Cumbane, Pedro Jeremias1 UNIVERSIDADE EDUARDO MONDLANE FACULDADE DE ENGENHARIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA RAMO DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA TRABALHO

Cumbane, Pedro Jeremias 1

UNIVERSIDADE EDUARDO MONDLANE

FACULDADE DE ENGENHARIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA

RAMO DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA

TRABALHO DE LICENCIATURATRABALHO DE LICENCIATURA

PREPARAÇÃO CONSTRUCTIVA E TECNOLÓGICA DE FABRICAÇÃO DE VALVULA DE ENTRADA DE ÁGUA


Trabalho de licenciatura

INTRODUÇÃO

O objectivo do trabalho é fazer preparação constructiva e tecnológica de fabricação de válvulas de entrada de água a serem usadas nas:

A construção proposta da válvula é resultado da simplificação de um outro modelo de válvula com rosca e cunha, com o objectivo de:

• instalações residenciais

• aplicações industriais

• dar mais vida a válvula;

• simplificar o processo tecnológico de sua produção;

• reduzir os custos da sua produção.



Analise de construções diferentes de válvulas

Válvula de cunha Vantágens:

Incovenientes:

• construção simples relativamente à de esfera

• maior nº de componentes com construções diferentes;

• grande exigencia de precisão das faces planas da cunha;

• avarias constantes devido ao desgaste da rosca

PARTE CONSTRUTIVA



Válvula de esfera

Vantágens:

Incovenientes

• menor consumo de material;

• menor esforço para manipular;

• construção mais complexa;

• maior número das peças.



Válvula com cone truncado



Características

• Menor tempo entre abertura e fecho;

• Construção simples dos seus componentes;

• Facilidade de manipulação e maior capacidade de vedação;

• Menor consumo de material relativamente à de cunha;

• Facilidadade de montagem;



Análise construtiva das peças da válvula

O corpo

Material: latão marca JI090-01



Cone




Tampa




A alavanca

Material: aço



Cálculo de resistencia mecânica do cone e alavanca

Torsão do cone

2..d

fFT n

)2(

Sen

PFn

NgmP 5510.5,5.

16

.

6

33 DaW p

PMPaMPa 304,180

3,112max



ee A

F

MPaMPa ee 486.14

Esmagameno das faces do cone

a

dFF n .

re .8,0



Flexão da alavanva

MPaff 48.8,0

ff MPa 5.1

fy

f xI

T . Iy = Iy + x2.A



PARTE TECNOLÓGICA

Os parâmetros quantitativos:

Programa de produção: 250 válvulas/mês;

Tipo de produção: em série média, e produção em cadeia;

Peça bruta-fundida;

Corpo

O corpo é constituido de 25 superfícies;

1;

nn K

Q

QK

NO coeficiente de normalização



O coeficiente de unificação 68.0;

u

uu K

Q

QK

O coeficiente de precisão 92.0;1

1 ppm

p KQ

K

6.12;.

pm

p

pm QQ

nQQ i

33.0;1

rzm

r KR

K

2.30;.

zm

iizm R

Q

nRzR

O coeficiente de rugosidade



O coeficiente de uso de material

62.0; umpb

paum K

V

VK



Bases tecnológicas:

εp11;8;1.5 = δ42= 0.62 > IT11;8;1.5

Preciso método individual de obtenção das dimensões.

εp6;20 > IT6;20

Para furo roscado e chanfrosPara cone, rosca e chanfros



Sequência de tratamento das superfícies

Cone interno 12 Ø17 H9 h=36 mm, α=10º±20’’ circularidade e rectidão =0.01 Ra1.25

N Método de tratamento Grau de precisão dimen. forma

Rugosidade Ri ,µm

1 Brocagem 11 -- 11 10

20

2 Mandrilagem de desbastamento 10 -- 10 9

10

3 Mandrilagem de acabamento 9 -- 9 8

5



Processo de tratamento do corpo



Cálculo de sobrespessuras e cotas intermediárias

Furo cónico 12 Ø17 H9 h=36 mm, α=10º±20’’ circularidade e rectidão =0.01, Ra1.25

A profundidade da camada defeituosa T=2.Rz

222c ed A deformação no espaço

A curvatura do furo ρc = Δce.l

Met. P Rug Cam Def Def Sob Dim Tol Dimen calcul Dimen arred. Sobr arred.Nº de r Rz def esp inst cal cal IT mm mm mm mm mm mm

Trat c μm T μm ρ μm εi μm 2.Zmin μm mm mm max min max min max min1 Brocagem 11 20 40 72,69 __ __ 16,70908 0,11 16,7091 16,5991 16,610 16,5 _ _2 Mand desb 10 10 20 3,635 0 265,38 16,97547 0,07 16,9755 16,9055 16,970 16,90 0,40 0,3603 Mand acab 9 5 7,5 0,073 0 67,269 17,043 0,043 17,0430 17,0000 17,043 17,00 0,10 0,073



2.Zmin i = 2 ( Rz i –1 + Ti – 1 + ) 221 Iii

222dapi O defeito de instalação

A sobrespessura calculada

dc 3 = dmaxlim = dn + ES

Dc i = Dc i+1 – 2.Zmin i+1/cos Dc I = Dc max I

DC min I = Dc max I – ITi

Dmax Iarre = Dmin i

arred + ITi

2.Z min iarred

= Dmax i arred_ Dmax i-1

arred deve ser 2.Zmin c I

2.Z max iarred

= Dmin iarred - Dmin i-1

arred



Cálculo dos regimes para brocagem

Material a trabalhar: Latão JI090-01 , r = 24 Kgf/mm2, HB165

Maquina: torno paralelo Caddete

t=d\2; Svt=0.76 mm/v ;

min\61.24;...

