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Curso de Engenharia de
Automação e Sistema
DESENVOLVIMENTO DO PROCESSO DE
PARAFUSAMENTO GARANTINDO LEITURA
SEMELHANTE NO MODO ESTÁTICO E
DINÂMICO
Daniel Paulo Pedroso
Itatiba – São Paulo – Brasil
Novembro de 2005
ii
Curso de Engenharia de
Automação e Sistema
DESENVOLVIMENTO DO PROCESSO DE
PARAFUSAMENTO GARANTINDO LEITURA
SEMELHANTE NO MODO ESTÁTICO E
DINÂMICO
Daniel Paulo Pedroso
Monografia apresentada à disciplina Trabalho de Conclusão de Curso, do Curso de Engenharia Mecânica da Universidade São Francisco, sob a orientação do Prof. Fernando Cesar Gentile, como exigência parcial para conclusão do curso de graduação. Orientador: Prof. Fernando Cesar Gentile Co-orientador: Prof. Paulo Eduardo Silveira
Itatiba – São Paulo – Brasil Novembro de 2005
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DESENVOLVIMENTO DO PROCESSO DE
PARAFUSAMENTO GARANTINDO LEITURA
SEMELHANTE NO MODO ESTÁTICO E
DINÂMICO
Daniel Paulo Pedroso
Monografia defendida e aprovada em 16 de Novembro de 2005 pela Banca
Examinadora assim constituída:
Prof. Fernando Cesar Gentile (Orientador)
USF – Universidade São Francisco – Itatiba – SP.
Prof. Paulo Eduardo Silveira
USF – Universidade São Francisco – Itatiba – SP.
Prof. Guilherme Bezzom
USF – Universidade São Francisco – Itatiba – SP.
iv
.Agradecimentos
Agradeço primeiramente ao Professor Fernando Gentile, meu orientador, que acreditou
em mim e incentivou-me para a conclusão deste trabalho, face aos inúmeros percalços do
trajeto.
Agradeço também aos amigos Dario Canzian, Sandro Regis de Lima companheiros de
percurso e de discussões profícuas, dentro e fora do contexto deste trabalho, agraciando-me
incontáveis vezes com sua paciência, conhecimento e amizade. Alguns experimentos e vários
“entendimentos” não teriam sido possíveis sem a colaboração das empresas Multiplus, Bosch
Sistema de parafusamento e Continental Teves.
Eu agradeço fraternalmente a todos.
v
Sumário
Lista de Siglas...................................................................................................................... vi
Lista de Figuras.................................................................................................................. vii
Resumo .............................................................................................................................. viii
1 Introdução ..................................................................................................................... 1 1.1 Objetivo e justificativas:............................................................................................ 1
2 Tipos de junta ................................................................................................................ 2 2.1 Junta mecânica:......................................................................................................... 4 2.2 Torque e ângulo ........................................................................................................ 5 2.3 Processo de parafusamento: ...................................................................................... 7 2.4 Relaxamento da junta ................................................................................................ 8 2.5 Métodos de medição: ................................................................................................ 9 2.6 Revisão bibliográfica ................................................. Erro! Indicador não definido.
