Projetos MecnicosNoes bsicas sobre desenvolvimento de projetos mecnicosJos Queiroz - Unilins

*Histrico da evoluo mecnicaH milhares e milhares de anos, o homem fabricava objetos de pedra. Pedras lascadas, pontiagudas, macias ou finas constituram as primeiras ferramentas para a fabricao de utenslios.(Idade da pedra)Slex: tipo de pedra existente na natureza, era o material mais comum para fazer estacas, machados de caa, utenslios e, ainda, para raspar as peles de animais abatidos. Alm de pedras, as primeiras ferramentas eram feitas de madeira, osso e chifre.

*A pedra foi explorada de todas as formas como ferramenta. Entretanto, as ferramentas de pedra tinham a desvantagem de se desgastarem rapidamente.Inicialmente, o cobre foi utilizado como um novo tipo de pedra. Logo o ser humano foi percebendo que se tratava de outro material, que, alm de ser menos duro que a pedra, tinha um brilho especial.Os metais

*O homem primitivo percebeu que o cobre podia ser trabalhado com facilidade ao ser aquecido at certa temperatura, tornando-se malevel, isto , mais mole. Desse modo foi possvel transformar o cobre em muitos produtos com diferentes formatos.Forjamento dos metais No incio, a tcnica utilizada para fabricar utenslios era a deformao a frio do material, por meio de golpes.Aquecendo os metais, o homem descobriu que conseguia mudar sua forma com maior facilidade. O fogo j era usado para aquecimento, proteo contra os animais e preparo dos alimentos.

*O cobre em fuso era despejado em recipientes com cavidades e assumiam, assim, a forma do produto desejado. Com isso, o homem dava os primeiros passos para o desenvolvimento da fundio, que se tornava um novo processo de fabricao de objetos.Fundio dos metais Aquecendo o cobre a uma temperatura prxima a 1.000C, descobriu-se que esse metal atingia seu ponto de fuso, isto , o ponto em que passa do estado slido para o estado lquido.

*Com a fundio, os produtos passaram a ser fabricados com maior rapidez e riqueza de detalhes. Alm de ferramentas e armas, eram fabricados objetos deadorno, jias, armaduras e utenslios de uso domstico, como panelas e talheres.Fundio dos metais

*A primeira liga metlica O bronze foi a primeira liga metlica descoberta pelo homem, ao fundir cobre misturado com pequenas quantidades de estanho. Trata-se de uma liga importante porque resulta num material mais duro e resistente deformao.Rapidamente, o bronze tornou-se o principal material utilizado na fabricao de ferramentas, armas e enfeites. Apresentava a vantagem de ser resistente e fcil de trabalhar. Era considerado de enorme valor, quase tanto quanto o ouro.

*O FerroPor volta de 1500 a.C., a superioridade do bronze comea a ser ameaada pelo ferro, por ser facilmente encontrado em pequenos pedaos de rochas soltas na superfcie da Terra.

Os fundidores da poca tinham grande dificuldade para trabalhar com o ferro porque ele um material mais duro que o cobre e o bronze. Era necessria uma temperatura acima de 1.000C para o ferro passar do estado slido ao lquido.

*O FerroNum buraco feito na terra, era aquecida uma mistura do mineral e carvo vegetal.A mistura aquecida se transformava numa massa pastosa. Essa massa era batidapara a eliminao de impurezas e escrias. O que restava da massa era forjado.Eram forjadas, principalmente, armas e ferramentas.

*Ferro Fundido O homem aprimorou essa tcnica, quando obteve alta temperatura e aqueceu o minrio de ferro misturado com carvo, injetando ar dentro do forno.A temperatura alcanada, superior a 1.300C, foi suficiente para obter uma massa lquida. A massa era vazada em recipientes com cavidades e assumia a forma desejada para o produto.

*Ferro Fundido A fundio do ferro possibilitava a obteno de produtos com elevada dureza por causa do carvo. Em alta temperatura, o carvo libera carbono que absorvido pelo ferro.Entretanto, o ferro fundido dessa forma apresentava a desvantagem de ser quebradio e de no poder ser forjado. Isso constitua novo problema a ser solucionado pelo homem.

*A origem do Ao Ao observar o processo de fundio do ferro, o homem verificou que quanto menos carbono fosse absorvido pelo ferro, menos duro e menos quebradio ficaria o produto final.Foi assim que a fundio possibilitou um grande aumento na produo de peas de ferro fundido. Dadas as vantagens tcnicas, produtos que eram forjados em cobre ou bronze foram substitudos pelo ferro fundido.

