INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE … · variedade de tipos de karts...

35
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SÃO PAULO - CAMPUS SÃO JOSÉ DOS CAMPOS Diego Hiroshi Taira Felipe Augusto Alves Gabriel Gustavo Oliveira da Silva Marcus Vinícius Ferreira Barbosa KART ADAPTADO A PORTADORES DE NECESSIDADES ESPECIAIS Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo Campus São José dos Campos, como requisito para obtenção do Título de Técnico em mecânica sob orientação do Professor Helder Souza de Oliveira e Co- orientação da Professora Amita Muralikrishna. São José dos Campos 2014

Transcript of INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE … · variedade de tipos de karts...

Page 1: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE … · variedade de tipos de karts utilizados que conseguem cumprir com as ... havendo já lançado nobres nomes da Fórmula

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SÃO PAULO - CAMPUS SÃO JOSÉ DOS CAMPOS

Diego Hiroshi Taira Felipe Augusto Alves

Gabriel Gustavo Oliveira da Silva Marcus Vinícius Ferreira Barbosa

KART ADAPTADO A PORTADORES DE NECESSIDADES ESPECIAIS

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo – Campus São José dos Campos, como requisito para obtenção do Título de Técnico em mecânica sob orientação do Professor Helder Souza de Oliveira e Co-orientação da Professora Amita Muralikrishna.

São José dos Campos 2014

Page 2: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE … · variedade de tipos de karts utilizados que conseguem cumprir com as ... havendo já lançado nobres nomes da Fórmula

1

Taira, Diego H.; Alves, Felipe A.; Silva, Gabriel G.. O.; Barbosa, Marcus Vinícius F.

Kart adaptado a portadores de necessidades especiais / Taira, Diego H.; Alves, Felipe A.;

Silva, Gabriel G.. O.; Barbosa, Marcus Vinícius F.. São José dos Campos, SP: 2014.

Trabalho de conclusão de curso (Técnico em Mecânica) – Instituto Federal

de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo-Campus São José dos Campos.

Orientação: Prof. Helder Souza de Oliveira e Co-orientação da Professora Amita

Muralikrishna.

1. kart 2. Deficiência 3. Adaptação 4. Habilidade 5. Acessibilidade

Page 3: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE … · variedade de tipos de karts utilizados que conseguem cumprir com as ... havendo já lançado nobres nomes da Fórmula

2

BANCA EXAMINADORA

Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) defendido e aprovado em

_____ de _____________ de 2014, pela banca examinadora constituída pelos

professores:

_______________________________________________

Professor Helder Souza de Oliveira

Orientador (a)

_______________________________________________

Professora Amita Muralikrishna

Co-orientador (a)

Page 4: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE … · variedade de tipos de karts utilizados que conseguem cumprir com as ... havendo já lançado nobres nomes da Fórmula

3

Agradecimentos

Agradecemos primeiramente a Deus por ter nos abençoado a

conseguir finalizar este projeto. Muitas pessoas, direta ou indiretamente,

contribuíram para a realização deste trabalho. Em especial gostaríamos de

agradecer: a empresa Kart Center que nos forneceu peças, chassi, e o motor

do kart, ao orientador professor Helder Souza de Oliveira e a co-orientadora

professora Amita Muralikrishna, por acreditar em nossa capacidade, valorizar o

nosso trabalho e contribuir para o nosso crescimento pessoal e intelectual, aos

nossos colegas Wesley, Francisco, José Adilson, Valdir, Ronivaldo e aos

colegas da sala da mecânica IV vespertino pelos momentos de alegria,

descontração, amizade e até mesmo por nos auxiliar nas atividades, e a escola

IFSP-SJC.

Page 5: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE … · variedade de tipos de karts utilizados que conseguem cumprir com as ... havendo já lançado nobres nomes da Fórmula

4

SUMÁRIO

LISTA DE FIGURAS .................................................................................................... 5

LISTA DE ABREVIATURAS E SÍMBOLOS .................................................................. 7

RESUMO..................................................................................................................... 8

ABSTRACT ................................................................................................................. 9

1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 10

2. OBJETIVO ............................................................................................................. 11

3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .................................................................................. 12

3.1. Enquadramento Histórico ............................................................................... 12

3.2. O kart .............................................................................................................. 13

3.3. Torno mecânico............................................................................................... 16

3.4. Fresadora ....................................................................................................... 19

4. MATERIAIS E MÉTODOS ..................................................................................... 21

4.1. Materiais ......................................................................................................... 21

4.1.1. Materiais recebidos .................................................................................. 21

4.2. Métodos .......................................................................................................... 24