3 Materiais e métodos : .................................................................................................. 11 3.1 Ferramental utilizado para parafusamento dinânico : ............................................... 11 3.2 Ferramental utilizado para leitura estática................................................................ 12
4 Descrição do Método utilizado de aperto e aquisição de medidas:............................ 12 4.1 Sistema de parafusamento convencional.................................................................. 12
5 Análise do processo de parafusamento ....................................................................... 13 5.1 Análise do gráfico de parafusamento no processo convencional. ............................. 13 5.2 1º Etapa: Analise da deformação da junta. .............................................................. 15 5.3 2ºEtapa: Implementação de tempo no sistema de parafusamento. ............................ 16 5.4 3º Etapa: Segunda fase de acomodação da junta. .................................................... 17 5.5 4º Etapa: Tempo de acomodação. ............................................................................ 18 5.6 5º Etapa : Terceira fase de acomodação da junta..................................................... 18
6 Implementação do sistema de confirmação de torque e ângulo................................. 19
7 Resultados e discussões................................................................................................ 23
8 Conclusões. .................................................................................................................. 24
Referências Bibliográficas ................................................................................................. 25
Bibliografia consultada...................................................................................................... 26
vi
Lista de Siglas
N/m Newton/metro
T Torque
E Modulo estático
D Diâmetro nominal do parafuso
I Momento de inércia superficial da junta
P Passo da rosca
S Deslocamento do parafuso
vii
Lista de Figuras
FIGURA 2-1 JUNTA RÍGIDA ...................................................................................................... 3
FIGURA 2-2 JUNTA FLEXÍVEL .................................................................................................. 3
FIGURA 2-3 TIPOS DE FIXAÇÃO. ............................................................................................... 4
FIGURA 2-4 FORÇAS AGINDO NA JUNTA DE FIXAÇÃO. ............................................................... 4
FIGURA 2-5 FORÇA DE CISALHAMENTO E VIBRAÇÃO. ............................................................... 5
FIGURA 2-6 CONTROLE DE TORQUE E ÂNGULO. ........................................................................ 6
FIGURA 2-7 PROCESSO DE PARAFUSAMENTO COM CONTROLE DE TORQUE E ÂNGULO. ................ 7
FIGURA 3-1 SISTEMA COMPLETO DE PARAFUSAMENTO DINÂMICO........................................... 11
FIGURA 3-2 TORQUIMETRO DIGITAL ...................................................................................... 12
FIGURA 4-1 - PROCESSO DE PARAFUSAMENTO CONVENCIONAL............................................... 13
FIGURA 5-1 – CURVA DE UM PROCESSO DE PARAFUSAMENTO DE UMA JUNTA SEMI-FLEXÍVEL .. 14
FIGURA 5-2 – ACOMODAÇÃO DOS MATERIAÍS NO PROCESSO DE PARAFUSAMENTO................... 15
FIGURA 5-3 – TEMPO DE ACOMODAÇÃO DOS MATERIAIS ........................................................ 16
FIGURA 5-4 – SEGUNDA FASE ACOMODAÇÃO DOS MATÉRIAIS NO PROCESSO DE
PARAFUSAMENTO. ......................................................................................................... 17
FIGURA 5-5 MOSTRA O TEMPO DE ACOMODAÇÃO................................................................... 18
FIGURA 5-6 - TERCEIRA E ÚLTIMA FASE DE ACOMODAÇÃO DO MATERIAL. .............................. 19
FIGURA 6-1 - IMPLEMENTAÇÃO NO PROGRAMA DE PARAFUSAMENTO DO “CHECK-TORQUE”... 20
FIGURA 6-2 - APÓS A IMPLEMENTAÇÃO DO “CHEK-TORQUE” O ÂNGULO DIMINUIU. ............... 21
FIGURA 6-3 – IMPLEMENTAÇÃO DO SEGUNDO “CHEK-TORQUE”. ............................................ 22
FIGURA 6-4 – PROCESSO COMPLETO DE PARAFUSAMENTO INCORPORADO O “CHEK-TORQUE”. 23
FIGURA 7-1 - COM A IMPLEMENTAÇÃO DO “CHECK-TORQUE” O DESVIO DIMINUIU. ................ 24
viii
Resumo
Esta monografia tem como finalidade demonstrar uma nova técnica no processo de
parafusamento dinâmico que diminui a diferença que existe entre o processo dinâmico ao
processo de parafusamento estático, em juntas flexíveis ou semi-flexisíveis.
O torque no final encontrado após o processo de parafusamento dinânico em juntas flexíveis
não é o mesmo encontrado no processo estático. Com esta nova técnica diferença entre os
dois processo diminui consideravelmente podendo chegar até os mesmos valores nos dois
processos.
PALAVRAS-CHAVE: Torque, Juntas.
1
1 INTRODUÇÃO
Nos tempos atuais, o crescimento e a sobrevivência das indústrias estão diretamente
ligados aos tipos de instrumentação e controle empregados na produção e nos processos. O
enorme avanço da automatização caracteriza uma aceitação industrial destes métodos básicos
de produção e operação econômicas.
Em um processo de parafusamento dinâmico com parafusadeira com controle de torque
e ângulo torque dinâmico foi detectado um grande desvio entre o processo de verificação em
uma leitura estática torque torquímetro.
