8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
1/95
0
FACULDADE NORTE CAPIXABA DE SÃO MATEUSENGENHARIA DE PRODUÇÃO MECÂNICA
CHRISTIANO CLEMENTINO DOS SANTOSIZABÔ PIANA MARTIN
LUIZ HENRIQUE DIAS SILVA
ANÁLISE DE FALHA NOS REDUTORES DE VELOCIDADE BENZLERS DASPRENSAS DE LAVAGEM DA LINHA DE FIBRAS EM UMA FÁBRICA DE PAPEL
E CELULOSE NO EXTREMO SUL DA BAHIA
SÃO MATEUS2013
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
2/95
1
CHRISTIANO CLEMENTINO DOS SANTOSIZABÔ PIANA MARTIN
LUIZ HENRIQUE DIAS SILVA
ANÁLISE DE FALHA NOS REDUTORES DE VELOCIDADE BENZLERS DASPRENSAS DE LAVAGEM DA LINHA DE FIBRAS EM UMA FÁBRICA DE PAPEL
E CELULOSE NO EXTREMO SUL DA BAHIA
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado aoprograma de Graduação em Engenharia deProdução Mecânica da Faculdade Norte Capixabade São Mateus, como requisito parcial paraobtenção do grau de Bacharel em Engenharia deProdução Mecânica.
Orientador: Profº Flávio Acácio da Silva.
SÃO MATEUS2013
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
3/95
2
FICHA CATALOGRÁFICA
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
4/95
3
CHRISTIANO CLEMENTINO DOS SANTOSIZABÔ PIANA MARTIN
LUIZ HENRIQUE DIAS SILVA
ANÁLISE DE FALHA NOS REDUTORES DE VELOCIDADE BENZLERS DASPRENSAS DE LAVAGEM DA LINHA DE FIBRAS EM UMA FÁBRICA DE PAPEL
E CELULOSE NO EXTREMO SUL DA BAHIA
Monografia apresentada ao Programa de Graduação em Engenharia de Produção Mecânica daFaculdade Norte Capixaba de São Mateus, como requisito parcial para a obtenção do grau deBacharel em Engenheiro de Produção Mecânica.
Aprovada em 30 de Novembro de 2013
COMISSÃO EXAMINADORA
________________________________________ProfºFlávio Acácio da Silva Faculdade Norte Capixaba de São Mateus Orientador
________________________________________Profª Elen Karla Trés Faculdade Norte Capixaba de São Mateus Membro 1 - Estrutura
________________________________________Profº Wanderson L. Banhos Faculdade Norte Capixaba de São MateusMembro 2 - Conteúdo
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
5/95
4
Dedicamos este trabalho primeiramente aDeus, que nos deu o dom da vida. A
nossos pais que nos acompanharam e
não nos deixou desistir em momentoalgum. A Gabrielle Xavier Ribeiro que nosdeu apoio e incentivo.
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
6/95
5
Agradecemos aos engenheiros FlávioCalixto Xavier e Reinaldo Oliveira que nosdirecionaram e auxiliaram em momentos
de extrema dificuldade. Aos nossosorientadores Flávio Acácio da Silva e
Josete Pertel que nos acompanharamdesde o início do trabalho dando-nos as
diretrizes. Agradecemos a todos quecolaboraram direta ou indiretamente para
a finalização do trabalho.
A todos os nossos eternosagradecimentos.
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
7/95
6
A competitividade de um país não começanas indústrias ou nos laboratórios de
engenharia. Ela começa na sala de aula.
