RESUMO DOS TRABALHOS DECONCLUSÃO DE CURSO
Engenharia Mecânica
ISSN 1982-1816
Especial Online
www.unifoa.edu.br/cadernos/especiais.html
2011-2
Cadernos UniFOA – Especial Online RESUMO DOS TRABALHOS DE CONCLUSÃO DE CURSO
Engenharia Mecânica / 2011-2
ESTUDO PARA VIABILIZAÇÃO DA SUBSTITUIÇÃO DE MÁQUINAS DE CORTE
DO PROCESSO DE OXICORTE PELO SISTEMA DE CORTE À PLASMA.
Alunos: SOUZA, Luiz Paulo Ferreira de; PEREIRA, Tiago Correa; JUNIOR,
Edmilson Vieira Alves.
Orientador: HABIBE, Alexandre Fernandes
RESUMO
Este trabalho tem como finalidade, fazer levantamento de informações a fim de
nortear qual processo de corte seria mais viável para se investir, e qual teria melhor
produtividade e apresentaria uma melhor qualidade no material apresentado. Os
processos de corte analisados são oxicorte e plasma, sendo que além das
diferenças financeiras da viabilidade do projeto, estes processos têm diferenças
químicas que devem ser levadas em consideração. O investimento nos dois
equipamentos não tem uma diferença muito alta, mas a produtividade e qualidade
com que as peças são fabricadas são bem distintas. Por isso realizamos este estudo
para que o leitor tenha parâmetros de escolha antes de investir seu capital.
Palavras-chave: máquinas de corte; processo oxicorte; corte à plasma
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Engenharia Mecânica / 2011-2
ANÁLISE TÉCNICA E ECONÔMICA PARA UM PROCESSO DE CO-GERAÇÃO
DE ENERGIA ELÉTRICA A PARTIR DO EMPREGO DE SUBPRODUTOS GERADOS NA PRODUÇÃO DE CARVÃO VEGETAL
Alunos: NOVAIS, Leandro Silva Campbell; PRAZERES, Pauliane Rocha dos;
SOUZA, Vagner Silva Galvão de.
Orientador: FERRARI, Caio Bruno
RESUMO
Este estudo tem por objetivo realizar a viabilidade técnica e financeira de um modelo
teórico para a produção de carvão vegetal, tendo este o uso em siderurgias como
redutor. Com a aplicação deste modelo teórico proposto conseguiremos provar o
aumento significativo do carbono fixo, aumentando o rendimento da produção,
isenção total da insalubridade (que em modelos utilizados hoje no Brasil a
insalubridade esta presente em todo o processo de produção, ou, em alguma parte
do mesmo), diminuição da mão-de-obra no processo e o aproveitamento de sub-
produtos originados deste novo modelo teórica proposto para a geração de energia
elétrica em uma mini central térmica a vapor.
O método de pesquisa foi utilizado para termos uma visão básica da importância,
consumo, métodos de produção de carvão vegetal utilizados no Brasil, impacto
ambiental provocado e o potencial energético dos sub-produtos para a geração de
energia elétrica. Usamos ainda o método de comparação com os processos mais
utilizados no Brasil e aplicando ferramentas de avaliação financeira para mensurar o
potencial econômico do modelo teórico proposto.
Ao concluir o estudo fizemos uma critica detalhada do modelo teórico proposto
apontando melhorias, considerações e serem feitas e apontamos um exemplo de
uma unidade industrial de produção de carvão vegetal e energia elétrica a ser
apreciado em estudos futuros.
Palavras-chave: co-geração de energia; subprodutos; carvão vegetal.
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METODOLOGIA PARA ANÁLISE DE FALHAS OU QUEBRAS DE MÁQUINAS
PARA INDÚSTRIAS AUTOMOTIVAS UTILIZANDO O PDCA.
Alunos: SILVA, Fabiano Amante da; MAIA, Luis Fernando; SANTOS, Ronaldo dos.
Orientador: HABIBE, Alexandre Fernandes; PALMEIRA, Alexandre Alvarenga.
RESUMO
O objetivo do nosso trabalho, é de organizar as ferramentas de qualidade já
existentes tais como TPM (Manutenção Produtiva Total), Kaizen, 5W2H,
Brainstorming, Ishikawa, dentre outras e criar uma Metodologia para análise de
falhas ou quebras de máquinas utilizando o PDCA (Plan, Do, Control or Check,
Action), visando estabelecer diretrizes para o gerenciamento de processos e prover
subsídios para uma fundamentação teórica.