.. mVKStT

DCV cVy

vmxm

qvV

cvv



kv=Kmv.Kesq.Kmfv .Klv.Kav

D

Vn Cc .

.1000

nm<1,1.nc= 360rpm

1000

.. mr

nDV

Mt= Cm.Dqm f .txm.SYm

vm.Kmp.kap.kdf

Pa=cp.Dqp f

.txp.SYpvm.Kp onde KP=Kmp.kap.kdf

Nc= Mt.nm/9550



.m

cum N

NC

c

ruf V

VC

mvm

sfp ns

llct

.

'

Ferramenta norma material d1xφ´xl 2 ψ

Broca cónica especial P6M5 10x5ºx60 180 12 50

Nm, kW t, mm Svm, mm\v Vr, m\min nm NC, kW tp, min Cum Cuf

2.9 8.3 0.275 18.7 360 0.87 0.38 0.43 0.76



Projecção do molde

Massa da peça fundida

Mpf =(1+K).Mpb = 1kg, K=25%

ModeloDm= (1+ε).dpb , ε = 0,016

Referência 1 4 6 7 13

dpb 42 20 30 20 12

Dm 42,672 20,32 30,48 20,32 12,192

r = 1/6(a+b)/2

Raios de concordância



Dimensionamento da caixa de moldação

Dimensões da caixa:

BxLxH = 200x250x100



Áreas dos canais de vazamento, distribuição e ataques

Sg : ΣSc : ΣSa = 1 : 1.2 : 1.4

8.0 ee CPCS

Sc=0.96cm2, Sa=0.28cm2, Sg=0.8cm2, S’g=1.6cm2,

dfunil=3.6cm, hpurga=1cm, hpoço=2cm



Elaboração do processo tecnológico de fabricação do cone

Análise tecnológica do cone

O cone é constituido de 21 superfícies.



Os parâmetros quantitativos:

1;

nn K

Q

QK

N76.0;

u

uu K

Q

QK

92.0;1

1 ppm

p KQ

K 95.12;.

pm

p

pm QQ

nQQ i

29.0;1

rzm

r KR

K 5.34;.

zm

iizm R

Q

nRzR

Programa de produção: 250 cones /mês Tipo de produção: em cadeia e em série. Tipo de peça bruta: cilindro cortado de varão



Escolha das bases tecnológicas

Esquema de instalação para tratamento das superfícies 4, 5, 6, 7, 8, 9 e11



Processo de tratamento do cone



Cálculo de regimes para fresagem

Ferramenta Norma Material DxLxz ’ ω

Fresa cilíndrica de cabo

GHOST P6M5 10x8x5 20 8 10 45

Fresadora Nm, kW t, mm Smm, mm/min Vr, m/min nm NC, kW tp, min Cum Cuf

Milko35r 3 4 190 53,4 1700 0,06 0.09 0.03 0.92

Fresagem de semiacabamento das faces 5

Máquina: Fresadora universal Milko 35r



2.3. Elaboração do processo tecnológico de fabricação da tampa

A tampa é constituída de 7 superfícies.

1;

nn K

Q

QK

N83.0;

u

uu K

Q

QK

93.0;1

1 ppm

p KQ

K8.13;

.

pm

p

pm QQ

nQQ i

03.0;1

rzm

r KR

K 8.38;.

zm

iizm R

Q

nRzR

3.0; umpb

paum K

V

VK



Bases tecnológicas

A tampa pode ser apertada na bucha de 3 grampos

Para a dimensão 6 e 5 usar método individual de obtenção das superfícies



Analise tecnológico de fabricação da alavanca

A alavanca é constituído de 12 superfícies.



1;

nn K

Q

QK

N 92.0;

u

uu K

Q

QK

93.0;1

1 ppm

p KQ

K 8.13;.

pm

p

pm QQ

nQQ i

025.0;1

rzm

r KR

K 40;.

zm

iizm R

Q

nRzR



Conclusões

Foi feita analise constructiva com desenho de montagem de todas as peças da válvula.

Foram elaborados os processos tecnológicos de fabricação do corpo, do cone truncado, da tampa e da alavanca.

Foi projectada placa modelo com sistema de gitos de fundição do corpo.

Foram elaborados cartões de rota e de fase para todas as peças.



Recomendações

Usar este tipo de válvula em instalações residenciais;

As válvulas podem ser fabricadas em empresas moçambicanas;

Os desenhos e processos tencnológicos elaborados podem ser usados para organização da produção;

O trabalho elaborado pode ser usado por esdudantes para consulta;

Algumas peças que aqui não foram elaborados podem ser usados por estudantes como temas para o trabalho do curso.



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