Mini-Projecto · Ejeção hidráulica com trava pneumática de segurança num molde
Contexto
A Moldetec, Lda, fabricante de moldes de injeção para componentes automóveis, está a preparar o molde MJ-118 para um cliente. O molde tem um ejetor principal acionado hidraulicamente e uma trava pneumática de segurança que mantém o ejetor bloqueado na posição recuada durante a injeção, libertando-o apenas depois de o molde abrir. Sensores elétricos confirmam cada posição ao PLC da injetora, que só autoriza o passo seguinte do ciclo quando a posição está confirmada.
Foste destacado/a, com a tua equipa, para analisar a documentação técnica, montar os três sistemas (pneumático, hidráulico e elétrico) e ensaiar o conjunto antes do molde ser entregue ao cliente. O trabalho inclui os cálculos de dimensionamento, a montagem física e o relatório de ensaio.
Requisitos
Funcionais
- Interpretar o desenho de conjunto e os esquemas pneumático, hidráulico e elétrico fornecidos.
- Calcular a área do êmbolo, a área anelar e as forças de avanço e de recuo do cilindro hidráulico do ejetor (D = 45 mm, haste d = 20 mm, P = 110 bar), confirmando que cobrem a força estimada de ejeção (15 kN).
- Calcular as forças de avanço e de recuo do cilindro pneumático da trava (D = 16 mm, haste d = 6 mm, P = 6 bar), confirmando um mínimo de 90 N em ambos os sentidos, e o consumo de ar por ciclo.
- Montar e interligar o circuito hidráulico (válvula 4/3, cilindro do ejetor) com a posição de repouso do ejetor recuada garantida mesmo em falha de comando/energia.
- Montar e interligar o circuito pneumático da trava (unidade FRL, válvula 5/2, cilindro).
- Montar e interligar os sensores de fim de curso (ejetor avançado/recuado; trava travada/destravada) ao quadro/PLC.
- Aplicar os binários de aperto especificados (chave dinamométrica, sequência em cruz nas tampas dos cilindros).
- Ensaiar segundo a sequência: verificação visual → pressurização gradual → teste isolado de cada dispositivo → teste integrado (trava destrava → ejetor avança → ejetor recua → trava trava) → registo dos resultados.
Não-funcionais
- Cumprir a consignação (LOTO) antes de qualquer intervenção nos circuitos.
- Usar o EPI adequado a cada tarefa (óculos, luvas, calçado de proteção).
- Recolher e encaminhar corretamente óleo, filtros e vedantes usados.
- Entregar um relatório de ensaio com os valores medidos face aos calculados.
- Documentar qualquer retificação feita durante o ensaio.
Fases
Fase 1 · Análise de especificações e desenhos (2h) Ler o desenho de conjunto do molde MJ-118 e os três esquemas (pneumático, hidráulico, elétrico); identificar tolerâncias das guias do ejetor.
Fase 2 · Cálculo de dimensionamento (3h) Calcular áreas e forças do cilindro hidráulico e do cilindro pneumático; calcular o consumo de ar da trava; calcular os binários de aperto necessários.
Fase 3 · Preparação e seleção de componentes (2h) Selecionar cilindros, válvulas, sensores, tubagem/mangueira e ferramentas (chave dinamométrica, ferramenta de corte de tubo) a partir dos esquemas e dos cálculos.
Fase 4 · Montagem mecânica, ligação e vedação (4h) Fixar os cilindros ao molde; montar vedantes e elementos de travagem; apertar ao binário especificado, em cruz e por etapas.
Fase 5 · Montagem e interligação dos sistemas (4h) Montar e interligar o circuito hidráulico do ejetor, o circuito pneumático da trava e os sensores/PLC; purgar o circuito hidráulico.
Fase 6 · Ensaio de funcionamento e retificação (3h) Executar a sequência de ensaio completa; comparar tempos e forças com os valores calculados; retificar o que não cumprir a especificação.
Fase 7 · Segurança, encerramento e relatório (2h) Despressurizar e consignar no fim dos testes; separar resíduos (óleo, filtros); escrever o relatório de ensaio e apresentar à equipa.
Critérios de avaliação
| Critério | Peso |
|---|---|
| Cálculos de dimensionamento (força, área, caudal, binário) | 20% |
| Montagem mecânica (ligação, vedação, fixação, travagem) | 15% |
| Montagem e interligação pneumática, hidráulica e elétrica | 20% |
| Sequência e resultados do ensaio de funcionamento | 20% |
| Segurança (LOTO, EPI, procedimento de emergência) e ambiente | 15% |
| Relatório e dossiê final | 10% |
Erros comuns
- Dimensionar a trava pneumática só para a força de avanço, sem verificar também o recuo (é o sentido com menor margem neste caso).
- Configurar por engano a posição de repouso do ejetor como avançada, em vez de recuada, deixando o dispositivo exposto a colisão em caso de falha de comando.
- Avançar para o teste integrado sem testar cada sensor isoladamente, mascarando um sensor mal posicionado.
- Ajustar a reguladora de caudal hidráulica com o circuito ainda sob pressão, sem consignação prévia.
- Trocar por engano um racord pneumático de aperto rápido para a linha hidráulica só porque estão montados lado a lado na bancada, ignorando a diferença de pressão de rutura.
- Dar o ensaio por concluído ao primeiro ciclo correto, sem repetir a sequência para confirmar repetibilidade.
Bónus (opcional)
- Acrescentar um transdutor de pressão hidráulica com leitura registada pelo PLC, para detetar desvios de pressão antes de se tornarem avaria.
- Propor um bloqueio mecânico redundante (batente físico) para a posição recuada do ejetor, independente da trava pneumática.
- Otimizar a pressão de trabalho da trava para o mínimo que ainda cumpre os 90 N em ambos os sentidos, reduzindo o consumo de ar.
- Desenhar o procedimento de consignação (LOTO) específico deste conjunto, com os pontos de bloqueio identificados no esquema.
Reflexão
No relatório final, responde: porque é que a posição de repouso segura do ejetor tem de ser recuada, e não avançada, em caso de falha de energia ou de comando? E explica, com um exemplo do próprio projeto, como a regra do preenchimento e do sentido do triângulo (ISO 1219-1) ajudou a equipa a não confundir um componente hidráulico com um pneumático ao ler os esquemas.