Os diversos documentos encontrados nas indústrias atualmente sempre nos
fez achar que estava faltando algo. Era algo relacionado a coerência das etapas de
análise, ao plano de ação ou até mesmo ao lay out dos documentos, os quais não
facilitavam a análise e investigação do processo de quebra. Isso nos fez desenvolver
esse trabalho no intuito de testá-lo e implantá-lo nas empresas ou até mesmo
comercializá-lo.
Sabemos que o trabalho para evitar a quebra de um equipamento é enorme,
perante as despesas causadas por essa parada. Mas sabemos também que não
podemos ser tão otimistas ao ponto de achar que nunca irá quebrar algo, e para
agilizar e otimizar as perdas, é que estamos desenvolvendo esse trabalho chamado
METODOLOGIA PARA ANÁLISE DE FALHAS OU QUEBRAS DE MÁQUINAS
PARA INDÚSTRIAS AUTOMOTIVAS UTILIZANDO O PDCA.
Esperamos que o trabalho de otimização não pare por aqui, pois estaremos
continuamente buscando a melhora contínua, eficiente e eficaz das nossas
ferramentas de auxílio a manutenção.
Palavras-chave: Metodologia PDCA, Ferramentas de Qualidade, Solução de Problemas.
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SUBSTITUIÇÃO DO PROCESSO DE RETÍFICA CILÍNDRICA POR
TORNEAMENTO COM INSERTOS CBN
Alunos: CARDOSO, Eduardo de Souza; COSTA, Gustavo Oliveira; LAIBER,
Wellington dos Reis.
Orientador: ROMÃO, Ecy Cardoso.
RESUMO
A usinagem passou por várias mudanças nos últimos anos, que resultaram num avanço
tecnológico muito valioso. Porém, muitos processos ainda utilizados hoje poderiam ser
melhorados, aumentando a produtividade e reduzindo os custos. Na escala evolutiva,
as ferramentas evoluíram primeiro, com o surgimento do aço rápido, divisor de águas
dos processos de usinagem na década de 1920. Depois dele vieram, o metal duro, o
cermet, a cerâmica e o diamante. A criação do inserto intercambiável também trouxe
muito mais qualidade e praticidade a produção, onde os obsoletos bits e widias tinham
que afiados ao fim de sua vida útil. Porém, faltava uma classe de insertos que fosse
capaz de usinar aços tratados termicamente e que obtinham elevada dureza, uma vez
que o material mais duro existente (o diamante) não consegue usinar materiais ferrosos.
Assim surgiu o CBN, ou Nitreto Cúbico de Boro, um material menos duro que o
diamante, porém não reage quimicamente com materiais ferrosos, o que possibilita a
usinagem desses aços tratados. O processo utilizado atualmente para usinar este tipo
de material é a retificação. Porém é um processo caro, devido a maneira como a
usinagem é promovida, por abrasão. Baixa produtividade e elevados custos de
operação nos fizeram pensar: será possível substituir um processo deste? Nos
capítulos que se sucedem deste trabalho, serão descritos os fundamentos que motivam
essa possível substituição de processos, visando a qualidade total do produto, que
reúne qualidade final, produtividade e redução de custos. Com a aplicação de uma
metodologia foi possível concluirmos uma redução de custos de mais de 70%, além de
um aumento de 80% na produtividade, sem comprometer a qualidade final do produto.
Palavras-chave: substituição; retífica cilíndrica; torneamento
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ELEVADOR DE CASAMENTO DE CARROCERIAS.
Alunos: RIBEIRO, Cleiton; ALVES, Victor; GOMES, Rafael; SANTOS, Francisco dos.
Orientador: HABIBE, Alexandre Fernandes.
RESUMO
Neste trabalho procurou desenvolver-se um método que permitisse avaliações locais
de propriedades no projeto de um sistema de casamento entre órgãos mecânicos e
carrocerias. Para isto é necessário conhecer os valores que influenciam sobre a
concepção dos equipamentos, tolerâncias de produto que devem ser respeitadas,
disposições quanto a concepção de estruturas e apoios mecânicos e princípios e
características presentes nos diversos ateliers de outras montadoras.
Utilizou-se métodos de cálculo adquiridos no curso acima citado para
dimensionamento de toda a motorização, guias lineares, rolamentos e gôndola de
elevação. As equações para resolução do campo de velocidades e resistência
mecânica também tiveram seus dados convectivos convertidos de forma a se
tornarem dependentes da função corrente. Os resultados obtidos são meramente
didáticos, pois foram considerados velocidades e pesos fictícios como dados de
entrada para o memorial cálculo. O objetivo deste trabalho é definir um referencial
prático para o conceito e dimensionamento do equipamento de marriage.
