximos que serão necessários para realização de cada operação.
TABELA 16: DESCRIÇÃO DAS NOVAS TAREFAS DE OPERAÇÃO
ITEM
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
DESCRIÇÃO DA OPERAÇÃO
Buscar carrinho com ferramenta
Pegar talha
Fixar ferramenta na talha
Içar ferramenta
Fixar ferramenta na torre
Soltar ferramenta da talha
Retornar a talha
Retirar proteção da ferramenta
Fechar tampa de proteção
Ligar chave da bomba e ar comprimido
Girar a ferramenta
Desligar bomba hidráulica
Girar a ferramenta
Desligar ar comprimido
Abrir tampa de proteção
Retirar os insertos
Fechar tampa de proteção
Ligar chave da bomba e ar comprimido
Girar a ferramenta
Desligar bomba hidráulica
Girar a ferramenta
Desligar ar comprimido
Abrir tampa de proteção
Limpar insertos
Montar os insertos
FONTE: O AUTOR.
TEMPO (s) TEMPO (s) TEMPO (s)
OP 30
OP 40
OP 50
45
22
12
95
29
14
23
12
10
4
60
2
20
2
10
2880
10
4
50
2
20
2
10
300
3306
48
22
12
95
29
14
23
12
10
4
60
2
20
2
10
720
10
4
50
2
20
2
10
400
1500
51
22
12
95
29
14
23
12
10
4
60
2
20
2
10
2865
10
4
50
2
20
2
10
296
3293
86
TABELA 16: DESCRIÇÃO DAS NOVAS TAREFAS DE OPERAÇÃO (CONTINUAÇÃO)
26
27
28
29
30
31
32
33
34
Colocar proteção
Pegar talha
Fixar ferramenta na talha
Içar ferramenta
Fixar ferramenta no carrinho
Soltar ferramenta da talha
Retornar a talha
Levar carinho para linha
Fazer limpeza do local de trabalho
TOTAIS DE TEMPO EM MINUTOS:
26
18
25
98
25
10
12
45
150
26
18
25
98
25
10
12
48
150
26
18
25
98
25
10
12
51
150
122,55
58,22
122,22
FONTE: O AUTOR.
A tabela 17 descreve as operações e os respectivos tempos referentes às
atividades de limpeza. Com os novos valores de tempo estimados verifica-se que o
tempo total gasto em limpeza ficou reduzido em média 19,5 minutos (média das
operações 30,40 e 50). Sendo que a operação 30 se destaca com a redução de
80,7% do tempo gasto em atividades de limpeza, onde o decréscimo do tempo
chega a quase 24 minutos.
TABELA 17: TEMPOS ESTIMADOS DE OPERAÇÃO DE LIMPEZA
ITEM
9
10
11
12
13
14
15
9
10
11
12
13
14
15
35
DESCRIÇÃO DA OPERAÇÃO
TEMPO (s) TEMPO (s) TEMPO (s)
OP 30
OP 40
OP 50
Fechar tampa de proteção
Ligar chave da bomba e ar comprimido
Girar a ferramenta
Desligar bomba hidráulica
Girar a ferramenta
Desligar ar comprimido
Abrir tampa de proteção
Fechar tampa de proteção
Ligar chave da bomba e ar comprimido
Girar a ferramenta
Desligar bomba hidráulica
Girar a ferramenta
Desligar ar comprimido
Abrir tampa de proteção
Fazer limpeza do local de trabalho
10
4
60
2
20
2
10
10
4
50
2
20
2
10
150
10
4
60
2
20
2
10
10
4
50
2
20
2
10
150
10
4
60
2
20
2
10
10
4
50
2
20
2
10
150
TOTAIS DE TEMPO EM MINUTOS:
5,93
5,93
5,93
FONTE: O AUTOR.