Os dois métodos têm suas características específicas, no parafusamento dinâmico todos
os componentes envolvidos nesta aplicação estão sofrendo uma deformação ou uma
acomodação. Já na leitura estática estes efeitos não acontecem, pois os componentes estão
parados, não sofrendo nenhuma acomodação ou deformação. Isto explica que na mesma peça
são encontradas diferentes leituras com estes dois métodos. O método estático é utilizado na
grande maioria das empresas, na liberação de linhas de produção, causando assim um grande
problema para os processistas, já que o método utilizado nas linhas de produção é o método
dinâmico.
1.1 Objetivo e justificativas:
Este trabalho tem como finalidade: diminuir as diferenças encontradas em N.m
(Newton.metro) em um processo de parafusamento com controle de torque e ângulo em um
processo dinâmico em relação ao encontrado em uma medição estática.
Todo processo de verificação de torque é executado com um torquímetro com uma
leitura estática. Na grande maioria das vezes os valores encontrados com este método não são
os mesmos encontrados em uma leitura dinâmica, realizada na maioria das vezes em um
processo de produção seriada.
Estas diferenças causam grandes problemas em produções em que a tolerância exigida
em processo é estreita, já que a produção seriada é feita com o método dinâmico e, para que
haja a liberação destas peças produzidas é feito um controle com o método estático, esta
diferença afeta diretamente a qualidade do produto, ficando instável o processo de produção.
2
Para a liberação de uma linha de produção, é necessário um estudo de capacidade de
linha, isto significa que todos os processos envolvidos tem que estar com um PP e um PPK .
Estes valores são coletados diretamente na linha de produção.
No processo de parafusamento não é diferente, os valores são coletados diretamente nos
controladores das parafusadeira (Método dinâmico) e verificados com um torquímetro
(Método estático). Se os índices encontrados não atingirem os valores mínimos necessários
para um índice de qualidade adequado, é necessário que a diferença entre estes dois métodos
tem que diminuir.
2 TIPOS DE JUNTA
As juntas parafusadas variam não apenas em tamanho, mas também de tipo, o que muda
as características das juntas. Do ponto de vista de aperto, a qualidade mais importante de uma
junta é sua “dureza”.
A faixa de torque pode variar consideravelmente entre parafusos do mesmo diâmetro.
Um parafuso curto que une componentes de metal planos alcança o torque nominal em apenas
uma fração de volta do parafuso. Esse tipo de junta é definido como “junta rígida”. Uma junta
com um parafuso longo que deve comprimir componentes macios, tais como arruelas ou
arruelas de pressão, requer um ângulo muito maior, possivelmente ainda várias voltas do
parafuso ou da porca para alcançar o torque nominal. Este tipo de junta é descrito como junta
flexível. Obviamente, os dois tipos diferentes de juntas comportam-se de maneira diferente
durante o processo de aperto.
Nas figuras abaixo são salientando as diferenças entre os tipos de juntas
3
.
Figura 2-1 Junta Rígida
Figura 2-2 Junta Flexível
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4
2.1 Junta mecânica:
Figura 2-3 Tipos de fixação.
Uma junta mecânica roscada oferece a vantagem de desmontagem rápida para inspeção
ou reparo de componentes; fixadores podem ser reutilizados. Inspeções e reparos podem ser
efetuados no campo com um mínimo de ferramentas.
FORÇA DE FIXAÇÃO
Figura 2-4 Forças agindo na junta de fixação.
A força de fixação é obtida pelo tensionamento do parafuso e a conseqüente compressão
dos componentes da junta roscada.
A qualidade mais importante da junta é a sua resistência às cargas de trabalho (tração,
compressão, cisalhamento e vibração). Essas cargas, que tendem a provocar a soltura dos
componentes da junta, devem ser absorvidas pela força de fixação induzida na junta durante a
sua montagem. A força de fixação deve ser maior do que a soma das cargas de trabalho que
agem sobre ela.
5
Figura 2-5 Força de cisalhamento e vibração.
Apertando os componentes da junta uns contra os outros por meio de fixadores
roscados, fazendo com que o conjunto se comporte como uma única peça, resistindo a tração
e compressão. O aperto também aumenta o atrito entre os componentes, que assim resiste
melhor a cisalhamento e vibração.