Palavras-chave- Atleier, Marriage, Gôndola de elevação, Guias lineares
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TECNOLOGIA DE TERMOSSIFÕES PARA
AQUECIMENTO DE GÁS NATURAL EM CITY GATE
Alunos: SANTANA, Carla Jacob..
Orientador: DIAZ, Elio Adolfo Oviedo
RESUMO
Trocadores de calor são dispositivos que facilitam a troca térmica entre dois fluidos
que se encontram em diferentes temperaturas, sem que seja permitida a mistura
entre eles.
Atualmente no Brasil, os trocadores de calor mais utilizados para o pré-aquecimento
do gás natural em city gates são os aquecedores indiretos por banho líquido. Apesar
de apresentarem segurança e confiabilidade, estes aquecedores possuem alguns
inconvenientes, como a necessidade de reposição de água e baixa eficiência
térmica, resultante de uma grande inércia. A exigência de uma maior racionalização
do uso dos recursos não-renováveis remete à melhoria constante de equipamentos
com vista à diminuição do desperdício energético, assim, a tecnologia de
termossifões pode ajudar no desenvolvimento de um trocador de calor mais
eficiente. Um termossifão é um dispositivo tubular de grande condutância térmica,
oco, que contém um fluido de trabalho e divide-se em três regiões principais:
evaporador, onde calor é fornecido ao tubo, secção adiabática (que pode ser
minimizada e até não existir) e condensador, onde calor é rejeitado. Nesta pesquisa,
propôs-se um modelo teórico de trocador de calor assistido por termossifões onde o
fluido de trabalho encontra-se saturado nas fases líquido e vapor. Como a troca
térmica em meios com mudança de fase é geralmente a melhor possível, pôde-se
observar que a tecnologia de termossifões promete equipamentos de menor porte e
maior eficiência térmica, se comparados com os trocadores de calor utilizados
atualmente.
Palavras-chave: Termossifões; Aquecedores Indiretos por Banho Líquido; City Gate.
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AUMENTAR A PRODUTIVIDADE NA LINHA DE CORTE TRANSVERSAL 18 DE
BOBINAS À FRIO E ZINCADA MATERIAL FORA DE LINHA – MFL.
Alunos: SILVA, Bruno Avelino de Souza; SANTOS, Fernando da Silva.
Orientador: HABIBE, Alexandre Fernandes; PALMEIRA, Alexandre Alvarenga.
RESUMO
O presente trabalho tem por finalidade desenvolver propostas de melhorias na linha
de corte transversal 18 da Cia Siderúrgica Nacional por meio do estudo de tempos e
movimentos, a fim de estabelecer um tempo padrão para o processo, levando em
consideração o tempo produtivo do trabalhador, estabelecendo a capacidade diária
da máquina, com o objetivo de aumentar a sua produtividade no corte de bobinas a
frio e zincada (BF e BZ) dos produtos fora de linha (MFL).
A LCT-18 foi adquirida pela gerência de entrepostos e faturamento da Cia
Siderúrgica Nacional, com o propósito de absorver ao máximo os produtos MFL
(material fora de linha) e agregar valor a este produto, a fim de melhorar o negócio
da empresa.
A linha está limitada a produzir 631 toneladas mês, e precisa de melhorias e
investimentos para aumentar a sua produtividade.
Mensalmente são produzidas aproximadamente 2.000 toneladas de material fora de
linha (MFL), sendo que, grande parte destes produtos são descartados como sucata,
ou seja, retornam para aciaria LD, compor a fabricação do aço. Certamente, este é o
principal motivo para tentar absorver ao máximo o MFL gerado, diminuir a perda no
processo produtivo das linhas galvanizados da Cia Siderúrgica Nacional e aumentar
a margem de lucro dos produtos acabados.
Palavras-chave: Linha de Corte Transversal; material fora de linha (MFL); bobinas a
frio e zincada (BF e BZ); aumentar a produtividade.
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SISTEMA DE INJEÇÃO DE MATERIAIS PULVERIZADOS (VASO DE PRESSÃO)
Alunos: OLIVEIRA, Bruno Fonseca de; MUNIZ, Eluedy da Silva; FUSCO, Felipe
Pires da Silva.
Orientador: HABIBE, Alexandre Fernandes.