87
Com uma expectativa inicial de criar uma alternativa de solução para o caso,
foi através de dois fatores básicos, de fundamental importância para o sucesso do
projeto, que se obteve um resultado positivo. Fatores como o planejamento e a
eficácia da metodologia aplicada permitiram delinear contornos mais apurados dos
objetivos, fazendo com que fossem melhor desenvolvidas as alternativas de solução
para que se cumprisse o objetivo.
Com o uso de uma metodologia apropriada e conhecendo-se o objetivo
geral, se obteve de forma detalhada nove principais objetivos que foram descritos no
projeto. Dentre eles, oito podem ser classificados como atendidos mesmo que o
projeto ainda não tenha sido implantado e testado. Os quais são:
•
Facilitar o processo de desmontagem (Pré-lavagem). O projeto permite
que a ferramenta seja lavada antes da retirada dos insertos sem maiores
esforços para isso;
•
Impedir a dispersão de sujeira e produtos de limpeza no ar causada pela
utilização de ar comprimido. O sistema de enclausuramento retém toda
dispersão no seu interior;
•
Reduzir o consumo de ar comprimido. Segundo dados de tempo obtidos
na tabela 2 e os estimados e na tabela 17, onde se verifica que no novo
processo de limpeza o tempo de utilização do ar comprimido é menor
por apenas dois segundos com consumo de ar se mantendo
ligeiramente reduzido. Mesmo com o tempo total de limpeza da
ferramenta reduzido a utilização do ar comprimido também é feita
durante o processo de lavagem, por ser compreendido que o ar auxilia
na lavagem da ferramenta. Somente após a implantação do novo
sistema testes poderão ser realizados verificando a real necessidade da
utilização do ar durante a lavagem havendo oportunidade de utilizar os
recursos
envolvidos
com
maior
eficiência
obtendo-se
maiores
rendimentos, além disso, os tempos estimados de lavagem foram
deduzidos como valor máximo de tempo de operação;
•
Eliminar cavacos e resíduos de óleo no piso, decorrentes da limpeza.
Durante o processo de lavagem o ambiente de trabalho está protegido e
toda sujeira decorrente do processo é direcionada pelo dreno até o
reservatório de resíduo (separador);
88
•
Redução do ruído causado pela utilização do ar comprimido. O sistema
de enclausuramento funciona como um abafador podendo futuramente,
se necessário, ser revestido por um material isolante acústico
proporcionando ainda maior redução do ruído;
•
Processo ergonômico para realização da limpeza. Grande parte do
trabalho braçal é substituído pelo novo processo de lavagem
mecanizado;
•
Redução do tempo de limpeza atual em até 25%. A redução estimada do
tempo foi de no mínimo igual a 73,80%, como demonstra a tabela 18.
•
Baixo custo de implementação. O máximo de recursos existentes na
empresa será utilizado (equipamento, peças, material e mão-de-obra).
TABELA 18: RESULTADO ESTIMADO DOS TEMPOS REDUZIDOS
FONTE: O AUTOR.
Apenas o item abaixo, que compõe o nono objetivo a ser cumprido não pode
ser avaliado com segurança perante o projeto proposto por ser necessário a
realização de testes para comprovar se o novo sistema de lavagem é capaz de
atender tal objetivo. O qual se compreende como:
•
Eliminar do alojamento da ferramenta todo tipo de partículas sólidas;
89
Caso o projeto proposto não atenda a este objetivo considerar as seguintes
soluções:
•
Solução paliativa: utilizar pistola de ar comprimido para terminar a
limpeza manualmente.
•
Solução definitiva: projetar e instalar bico de ar em paralelo com o
distribuído de fluxo para efetuar limpeza final.
Mesmo com os benefícios de se atingir os objetivos impostos o projeto ainda
fornece as seguintes vantagens:
•
Redução do consumo de epi’s e materiais de limpeza (luvas, panos, ...);
•
Redução dos riscos ambientais (contaminações);
•
Maior qualidade na limpeza da ferramenta (padrão);
•
Melhora das condições ergonômicas (ambiente de trabalho);
•
Facilitação para execução das atividades (melhor desempenho).