Lee IacoccaPara um motor fundido => Engenheiro
mecânicoPara combustível alterado => Engenheiro
químicoPara baterias descarregadas =>
Engenheiro elétricoPara defeitos em softwares =>
Engenheiro da computação
Para todos os outros problemas =>Engenheiro de Produção MecânicaEngenharia.
http://pensador.uol.com.br/autor/lee_iacocca/http://pensador.uol.com.br/autor/engenharia/http://pensador.uol.com.br/autor/engenharia/http://pensador.uol.com.br/autor/lee_iacocca/
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
8/95
7
RESUMO
Para realização do estudo utilizou-se da pesquisa exploratória, documental,
descritiva, bibliográfica e estudo de caso, com dados quantitativos e qualitativos. Opresente trabalho teve como objetivo principal reduzir vazamentos de óleo dos
redutores pelos retentores das prensas de lavagem da Linha de Fibras. Esse
problema gerava um gasto com a compra excessiva, tanto de óleo lubrificante
quanto de retentores. No decorrer da pesquisa, foram utilizadas várias ferramentas
para auxílio da análise. A análise de falhas foi realizada utilizando-se duas
ferramentas importantes, o FMEA e o FTA, sendo possível conhecer o redutor de
velocidade e as prensas de lavagem, consequentemente ajudando a observar todosos detalhes que não eram vistos antes. Equipamentos como estes devem ser
mantidos em pleno funcionamento, para isso executa-se uma manutenção preditiva
que permite o monitoramento periódico com ferramentas confiáveis, sendo elas,
termografia, análise de vibração e análise de óleo, antecedendo desta maneira,
possíveis falhas. A falha quando identificada gerou um plano de ação para futuras
oportunidades, levando o equipamento com a falha até o momento oportuno para
sua parada. Após realizar o estudo de caso com as técnicas de manutenção, foiconstatado que as principais causas relacionadas a grande ocorrência de
vazamentos eram especificação e estocagem de retentores, processo de montagem
e desgaste no eixo. Sendo assim, algumas ações foram tomadas respeitando um
plano de ação previamente elaborado, para que não impactasse na produção da
empresa.
PALAVRAS-CHAVE: Retentor; Manutenção; Vazamento; FMEA; FTA.
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
9/95
8
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1 Funcionamento da prensa de lavagem........................................ 28
FIGURA 2 Elementos da prensa de lavagem................................................ 29
FIGURA 3 Imagem real da bacia................................................................... 29
FIGURA 4 Imagem real do flap...................................................................... 30
FIGURA 5 Imagem real do tambor................................................................ 31
FIGURA 6 Imagem real Chuveiro de limpeza dos tambores......................... 32
FIGURA 7 Imagem da rosca de alimentação................................................ 32
FIGURA 8 Imagem da rosca de descarga..................................................... 33
FIGURA 9 Imagem real do choque absorve.................................................. 34
FIGURA 10 Imagem real do motor elétrico...................................................... 35
FIGURA 11 Imagem real do redutor de velocidade (em vermelho)................. 35
FIGURA 12 Modelo redutor de velocidade do fabricante Benzlers................. 36
FIGURA 13 Eixo de um redutor de velocidade................................................ 38
FIGURA 14 Engrenagem de um equipamento rotativo................................... 39
FIGURA 15 Rolamento.................................................................................... 40
FIGURA 16 Retentor Freudenberg.................................................................. 40FIGURA 17 Funções principais de um retentor............................................... 41
FIGURA 18 Retentor e suas repartições......................................................... 43
FIGURA 19 Exemplos de formas construtivas de retentores.......................... 43
FIGURA 20 Speedi sleeve instalado no eixo................................................... 44
FIGURA 21 Inspeção termográfica em equipamento elétrico......................... 47
FIGURA 22 Modelo de formulário FMEA......................................................... 55
FIGURA 23 Vazamento de óleo lubrificante pelo retentor............................... 59FIGURA 24 Posições de instalação do redutor de velocidade........................ 60
FIGURA 25 Quantidade óleo por modelo de redutor de velocidade............... 60
FIGURA 26 Fluxograma – FTA........................................................................ 69
FIGURA 27 Termografias nos três modelos de redutores de velocidade
Benzlers....................................................................................... 70
FIGURA 28 Falta de parafuso de fixação do motor com o redutor de