4.2.1. Limpeza e lubrificação das peças ............................................................ 24

4.2.2. Preparação do chassi ............................................................................... 24

4.2.3. Usinagem da manga ................................................................................ 24

4.2.4. Montagem do volante adaptado ............................................................... 26

4.2.5. Adaptação do freio ................................................................................... 27

4.2.6. Fixação do motor ...................................................................................... 27

4.2.7. Montagem da transmissão ....................................................................... 28

4.2.8. Polia tensionadora.................................................................................... 28

5. RESULTADOS E DISCUSSÕES ........................................................................... 30

6. CONCLUSÃO ........................................................................................................ 33

6.1. Trabalhos futuros ............................................................................................ 33

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................................... 34

Page 6: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE … · variedade de tipos de karts utilizados que conseguem cumprir com as ... havendo já lançado nobres nomes da Fórmula

5

LISTA DE FIGURAS

Figura 1: (a) Eng. Art Ingels; (b) Primeiro kart. 12

Figura 2: (a) Aspecto geral de chassi atual de competição; (b) Chassi de kart. 13

Figura 3: Competição de kart. 14

Figura 4: Kart geralmente utilizado por crianças. 15

Figura 5: (a) Tecnologia telemétrica no volante de um kart; (b) Dispositivo telemétrico. 16

Figura 6: Torno primitivo. 16

Figura 7: Torno oleiro. 17

Figura 8: Torno “tipo máquina de costura”. 17

Figura 9: Detalhe do acionamento. 17

Figura 10: Torno da época da Segunda Guerra. 18

Figura 11: Estação CNC. 18

Figura 12: Fresadora ferramenteira. 20

Figura 13: (a) Vista frontal do chassi; (b) Vista lateral do chassi. 21

Figura 14: Eixo traseiro. 22

Figura 15: Roda. 22

Figura 16: (a) Luva para roda traseira; (b) Luva fixada na roda. 22

Figura 17: Manga dianteira esquerda. 23

Figura 18: Motor Honda GX-200. 23

Figura 19: (a) Alunos do IFSP-SJC na limpeza das peças; (b) Limpeza das peças

fornecidas pela empresa Kart Center.

24

Figura 20: (a) Chassi pronto na cor preto fosco; (b) Alunos do IFSP-SJC pintando. 24

Figura 21: Manga esquerda dianteira. 25

Figura 22: (a) Corte do material para usinagem no torno mecânico; (b) Corte do material

para usinagem na fresadora universal.

25

Figura 23: (a) Usinagem no torno mecânico; (b) Usinagem na fresadora universal. 26

Figura 24: Medição com paquímetro. 26

Figura 25: (a) Volante adaptado; (b) Sistema de direção do kart. 26

Figura 26: Freio adaptado. 27

Figura 27: (a) Chapas de aço; (b) Local para fixar as chapas de aço; (c) Motor fixado. 27

Figura 28: Sistema de transmissão. 28

Figura 29: Folga da correia na polia. 28

Figura 30: (a) Alavanca fixada a frente do banco; (b) Alavanca abaixada. 29

Page 7: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE … · variedade de tipos de karts utilizados que conseguem cumprir com as ... havendo já lançado nobres nomes da Fórmula

6

Figura 31: (a) Polia tensionadora; (b) Polia tensionadora fixada na transmissão. 29

Figura 32: (a) Ângulo da manga; (b) Mangas presas á roda. 30

Figura 33: (a) Volante adaptado vista lateral; (b) Volante com seus respectivos manetes. 30

Figura 34: Pinça danificada no primeiro teste. 31

Figura 35: Alunos analisando a velocidade que pode chegar o motor. 31

Figura 36: Polia tensionadora produzida com restos de materiais. 32

Figura 37: (a) Vista lateral do kart; (b) Vista frontal do kart. 33

Page 8: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE … · variedade de tipos de karts utilizados que conseguem cumprir com as ... havendo já lançado nobres nomes da Fórmula

7

LISTA DE ABREVIATURAS E SÍMBOLOS

kW Quilowatt

cc Cilindrada

km/h Quilometro por hora

kg Quilograma

cv Cavalo-vapor

Page 9: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE … · variedade de tipos de karts utilizados que conseguem cumprir com as ... havendo já lançado nobres nomes da Fórmula

8

RESUMO

O karting surgiu nos Estados Unidos há cerca de 60 anos e consiste numa

atividade desportiva praticada com pequenos veículos, disponível a todas as

pessoas sem limite de idade, experiência e habilidade, verificando-se a

necessidade de adaptar o veículo ao tamanho do utilizador. Há uma grande

variedade de tipos de karts utilizados que conseguem cumprir com as

exigências do mundo da competição, ou simplesmente utilização para períodos

de lazer. Neste sentido, pretende-se com este trabalho, desenvolver um

conceito de um kart com acessibilidade para portadores de necessidades

especiais, especificamente deficiência física dos membros inferiores, fazendo

uso de novos materiais estruturais e adaptações de aceleração e frenagem na

direção.

