Título: DESENVOLVIMENTO ESTRUTURAL DE UM MOEDOR PARA UMA CAFETEIRA INTELIGENTE

Autoria de: Victor Pires Magalhães

Orientação de: Wander Gustavo Rocha Vieira

Presidente da banca: Wander Gustavo Rocha Vieira

Primeiro membro da banca: Francisco Scinocca

Segundo membro da banca: Henrique Leandro Silveira

Palavras-chaves: Moedor de Café, Método dos Elementos Finitos, Análise Estrutural, Impressão 3D, Modelagem 3D

Data da defesa: 24/11/2021

Semestre letivo da defesa: 2021-1

Data da versão final: 02/12/2021

Data da publicação: 02/12/2021

Referência: Magalhães, V. P. DESENVOLVIMENTO ESTRUTURAL DE UM MOEDOR PARA UMA CAFETEIRA INTELIGENTE. 2021. 98 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica Bacharelado)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2021.

Resumo: Este trabalho de conclusão de curso tem como objetivo realizar o projeto da estrutura do moedor de uma cafeteira automática, definindo seu processo de fabricação e os materiais adequados. Para isso foi realizada uma revisão bibliográfica a fim de compreender os possíveis tipos de falhas que a estrutura possa apresentar, além também de um estudo sobre os processos de fabricação em uma impressora 3D e seus respectivos materiais. Realizou-se duas concepções de geometria no software SolidWorks para realizar um comparativo de duas geometrias uma normal e a e outra com alívio de massa. Foram realizadas as análises utilizando o método dos elementos finitos (FEM) no software HyperMesh. Primeiramente, foram definidas as propriedades mecânicas e térmicas do filamento PETG para aplicar o método FEM. Depois, analisaram-se as direções de impressão e suas influências na resistência mecânica do material. Após isso, foram definidas dois tipos de comportamento, na qual o primeiro caso, o motor escovado está com a lâmina girando livremente em seu torque máximo e o segundo caso é considerado uma simulação de travamento do eixo do motor escovado acoplado no moedor. Então, foram aplicadas condições de contorno semelhantes para os dois casos, que são as restrições nos pontos de fixação, as forças peso do moedor e do motor de passo e a força normal realizada pela fixação do motor escovado na estrutura do moedor. Aplicou-se também os seguintes carregamentos divergentes de ambos os casos. No primeiro caso, foi aplicado o torque máximo no eixo do motor escovado. No segundo caso, além do torque máximo do eixo, aplicou-se uma reação de mesmo módulo no moedor. Para buscar uma maior acurácia dos resultados, foi feita a convergência de malha com diferentes tamanhos de elementos. Foram realizadas, após isso, as seguintes análises para ambas geometrias e ambos os casos Análise Linear Estática, Flambagem e Análise Modal. Para a análise linear estática verificou-se que para as quatro condições propostas (primeiro caso para normal, segundo caso geometria normal, primeiro caso para geometria com alívio de massa e segundo caso para geometria com alívio de massa) os coeficientes de segurança foram maiores que 1, portanto, suportam as cargas aplicadas no sistema. Já para a análise de flambagem, os autovalores encontrados foram bem superiores a 1, portanto também não irão falhar por flambagem. Por fim, na análise modal, verificou-se que as frequências em seu primeiro modo não são as frequências de condição de trabalho do motor que irá moer o café, que são entre 16 a 67 Hz. A última análise realizada foi a Análise de Fadiga, apenas, onde foi realizado um estudo para verificar qual é a força de cisalhamento para quebrar um grão de café. Esta força foi utilizada como uma carga cíclica aplicada no plano do moedor de café, o resultado foi que ela não apresentou nenhum dano e a sua curva SN mostrou que a tensão máxima principal foi inferior a tensão no número de ciclos para uma vida infinita. Portanto, após todos os resultados, verificou-se que ambas geometrias suportaram todas as cargas e todos os tipos de falha propostas pelo trabalho, além disso foi possível verificar que a geometria com alívio de massa teve significativamente menos material que a geometria normal, reduzindo assim seu custo e tempo de fabricação.

URI: sip.prg.ufla.br/publico/trabalhos_conclusao_curso/acessar_tcc_por_curso/
engenharia_mecanica/20211201511100

URI alternaviva: repositorio.ufla.br/handle/1/53919

Curso: G032 - ENGENHARIA MECÂNICA (BACHARELADO)

Nome da editora: Universidade Federal de Lavras

Sigla da editora: UFLA

País da editora: Brasil

Gênero textual: Trabalho de Conclusão de Curso

Nome da língua do conteúdo: Português

Código da língua do conteúdo: por

Licença de acesso: Acesso aberto

Nome da licença: Licença do Repositório Institucional da Universidade Federal de Lavras

URI da licença: repositorio.ufla.br

Termos da licença: Acesso aos termos da licença em repositorio.ufla.br

Detentores dos direitos autorais: Victor Pires Magalhães e Universidade Federal de Lavras

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