velocidade.................................................................................... 79FIGURA 29 Trincas características de ressecamento.................................... 80
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
10/95
9
FIGURA 30 Retentor BAUMSLX7................................................................... 83
FIGURA 31 Posição do retentor do eixo de alta rotação................................ 84
FIGURA 32 Posição do retentor do eixo de baixa rotação.............................. 84
FIGURA 33 Speedi Sleeve e a ferramenta de instalação............................... 85
FIGURA 34 Speedi Sleeve instalado no eixo do redutor de velocidade BTM
82................................................................................................. 85
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
11/95
10
LISTA DE GRÁFICOS
GRÁFICO 1 Quantidade de retentores usados nos redutores de velocidade
entre os anos de 2008 até 2012.................................................. 61
GRÁFICO 2 Quantidade de retentores de entrada e saída nos redutores de
velocidade entre os anos de 2008 até 2012............................... 62
GRÁFICO 3 Quantidade de retentores substituídos anuais........................... 62
GRÁFICO 4 Porcentagem de substituições de retentores por modelo de
redutor......................................................................................... 62
GRÁFICO 5 Temperatura de operação e viscosidade do óleo
lubrificante................................................................................... 73
GRÁFICO 6 Viscosidade de referência do óleo lubrificante, rotação e
diâmetro do rolamento do modelo BTM 82...................... ........... 75
GRÁFICO 7 Viscosidade de referência do óleo lubrificante, rotação e
diâmetro do rolamento do modelo BTM 92................................. 75
GRÁFICO 8 Viscosidade de referência do óleo lubrificante, rotação e
diâmetro do rolamento do modelo BTM 102............................... 76
GRÁFICO 9 Relação de viscosidade “”........................................................ 77GRÁFICO 10 Tendência da análise de vibração dos redutores de
velocidade................................................................................... 78
GRÁFICO 11 Substituição de retentor por ano 2008/2013............................... 86
GRÁFICO 12 Consumo em litros de óleo lubrificante............................. .......... 86
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
12/95
11
LISTA DE QUADROS
QUADRO 1 Nomenclatura dos redutores de velocidade Benzlers e seus
respectivos modelos.................................................................... 58
QUADRO 2 Rotação e relação de transmissão de cada modelo de redutor
de velocidade.............................................................................. 58
QUADRO 3 Demonstração da quantidade de vazamento e custo................ 59
QUADRO 4 Quantidade de retentores usados nos redutores de velocidade
entre os anos de 2008 até 2013.................................................. 61
QUADRO 5 FMEA........................................................................................... 65
QUADRO 6 Termografia nos redutores de velocidade da prensa DUAL....... 71
QUADRO 7 Termografia nos redutores de velocidade da prensa PO............ 71
QUADRO 8 Relação de transmissão dos redutores de velocidade................ 71
QUADRO 9 Tipo de óleo lubrificante e viscosidade....................................... 72
QUADRO 10 Temperatura de operação e viscosidade do óleo lubrificante.... 73
QUADRO 11 Nova viscosidade em relação a temperatura de operação......... 74
QUADRO 12 Diâmetro médio BTM 82.............................................................. 74
QUADRO 13 Diâmetro médio BTM 92.............................................................. 75QUADRO 14 Diâmetro médio BTM 102........................................................... 76
QUADRO 15 Relação de viscosidade “” para modelo BTM 82...................... 76
QUADRO 16 Relação de viscosidade “” para modelo BTM 92...................... 77
QUADRO 17 Relação de viscosidade “” para modelo BTM 92...................... 77
QUADRO 18 Tempo de estocagem de retentores e seus respectivos
materiais...................................................................................... 80
QUADRO 19 Retentores e seus respectivos materiais de fabricação.............. 81QUADRO 20 Retentores e seus respectivos materiais de fabricação.............. 81
QUADRO 21 Especificações dos retentores pelo manual Benzlers................ 82
QUADRO 22 Especificações dos retentores pelo manual Benzlers................ 82
QUADRO 23 Custo homem hora...................................................................... 87
QUADRO 24 Custo Guindaste.......................................................................... 87
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
13/95
12
LISTA DE SIGLAS
FMEA – Análise do modo e efeito de falha