Na junta, o atrito, que em muitas outras aplicações dissipa energia do sistema, aparece
aqui como coadjuvante, pois dificulta o movimento dos componentes entre si, evitando a
soltura.
A força de fixação da junta é muito importante para assegurar um perfeito
funcionamento do produto em que se encontra instalada.
Se for aplicado um aperto pequeno demais, os componentes da junta podem começar a
soltar-se debaixo das cargas de trabalho, resultando numa falha catastrófica.
Se for aplicado um aperto excessivo, pode-se espanar a rosca do fixador, gerar uma
tensão que ultrapassa o limite de resistência do fixador ou envergar os componentes da junta,
condições estas que prejudicariam o bom desempenho do produto.
2.2 Torque e ângulo
Como mencionado acima, por razões práticas, o torque de aperto é o critério
normalmente usado para especificar a pretensão no parafuso. O torque, ou o momento da
força, pode ser medido dinamicamente, enquanto o parafuso é apertado, ou estaticamente,
verificando o torque com um torquímetro após o aperto.
As especificações de torque variam consideravelmente dependendo das demandas de
qualidade da junta. Uma junta de segurança em um carro a motor, tal como a suspensão da
roda, não pode falhar e, conseqüentemente, está sujeita a requisitos de tolerância muito
rígidos. Por outro lado, uma porca usada para prender o parafuso de ajuste da altura de uma
6
bancada não é considerada crucial do ponto de vista da força de união não sendo, portanto,
necessário especificar um requisito de torque. Um nível mais alto de controle de qualidade é
alcançado acrescentando-se o ângulo de aperto aos parâmetros medidos.
Na área elástica do parafuso isso pode ser usado para verificar se todas as partes de uma
junta estão presentes, por exemplo, que não está faltando uma arruela de pressão ou uma
arruela. Da mesma forma, a qualidade do parafuso pode ser verificada medindo-se o ângulo
de aperto, antes do nível de encosto, bem como o aumento do torque final. Em processos de
aperto sofisticados, o ângulo também pode ser usado para definir o yield point e permitir o
aperto na área elástica do parafuso.
O torque é definido pela força x comprimento da alavanca.
Angulo de rotação do parafuso.
A figura 2.6 mostra um controle de torque e ângulo em um processo de parafusamento.
Figura 2-6 Controle de torque e ângulo.
No processo de parafusamento é especificado os valores limites mínimo e máximo de
torque que garantam a segurança que o produto. Esta especificação é determinada no projeto
do produto e implementada no processo de parafusamento. Com relação ao ângulo é
determinado após estudos realizados com a peça pronta, verificando todas as variáveis que
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7
este processo pode apresentar. Na figura 2.7 mostra um processo de parafusamento com
controle de torque e ângulo.
Figura 2-7 Processo de parafusamento com controle de torque e ângulo.
2.3 Processo de parafusamento:
O processo de aperto também exerce uma influência importante na qualidade da junta
parafusada. Uma junta apertada com ferramenta manual comporta-se de forma completamente
diferente daquela apertada usando uma ferramenta automática.
Da mesma forma, diferentes tipos de ferramentas exercem uma influência decisiva no
resultado. Ferramentas com acionamento direto, tais como parafusadeiras e apertadeiras, têm
uma capacidade máxima que é decidida pela potência do motor e pela relação da engrenagem.
Elas podem ser do tipo stalo, no qual o torque final é determinado pelo torque produzido
quando a ferramenta não tem mais capacidade de superar a resistência para girar o parafuso.
Hoje em dia elas são geralmente equipadas com um dispositivo que interrompe o aperto em
um torque pré-determinado.
Atualmente, há também outros tipos de ferramentas de aperto comuns na produção
industrial , ou seja, chaves de impacto e apertadeiras de impulso, nas quais a potência do
Torque
Ângulo o
Torque e Ângulo
OK�
�
T inicial T encosto o
mínimo
máximo especificado
T máximo o
Tmínimo
αααα αααα αααα
8
motor é convertida em torque carregando e descarregando a energia intermitentemente
durante o processo. Isso significa que ferramentas muito potentes podem ser projetadas com
peso e tamanho limitados e quase nenhum torque de reação para o operador. Entretanto, do
ponto de vista de monitoramento do torque, esses tipos não servem para medição dinâmica e
conseqüentemente, não são discutidos neste contexto.
