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Título: Análise de forças aplicadas por mecanismo pneumático na inspeção de pinos soldados
Título(s) alternativo(s): Analysis of the forces applied by pneumatic mechanism in the inspection of welded studs
Autor(es): Hübbe, Andreas Rutz
Orientador(es): Ferreira, Ana Paula Carvalho da Silva
Palavras-chave: Planejamento dos recursos de manufatura
Método dos elementos finitos
Solda e soldagem
Manufacturing resource planning
Finite element method
Solder and soldering
Data do documento: 7-Mai-2014
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Referência: HÜBBE, Andreas Rutz. Análise de forças aplicadas por mecanismo pneumático na inspeção de pinos soldados. 2014. 141 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2014.
Resumo: Dentro de uma empresa de manufatura, um dos maiores problemas é o tempo perdido com retrabalho e inspeção. A solda tipo solda pino, do inglês Stud Welding, é de baixa confiabilidade e repetibilidade. As instabilidades e interferências da rede elétrica, mesmo que pequenas, causam oscilações no processo de fabricação que impactam a qualidade do produto. As variações no processo tornam necessárias, na maioria das aplicações, a inspeção de todos dos pinos soldados. A inspeção de solda, em grande parte das empresas, é feita manualmente utilizando um equipamento cuja força aplicada depende do operador e sua experiência. A fim de padronizar a força aplicada pelo operador e tornar a inspeção mais rápida, esse trabalho propõe o dimensionamento de um dispositivo pneumático que possibilita a inspeção do pino soldado ainda com o gabarito de soldagem posicionado no componente. As forças aplicadas no pino soldado, que dependem da pressão presente no cilindro pneumático do mecanismo, são determinadas de modo que, através do dispositivo proposto, se obtenha uma tensão equivalente à tensão gerada pelo torque aplicado por uma parafusadeira. O dispositivo foi modelado em SOLIDWORKS®, as forças foram analisadas utilizando o princípio dos trabalhos virtuais, através do programa MATHCAD®, e as tensões foram analisadas utilizando método dos elementos finitos, através do programa ANSYS®. As tensões geradas, tanto pelo mecanismo quanto pela parafusadeira, foram comparadas através do critério de falha de Von Mises.
Abstract: Inside a manufacturing plant, one of the biggest problems is time spent on rework and inspection. The weld of stud, or Stud Welding, has low confiability and repeatability. The instability and interferences on the power lines, even low, cause oscillation on the manufacturing process which impacts the quality of the product. These variations on the process make necessary, in most cases, the inspection of all welded studs. The inspection is largely performed manually by devices in which the force applied to the stud relies on the operator that performs it and his experience. In order to standardize the force applied to the stud by the operator and to make the inspection faster, this works proposes the sizing of a pneumatic device that enables the inspection even with the welding jig positioned over the welded part. The forces applied on the welded stud, which depends on the pressure inside the pneumatic cylinder, are determined so that a stress equivalent to the stress caused by a screwdriver is obtained through the proposed device. The device was modeled in SOLIDWORKS®, the forces were analyzed using the principle of virtual work, through the program MATHCAD®, and the stresses were analyzed using the finite element method, through the program ANSYS®. The stresses generated through the proposed device were analyzed and compared to the stresses caused by a screwdriver using the Von Mises failure criterion.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/6838
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