Desenvolvimento de facas para triturador de cavacos de aço
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Tipo de produção
Trabalho de Conclusão de Curso
Data
2023-12-18
Autores
Barcelos, Difran
Carvalho, Eduardo de Souza
Sacchi, Matheus Parigini
Magalhães, Vinicius Feliciano
Carvalho, Eduardo de Souza
Sacchi, Matheus Parigini
Magalhães, Vinicius Feliciano
Orientador
Delijaicov, Sergio
Periódico
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Palavras-chave
triturador,descarte,inovação,segurança,crusher
Resumo
Resultado da parceria estabelecida entre a FEI e a Cia. do Metropolitano da Cidade de São Paulo, foi proposto um desafio que envolve um triturador de cavaco para o pós-processamento da usinagem das rodas dos vagões. As rodas, feitas de aço fundido AISIC 1040 sofrem desgaste e deformação devido sua utilização e principalmente em momentos de frenagem, desenvolvendo a formação de “calos”, que são áreas da roda com achatamento e maior dureza, causando trepidações e prejudicando a segurança e performance do trem. Estas rodas são periodicamente usinadas por um torno do tipo rodeiro e nesse processo é gerado em média 250kg de cavacos por hora. Para o processamento destes resíduos, utiliza-se um triturador de fragmentos MAYFRAN modelo TA-4, este equipamento apresentou falhas em seu conjunto de facas de corte e estas devem ser repostas. As facas de reposição precisam ser importadas, o que acarreta atrasos e custos adicionais de importação. Como solução a equipe DEMV Solutions sugere além de realizar reposição das facas com um produto nacional, desenvolver um método de otimização de geometria para maximizar a eficiência das facas que serão produzidas no Brasil. O desenvolvimento do estudo conta uma variedade de abordagens, como pesquisa bibliográfica, consultas a especialistas, análise de viabilidade, modelagem 3D, simulações com o método dos elementos finitos, análises estatísticas e ensaios laboratoriais. O objetivo é identificar pontos críticos da faca original, definir variáveis independentes relacionadas a geometria da faca para um estudo estatístico e, assim, desenvolver uma metodologia que defina o design otimizado validado também em laboratório. Todos os detalhes podem ser encontrados no databook completo.
As a result of the partnership established between FEI and Cia. do Metropolitano da Cidade de São Paulo, a challenge was proposed involving a chip grinder for the post-processing of wagon wheel machining. The wheels, made of AISI 1040 cast steel, suffer wear and deformation as a result of their use and especially during braking, developing the formation of "calluses", which are areas of the wheel with flattening and greater hardness, causing shaking and impairing the safety and performance of the train. These wheels are periodically machined on a wheel-type lathe and this process generates an average of 250 kg of chips per hour. To process this waste, a MAYFRAN TA-4 shredder is used. This equipment has had faults with its set of cutting knives and these need to be replaced. The replacement knives need to be imported, which leads to delays and additional import costs. As a solution, the DEMV Solutions team suggests not only replacing the knives with a national product, but also developing a geometry optimization method to maximize the efficiency of the knives that will be produced in Brazil. The study used a variety of approaches, such as bibliographical research, specialist consulting, economic analysis, 3D modeling, simulations using the finite element method and laboratory analysis. The aim is to identify critical points of the original knife, define independent variables related to the geometry of the knife for a statistical study and therefore develop a methodology that defines the optimized design which is also validated in the laboratory.
As a result of the partnership established between FEI and Cia. do Metropolitano da Cidade de São Paulo, a challenge was proposed involving a chip grinder for the post-processing of wagon wheel machining. The wheels, made of AISI 1040 cast steel, suffer wear and deformation as a result of their use and especially during braking, developing the formation of "calluses", which are areas of the wheel with flattening and greater hardness, causing shaking and impairing the safety and performance of the train. These wheels are periodically machined on a wheel-type lathe and this process generates an average of 250 kg of chips per hour. To process this waste, a MAYFRAN TA-4 shredder is used. This equipment has had faults with its set of cutting knives and these need to be replaced. The replacement knives need to be imported, which leads to delays and additional import costs. As a solution, the DEMV Solutions team suggests not only replacing the knives with a national product, but also developing a geometry optimization method to maximize the efficiency of the knives that will be produced in Brazil. The study used a variety of approaches, such as bibliographical research, specialist consulting, economic analysis, 3D modeling, simulations using the finite element method and laboratory analysis. The aim is to identify critical points of the original knife, define independent variables related to the geometry of the knife for a statistical study and therefore develop a methodology that defines the optimized design which is also validated in the laboratory.