Palavras chave: kart, deficiência, adaptação, habilidade, acessibilidade.

Page 10: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE … · variedade de tipos de karts utilizados que conseguem cumprir com as ... havendo já lançado nobres nomes da Fórmula

9

ABSTRACT

The karting originated in the United States for about 60 years and is a

sporting activity practiced with small vehicles, available to all persons

regardless of age, experience and skill, verifying the need to adapt the vehicle

to the size of the user. There are a variety of types of karts used that can meet

the demands of the world of competition, or simply use for leisure time. In this

sense, the aim of this study was to develop a concept of a kart with accessibility

for people with special needs, specifically disability of lower limbs, making use

of new materials and structural adaptations of acceleration and braking in

direction.

Keywords: karting, disability, adaptation, ability, accessibility.

Page 11: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE … · variedade de tipos de karts utilizados que conseguem cumprir com as ... havendo já lançado nobres nomes da Fórmula

10

1. INTRODUÇÃO

A exclusão social está até dentro das pistas, não havendo possibilidade

de um portador, especificamente com deficiência física dos membros inferiores,

aproveitar o que um kart tem de melhor, pela dificuldade de que o veículo

apresenta pela aceleração e frenagem serem mecanicamente nos pés. A

criatividade rompe barreiras e permite que deficientes físicos acelerem nas

pistas e o kart adaptado vem mudar o paradigma da sociedade com relação a

esses portadores, dando-lhes maiores oportunidades de participar e aproveitar

desta atividade esportiva e de lazer, alterando o uso da aceleração e frenagem

com os pés para a adaptação com as mãos.

O kart adaptado requer mais reflexo e é preciso coordenar os

movimentos das mãos, para não soltar o volante.

Atualmente os karts projetados e produzidos têm como objetivo a

utilização na área de lazer e ao ramo de treinamento automobilístico.

Estruturalmente, o kart tem um comportamento em pista muito peculiar, uma

vez que a inexistência de um diferencial do eixo traseiro impõe a necessidade

que na curva, apenas três das quatro rodas fiquem em contato com o solo,

evitando assim a perda de tração e consequentemente controle do kart.

Diante deste contexto a proposta deste trabalho foi projetar e adaptar um

kart que atenda aos portadores de necessidades especiais, especificamente os

deficientes físicos dos membros inferiores, com adaptação de aceleração e

frenagem junto à direção.

Page 12: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE … · variedade de tipos de karts utilizados que conseguem cumprir com as ... havendo já lançado nobres nomes da Fórmula

11

2. OBJETIVO

Projetar e adaptar um kart que atenda aos portadores de

necessidades especiais, especificamente os deficientes físicos de membros

inferiores, com adaptação de aceleração e frenagem junto à direção.

Page 13: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE … · variedade de tipos de karts utilizados que conseguem cumprir com as ... havendo já lançado nobres nomes da Fórmula

12

3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

3.1. Enquadramento Histórico

Os karts, como hoje são conhecidos, são originários dos Estados Unidos

da América. Por volta dos anos 50, pilotos americanos construíam pequenos

carros motorizados, com tubos metálicos, equipados com pequenas rodas de

aviões. Inicialmente estes pequenos veículos serviam para dar apoio aos

mecânicos nos campos de aviação, só mais tarde o engenheiro Art Ingels

construiu um veículo com a concepção base do kart atual, visível na Figura 1. A

primeira marca a surgir com patente mundial foi lançada com a designação de

Caretta e resultou do trabalho de Ingels e de Lou Borelli, engenheiro

responsável pela manutenção das estações de serviço da Standard Oil.

(a) (b)

Figura 1: (a) Eng. Art Ingels; (b) Primeiro kart.

A primeira corrida de karts realizou-se em 1957, em pistas provisórias e

com equipamentos construídos pelos próprios concorrentes. Em Dezembro de

1956 foi fundado o Go-Kart Club of America, o primeiro Karting Club do mundo.

