Análise de viabilidade técnica para fabricação de hastes rosqueadas para válvulas de esfera através de conformação a frio
Abstract
O setor de produção de válvulas representa um mercado em expansão na economia brasileira, sendo as aplicações, entre elas, uso industrial, exploração de petróleo e gás, residencial, e no geral, transmissão e armazenamento de fluidos. O mercado requer, na atual produção industrial de válvulas, constantes aperfeiçoamentos e redução nos custos produtivos, a fim de tornar a fabricante mais competitiva. Neste contexto, será abordada a fabricação da haste rosqueada, item que faz a ligação da esfera com a alavanca nas válvulas de esfera. O item, que tradicionalmente é fabricado através do processo de usinagem, pode ser fabricado através da conformação a frio, e se faz necessária uma avaliação de viabilidade técnica, a fim de verificar se a peça conformada atende os requisitos críticos geométricos, mecânicos, funcionais e de acabamento, da mesma forma que a peça usinada. Assim, foram abordados conceitos relacionados a construção, testagem e funcionamento da válvula
de esfera, ao processo de conformação a frio (forjamento a frio e fabricação de roscas) e processos de usinagem necessários na fabricação da haste. Para realização do projeto dos estágios de conformação, foi executado o ensaio de tração, visando obter as características do material para correto dimensionamento dos esforços e deformações, e para posterior seleção do maquinário capaz de realizar o forjamento do componente. Após a realização dos cálculos, obteve-se a necessidade de 3 estágios de conformação, sendo a força total de forjamento encontrada de 50 t. Em seguida, realizou-se o comparativo entre as hastes rosqueadas obtidas através de torneamento e conformação, quanto a aspectos geométricos, resistência mecânica e
acabamento superficial. A peça conformada apresentou dimensões dentro dos limites solicitados, porém a dimensão da flange do componente que não fica enclausurada nas ferramentas de conformação durante a prensagem apresentou um coeficiente de variação passando da casa de 0,50%, enquanto as outras dimensões do componente conformado, por estarem enclausuradas, mostraram coeficiente de variação pouco maior que 0,30%. Por fim, a haste rosqueada obtida por forjamento a frio apresentou bom funcionamento nos testes e aplicação na válvula, apresentando-se ser um componente apropriado de utilização e venda no mercado. [resumo fornecido pelo autor]