RESUMO
Neste trabalho foi abordado a situação do Cadinho de um alto-forno de uma
siderúrgica, que sofre com as altas temperaturas em seu interior. Altas temperaturas
que necessitam ser atingidas para que ocorra o processo de redução de matéria-
prima para obtenção do gusa. Diante dessa situação, foi feito o estudo de um
“Sistema de Injeção de Materiais Pulverizados”, para injeção de rutilit ou ilmenita,
que são materiais com alto teor de TiO2, que ao serem injetados no alto-forno pelas
ventaneiras criam uma camada protetora no cadinho, evitando pontos quentes ao
longo do mesmo. O equipamento principal desse sistema é um “Vaso de Pressão”,
que será dimensionado e especificado nesse trabalho de acordo com a norma
reguladora de vasos de pressão. Ao longo do trabalho foi visto que esse sistema
poderia ser utilizado não só com rutilit e ilmenita, mas também com materiais que
podem auxiliar o coque na função de combustível, como por exemplo, o pó de
coletor e plástico granulado, além de trazer benefícios ambientais.
Palavras-chave: Vaso de pressão, alto-forno, cadinho, sistema de injeção.
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RECUPERAÇÃO DE PEÇAS EM FERROFUNDIDO NODULAR ATRAVÉS DO
PROCESSO DE SOLDAGEM OXIACETILÊNICA.
Alunos: COUTO, Alexandre José Santos; GOMES, João Eduardo Fonseca
Barcelos; PINTO, Marcius Gomes.
Orientador: XAVIER, Carlos Roberto.
RESUMO
Este trabalho mostra a maioria dos processos de fundição, em especial, o processo
em areia, abrangendo toda parte metalúrgica, sendo mais específica do ferro
fundido, principalmente o nodular, que é o foco do trabalho. Mostra todas as fases
do processo produtivo com seus respectivos defeitos. Menciona ainda a
complexidade dos produtos fundidos, competitividade e exigências em sua
qualidade, que por conseqüência gera um aumento no índice de refugo, o que reduz
o retorno financeiro das fundições de ferro fundido. Mostra os processos de
soldagem e os procedimentos já utilizados para recuperação, porém especifica a
soldagem oxiacetilênica com metal de adição com pré-aquecimento.
Diante disto, este trabalho tende a desenvolver uma metodologia de recuperação de
peças refugadas, em ferro nodular, pelo processo de soldagem oxiacetilênica com
pré-aquecimento, mostrando todos os procedimentos e metodologias resultadas
através deste processo, com auxílio de tratamento térmico, buscando obter uma
redução nos índices de refugos e conseqüentemente aumentando seu retorno
financeiro.
Palavras-Chave: Fundição; Ferro Fundido Nodular; Recuperação de peças;
Soldagem Oxiacetilênica.
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REDUÇÃO DO TEMPO MÉDIO DE PARADA EM EMERGÊNCIA
DA MÁQUINA DE CORRIDA CONTÍNUA 4 DA CSN
Alunos: CARVALHO, Alex de; FILHO, Almir Ramos; OLIVEIRA, Reinaldo de .
Orientador: HABIBE, Alexandre Fernandes
RESUMO
Este trabalho tem o objetivo, aplicar os nossos conhecimentos técnicos para
melhoria do desempenho das máquinas de corrida contínua na CSN, com a redução
do tempo médio de parada nas mesmas, mais especificamente na Máquina de
Corrida Contínua n.º 4 (MCC 4), devido falhas no sistema de troca automática de
largura do molde durante lingotamento, aplicando a relocação dos motos redutores,
responsáveis pela troca automática de largura do molde, da estrutura da máquina
para a estrutura do molde.
Cita-se no conteúdo do trabalho, o controle tecnológico estudado para a viabilidade
técnica da relocação, como a avaliação do espaço físico na estrutura do molde para
fixação dos motores, a avaliação da condição do novo ambiente proposto
(temperatura e nível de contaminantes), a avaliação do impacto do acréscimo de
peso sobre o oscilador, referente aos motores relocados, a avaliação da
possibilidade de melhorias do projeto existente, bem como o estudo de viabilidade
econômica que visa avaliar as perdas financeiras decorrente dos tempos de paradas
em emergência da MCC 4, com base nos históricos de problema de 2010 e fazer
uma estimativa de custo dos insumos a serem aplicados no projeto. O projeto visa
também à segurança em Instalações e Serviços Elétricos, com a utilização da
Norma NR-10, para avaliar impactos à segurança dos funcionários, referente ao
manuseio de cabos elétricos de potência e controle.
Com estas pesquisas, chegamos à conclusão final de que podemos ter um ganho
potencial com a redução de 75 % no tempo médio de parada da MCC 4 com base
nos registro de paradas em emergência ocorridas durante o ano de 2010.