2.4 Relaxamento da junta
Na prática ocorre uma gradual perda da força de fixação em quase todas as juntas
roscadas porque as faces da junta em contato aos poucos sofrem um ‘nivelamento’ das
irregularidades de superfície que diminui a força de fixação existente.
Quando devemos montar uma junta com múltiplos fixadores encontramos um problema
de relaxamento peculiar: enquanto apertamos um fixador, um outro fixador, já instalado,
perde a sua força de fixação porque a mudança das condições de tensão na junta provoca um
relaxamento localizado.
Para diminuir este inconveniente executa-se o aperto dos fixadores apertando os
fixadores em vários ‘passos’ (ex.: 30% - 70% - 100% do torque especificado).
A prática de aperto em vários ‘passos’ ou ‘passadas’ ajuda a eliminar uma das causas do
baixo aproveitamento de torque para gerar tensão e força de fixação no fixador e na junta,
pois apertos repetidos reduzem a fricção entre partes contactantes. Este procedimento muitas
vezes é utilizado na montagem de juntas críticas (ex.: aeronáutica e veículos).
Outro fator que pode afetar substancialmente o relaxamento da força de fixação numa
junta é o emprego de arruelas debaixo da cabeça do parafuso. O diâmetro do furo da arruela,
acabamento da face de contato e dureza da arruela influenciam o relaxamento da força de
fixação na junta e a tensão no parafuso.
Provavelmente a causa de relaxamento mais conhecida é o emprego de gaxetas de
vedação entre dois componentes da junta. Para dar tempo para a gaxeta se acomodar, é
aconselhável apertar os parafusos mais uma vez para compensar a força de fixação perdida.
9
2.5 Métodos de medição:
Quando se sabe as especificações de aperto para uma junta parafusada, a pergunta
óbvia é: como saber se a junta foi adequadamente apertada?
As medições do torque são feitas de acordo com um de dois princípios básicos –
medição estática ou medição dinâmica. Medição estática significa que o torque de aperto é
verificado após o processo de aperto ter sido concluído. A medição é geralmente realizada
manualmente com um torquímetro que pode ser uma escala que mede a carga sobre uma mola
ou um instrumento ativado por um transdutor eletrônico (célula de carga-aferidor de tensão
[strain gauge]).
Um método muito comum de verificação do torque de aperto é usar um torquímetro de
estalo equipado com uma embreagem que pode ser pré-ajustada a um torque específico. Se o
torque for maior do que o valor de torque pré-estabelecido, a embreagem irá soltar-se com um
estalo. Se o torque for menor, o aumento do torque final é possível até que a embreagem
estale. Aperto excessivo não pode ser detectado com o torquímetro de estalo.
Para medir o torque estático, o valor de torque deve ser lido instantaneamente quando o
parafuso começa a girar.
No Controle Estatístico do Processo (CEP) os verificadores eletrônicos de torque
podem ser programados para armazenar um número de leituras para análise, seja
manualmente ou conectado a um computador.
A medição dinâmica, por outro lado, significa que o torque é continuamente medido
durante o ciclo de aperto completo. Esse é geralmente o método preferido em produção onde
são usadas ferramentas para aperto. A vantagem sobre o método estático é que a medição
dinâmica fornece uma indicação do desempenho da ferramenta de aperto sem a influência do
relaxamento na junta e variações no atrito em repouso. Além disso, ele também elimina a
necessidade de verificação subseqüente, (medição estática)
A medição dinâmica é feita seja diretamente pela medição com um transdutor de torque
incorporado, ou indiretamente pela medição da corrente de algumas parafusadeiras e apertadeiras elétricas sofisticadas. Nos dois casos, a medição do torque é possível apenas
quando as ferramentas têm transmissão de torque direta, ou seja, não uma força de pulsação,
como é o caso com chaves de impacto e apertadeiras de impulso.