Nessa poca, o homem dava os primeiros passos para a obteno do ao, material mais importante da era dos metais.

*Maquina Simples Ao longo de sua histria, o ser humano procurou melhorar suas condies de trabalho, principalmente no que se refere reduo de seu esforo fsico.Para isso, o homem utilizou, inicialmente, meios auxiliares que lhe permitissem realizar trabalhos de modo mais fcil e com o menor gasto possvel de sua fora muscular.Esses primeiros meios foram a alavanca, a roda e o plano inclinado que, por sua simplicidade, ficaram conhecidos como mquinas simples.

*AlavancasAlavanca um slido alongado e rgido que pode girar ao redor de um ponto de apoio, tambm conhecido como fulcro ou eixo de rotao.

*AlavancasQualquer alavanca apresenta os seguintes elementos:fora motriz ou potente (P)Fora resistente (R)Brao motriz (BP): distncia entre a fora motriz (P) e o ponto de apoio;Brao resistente (BR): distncia entre a fora resistente (R) e o ponto de apoio;ponto de apoio (PA): local onde a alavanca se apia quando em uso.

*Classificao das AlavancasConforme a posio do ponto de apoio em relao fora motriz (P) e fora resistente (R), as alavancas classificam-se em: interfixa; inter-resistente; interpotente.

*Exemplos de AlavancasInterfixa:

Inter-resistente:

Iinterpotente:

*Transmisso e transformao de movimentoO motor que aciona uma mquina nem sempre produz o movimento apropriado ao trabalho que se deseja realizar. Quando isso ocorre, torna-se necessrio empregar mecanismos de transformao de movimento. No estudo do movimento em mquinas necessrio diferenciar as expresses transmisso de movimento e transformao de movimento.

*Transmisso e transformao de movimentoTransmisso de movimento a passagem de movimento de um rgo da mquina para outro rgo da mesma mquina, podendo ou no haver alterao na velocidade.

*Transmisso e transformao de movimentoTransmisso de movimento a passagem de movimento de um rgo da mquina para outro rgo da mesma mquina, podendo ou no haver alterao na velocidade.

H transformao de movimento quando o tipo do movimento sofre alteraes num mecanismo de transmisso.

*Mecanismos deTransmisso e transformao de movimentoAs mquinas apresentam os mais variados tipos de mecanismos de transmisso e transformao de movimento. Entre os tipos temos: polias e correias, engrenagens, biela-manivela, cremalheira e came.

*Mecanismos deTransmisso e transformao de movimentoPolias: so mecanismos de transmisso de movimento que se encontram fixados em eixos de mquinas e motores.As polias necessitam de correias para transmitirem movimento de um rgo de uma mquina para outro rgo da mesma mquina ou de outra mquina. As correias funcionam como elemento de ligao entre as polias. A polia ligada ao motor chama-se polia motora ou motriz. A outra chama-se polia movida.

*Mecanismos deTransmisso e transformao de movimentoEngrenagens: so rodas dentadas, assentadas em eixos que transmitem movimento de rotao de um eixo para outro. A engrenagem constituda de dentes que se encaixam nos vos da outra engrenagem a ela acoplada.

*Mecanismos deTransmisso e transformao de movimentoO mecanismo biela-manivela transforma movimento retilneo em movimento circular e vice-versa.A manivela fixada, pelo seu ncleo, ao eixo de um volante ou mesmo de uma polia ou, ainda, ao eixo principal de um motor de automvel (eixo de manivela).

*Mecanismos deTransmisso e transformao de movimentoO conjunto pinho-cremalheira outro mecanismo muito utilizado em mquinas. Transforma movimento circular em retilneo e vice-versa.Esse conjunto constitudo de uma roda dentada que engrena com uma barra provida de dentes, geralmente em formato de trapzio.

*Mecanismos deTransmisso e transformao de movimentoO came outro tipo de mecanismo. Ele transforma movimento circular em movimento retilneo ou rotatrio alternado.

*Maquinas

*MaquinasA fora da gua e a fora do vento eram muito utilizadas pelos nossos antepassados, principalmente para mover moinhos.

*Maquinas - FerramentasO torno foi uma das primeiras e mais importantes mquinas utilizadas na fabricao de peas. Inicialmente, os movimentos de rotao da mquina eram gerados por pedais. A ferramenta para tornear ficava na mo do operador que dava forma ao produto. Quando a ferramenta foi fixada mquina, o operador ficou mais livre para trabalhar. Assim nasce a mquina-ferramenta.

