Como Projetar Uma Máquina
Você sabe como projetar uma máquina?
A fabricação de uma máquina eficiente, econômica e que realiza bem as suas funções começa com um projeto bem elaborado.
Projetistas de produtos, designers industriais, todos concordam que projetar uma máquina é o primeiro e mais importante estágio de produção.
Projetar uma máquina é um processo complexo que inclui várias etapas.
As etapas iniciais são a pesquisa, o esboço de projeto, os cálculos de resistência e os desenhos.
Até a fase final ainda podem ser feitos protótipos do projeto e muito mais até a conclusão e posterior produção.
Se a fase de projeto não for bem executada, a produção da máquina será uma enorme dor de cabeça.
O projeto de uma máquina vai decidir se ela será um sucesso ou um fracasso.
Podemos projetá-la do zero ou simplesmente fazer uma atualização de máquinas existentes.
As máquinas melhoram os processos industriais, diminuem os esforços humanos e tornam as empresas mais competitivas.
Assim as empresas estão sempre na busca de novas máquinas ou melhoria das máquinas existentes na sua linha de produção.
Projetar uma máquina não é uma tarefa fácil.
Para dominar todo processo do projeto de máquinas, o engenheiro ou projetista leva anos desenvolvendo suas habilidades.
Com estudo, prática e dedicação, ele consegue ser bem sucedido em saber como projetar uma máquina e ainda leva muito menos tempo que os novatos.
Isso se deve à experiência acumulada.
Como Projetar uma Máquina - Etapas Detalhadas
A seguir vamos ver o que é necessário para saber como projetar uma máquina de sucesso em etapas detalhadas.
1. Propósito Inicial
Antes de iniciar o projeto precisamos fazer as seguintes considerações:
– Porque vamos fabricar a máquina?
– Quais são as necessidades reais do processo industrial?
– Qual o problema que a máquina vai resolver?
Depois de responder a essas perguntas, vamos verificar a viabilidade econômica e demais informações fundamentais para um projeto de máquina bem sucedido.
2. Criação ou Atualização
Vamos criar uma máquina do zero ou atualizar uma máquina existente?
Em muitos processos industriais existentes precisaremos decidir se será melhor criar uma máquina nova ou modificar a máquina existente.
Novamente aqui precisaremos considerar a viabilidade econômica.
3. Visão Geral
Após decidir qual a melhor estratégia para projetar uma máquina; faça um esboço de desenho com a visão inicial da máquina.
Incluindo também as peças principais e os materiais necessários.
Isto será muito importante para saber se o projeto está indo na direção correta e ter uma ideia inicial da máquina.
4. Cálculos Estáticos e Dinâmicos
Calcule as cargas estáticas a que a máquina está sujeita e as dinâmicas durante o funcionamento.
Tensões, torções ou flexões a que estão sujeitas a estrutura e as peças da máquina.
Avalie os tipos de movimento que as peças estão sujeitas.
Se é um movimento linear, rotativo, alternativo ou oscilante.
Potência de motores, força necessária e capacidades envolvidas devem ser calculadas nesta fase.
5. Materiais
Depois de fazer os cálculos, precisamos escolher os melhores materiais para a máquina.
Os materiais devem ser escolhidos somente após comprovação de seus aspectos físicos, químicos, elétricos, produtivos e econômicos.
Estes materiais devem ser capazes de suportar as cargas calculadas acima.
Os materiais comumente usados no projeto de máquinas são aços diversos, chapas de aço, ferro fundido e alumínio.
Motores, redutores, rolamentos, mancais, parafusos e componentes elétricos também são materiais comuns nos projetos de máquinas.
6. Eficiência
Nesta etapa certifique-se da eficiência da máquina em relação ao consumo de energia.
Os custos com consumo de energia são importantes, pois irão determinar o custo dos produtos que a máquina irá fabricar.
7. Componentes Padrão ou Sob Medida
Nesta etapa devemos decidir quais serão as peças padronizadas e quais serão as peças sob medida.
As peças sob medida são geralmente caras e difíceis de substituir numa quebra ou manutenção.
Por outro lado, as peças padronizadas são facilmente encontradas e mais baratas.
Também são de fácil substituição.
Motores elétricos, redutores, rolamentos, mancais, parafusos e componentes elétricos são exemplos de componentes que devem ser padronizados.
8. Economia
A máquina deve ser econômica na sua produção, na sua operação e na sua manutenção.
Uma máquina econômica reduz custos, aumenta vendas e gera mais lucro.
9. Projeto Adequado
Com todos os detalhes de projeto e custos em mãos crie um projeto de máquina com desenhos detalhados.
Para isso use softwares 3D como o Solidworks e o Autodesk Inventor.
Isto vai dar vida ao projeto da máquina.
10. Segurança
Não se esqueça que a segurança é muito importante em qualquer máquina.
Certifique-se que as operações da máquina sejam seguras para o operador, para a manutenção e também para o meio ambiente.
A máquina e o produto que ela fabrica também devem estar de acordo com as normas técnicas e os padrões industriais.
11. Tipo de Produção
Devemos escolher a forma como a máquina será produzida.
Se a estrutura será com chapas dobras e soldadas ou fundida.
Quais peças mecânicas serão feitas no torno ou no CNC e quais peças serão fundidas, injetadas, conformadas ou feitas manualmente.
Quais peças ou componentes serão comprados prontos.
Também que tipo de ferramentas serão necessárias na fabricação e por quais processo as peças devem passar?
Todas as perguntas devem ser respondidas sempre considerando a escala de produção.
Máquinas feitas em pequenas escala ou mesmo um projeto para uma única máquina, inviabilizam uso de peças fundidas, injetadas, conformadas ou feitas em CNC.
12. Protótipo e Fabricação Inicial
O protótipo e fabricação inicial se aplica a projetos de máquinas feitas em escala.
Mas não se aplica a projetos de uma única máquina.
Depois de construída a máquina ela deve ser testada e se for necessário melhorada.
No caso de produção em escala volte ao projeto e descubra maneiras melhores e mais econômicas.
Faça isso exaustivamente até conseguir o melhor projeto.
13. Produção Única
No projeto e produção de máquina única, para um objetivo específico, devemos focar mais na produtividade e na economia que a máquina irá gerar depois de ficar pronta.
Os custos de projeto e de produção deste tipo de máquina em geral são elevados, considerado que vamos diluir estes custos por uma única máquina.
14. Produção em Escala
Na produção em escala foque na otimização do projeto e produção da máquina.
A economia e produtividade já foram resolvidos no protótipo e fabricação inicial.
Tome decisões de produção de acordo com a escala de fabricação da máquina.
Conclusão:
Estas são as etapas detalhadas de “Como projetar uma máquina“.
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