O projeto também contempla algumas desvantagens, as quais são:
•
Aumento do consumo de energia elétrica (bomba hidráulica);
•
Custo de manutenção (limpeza do sistema);
•
Nova condição de fixar e retirar a ferramenta (a proteção de lavagem
impede manusear livremente a ferramenta, risco de pequenas colisões).
Com a redução do tempo de processo de preparação das ferramentas em
média de 19,5 minutos o projeto se torna economicamente viável. Considerando que
seis ferramentas são processadas por dia, a cada dia de trabalho se economiza
quase duas horas de serviço, no final de cinco meses o tempo economizado
equivale ao custo de um salário do operador durante um mês inteiro. Este valor
economizado pode chegar ao dobro quando somado com as economias feitas com a
redução da utilização de EPI’s e materiais de limpeza.
90
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
CAPUCHINHO, Lucia. A questão ambiental - O que todo empresário precisa
saber. 2. ed. Brasília: Sebrae, 1996.
COUTO, Hudson de Araújo. Ergonomia aplicada ao trabalho – O manual técnico
da máquina humana. 1. ed. Belo Horizonte: Ergo, 1995.
DINIZ, Anselmo Eduardo; MARCONDES, Francisco Carlos; COPPINI, Nivaldo
Lemos. Tecnologia da usinagem dos materiais. 1. ed. São Paulo: Artliber, 1999.
FOX, Robert W; MCDONALD, Alan T. Introdução à mecânica dos fluidos. 5. ed.
Minas Gerais: LTC, 1998.
GRANDJEAN, Etiene. Manual de ergonomia – Adaptando o trabalho ao homem.
4. ed. Porto Alegre: Bookman, 1998.
HORST WITTE. Máquinas Ferramenta. 7. ed. Alemã: Hemus Editora limitada,
1989.
KEPNER, Charles H; TREGOE, Benjamin B. O novo administrador racional. 1. ed.
São Paulo: Mc Graw-Hill, 1986.
LIDA, Itiro. Projeto e produção. 6. ed. São Paulo: Editora Edgard Blücher Ltda,
2000.
MAGOSSI, Luiz Roberto; BONACELLA, Paulo Henrique. Poluição das águas. 5.
ed. São Paulo: Moderna, 1990.
RICHTER, Rüdiger. Sistemas de lavagem. 1. ed. PLO, 2002.
STEMMER, Caspar Erich. Ferramentas de corte I. 5. ed. Florianópolis: UFSC,
2001.
STEMMER, Caspar Erich. Ferramentas de corte II. 2. ed. Florianópolis: UFSC,
1995.
91
THORTON UNIQUE. Divisão de lavadoras por ultra-som. [on line], Campo Largo.
Disponível em: http://www.unique.ind.br/ultra.htm [capturado em: 15 ago. 2007].
TRITEC MOTORS. Informações técnicas. [on line], Campo Largo. Disponível em:
<http://www.tritecmotors.com.br/tritec/quem.htm> Acesso em: 15 abr. 2007.
WOLFF, J. M. Influência do processo de lavagem na linha de usinagem.
Curitiba, p. 2-17, 2002. Trabalho de graduação (Engenharia Mecânica). Setor de
ciências exatas, Unicenp.
92
BIBLIOGRAFIA
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ. Normas para apresentação de
documentos científicos: referências bibliográficas. Curitiba, 2000.
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ. Normas para apresentação de
documentos científicos: teses, dissertações, monografias, trabalhos acadêmicos.
Curitiba, 2000.
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ. Normas para apresentação de
documentos científicos: citações, notas de rodapé. Curitiba, 2000.
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ. Normas para apresentação de
documentos científicos: redação, editoração. Curitiba, 2000.
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ. Normas para apresentação de
documentos científicos: tabélas. Curitiba, 2000.
FERLINE, Paulo de B. Normas para desenho técnico. 2. ed. Porto Alegre: Editora
Globo, 1977.
93
APÊNDICE 1 – MEMORIAL DE CÁLCULO DE PERDAS DE CARGA
[ ]
Área M = área maior [ m ].