*Maquinas - FerramentasO torno foi uma das primeiras e mais importantes mquinas utilizadas na fabricao de peas. Inicialmente, os movimentos de rotao da mquina eram gerados por pedais. A ferramenta para tornear ficava na mo do operador que dava forma ao produto. Quando a ferramenta foi fixada mquina, o operador ficou mais livre para trabalhar. Assim nasce a mquina-ferramenta. A mquina a vapor, construda por James Watt, no sculo XVIII, provocou grande impacto no setor industrial e no de transportes. O vapor, ao realizar trabalho mecnico, substitua outras formas de energia. Surge, assim, o cavalo-vapor (CV), uma unidade de potncia utilizada at hoje.

*Industrializao e processo de fabricaoPor volta de 1800, teve incio a industrializao. Ela considerada recente, se comparada s pocas primitivas em que uma determinada forma de trabalho podia durar muitos anos, sem aperfeioamento.Alguns dos fatos que mais contriburam para o desenvolvimento industrialforam:a rpida expanso do comrcio;a necessidade de produo mais rpida e em grande quantidade.O trabalho passou a ser dividido. O homem deixou de ter a viso de conjunto do processo de produo porque passou a ser encarregado da realizao de apenas partes do trabalho, tornando-se especialista em determinadas tarefas e operaes.

*Industrializao e processo de fabricaoOs principais processos de fabricao na indstria mecnica so: Moldagem Conformao Corte Juno

*Industrializao e processo de fabricaoMoldagem:Os processos de fabricao por moldagem consistem na produo de um corpo slido a partir de um metal amorfo, ou seja, no estado lquido, de p granulado ou de pasta. Exemplos de processos de fabricao por moldagem:Fundio - processo no qual o metal derretido e depois despejado numa frma. Os produtos obtidos por esse processo so, por exemplo, blocos de motores, bases de mquinas etc.Sopro - processo de fabricao de recipientes de vidro, com auxlio do ar. Exemplos: garrafas, copos etc.Sinterizao de p metlico - aglutinao de partculas slidas por aquecimento em temperatura inferior de fuso. A bucha utilizada na mecnica um exemplo de produto obtido por esse processo.

*Industrializao e processo de fabricaoConformao: um processo de fabricao que, aos poucos, modifica um corpo slido por meio de deformao plstica. Exemplos de processos de fabricao por conformao:Laminao - reduo de um material em lminas, por meio de roletes. Os perfis e as chapas so obtidos por esse processo.Extruso - passagem forada de um material por um orifcio. Exemplos: tubos, perfilados etc.Repuxamento - utilizado para produzir peas a frio por meio do torno repuxador, como no caso da produo de panelas, recipientes etc.Trefilao - processo de fabricao por estiramento. Fios e cabos so obtidos por esse processo.

*Industrializao e processo de fabricaoCorte:Processo de fabricao que consiste em retirar metal de uma superfcie por meio de uma ferramenta. Exemplos de processos de fabricao por corte:Torneamento - processo no qual se corta com o torno, como no caso de pinos, eixos etc.Fresagem - consiste no corte com a fresa. Exemplos: engrenagens, rasgos para chavetas etc.Mandrilagem - processo de alisamento por meio de mandril. usada, por exemplo, para alargar e alinhar furos.Aplainamento - processo de alisamento com plaina. Trata-se de processo empregado especialmente em peas de madeira.Retificao - consiste em dar acabamento e em alisar com perfeio uma pea.

*Industrializao e processo de fabricaoJuno:O processo de fabricao por juno consiste na unio de uma ou mais peas.Exemplos: parafusamento, rebitagem, soldagem etc.

Abaixo exemplos de processos de fabricao:

*Industrializao e processo de fabricaoComente a evoluo dos processos de fabricao mecnica da idade da pedra era industrial;Qual o primeiro metal utilizado no processo de fabricao?Qual a diferena de forjamento e fundio? Do que era composto a primeira liga metlica?Quais foram as dificuldades da mecnica quanto a utilizao do ferro no processo de fabricao? E como foram superados?O que difere ao de ferro fundido? Quais so as mquinas simples? Exemplifique.Qual a diferena entre transmisso e transformao de movimento?O que uma mquina ferramenta? Comente o funcionamento do primeiro torno.

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