O transdutor de torque externo in-line é montado entre o eixo impulsor da ferramenta e
o soquete ou bit da parafusadeira. É basicamente uma haste motriz com resistências
10
instaladas, a chamada Weaststone Bridge, que sente a deformação elástica do corpo como
resultado do torque aplicado e produz um sinal elétrico que pode ser processado em um
instrumento de medição.
Para produção em linha de montagem, onde o aperto requer 100% de monitoramento
ou se o próprio processo de aperto é controlado através de leituras de torque, o transdutor de
torque vem geralmente incorporado na ferramenta de aperto.
Em ferramentas com engrenagem, existem várias posições nas quais o transdutor pode
ser instalado, porém por razões dimensionais, é vantajoso colocá-lo o mais próximo possível
do motor, onde as forças envolvidas são as mais baixas. Ao invés de colocar os aferidores de
tensão no eixo, como ocorre com o modelo externo, o transdutor de torque incorporado pode
utilizar as forças de reação no conjunto elétricas da ferramenta.
11
3 MATERIAIS E MÉTODOS:
3.1 Ferramental utilizado para parafusamento dinâmico:
1. SE 2000 Bosch - Modulo controlador e gerenciador do sistema de parafusamento.
2. LTE 12 Bosch - Fonte de alimentação 24v. 3. Parafusadeira digital Bosch.- Modulo de parafusamento dinâmico. 4. Bosch Win SEPR SE 220 – KO - Software de integração base Windows 5. Impressora – Modulo de impressão 6. Coletor de dados – Sistema de aquisição de dados.
4 1 2 3
5 6
Figura 3-1 Sistema completo de parafusamento dinâmico
12
3.2 Ferramental utilizado para leitura estática
1. Torquímetro digital
Figura 3-2 Torquimetro digital
4 DESCRIÇÃO DO MÉTODO UTILIZADO DE APERTO E
AQUISIÇÃO DE MEDIDAS:
Foram selecionados 2 lotes de peças com 50 conjuntos cada, para a realização do
estudo. O método utilizado tem como finalidade mostrar o desvio encontrado entre os dois
processos de parafusamento em questão.
4.1 Sistema de parafusamento convencional
Primeiramente é realizada a montagem de um dos lotes e registrado os valores
encontrados no processo de parafusamento dinâmico, executando um processo de
parafusamento com controle de torque e ângulo convencional. Em seguida é realizada uma
leitura estática nos mesmos conjuntos com o auxilio de um torquímetro.
Ambos os resultados foram lançados em um gráfico, como mostrado na fig. 4.1.
13
DINAMICO X ESTATICO
14
15
16
17
18
19
20
21
22
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49
N PEÇAS
TOR
QU
E N
/M
DINÂMICO
ESTÁTICO
Figura 4-1 - Processo de parafusamento convencional
Podemos notar que os resultados apresentam grande diferença entre os dois métodos
de medição, e em particular, os resultados da medição estática apresentam grande
variação.
5 ANÁLISE DO PROCESSO DE PARAFUSAMENTO
5.1 Análise do gráfico de parafusamento no processo
convencional.
No processo de parafusamento determinado para este produto, foi constatado um caso
atípico de uma junta semi-flexível, caso este causando grandes problemas em um processo de
parafusamento, já que é necessário garantir o torque de 100% das peças produzidas. Sabendo
do grande desvio encontrado entre o método produtivo (dinâmico) e o método utilizado para
14
certificação e liberação do processo de produção (estático), criou-se a necessidade de diminuir
a diferença encontrada entre estas duas leituras. Primeiramente foi coletado um gráfico deste
processo, como mostrado na fig. 5.1.
Figura 5-1 – Curva de um processo de parafusamento de uma junta semi-flexível
Analisando a fig. 5.1 notou-se uma região de acomodação dos matérias envolvidos no
processo de parafusamento. Nesta região as áreas de contato estão sofrendo uma deformação
e ainda não se acomodarão, gerando uma incerteza no torque final. Sabendo que os matérias
envolvidos ainda estão sofrendo acomodações e se deformando, alisamos passo a passo todas
as fase deste processo. Este estudo foi dividido em 6 fase, uma para cada fase do processo de
parafusamento e analisando a deformação dos matérias.
15
5.2 1º Etapa: Analise da deformação da junta.
