Questões de Engenharia Mecatrônica da Fundação para o Vestibular da Universidade Estadual Paulista (VUNESP)

O controle de muitos sistemas mecatrônicos é baseado em eventos discretos, ou seja, uma ação só começa após o término de outra anterior e assim por diante. Nesse contexto, pode-se dizer que a Rede de Petri

• A.

  simples permite distinção entre os seus marcadores; por exemplo, em um sistema modelado por rede de Petri simples, é possível distinguir os sinais elétricos dos movimentos de peças.

• B.

  permite a modelagem matemática do sistema, apesar de ser uma modelagem que se apoia em linhas de comando.

• C.

  colorida é aquela em que se utilizam marcadores coloridos, e essas cores permitem distinguir os sinais elétricos de movimentação de peças, mas não possui a descrição gráfica do modelo.

• D.

  é uma modelagem gráfica que evoluiu e ganhou extensões; assim surgiram parâmetros como a hierarquia e o vetor de estados.

• E.

  é uma modelagem de sistemas dinâmicos que considera o tempo e permite desenvolver sistema de automação por meio de equações diferenciais.

Nos sistemas de controle, o controlador ____________ é um compensador de atraso, pois possui um polo em s=0. O controlador ____________ é uma versão simplificada de um compensador de avanço e esse controlador envolve um ____________, mas nenhum ____________ .

Assinale a alternativa que completa, correta e respectivamente, as lacunas do texto.

• A.

  PD ... PI ... polo ... zero

• B.

  PD ... PI ... zero ... polo

• C.

  PI ... PD ... polo ... zero

• D.

  PI ... PD ... zero ... polo

• E.

  PID ... PI ... polo ... zero

Rolamentos são elementos de um sistema mecânico responsável por garantir a estabilidade do sistema. Assinale a alternativa que apresenta uma afirmação correta sobre os rolamentos.

• A.

  A pré-carga em rolamentos deve ser evitada, pois reduz a rigidez destes por ficarem tensionados e deformados.

• B.

  Os rolamentos requerem pré-carga para evitar ruídos devido à vibração na direção axial, como em motores elétricos de pequeno porte.

• C.

  Os rolamentos que requerem pré-carga são aqueles nos quais os deslizamentos nos movimentos rotativos, circulatórios e direcionais dos corpos rolantes devem ser ampliados.

• D.

  Para aplicações de alta precisão, como robótica ou aparelhos de medição, não é necessário fazer a pré-carga sobre os rolamentos, pois estes apresentam baixas folgas.

• E.

  Nos rolamentos, a pré-carga tem uma desvantagem que é o desalinhamento entre os corpos rolantes e a pista.

As engrenagens são elementos muito importantes para a transmissão de rotação e torque do eixo do motor até o eixo de trabalho. Sobre as engrenagens, é correto afirmar que

• A.

  a evolvente de uma engrenagem de dentes retos é a relação entre o número de dentes e o diâmetro primitivo, podendo isso ser corrigido e normalizado se necessário.

• B.

  as de dentes retos utilizam ângulos retos na geometria dos dentes e o perfil dos dentes se torna um retângulo.

• C.

  as helicoidais são aplicadas em situações em que a operação deve ser mais suave e silenciosa, o que é obtido graças às helicoides.

• D.

  permitem a transmissão de rotação e torque de eixos paralelos ou perpendiculares, mas nunca em eixos reversos.

• E.

  permitem a troca de movimento de rotação para o movimento de translação por meio de um par diferente de engrenamento denominado engrenagens cônicas.

Sistemas de automação muitas vezes requerem mecanismos de transmissão com alta precisão e, para isso, uma das possíveis soluções é a aplicação das correias sincronizadoras, sobre as quais se pode dizer que

• A.

  sofrem escorregamento e deslizamento em toda a sua extensão, podendo assim manter a transmissão sincronizada e com precisão.

• B.

  trabalham sobre velocidade e torque limitados, reduzindo a eficiência do sistema para valores próximo a 90%.

• C.

  possuem um padrão de fabricação com apenas 1 passo padronizado, e, para passos diferentes, é necessário fabricar tanto a correia quanto as polias.

• D.

  o processo de dimensionamento delas é similar ao dimensionamento das correias em V, pois a sua fabricação é bastante similar.

• E.

  o processo de fabricação delas é bem simples e utiliza apenas materiais como plásticos e borrachas, sem a necessidade de nenhum metal.

Acionamentos hidráulicos comumente são usados em automação devido à característica de poder movimentar grandes cargas. Sobre as bombas que alimentam os acionamentos hidráulicos, é correto afirmar que a bomba de

• A.

  engrenagens é comumente aplicada em sistemas hidráulicos por ser robusta e de baixo custo, porém possui baixa eficiência devido a vazamento na carcaça, entre os dentes e entre os travamentos dos dentes.

