Caracterização e seleção de aços para molas helicoidais em sistemas de alimentação avícola
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| Autor principal: | |
|---|---|
| Data de publicació: | 2025 |
| Format: | Master thesis |
| Idioma: | por |
| Font: | Repositório Institucional da UPF |
| Download full: | https://repositorio.upf.br/handle/123456789/9625 |
Sumari: | The growth of poultry farming and the increasing demand for chicken meat have made the efficiency of helical conveyors for animal feeding essential to ensure productivity and quality. In this context, the helical conveyor spring plays a fundamental role but presents recurring wear issues. Therefore, this study aimed to select appropriate steels for the manufacturing of helical conveyor springs, with the objective of mitigating the wear problem initially identified through excessive vibration in the feeder lines. Quality management tools such as Plan-Do-Check-Act (PDCA) and Failure Modes and Effects Analysis (FMEA) were applied, along with tests to determine the mechanical properties of steels: SAE 1065 cold-rolled (lf), SAE 1070 cold-rolled (lf), SAE 1080 cold-rolled (lf), SAE 1065 high-pressure cold-rolled (lf-AP), and SAE 1030 heat-treated (tt). The analyses revealed that the wear was related to variations in raw materials, especially in the years 2017 and 2023, during which the chemical compositions of SAE 1065lf and SAE 1065lf-AP showed elevated levels of manganese, phosphorus, and sulfur, exceeding normative limits. Materials with hardness between 36 and 39 HRC, yield torque below 28 N·m, and elastic constants above 14 Kgf/mm, combined with dimensional changes, demonstrated unsatisfactory performance, showing wear of up to 0.58 mm, approximately 7.73% of the original wire width (7.5 mm) within the first 12 months of operation. On the other hand, materials with hardness between 39 and 42 HRC, yield torque between 28 and 33 N·m, and elastic constants ranging from 10 to 14 Kgf/mm exhibited better performance, especially SAE 1030tt, which showed no measurable wear and offered a 21.28% reduction in material cost. The DFMEA analysis of field assembly revealed that improper stretching of the spring contributes to accelerated wear, recommending a stretch between 1 and 1.5% at each end. Improper management, such as increased feed density and partially filled lines, also intensifies torsional stress and promotes premature wear. Thus, it is recommended to review the spring stretching during downtime and use lower-density feed, ensuring that the lines are fully filled. The combination of appropriate mechanical properties, correct assembly, and proper management ensures greater durability and efficiency of the poultry helical conveyor system. |
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| author | Roso, William Spenassato |
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On the other hand, materials with hardness between 39 and 42 HRC, yield torque between 28 and 33 N·m, and elastic constants ranging from 10 to 14 Kgf/mm exhibited better performance, especially SAE 1030tt, which showed no measurable wear and offered a 21.28% reduction in material cost. The DFMEA analysis of field assembly revealed that improper stretching of the spring contributes to accelerated wear, recommending a stretch between 1 and 1.5% at each end. Improper management, such as increased feed density and partially filled lines, also intensifies torsional stress and promotes premature wear. Thus, it is recommended to review the spring stretching during downtime and use lower-density feed, ensuring that the lines are fully filled. The combination of appropriate mechanical properties, correct assembly, and proper management ensures greater durability and efficiency of the poultry helical conveyor system.O crescimento da avicultura e o aumento da demanda por carne de frango, a eficiência dos transportadores helicoidais para a alimentação dos animais tornou-se essencial para garantir produtividade e qualidade. Neste contexto, o componente mola helicoidal transportadora desempenha um papel fundamental, mas apresenta problemas recorrentes de desgaste. Portanto, este trabalho teve como objetivo a seleção dos aços para fabricação de molas helicoidais transportadoras, visando mitigar o problema de desgaste identificado inicialmente pela vibração excessiva nas linhas de comedouros. Foram aplicadas ferramentas da qualidade, como Plan-Do-Check-Act (PDCA) e Failure Modes and Effects Analysis (FMEA), além de ensaios para determinação das propriedades mecânicas de aços SAE 1065 laminado a frio (lf), SAE 1070 laminado a frio (lf), SAE 1080 laminado a frio (lf), SAE 1065 laminado a frio em alta pressão (lf-AP) e SAE 1030 tratado termicamente (tt). As análises mostraram que os desgastes estavam relacionados a variações nas matérias-primas, especialmente nos anos de 2017 e 2023, em que composições químicas de SAE 1065lf e SAE 1065lf-AP apresentaram níveis elevados de manganês, fósforo e enxofre, fora dos limites normativos. Materiais com dureza entre 36 e 39 HRC, torque de escoamento inferior a 28 N.m e constante elástica acima de 14 Kgf/mm, combinados com alterações dimensionais, demonstraram desempenho insatisfatório com desgastes de até 0,58 mm, cerca de 7,73% da largura original do arame (7,5 mm) nos primeiros 12 meses de operação. Por outro lado, materiais com dureza entre 39 e 42 HRC, torque de escoamento entre 28 e 33 N.m e constante elástica de 10 a 14 Kgf/mm apresentaram melhor performance, com destaque para o SAE 1030tt que não apresentou desgaste e proporciona uma economia de 21,28% no custo do material. A análise (DFMEA) para a montagem do sistema no campo, revelou que o estiramento incorreto da mola contribui para aceleração do desgaste, recomendando-se estiramento entre 1 e 1,5% por extremidade. O manejo inadequado, com o aumento na densidade da ração e preenchimento parcial das linhas, também intensifica a torção e promove desgaste prematuro. Assim, recomenda-se revisar o estiramento durante o período de vazio e utilizar ração de menor densidade, com linhas totalmente preenchidas. A combinação entre propriedades mecânicas adequadas, montagem correta e bom manejo garante maior durabilidade e eficiência do sistema transportador helicoidal avícola.Universidade de Passo FundoBrasilUPFPrograma de Pós-Graduação em Projeto e Processos de FabricaçãoInstituto de TecnologiaDettmer, AlineRoso, William Spenassato2025-11-26T19:23:24Z20252025-04-30info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfROSO, William Spenassato. Caracterização e seleção de aços para molas helicoidais em sistemas de alimentação avícola. 2025. 95 f. 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