Análise estrutural e simulacional de um projeto de máquina em conformidade com a tecnologia da indústria 4.0

Abstract

Resumo: Soluções com alta qualidade, desempenho e baixo custo operacional são primordiais para o sucesso de um projeto, haja vista que a filosofia fabril atual é produzir mais com menos. Nesse contexto, a simulação computacional como pilar da indústria 4.0 cresceu muito nos últimos anos, impulsionado pelo massivo uso e grande conhecimento sobre essa tecnologia. Tal crescimento cumulativo trouxe um consenso de que a simulação em um projeto de máquina é a chave para aumentar a competividade e a conduzir o projeto a um patamar de grande relevância no processo de fabricação e construção de máquinas, promovendo transformações nos negócios e mudanças tecnológicas. O objetivo desse trabalho é desenvolver um projeto virtual de uma máquina de controle de buchas e testar a viabilidade técnica quanto a sua confiabilidade e sanidade estrutural, minimizando falhas por ruptura ou deformação de seus componentes. O método conta com análise estrutural pelo método dos elementos finitos, simulações computacionais, pesquisas literárias e construção de um protótipo para testes experimentais. O resultado foi um aumento da confiabilidade e robustez da máquina, reduzindo a probabilidade de falha dos componentes estruturais e gerando um melhor desempenho e segurança da máquina, bem como a redução dos custos de fabricação promovida e detectados previamente pela analise simulacional. Conclui-se pela essencialidade do projeto virtualmente concebido, analisado e validado para agilidade, competitividade e excelência dos projetos de máquinas.

Abstract: High quality solutions, performance and operational low cost are fundamental do the project success, since the manufacturing philosophy is to produce more with less. According to this context, the computational simulation as the 4.0 industry principles, increased a lot in the past years, motivated by the massive use and great knowledge about this technology. Such aggregate development brought over an agreement that the simulation in a machine project is the key to increase the competitiveness and to lead the project to a great importance level in the process of manufacture and building machinery, encouraging changes in business and technological developments. The purpose of this paper is to develop a virtual project in a controller bearing machines and test the technical viability about its reliability and structural sanity, reducing the breakdown failures or its components distortion. The method relies on a structural analysis through the Finite Elements, computer simulations, academic researches and building of a prototype to experimental tests. The reliability and strength enhancement of the machine were the results which reduced the failure probability of structural components producing a better performance and machine security, just as the reduction of manufacturing costs which are previously promoted and detected through the analysis of the simulation. In conclusion through the essentiality of the virtually conceived project, analyzed and verified to flexibility, competitiveness and excellence in the machinery designs.