Na 1º fase verificou-se uma grande deformação dos matérias até chegar ao torque
desejado. Na fig. 5.2 podemos verificar esta situação.
Figura 5-2 – Acomodação dos materiais no processo de parafusamento.
Na figura acima fica bem claro que esta junta esta sofrendo uma grande acomodação
plástica, e nestas condições não conseguimos garantir que o torque está na especificação
determinado pelo projeto.
16
5.3 2ºEtapa: Implementação de tempo no sistema de
parafusamento.
Analisando o comportamento da junta, foi incorporado no programa da parafusadeira
uma “tempo” para acomodação da junta. Esta fase tem como finalidade dar um tempo para
que os materiais possam acomodar-se. Na fig.5.3 mostra este tempo.
Figura 5-3 – Tempo de acomodação dos materiais
17
5.4 3º Etapa: Segunda fase de acomodação da junta.
Na 3º fase, a junta é novamente submetida ao torque desejado em projeto e novamente
verificou-se a deformação dos materiais, mas em uma menor proporção. O comportamento da
junta esta se alterando a cada passo do processo de parafusamento. A fig. 5.4 podemos
verificar que o ângulo foi inferior ao da 1º fase até chegar ao torque desejado.
Figura 5-4 – Segunda fase acomodação dos materiais no processo de parafusamento.
18
5.5 4º Etapa: Tempo de acomodação.
Verificando o comportamento e os resultados anteriores, foi novamente incorporado um
novo tempo de acomodação no programa de parafusamento, com a finalidade de que a junta
volte a apresentar uma evolução no quadro. Na fig. 5.5 mostra esta fase de acomodação.
Figura 5-5 Mostra o tempo de acomodação.
5.6 5º Etapa : Terceira fase de acomodação da junta.
Na 5º e ultima fase deste processo, submetemos novamente a junta ao torque desejado e
analisando a deformação, notou-se que a deformação diminuiu consideravelmente, e a junta já
não apresentava a acomodação dos componentes envolvidos. Na fig. 5.6 pode-se verificar esta
situação.
19
Figura 5-6 - Terceira e última fase de acomodação do material.
6 IMPLEMENTAÇÃO DO SISTEMA DE CONFIRMAÇÃO DE
TORQUE E ÂNGULO.
Analisando o comportamento do processo de parafusamento, e o comportamento da
junta, foi constatado que a cada etapa de parafusamento o fator ângulo diminuía e em
conseqüência deste fator o torque estimado em projeto gerado dinamicamente (leitura com
parafusadeira com controle de torque e ângulo) chegava mais próximo do valor encontrado no
método estaticamente ( leitura executada com torquímetro). Mediante a esta constatação, foi
implementado um tipo de “ChecK–Torque“ com a finalidade de fazer uma verificação do
torque após o processo convencional de parafusamento. Este processo foi praticamente uma
copia a primeira fase de parafusamento só alterando os valores de controle, principalmente o
de ângulo. Na fig. 6.1 mostra modificação executada no programa da parafusadeira .
20
Figura 6-1 - Implementação no programa de parafusamento do “ChecK-Torque”
Ampliando a região do Chek-Torque fica bem claro que o fator ângulo diminui a cada
fase do parafusamento, isto significa que os materiais envolvidos no processo de
parafusamento não estão deformando e também não estão mais se acomodando. Na fig. 6.2
mostra que os materiais já não estão mais se deformando.
21
Figura 6-2 - Após a implementação do “Chek-Torque” o ângulo diminuiu.
Mediante aos resultados com a implementação do “Chek-Torque“ realizado no método
dinâmico (parafusadeira com controle torque e ângulo), foi realizado a confirmação de torque
pelo método estático (torquímetro) e ficou constatado que o desvio encontrado anteriormente
havia diminuído consideravelmente, mas ainda não gerava confiança, já que foi encontrados
valores que não atendiam as necessidade da produção.
Com os resultados obtidos no último teste, foi definido uma 2º confirmação do torque,
com os mesmos conceitos utilizados na fase anterior com algumas alterações no programa de
parafusamento. Estas alterações foram direcionadas para deformação angular do processo de
parafusamento, sabendo que esta grandeza afetava diretamente o resultado do torque final. Na
fig. 6.3 este implementado o segundo “Chek-Torque”.