Área m = área menor m 2 .
2
 m
Velocidade M = velocidade maior  .
s
 m
Velocidade m = velocidade menor  .
 s
Kc = constante de contração.
Ke = fator de expansão.
 m2 
h = perda de carga  2 .
 s 
 m3 
Vz = vazão 
.
 s 
f = fator de atrito → valor pré − determinado = 0,05.
 kg 
ρ = 1000 → massa especifica da água  3 .
m 
Perda de carga por contração (PC - 0).
Vz = 3,6
litros
m3
= 0,00006
minuto
s
Área M =
Área m =
Razão =
π *D2
4
π *D2
4
=
=
π * 0,0245 2
4
π * 0,0155 2
4
= 0,000471435m 2
= 0,00018869 m 2
Área m
= 0,4 → Kc = 0,3
Área M
94
Velocidade M =
0,00006
Vazão
=
= 0,318 m
s
Área m 0,000471435
Velocidade M
h 0 = Kc *
2
2
2
2
0,318
= 0,3 *
= 0,01517 m 2
s
2
∆P 0 = h0 * ρ = 0,01517 *1000 = 15,17 Pa
Perda de carga por obstáculo (registro) (PC - 1).
le
= 30 → valor tabelado cotovelo padrão 90 o
D
Velocidade M =
h1 = f *
0,00006
Vz
=
= 1,2727 m
s
Área m 0,00018869
le Velocidade M
*
D
2
2
2
= 0,05 * 30 *
2
1,12727
= 0,01215 m 2
s
2
∆P1 = h1 * ρ = 0,01215 * 1000 = 12,15 Pa
Perda de carga por contração (PC - 2).
Área M =
Área m =
Razão =
π *D2
4
π *D2
4
=
=
π * 0,0245 2
4
π * 0,008 2
4
= 0,000471435m 2
= 0,0000502m 2
Área m
= 0,1066 → Kc = 0,49
Área M
95
Velocidade M =
0,00006
Vz
=
= 1,19366 m
s
Área m 0,0000502
Velocidade M
h 2 = Kc *
2
2
2
2
0,19366
= 0,49 *
= 0,3491 m 2
s
2
∆P 2 = h 2 ∗ ρ = 0,3491 * 1000 = 349,1Pa
Perda de carga por expansão (PC - 3).
Vz = 3,6
litros
m3
= 0,00006
minuto
s
Área M =
Área m =
Razão =
π *D2
4
π *D2
4
=
π * 0,0127 2
4
π * 0,008 2
4
= 0,0001266 m 2
= 0,0000502m 2
Área m
= 0,39 → Ke = 0,39
Área M
Velocidade M =
h3 = Ke *
=
Vz
0,00006
=
= 1,19366 m
s
Área m 0,0000502
Velocidade M
2
2
2
= 0,39 *
2
1,19366
= 0,27857 m 2
s
2
∆P3 = h3 * ρ = 0,27784 * 1000 = 278,57 Pa
Perda de carga por elevação e atrito (PC - 4).
96
litros
m3
= 0,00006
minuto
s
Vz = 3,6
P1 − P2 V22 − V12
h
=
+ (Z 2 − Z1 ) +
2⋅ g
ρ⋅g
g
⇒ V1 = V 2
∆P 4 = [( Z 2 − Z 1 ) ⋅ g + h] ⋅ ρ
h= f *
Área =
l Velocidade
*
D
2
π *D2
4
=
2
π * 0,0127 2
4
= 0,0001266 m 2
Vz
0,00006
=
= 0,4736 m
s
0
,
0001266
Área
Velocidade =
2
∆P4 = [(0,5 − 0) * 9.81 + (0,05 *
0,8
0,4736
*
)] *1000 = 5258,29Pa
0,0127
2
Perda de carga por contração (PC - 5).