A popularidade do novo desporto motorizado não parava de aumentar, e em

1960 foram registrados 300 mil karts, construídos por várias dezenas de

empresas. Na Europa o movimento fez-se sentir no final dos anos 50 e, em

1962, o karting era inscrito na Federação Internacional do Automóvel. Dois

anos mais tarde formava-se a Comissão Internacional de Karting, a autoridade

principal da modalidade primeiramente na Europa, e depois no mundo. A

modalidade chegou a Portugal no princípio dos anos 60 e inicialmente era

praticado nos parques de estacionamento ou em praças. Os primeiros

Page 14: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE … · variedade de tipos de karts utilizados que conseguem cumprir com as ... havendo já lançado nobres nomes da Fórmula

13

kartódromos foram construídos a partir de 1963, sendo que o mais antigo ainda

em funcionamento, o kartódromo Cabo do Mundo em Matosinhos, foi fundado

em 1979. O ano de 1991 foi onde se verificou uma maior projeção da atividade,

ficando mais acessível a todos os cidadãos. Hoje em dia, existem em Portugal

karts muito avançados, representações de todas as marcas da modalidade, e

mais de 30 kartódromos distribuídos por todo o país. O karting evoluiu tão

consistentemente, que se tornou na melhor das escolas de formação para

jovens pilotos, havendo já lançado nobres nomes da Fórmula 1 como Nelson

Piquet, Ayrton Senna, Nigel Mansell e Alain Prost. Oficialmente, com base em

regulamentos desportivos, o karting é uma atividade que pode ser praticada a

partir dos cinco anos de idade. Desta forma existem karts no mercado com

diferentes dimensões de chassis, associados à faixa etária ou morfologia do

piloto. Os modelos mais comuns, apesar de veículos que não incluem

componentes de controle eletrônico sofisticados, permitem diversos acertos e

afinações mecânicas, assemelhando-se muito a uma fórmula em aceleração e

frenagem, exigindo uma boa preparação física por parte do condutor. É

essencial o piloto conhecer toda a mecânica e os seus pontos de afinação para

atingir o seu melhor desempenho. (Oliveira, 2012)

3.2. O Kart

Ao longo de 60 anos de desenvolvimento, é interessante observar as

diferenças evolutivas em torno do mesmo conceito. A Figura 2 ilustra o aspecto

geral de chassis atuais de competição, onde é visível por comparação com a

figura ao lado, essa mesma evolução:

(a) (b)

Figura 2: (a) Aspecto geral de chassi atual de competição; (b) Chassi de kart.

Page 15: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE … · variedade de tipos de karts utilizados que conseguem cumprir com as ... havendo já lançado nobres nomes da Fórmula

14

Estruturalmente, o kart tem um comportamento em pista muito peculiar,

uma vez que a inexistência de um diferencial do eixo traseiro impõe a

necessidade que na curva, apenas três das quatro rodas fiquem em contato

com o solo, evitando assim a perda de tração e consequentemente controle do

kart. Os chassis dos karts atuais têm na sua maioria uma configuração

estrutural similar à da Figura 2, no entanto, existem diferenças diante a sua

aplicação final, e é por isso que comercialmente podem ser divididos em duas

categorias, sendo elas competição e lazer. Logo abaixo segue a Figura 3 de

uma competição de kart.

Figura 3: Competição de Kart

As versões destinadas à utilização lúdica são frequentemente

encontradas nos kartódromos com serviço de aluguel. As potências dos

motores estão normalmente localizadas entre os 2,6 kW e os 8,7 kW,

referentes às cilindradas de 120cc e 390cc respectivamente. Estes valores de

potência demonstram-se pouco significativos quando comparados aos

equivalentes utilizados em competição. Para os utilizadores até 14 anos, as

velocidades atingidas são usualmente inferiores a 90km/h. Esse limite é

imposto pela rotação máxima do motor e pela relação de transmissão utilizada

entre o motor e o freio traseiro, uma vez que a transmissão de potência é feita

sem caixa de velocidades.

O sistema de travagem é normalmente de atuação mecânica por cabo. As

características técnicas dos chassis de lazer são pouco evoluídas, garantindo

apenas que se apresentem como veículos fáceis e divertidos de conduzir. As

manutenções são econômicas, sem que exista a necessidade de utilizar

Page 16: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE … · variedade de tipos de karts utilizados que conseguem cumprir com as ... havendo já lançado nobres nomes da Fórmula

15

materiais de elevado nível de qualidade. Na maioria dos casos, recorre-se por

isso a componentes consumíveis mais acessíveis economicamente.

Usualmente o peso de um kart de 200cc, sem piloto e sem combustível, é

cerca de 110 kg, já os karts de 270cc poderão atingir os 119 kg nas mesmas

condições. Para dar resposta às necessidades do mercado de aluguel é

frequente encontrar várias frotas de karts disponíveis, de diferentes dimensões

de chassis, num mesmo kartódromo. Logo abaixo segue a Figura 4 de um kart

de pequeno porte.