22
Figura 6-3 – Implementação do segundo “Chek-Torque”.
Com a implementação do segundo “Chek-Torque” a deformação dos materiais
diminuiu, e a diferença encontrada entre os métodos de medição apresentou resultados
satisfatórios ficando em um patamar confiável e seguro.
Usando o conceito do “Chek-Torque”, foi implementado em todo o processo de
parafusamento com controle de torque e ângulo da área produtiva da empresa. Com a
implementação do “Chek-Torque” os índices de reclamação de clientes diminuiu e a
qualidade e a confiabilidade de nossos produtos aumentaram. Na fig. 6.4 mostra um processo
de parafusamento incorporado o “Chek-Torque”,
23
Figura 6-4 – Processo completo de parafusamento incorporado o “Chek-Torque”.
Usando o conceito do “Chek-Torque” os índices de reclamações de clientes diminuíram
e a qualidade e a confiabilidade de nossos produtos aumentaram.
7 RESULTADOS E DISCUSSÕES.
Com a implementação do “Chek-Torque”, um segundo lote de peças foi fabricado e
verificamos que a diferença que existia entre os dois métodos, torque estático e torque
dinâmico diminuiu. O grande desvio de leitura entre os métodos constatado na Fig. 4.1, após a
implementação do “Check-Torque” podemos constatar que na fig. 7.1 não existe mais;
chegamos a esta conclusão levando em consideração uma variável conhecida como “erro de
fundo de escala” dos equipamentos envolvidos. O erro de fundo de escala dos equipamentos
utilizados neste estudo esta na faixa de 3% .
TORQUE DINÂMICO 20,35 N.m 20,25 N.m 20,0 N.m
TORQUE ESTÁTICO 17,5 N.m 18,75 N.m 19,9 N.m
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Dinâmico X Estático
14
15
16
17
18
19
20
21
22
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49
Quantidade de peças
Torq
ue N
.m
DINÁMICOESTÁTICO
Figura 7-1 - Com a implementação do “Check-Torque” o desvio diminuiu.
8 CONCLUSÕES.
No processo de parafusamento de produtos em que a aplicação abrange itens de
segurança e demais processo de produção seriada, quando uma junta apresentar deformação
no processo de parafusamento, o “ Check-Torque” pode ser aplicado.
Este recurso pode ser aplicado em todos os processos de parafusamento com controle
de torque e ângulo. Com a aplicação “Check-Torque” o processo de parafusamento garante
que uma junta mesmo sofrendo deformação ficará no torque desejado após o processo de
parafusamento.
Este processo foi adotado em todos os processos de parafusamento com controle de
torque e ângulo da empresa. Gerando 100% de confiabilidade nos processos de
parafusamento.
25
Referências Bibliográficas
MICHAEL QUAB, Rainer SCHIACHER: Neues Mebprinzinp revolutiniet die Drehmomentmebtechnik, 4 de april 1995 ( New principle of measurement revolutionizes torque measurement) volume 4
RAINER SCHICKER: Drehmont- Messflansch nach dem prinzip der ScherKrsftmessung am Doppel- T- Profil (torque flange operating on the principle of shear force measurement at a double- T cross-section) Sensore, Aufnerhmer und Systeme 2000 , B-Quadrat Verlag, 86916 Kaufering, Germany. ISBN 3-933609-05-4.
HBM-Publication: The route to Measurement Transducers – A Guide to the Use of the HBM K Series Foil Strain Gauges and Accessories (1989)
R.GASCH, H. Pfutzener: Rotordynamik – eine Einfuhrung ( Rotor dynamics – an introduction) , Springer – Verlag, Berlin/ Heidelberg/New York, 1975.
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Bibliografia consultada
Técnicas de Parafusamento. K&S volume 256. Expert verlag Gmbh, D-7044 Ehningen, 1988.
Técnicas de Aperto. Robert Bosch versão 2.2 9-01-89.
Sistemas de Parafusamento . Robert Bosch versão 2.4 K 4 1990.
Comportamneto das Juntas Rigidamente Fixadas por Parafusos. Rubens Cioto , Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento.