• B.

  engrenagens possui diversas configurações; dentre elas, destacam-se a radial e a axial, e ambas funcionam com o movimento rotativo de uma engrenagem que move um pistão linearmente empurrando o óleo para o sistema.

• C.

  palhetas utiliza um rotor centralizado que confina uma porção de óleo, o qual, ao término da rotação, é bombeado para o sistema hidráulico; essa bomba possui menos perdas que a bomba de engrenagens.

• D.

  palhetas utiliza um rotor excêntrico que confina uma porção de óleo, o qual, ao término da rotação, é bombeado para o sistema hidráulico; essa bomba possui maiores perdas que a bomba de engrenagens, além de problemas com vazamento entre as palhetas.

• E.

  pistão possui duas configurações: a bomba de pistão radial e axial, sendo que ambas funcionam com o movimento linear de um pistão e apresentam menor eficiência, permitindo aplicações com pressões hidráulicas menores que as bombas de engrenagens e palhetas.

Muitos robôs utilizam encoders para monitorar a posição do braço e, consequentemente, a posição da carga. Com relação ao encoder, assinale a alternativa correta.

• A.

  O encoder absoluto é aquele em que o controlador não recebe a exata posição do braço e precisa do código binário para interpretar a troca de estado.

• B.

  O encoder absoluto é aquele em que o controlador conhece exatamente a posição do braço e, quando é utilizado o código Gray, apenas um bit muda de cada vez.

• C.

  O encoder absoluto é aquele em que o controlador recebe exatamente a posição do braço, porém não é possível distinguir se houve acréscimo ou decréscimo de posição.

• D.

  O O encoder absoluto é aquele em que o controlador recebe exatamente a posição do braço, porém não é possível distinguir se houve acréscimo ou decréscimo de posição.

• E.

  O encoder incremental é aquele que soma posições e permite ao controlador reconhecer a posição “zero”; não tem problemas com a falta de energia.

Os rolamentos são elementos de máquinas constituídos pelo anel externo e interno, material rolante e a gaiola. Com relação aos materiais utilizados nos rolamentos, é correto afirmar que

• A.

  as gaiolas são feitas exclusivamente de aço ou ligas de aço, pois outros materiais podem danificar ou reduzir o tempo de vida dos anéis.

• B.

  ambos os anéis, ou seja, o interno e o externo, são de aço de baixo carbono, como SAE 1005 ou 1010, sem nenhum outro elemento de liga.

• C.

  os rolamentos para aplicações com a necessidade de alta resistência ao impacto incluem aços maleáveis sem tratamento térmico para permitir a absorção do impacto.

• D.

  os rolamentos para aplicações especiais, como em alta temperatura ou em ambientes corrosivos, incluem aço rápido e aço inoxidável.

• E.

  nos anéis interno e externo são obrigatoriamente utilizados compostos cerâmicos ou sintetizados para garantir elevada dureza e precisão para a fabricação.

Com relação aos acoplamentos utilizados para transmitir o torque e a rotação em sistemas mecânicos, pode-se dizer que os

• A.

  rígidos são aqueles que utilizam chavetas, estrias ou junções cônicas e apresentam pequenos ângulos de torção relativos, mas precisam de alinhamentos colineares com alta precisão.

• B.

  rígidos permitem compensar grandes desalinhamentos por meio de folgas, mas utilizam materiais de alta rigidez como os aços.

• C.

  elásticos são aqueles que permitem compensar pequenos desalinhamentos por meio de ajustes de interferência e apresentam pequenos ângulos de torção relativos.

• D.

  elásticos normalmente são dimensionados pelas seguintes áreas críticas: cortante e esmagamento de chavetas ou parafusos, esmagamento da flange e cortante do cubo da flange.

• E.

  dinâmicos são aqueles que utilizam chavetas ou estrias e, dependendo da folga projetada para o sistema, podem ser classificados como acoplamentos rígidos ou elásticos.

Atualmente, as empresas utilizam materiais alternativos para ganhar competitividade na construção de dispositivos mecânicos, e para isso o plástico se torna um material muito utilizado. Quanto ao processamento de plásticos, pode-se dizer que a

• A.

  injeção é feita injetando plástico no estado sólido através de rolos que fazem pressão sobre o material, reduzindo o seu formato.

• B.

  injeção é feita com o aquecimento dos grânulos de plástico que são carregados sob pressão e despejados sobre um molde frio.

• C.

  extrusão é feita exatamente da mesma forma dos metais, ou seja, um eixo de plástico é forçado contra um molde, e pode ser feita tanto a frio quanto a quente.

• D.

  extrusão é feita com os grânulos aquecidos e um material aglutinante é inserido após passar pelo molde para solidificar os grânulos.

• E.

  rotação é feita de forma similar à tornearia, ou seja, o material plástico, preso, gira sobre alta rotação e uma ferramenta efetua a conformação do material.