Figura 4: Kart geralmente utilizado por crianças

Acontece, porém que as frotas de tamanho de criança são menos

solicitadas o que implica uma lenta velocidade de reabilitação do investimento.

A esse fato acrescentam-se as despesas de manutenção das condições

logísticas adequadas para albergar todos os veículos. Na vertente competitiva,

tudo funciona de forma diferente. Os karts utilizados são mais velozes e

eficazes, e dispõem de características mecânicas modificáveis, ao ponto de ser

possível ajustar cada veículo ao respectivo condutor e modo de condução,

poupando-se centésimos de segundo em pista.

A gama de potências disponíveis é muito mais alargada, chegando a

atingir mais de 30 kW, o equivalente a cerca de 40cv, numa cilindrada de

125cc. As velocidades atingidas são muito superiores, uma vez que existem 6

relações de velocidade, sendo que em alguns circuitos a velocidade mínima

praticada é de 70km/h, e a máxima de 200km/h. O sistema de travagem

utilizado na maioria dos casos é hidráulico e atua no eixo traseiro e dianteiro.

Existem regras que estipulam o peso mínimo do conjunto kart e piloto e, por

Page 17: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE … · variedade de tipos de karts utilizados que conseguem cumprir com as ... havendo já lançado nobres nomes da Fórmula

16

exemplo, na categoria entre os 12 e os 14 anos, esse valor é de 145 kg, com o

piloto equipado a bordo, sem combustível. Os karts são monitorizados em pista

através de tecnologia telemétrica, onde são controlados os valores de

velocidade, rotação do motor, temperatura do motor, dos pneus e do líquido de

refrigeração, pressão dos pneus e tempos por volta. Logo abaixo segue a

Figura 5 da tecnologia telemétrica (Oliveira, 2012).

(a) (b)

Figura 5: (a) Tecnologia telemétrica no volante de um kart; (b) Dispositivo telemétrico.

3.3. Torno mecânico

O uso do Torno foi identificado por arqueólogos na fabricação de cerâmicas

datadas de mais de 3000 anos de existência.

Figura 6: Torno primitivo

Page 18: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE … · variedade de tipos de karts utilizados que conseguem cumprir com as ... havendo já lançado nobres nomes da Fórmula

17

Desenhos Egípcios mostram oleiros trabalhando com Tornos a mais de

2000 anos antes de nossa era.

Figura 7: Torno Oleiro

Os primeiros tornos, dignos desse nome, tinham barramento de madeira e

transmissão por correias de couro.

Figura 8: Torno "tipo máquina de costura"

Os mecanismos eram acionados por pedais, semelhantes às máquinas de

costura manuais inspirados por Leonardo D’Vinci.

Figura 9: Detalhe do acionamento

Page 19: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE … · variedade de tipos de karts utilizados que conseguem cumprir com as ... havendo já lançado nobres nomes da Fórmula

18

No fim do século XVIII, os fabricantes de armas para batalhas (cruzadas),

começaram a desenvolver interesse por diversos materiais metálicos,

originando dispositivos mecânico para fabricação de suas armas e ferramentas.

Um Torno mecânico era ajustado antigamente pelo ferramenteiro que

utilizava um conjunto de procedimentos mentais e manuais. Necessitando de

outro tipo de peça, era preciso reajustar todo o equipamento novamente.

Com a chegada da energia elétrica no final do século XIX surge o motor

elétrico, que trouxe junto com a revolução industrial inglesa, o aperfeiçoamento

do Torno e de diversas máquinas no século XX.

Figura 10: Torno da época da Segunda Guerra

Depois da introdução da informática, a união das funções do Torno e dos

computadores numa mesma máquina (torno de comando numérico

computadorizado), permitiu que todos os procedimentos do ferramenteiro

sejam feitos automaticamente pelo Torno. Basta para isso que o programador

dê os comandos e as medidas da nova peça. (Vieira, 2013)

Figura 11: Estação CNC

Page 20: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE … · variedade de tipos de karts utilizados que conseguem cumprir com as ... havendo já lançado nobres nomes da Fórmula

19

3.4. Fresadora

As fresadoras são máquinas de movimento contínuo, destinadas a

usinagem de materiais, onde se removem os cavacos por meio de uma

ferramenta de corte chamada fresa, a operação de retirada de cavacos é

chamada de fresamento. Desde que apareceram até hoje, tem apresentado

uma evolução construtiva notável que permite uma faixa muito ampla de

operações. As fresadoras, para alcançar o maior rendimento, devem ter uma

arquitetura que as torne sólidas, porque o mandril porta-fresa é submetido a

esforços notáveis de torção, pois a ferramenta ataca, com suas arestas

cortantes, um amplo arco de material na superfície das peças. Tais esforços

variam também com a intensidade, segundo uma frequência que pode

redundar em vibrações danosas para a máquina, se esta não for

suficientemente robusta.