Vz = 3,6
litros
m3
= 0,00006
minuto
s
Área M =
Área m =
Razão =
π *D2
4
π *D2
4
=
=
π * 0,0127 2
4
π * 0,008 2
4
= 0,0001266 m 2
= 0,0000502 m 2
Área m
= 0,39 → Kc = 0,30
Área M
97
Velocidade M =
0,00006
Vz
=
= 1,9366 m
s
Área m 0,0000502
Velocidade M
h5 = Ke *
2
2
2
2
1,9366
= 0,30 *
= 0,562563 m 2
s
2
∆P 5 = h5 * ρ = 0,00562563 * 1000 = 562,563 Pa
Perda de carga por expansão (PC - 6).
Vz = 3,6
litros
m3
= 0,00006
minuto
s
Área M =
Área m =
Razão =
π *D2
4
π *D2
4
=
π * 0,0127 2
4
π * 0,008 2
4
= 0,0001266 m 2
= 0,0000502 m 2
Área m
= 0,39 → Ke = 0,39
Área M
Velocidade M =
h 6 = Ke *
=
Vz
0,00006
=
= 1,19366 m
s
Área m 0,0000502
Velocidade M
2
2
2
= 0,39 *
2
1,19366
= 0,278567 m 2
s
2
∆P 6 = h 6 * ρ = 0,278567 * 1000 = 278,567 Pa
Perda de carga mudança de direção do fluxo (PC - 7).
98
le
= 20 → valor tabelado
D
litros
m3
= 0,00006
minuto
s
Vz = 3,6
Área =
π *D2
4
Velocidade =
=
π * 0,012 2
= 0,000113m 2
4
0,00006
Vz
=
= 0,5305 m
s
Área m 0,000113
2
h7 = f *
2
2
le Velocidade M
0,5305
*
= 0,05 * 20 *
= 0,140723 m 2
s
D
2
2
∆P 7 = h 7 * ρ * = 0,140723 * 1000 = 140,723Pa
Perda de carga por obstáculo (regulador de fluxo) (PC - 8).
le
= 40 → valor estimado
D
Vz = 3,6
litros
m3
= 0,00006
minuto
s
Vazão =
Vz
m2
= 0,00002
3
s
Área =
π *D2
4
Velocidade =
=
π * 0,012 2
4
= 0,000113m 2
0,00002
Vz
=
= 0,17684 m
s
Área m 0,000113
99
le Velocidade M
h8 = f * *
D
2
2
2
2
0,17684
= 0,05 * 40 *
= 0,031272 m 2
s
2
∆P8 = h8 * ρ = 0,031272 * 1000 = 31,272 Pa
Perda de carga por contração e mudança de direção do fluxo (PC - 9).
le
= 30 → valor tabelado
D
Vz = 3,6
litros
m3
= 0,00006
minuto
s
Vazão =
Vz
m2
= 0,00002
3
s
Área M =
Área m =
π *D2
4
π *D2
4
Velocidade M =
Razão =
=
=
π * 0,012 2
4
π * 0,0035 2
4
= 0,00000962m 2
0,00002
Vz
=
= 2,077876 m
s
Área m 0,00000962
Área m
= 0,085 → Kc = 0,5
Área M
h9 c = Kc *
Velocidade M
2
2
2
= 0,5 *
2
h9 d
= 0,000113m 2
2
2,07876
= 1,0831 m 2
s
2
2
2
le Velocidade M
2,07876
= f* *
= 0,05 * 30 *
= 3,2409 m 2
s
D
2
2
100
h9 = h9c + h9 d = 3,2409 + 1,0831 = 4,3212 m
2
s2
∆P 9 = h9 * ρ = 4,3212 * 1000 = 4321,24 Pa
Perda de carga por obstáculo (regulador de fluxo) (PC - 10).