Palavras-chave: redução; tempo médio de parada; máquina de corrida contínua.
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DESENVOLVIMENTODO NOVO EIXO DE TRANSMISSÃO PARA ACIONAMENTO
DAS CADEIRAS DE LAMINAÇÃO DO LAMINADOR DE TIRAS A FRIO N° 1.
Alunos: SOARES, Alcione Bonifácio Carrilho; FILHO, Félix Francisco de Oliveira
Rosa; PEREIRA, Ricardo de Oliveira.
Orientador: HABIBE, Alexandre Fernandes.
RESUMO
Este trabalho tem como objetivo apresentar propostas para aumentar a
produtividade na linha de Laminação de Tiras a Frio (LTF-1), através da
especificação e troca do eixo de transmissão da cadeira. Apresentando os principais
problemas do equipamento, os novos investimentos, os exemplos de solução com
seus resultados obtidos e propostas com resultados esperados.
A metodologia usada na realização deste trabalho será feita através de pesquisa de
documentos técnicos, livros, manuais e principalmente em campo, realizada na
Companhia Siderúrgica Nacional (CSN). As melhorias são voltadas para a solução
que possam eliminar as paradas não desejadas do equipamento, devido desgaste
mecânico do eixo de transmissão.
Palavras-chave: Laminador de tiras a frio (LTF#1); cadeira; cardan.
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DESAFIOS TECNOLÓGICOS APRESENTADOS PELA CAMADA GEOLÓGICA
SALINA NO PROCESSO DE PERFURAÇÃO DE POÇOS
Alunos: ALMEIDA, Alan Fábio Viller de.
Orientador: ADDOR, Pedro Nogueira; RODRIGUES, Ana Carolina Dornelas; DIAZ,
Elio Adolfo Oviedo
RESUMO
A recém descoberta de hidrocarbonetos sob uma camada de sal no litoral brasileiro
levantou questões sobre tecnologia no Brasil, assim como alavancou a economia
nacional. Os desafios encontrados pelos especialistas da área de exploração de
poços geraram grandes expectativas econômicas e políticas. O Brasil abriu os olhos
para o crescimento econômico que a exploração de hidrocarbonetos na camada
pode trazer pra o país, se a Petrobras confirmar a quantidade de óleo previsto para
exploração o Brasil se torna um dos maiores países produtores de petróleo do
mundo. Esse estudo vem mostrar os principais desafios encontrados no processo de
perfuração na camada extensa de sal encontrada no Brasil, o principal foco desse
trabalho é analisar os problemas encontrados na camada salina que afetam as
principais componentes da perfuração (descida da coluna, sistema de segurança
dos poços, fluidos de perfuração, cimentação, material a ser utilizado em
equipamentos e tubos).
Palavras-chave: desafios tecnológicos, perfuração, pré-sal, problemas
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AUMENTO DA CONFIABILIDADE DOS COMPRESSORES DE GÁS DE
COQUERIA ATRAVÉS DA REDUÇÃO DE VIBRAÇÕES MECÂNICAS.
Alunos: MENDONÇA, Adriano Sanches e; SOUZA, Fernanda Molinário de .
Orientador: HABIBE, Alexandre Fernandes; PALMEIRA, Alexandre Alvarenga.
RESUMO
Este trabalho apresenta como principal linha de desenvolvimento a análise das
vibrações mecânicas dos equipamentos de aumento de pressão do gás de coqueria
utilizados na Usina Presidente Vargas – CSN, os chamados Boosters IHI,
compressores centrífugos fabricados pela empresa Ishikawajima-Harima Heavy
Industries Co. Ltd..
Destacando ainda a importância da utilização deste gás para os processos
produtivos da UPV e os impactos econômicos decorrentes da paralisação do
abastecimento deste insumo energético para as áreas que necessitam consumi-lo a
altas pressões.
Inicialmente, o presente trabalho esclarecerá o processo de geração e distribuição
do gás de coqueria, que é um subproduto do processo de carbonização do carvão
em fornos de coque, após isto serão feitos esclarecimentos acerca das
características dos equipamentos analisados e suas funções, além de uma revisão
bibliográfica sobre nosso tema central - o estudo para redução de vibrações
mecânicas de um compressor centrífugo.
A realização deste trabalho baseia-se em análise de referências bibliográficas,
observações de atividades realizadas em campo e, sobretudo acompanhamento de
processos de manutenção e implantação de recursos e alterações tecnológicas.
Palavras-chave: aumento da confiabilidade; compressores de gás; coqueria.
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