A ferramenta de trabalho da fresadora é classificada de fios múltiplos e

se pode montar num eixo chamado porta-fresas. As combinações de fresas de

diferentes formas conferem à máquina características especiais e, sobretudo

vantagens sobre outras máquinas-ferramenta. Uma das principais

características da fresadora é a realização de uma grande variedade de

trabalhos tridimensionais. O corte pode ser realizado em superfícies situadas

em planos paralelos, perpendiculares, ou formando ângulos diversos: construir

ranhuras circulares, elípticas, fresagem em formas esféricas, côncavas e

convexas, com rapidez e precisão.

Algumas das características que podem nos dar ideia da máquina estão

citadas abaixo:

Comprimento e largura da mesa;

Giro da mesa em ambos os sentidos;

Máximo deslocamento longitudinal da mesa;

Máximo deslocamento transversal da mesa;

Máximo deslocamento vertical do suporte da mesa;

Máxima altura da superfície da mesa em relação ao eixo principal;

Maiores e menores números de RPM do eixo principal;

Avanços da mesa em mm/min;

Page 21: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE … · variedade de tipos de karts utilizados que conseguem cumprir com as ... havendo já lançado nobres nomes da Fórmula

20

Velocidade e potencia do motor;

Peso que a maquina suporta sobre a mesa.

Estas características são as que permitem identificar a máquina nos

catálogos comerciais, onde são explicadas com detalhes. A operação de

fresamento se diferencia onde a ferramenta gira, proporcionando o corte. A

mesa, na qual a peça é fixada, pode controlar os movimentos de avanço

deixando a peça de acordo com o projeto. (SCHAPLA, 2010)

Figura 12: Fresadora ferramenteira

Page 22: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE … · variedade de tipos de karts utilizados que conseguem cumprir com as ... havendo já lançado nobres nomes da Fórmula

21

4. MATERIAIS E MÉTODOS

4.1. Materiais

Os materiais utilizados foram: Lixa D’água 400, lixa D’água 500, lixa 800,

spray multiuso cor preto fosco, porcas de pressão, arruelas de pressão,

parafuso Allen roda livre, porca sextavada 3/8, lima murça, lima bastarda, óleo

solúvel, óleo lubrificante, torno mecânico, fresadora universal, serra de fita,

serra manual, chave de roda, morsa, chave Allen, chave philips, chave de

fenda, alicate universal, paquímetro, manete de bicicleta, freio á disco, guidão

de bicicleta, martelo, martelo de borracha, picador de solda, polia, correia,

solda elétrica, cabo de aço, conduíte, tirrapia, cavilha, antigripante, polidor de

metais, graxa, brocas, ferramentas de desbaste interno e externo para torno,

cabeçote para fresadora, esmerilhadeira, tarugo de aço carbono 1020, mola de

tração.

4.1.1. Materiais recebidos

Chassi: Fornecido pela empresa Kart Center.

(a) (b)

Figura 13: (a) Vista frontal do chassi; (b) Vista lateral do chassi.

Page 23: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE … · variedade de tipos de karts utilizados que conseguem cumprir com as ... havendo já lançado nobres nomes da Fórmula

22

Eixo traseiro: Fornecido pela empresa Kart Center.

Figura 14: Eixo traseiro

Rodas: Fornecido pela empresa Kart Center.

Figura 15: Roda

Luva para roda traseira: Fornecido pela empresa Kart Center.

(a) (b)

Figura 16: (a) Luva para roda traseira; (b) Luva fixada na roda.

Page 24: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE … · variedade de tipos de karts utilizados que conseguem cumprir com as ... havendo já lançado nobres nomes da Fórmula

23

Manga para roda dianteira: Fornecido pela empresa Kart Center.

Figura 17: Manga dianteira esquerda

Motor Honda GX-200: Fornecido pela empresa Kart Center.

Figura 18: Motor Honda GX-200

Page 25: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE … · variedade de tipos de karts utilizados que conseguem cumprir com as ... havendo já lançado nobres nomes da Fórmula

24

4.2. Métodos

4.2.1. Limpeza e Lubrificação das peças

Para utilizar as peças foi necessário a limpeza e lubrificação, utilizando

lixa D' água 400, lixa D' água 500 e antigripante conforme na Figura 19 a

seguir:

(a) (b)

Figura 19: (a) Alunos do IFSP-SJC na limpeza das peças; (b) Limpeza das peças

fornecidas pela empresa Kart Center.