le
= 40 → valor estimado
D
Vz = 3,6
litros
m3
= 0,00006
minuto
s
Vazão =
2 ∗ Vz
m2
= 0,00004
3
s
Área =
π *D2
4
Velocidade =
=
π * 0,012 2
4
= 0,000113m 2
0,00004
Vz
=
= 0,3536 m
s
Área m 0,000113
2
h10 = f *
2
2
le Velocidade M
0,3536
= 0,05 * 40 *
= 0,125088 m 2
*
s
D
2
2
∆P10 = h10 * ρ = 0,125088 * 1000 = 125,088 Pa
Perda de carga por contração e mudança de direção do fluxo (PC - 11).
le
= 60 → valor estimado
D
101
Vz = 3,6
litros
m3
= 0,00006
minuto
s
Vazão =
Vz
m2
= 0,00002
3
s
Área m =
π *D2
4
Velocidade M =
=
π * 0,0035 2
4
0,00002
Vz
=
= 2,077876 m
s
Área m 0,00000962
2
h11c
= 0,00000962m 2
2
2
Velocidade M
2,07876
= Kc *
= 0,5 *
= 1,0831m 2
s
2
2
h11d = f *
le Velocidade M
*
D
2
2
2
= 0,05 * 60 *
2
2,07876
= 6,48186 m 2
s
2
h11 = h11c + h11d = 6,48186 + 1,0831 = 7,56496 m
2
s2
∆P11 = h11 * ρ = 6,48186 * 1000 = 7564,96 Pa
Perda de carga por obstáculo (regulador de fluxo) (PC - 12).
le
= 40 → valor estimado
D
Vz = 3,6
litros
m3
= 0,00006
minuto
s
Vazão =
Vz
m2
= 0,00002
3
s
102
Área =
π *D2
4
Velocidade =
=
π * 0,012 2
= 0,000113m 2
4
Vz
0,00002
=
= 0,17684 m
s
Área m 0,000113
2
h12 = f *
2
2
le Velocidade M
0,17684
*
= 0,05 * 40 *
= 0,031272 m 2
s
D
2
2
∆P12 = h12 * ρ = 0,031272 * 1000 = 31,272 Pa
Perda de carga por mudança de direção (PC - 13).
le
= 30 → valor tabelado
D
Vz = 3,6
litros
m3
= 0,00006
minuto
s
Vazão =
Vz
m2
= 0,00002
3
s
Área =
π *D2
4
Velocidade =
=
π * 0,012 2
4
= 0,000113m 2
0,00002
Vz
=
= 0,17684 m
s
Área m 0,000113
2
h13 = f *
2
2
le Velocidade M
0,17684
*
= 0,05 * 30 *
= 0,0234529 m 2
s
D
2
2
∆P13 = h13 * ρ = 0,0234529 * 1000 = 23,453Pa
103
Perda de carga por contração e mudança de direção do fluxo (PC - 14).
le
= 30 → valor tabelado
D
Vz = 3,6
litros
m3
= 0,00006
minuto
s
Vazão =
Vz
m2
= 0,00002
3
s
Área M =
Área m =
Razão =
π *D2
4
π *D2
4
=
=
π * 0,012 2
4
π * 0,0035 2
4
= 0,00000962m 2
Área m
= 0,085 → Kc = 0,5
Área M
Velocidade M =
0,00002
Vz
=
= 2,077876 m
s
Área m 0,00000962
Velocidade M
h14 c = Kc *
2
h14t = f *
= 0,000113m 2
2
2
2
2,07876
= 0,5 *
= 1,0831 m 2
s
2
le Velocidade M
*
D
2
2
2
= 0,05 * 30 *
2
2,07876
= 3,2409 m 2
s
2
h14 = h14 c + h14t = 3,2409 + 1,0831 = 4,3212 m
∆P14 = h14 * ρ = 4,3212 * 1000 = 4321,24 Pa
2
s2
104
APÊNDICE 2 – DESENHOS 2D
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
ANEXO 1 – INFORMAÇÕES DO PRODUTO TECHNICLEAN
Fonte: Castrol Brasil
121
Fonte: Castrol Brasil
122
Fonte: Castrol Brasil
123
Fonte: Castrol Brasil
124
Fonte: Castrol Brasil
125
Fonte: Castrol Brasil