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Título: Desenvolvimento de pinça de freio para aplicação em projeto baja SAE
Título(s) alternativo(s): Development of a brake caliper for application in a baja SAE project
Autor(es): Ramos, Gustavo de Lima
Barros, Henrique Nascimento
Orientador(es): Bernardelli, Euclides Alexandre
Palavras-chave: Veículos off-road
Automóveis - Freios
Engenharia de protótipos
Automóveis - Projetos e construção
Método de projeto no ensino
Métodos de simulação
Off-road vehicles
Automobiles - Brakes
Prototypes, Engineering
Automobiles - Design and construction
Project method in teaching
Simulation methods
Data do documento: 28-Nov-2023
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Citação: RAMOS, Gustavo de Lima; BARROS, Henrique Nascimento. Desenvolvimento de pinça de freio para aplicação em projeto baja SAE. 2023. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2023.
Resumo: Esse trabalho envolveu o projeto de extensão universitário Baja SAE, o qual tem o intuito de desafiar os estudantes a aplicar os conhecimentos obtidos em sala de aula no desenvolvimento e construção de um veículo off-road, regulamentado pela Sociedade de Engenheiros da Mobilidade (SAE). O objetivo geral deste trabalho é desenvolver uma pinça de freio própria para o protótipo Baja da Equipe Imperador UTFPR Curitiba. Durante competições e testes recentes, o veículo da Equipe Imperador ficou impossibilitado de se movimentar devido ao empenamento da roda traseira, que causou danos ao sistema de freio e à própria roda do protótipo. Além desse marco de falha crítica, o sistema de freio traseiro atualmente é feito a partir de uma adaptação de uma pinça comercial, a qual possui dimensões e características que dificultam a inspeção e manutenção. Sendo assim, o presente trabalho determinou objetivos específicos que visam implementar melhorias na confiabilidade e a interface com os outros sistemas, assegurando um melhor empacotamento pinça e roda com dimensões otimizadas, facilitando processos de inspeções e manutenções. Para a elaboração desse projeto foi necessário realizar cálculos para descobrir os esforços sofridos pelo componente, modelagem em software CAD, avaliação da resistência estrutural por simulação utilizando FEA, fabricação de protótipo e validação em campo do componente. Houve a utilização da metodologia de projetos adaptada de Pahl & Beitz, contendo as etapas: informacional, conceitual, preliminar e detalhado. Após as etapas foram realizadas a fabricação e testes de campo para validar o projeto. Desta forma, a implementação desse novo componente resultou em uma melhor segurança e acessibilidade para inspeções, devido a sua geometria projetada para o veículo, que possibilitou o aumento da distância até a roda de aproximadamente 20 mm, o reposicionamento dos parafusos banjo e sangrador, e abertura superior para visualização rápida das pastilhas. Alterações que contribuirão para uma redução de riscos de falhas críticas, melhores resultados da equipe em futuras competições e intercambiabilidade para posteriores veículos.
Abstract: This work involved the university extension project Baja SAE, which aims to challenge students to apply the knowledge obtained in the classroom to the development and construction of an off-road vehicle, regulated by the Society of Mobility Engineers (SAE). Through this premise, the project aims to prepare students for the professional environment. The objective of this work is to develop a brake caliper for the Baja prototype of Equipe Imperador UTFPR Curitiba. During recent competitions and tests, Equipe Imperador vehicle became unable to move due to the warping of the rear wheel, which caused damage to the brake system and the prototype’s wheel itself. In addition to this critical failure milestone, the current rear brake system is currently adapted from a commercial caliper, which has dimensions and characteristics that hinder inspection and maintenance. Therefore, this work has established specific objectives aimed at implementing improvements in reliability and interface with other systems, ensuring better caliper and wheel packaging with optimized dimensions, facilitating assembly and maintenance processes. To develop this project, it was necessary to perform calculations to discover the stresses suffered by the component, CAD software modeling, structural resistance evaluation by simulation using FEA, prototype manufacturing, and field validation of the component. The project methodology, Pahl & Beitz, was adapted, containing the stages: informational, conceptual, preliminary, and detailed. After the stages, field tests were carried out to validate the project. Thus, the implementation of this new component resulted in better safety and accessibility for inspections, due to it is geometry designed for the vehicle, which allowed an increase in the distance to the wheel of approximately 20 mm, the repositioning of the banjo and bleeder screws, and upper opening for quick viewing of the braking pads. Changes that will contribute to a reduction in critical failure risks, better team results in future competitions, and interchangeability for subsequent vehicles.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/37549
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