4.2.2. Preparação do chassi

Foi necessário a preparação do chassi para a pintura utilizando lixa 800,

após finalizado foi feito a pintura com spray multiuso na cor preto fosco

conforme na Figura 20 a seguir:

(a) (b)

Figura 20: (a) Chassi pronto na cor preto fosco; (b) Alunos do IFSP-SJC pintando.

Page 26: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE … · variedade de tipos de karts utilizados que conseguem cumprir com as ... havendo já lançado nobres nomes da Fórmula

25

4.2.3. Usinagem da manga

Havia apenas uma manga dianteira para o lado esquerdo, então foi

fabricada outra para o lado direito.

Figura 21: Manga esquerda dianteira.

Primeiro foi necessário o dimensionamento das peças, em seguida o

corte do tarugo de aço carbono 1020 na serra de fita para usinagem no torno

mecânico e fresadora universal, conforme na Figura 22 logo abaixo.

(a) (b)

Figura 22: (a) Corte do material para usinagem no torno mecânico; (b) Corte do

material para usinagem na fresadora universal.

A manga consiste de três partes, sendo duas usinadas no torno

mecânico e uma na fresadora universal conforme na Figura 23, para medição

das peças foi utilizado um paquímetro conforme a Figura 24.

Page 27: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE … · variedade de tipos de karts utilizados que conseguem cumprir com as ... havendo já lançado nobres nomes da Fórmula

26

(a) (b)

Figura 23: (a) Usinagem no torno mecânico; (b) Usinagem na fresadora universal.

Figura 24: Medição com paquímetro

4.2.4. Montagem do volante adaptado

Foi utilizado para montagem do volante um guidão de bicicleta e seus

respectivos manetes para efetuar aceleração e frenagem junto à direção, o

volante foi fixado ao sistema de direção do kart conforme na Figura 25 a seguir:

(a) (b)

Figura 25: (a) Volante adaptado; (b) Sistema de direção do kart.

Page 28: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE … · variedade de tipos de karts utilizados que conseguem cumprir com as ... havendo já lançado nobres nomes da Fórmula

27

4.2.5. Adaptação do freio

Foi utilizado um freio a disco de bicicleta. O disco foi fixado com o

auxilio de uma luva pelo fato do diâmetro interno do disco ser maior do que o

eixo, a pinça foi presa por duas chapas de aço na estrutura traseira do chassi

conforme na Figura 26.

Figura 26: Freio adaptado

4.2.6. Fixação do motor

O motor foi fixado em duas chapas de aço por parafusos e porcas de

pressão pelo fato da vibração excessiva afrouxar as porcas comuns. As chapas

foram soldadas na estrutura do chassi na parte traseira com o auxílio da solda

elétrica conforme na Figura 27 logo abaixo.

(a) (b)

(c)

Figura 27: (a) Chapas de aço; (b) Local para fixar as chapas de aço; (c) Motor fixado.

Page 29: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE … · variedade de tipos de karts utilizados que conseguem cumprir com as ... havendo já lançado nobres nomes da Fórmula

28

4.2.7. Montagem da transmissão

A transmissão deste kart é dada por polias e correias. A correia é

dentada tipo A, e as polias são de dupla entrada. As polias são fixadas por

meio de parafusos Allen sem cabeça nas chavetas do eixo traseiro e do eixo do

motor. A Figura 28 a seguir mostra a montagem final da transmissão.

Figura 28: Sistema de transmissão

4.2.8. Polia tensionadora

O motor recebido não possuia embreagem centrífuga, ou seja, quando

ligado ele já estava acelerado. Para que não transmitisse tração para o eixo, foi

fixado o motor junto com a polia a uma distância menor do que a correia,

ocasionando uma folga entre a correia e a polia, assim quando ligado o motor,

seu eixo gira em falso conforme a Figura 29 a seguir:

Figura 29: Folga da correia na polia

Page 30: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE … · variedade de tipos de karts utilizados que conseguem cumprir com as ... havendo já lançado nobres nomes da Fórmula

29

Para tracionar o eixo traseiro do kart foi projetado e adaptado uma polia

tensionadora, onde, para tracionar o eixo tende-se a abaixar uma alavanca

fixada a frente do banco, assim o cabo de aço se estende e para que a

alavanca volte uma mola de tração é fixa nela e em uma chapa soldada no

chassi conforme a Figura 30 logo a seguir:

(a) (b)

Figura 30: (a) Alavanca fixada a frente do banco; (b) Alavanca abaixada.

Com a alavanca abaixada estendendo o cabo de aço, a polia

tensionadora composta por duas polias, uma pequena chapa e um pequeno

eixo que sustenta as polias, gira no sentido anti-horário visando do lado direito.

