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Essa dissertação apresenta um estudo de caso desenvolvido em uma fábrica de motores do ciclo Otto.
Na linha de montagem da fábrica foi detectada uma oportunidade de melhoria relacionada à fixação do volante do motor ao virabrequim. Esse processo é extremamente importante, uma vez que essa peça transfere o torque gerado no virabrequim, através das explosões do carburante, para a caixa de câmbio do veículo.
O processo de fixação do volante do motor no virabrequim é dividido em duas etapas. Em cada uma, quatro parafusos são apertados simultaneamente em dois ciclos idênticos por meio de um conjunto composto por quatro apertadeiras de alta tecnologia. Esse processo de aperto segue um método definido em normas de engenharia.
Durante a montagem automatizada, verificou-se que alguns dos oito parafusos apresentavam torque acima do previsto em norma de engenharia, levando à reprovação do ciclo e gerando perdas por microparadas de linha e refugos.
A metodologia empregada é baseada na aplicação do ciclo PDCA, o qual fundamenta-se no método científico, e é estruturado por experimentos, hipóteses e avaliações.
O problema foi resolvido e sua solução exigiu uma mudança de mentalidade e um estudo de materiais e de processos de fabricação com enfoque na pesquisa científica. Exigiu, também, um estudo aprofundado dos conceitos de tribologia, torque, rugosidade, coeficiente de atrito, acabamento superficial, gradiente de torque e métodos de aperto.
A dissertação revela a importância do incentivo à pesquisa teórica e acadêmica dentro da indústria, como ferramenta para melhoria de produtos e processos, e foi fundamentada em dados, medidas de Laboratório de Metrologia, tratamentos estatísticos, imagens, avaliação de perdas e aponta para a solução do problema. Assim, para reforçar a solução empregada, essa dissertação traz em seu desenvolvimento análises e comparações de desempenho entre acabamentos superficiais de Oxidação Negra, Oleamento e Fosfatização medidos através da Análise de Capabilidade do Gradiente de Torque, trazendo como resposta o melhor acabamento superficial de parafuso para o processo de aperto analisado.
The article presents a case study developed in one factory that produces Otto combustion engines.
A problem on the production line regarding the mechanical connection between the crankshaft and the flywheel was detected. This process is extremely important because this part transfers torque generated in the crankshaft, through the fuel bursts to the vehicle gearbox.
The flywheel tightening process in crankshaft is divided into two stages. In each one, four screws are tightened simultaneously in two identical cycles through a set composed of four high technology nut runners. This tightening process follows a defined tightening torque method in engineering standards.
During the production process it was observed that some screws presented high torque, exceeding the permitted limit with negative consequences for the factory productivity.
The methodology is based on the application of the PDCA cycle, which is based on scientific methodology, and is structured by experiments, hypotheses and evaluations.
In order to solve the problem was required a change of mentality and a study of materials and manufacturing processes with a focus on scientific research. Also demanded a thorough study in relation to the concepts of tribology, torque, roughness, coefficient of friction, surface coatings, torque gradient and tightening methods.
The article presents the importance of encouraging theoretical and academic research within the industry as a tool for improving products and processes as well as data, metrology laboratory measures, statistical treatments, images, evaluation of losses and points to the solution of the problem. Also, to highlight the employed solution, this article brings in its development, analysis and comparative performance among surface coatings of Black Oxide, Oiling and Phosphating measured by Capability Analysis of Torque Gradient, bringing the best surface coating screw for the analyzed tightening process.
Data da defesa: 04/05/2016
Banca Examinadora
Orientador(a): Renato de Arruda Penteado Neto (Lactec)
Membro da Banca: Luiz Alkimin de Lacerda (Lactec)
Membro da Banca: Julio Cezar de Almeida (UFPR)
Palavra(s)-Chave: Torque. Métodos de aperto. Tribologia. Coeficiente de atrito. Acabamento superficial.
Keywords: Torque. Tightening method. Tribology. Coefficient of friction. Surface coatings.