Esse movimento faz com que tire a folga da correia tracionando o eixo e dando

movimento ao kart conforme a Figura 31 a seguir:

(a) (b)

Figura 31: (a) Polia tensionadora; (b) Polia tensionadora fixada na transmissão.

Page 31: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE … · variedade de tipos de karts utilizados que conseguem cumprir com as ... havendo já lançado nobres nomes da Fórmula

30

5. RESULTADOS E DISCUSSÕES

Primeiramente a usinagem da manga direita dianteira ficou impecável, o

ângulo das mangas faz com que haja uma cambagem, ou seja, nas curvas a

cambagem faz com que apenas três das quatros rodas fiquem estabilizadas no

solo, evitando assim a perda de tração e consequentemente controle do kart..

Logo a seguir a Figura 32.

(a) (b)

Figura 32: (a) Ângulo da manga; (b) Mangas presas á roda.

O volante adaptado com seu formato e características principais, ou seja,

aceleração e frenagem por meio de manetes foi aprovado por nós alunos, não

atrapalha em nada na condução do kart. Segue Figura 33 logo abaixo.

(a) (b)

Figura 33: (a) Volante adaptado vista lateral; (b) Volante com seus respectivos

manetes.

Page 32: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE … · variedade de tipos de karts utilizados que conseguem cumprir com as ... havendo já lançado nobres nomes da Fórmula

31

O freio utilizado não foi aprovado, no primeiro teste o disco danificou a

pinça porque não aguentou o torque fornecido pelo motor, já era esperado, pois

o freio é subdimensionado, pelo fato de ser utilizado normalmente em bicicletas

onde há pequeno torque e pequenas rotações, mas mesmo tendo receio que

não funcionaria foi feito o teste, sendo o freio um novo material estrutural

conforme a Figura 34 a seguir:

Figura 34: Pinça danificada no primeiro teste

A transmissão feita por polias e correias fez com que o kart chegasse a

pouco mais de 50Km/h, a estimativa e que possa chegar até os 60Km/h. Como

não temos a tecnologia telemétrica estes parâmetros foram analisados por nós

alunos e professores. Figura 35 logo abaixo.

Figura 35: Alunos analisando a velocidade que pode chegar o motor

Page 33: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE … · variedade de tipos de karts utilizados que conseguem cumprir com as ... havendo já lançado nobres nomes da Fórmula

32

A polia tensionadora foi um dispositivo projetado e adaptado pelos

alunos que faz com que leve a transmissão a um patamar totalmente caseiro,

utilizando restos de materiais conforme a Figura 36 a seguir:

Figura 36: Polia tensionadora produzida com restos de materiais

Page 34: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE … · variedade de tipos de karts utilizados que conseguem cumprir com as ... havendo já lançado nobres nomes da Fórmula

33

6. CONCLUSÃO

O projeto foi concluído com todas as adaptações projetadas e

realizadas. A projeção e adaptação deste kart foram feitas com os

conhecimentos adquiridos ao decorrer do curso. A amizade, confiança, força e

fé foram os principais motivadores para conclusão deste projeto. A Figura 37

logo a seguir mostra como ficou o kart adaptado a portadores de necessidades

especiais, especificamente para deficientes físicos dos membros inferiores.

(a) (b)

Figura 37: (a) Vista lateral do kart; (b) Vista frontal do kart.

6.1. TRABALHOS FUTUROS

Fazer o teste por um portador de necessidades especiais,

especificamente deficientes físicos dos membros inferiores e engrandecer

nosso trabalho ajustando as adaptações necessárias.

Page 35: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE … · variedade de tipos de karts utilizados que conseguem cumprir com as ... havendo já lançado nobres nomes da Fórmula

34

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

BELLIENI, C. (24 de Setembro de 2013). ZENIT- O mundo visto de Roma. Acesso em 08 de Junho de 2014, disponível em ZENIT: http://www.zenit.org/pt/articles/portadores-de-necessidades-especiais-a-definicao-em-3-pontos OLIVEIRA, A. F..Desenvolvimento de Conceito, Implementação e Teste de Plataforma Elétrica em Kart Ajustável. Dissertação de mestrado. Instituto Técnico de Lisboa. Portugal. 93p, 2012 SCHAPLA, A.. EBAH. Acesso em 08 de 06 de 2014, disponível em EBAH: http://www.ebah.com.br/content/ABAAABJtoAF/fresadora VIEIRA, R. (s.d.). EBAH. Acesso em 08 de 06 de 2014, disponível em EBAH: http://www.ebah.com.br/content/ABAAABQ-gAD/torno-mecanico#