RCFA – Análise das causas raízes das falhas
MASP – Método de análise e soluções de problemas
NBR – Borracha de Acrilonitrila-Butadieno (Borracha nitrílica)
FKM – Borracha fluorada (Borracha viton)
PTFE – Politetrafluoretileno (Teflon)
MCC – Manutenção centrada na confiabilidade
FTA – Análise da árvore de falhas
SAP – Análise de Sistemas e Desenvolvimentos de Programas
BA – Diâmetro externo emborrachado
UM – Lado cortado na face frontal (FKM)
SL – Lado de pó (Vmáx.= 8 m/s)
X7 – Diâmetro externo ondulado
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
14/95
13
LISTA DE SÍMBOLOS
Relação de viscosidade
Viscosidade em serviço da película lubrificante no contato de
rolagem
Viscosidade de referência na dependência do diâmetro e do
número de rotações
Diâmetro médio do rolamento
Diâmetro externo do rolamento
Diâmetro interno do rolamento
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
15/95
14
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO............................................................................................ 17
1.1 JUSTIFICATIVA................................................................................................. 18
1.2 DELIMITAÇÃO DO TEMA................................................................................ 19
1.3 FORMULAÇÃO DO PROBLEMA.................................................................... 19
1.4 OBJETIVOS....................................................................................................... 19
1.4.1 OBJETIVO GERAL................................................................................................ 19
1.4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS..................................................................................... 20
1.5 HIPÓTESE......................................................................................................... 20
1.6 METODOLOGIA................................................................................................ 201.6.1 CLASSIFICAÇÃO DA PESQUISA............................................................................. 21
1.6.2 TÉCNICAS PARA COLETA DE DADOS..................................................................... 21
1.6.3 FONTES PARA COLETA DE DADOS...................................................................... 22
1.6.4 POSSIBILIDADE DE TRATAMENTO E ANÁLISE DOS DADOS.................................... 22
1.7 APRESENTAÇÃO DO CONTEÚDO DAS PARTES................................ 23
2 REFERENCIAL TEÓRICO.................................................................. 24
2.1 PROCESSO DA LINHA DE FIBRAS......................................................... 24
2.1.1 COZIMENTO............................................................................................. 24
2.1.2 DEPURAÇÃO............................................................................................ 25
2.1.3 PRÉ-BRANQUEAMENTO............................................................................. 25
2.1.4 LAVAGEM................................................................................................ 25
2.1.5 BRANQUEAMENTO.................................................................................... 26
2.1.6 PROCESSO DAS PRESSAS DE LAVAGEM..................................................... 26
2.2 FUNCIONAMENTO DAS PRENSAS DE LAVAGEM DA LINHA DE
FIBRAS I......................................................................................................... 27
2.3 COMPONENTES DAS PRENSAS DE LAVAGEM DA LINHA DE
FIBRAS I................................................................................................ 28
2.3.1 BACIA............................................................................................................... 29
2.3.2 FLAPS............................................................................................................... 30
2.3.3 TAMBORES....................................................................................................... 30
2.3.4 CHUVEIROS...................................................................................................... 312.3.5 ROSCA DE ALIMENTAÇÃO.......................................................................... 32
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
16/95
15
2.3.6 ROSCA DE DESCARGA.............................................................................. 33
2.3.7 CHOQUE ABSORVE................................................................................... 33
2.3.8 MOTOR ELÉTRICO..................................................................................... 34
2.3.9 REDUTOR DE VELOCIDADE........................................................................ 35
2.4 REDUTORES DE VELOCIDADE.......................................................... 36
2.4.1 COMPONENTES DO REDUTOR DE VELOCIDADE............................................ 37
2.4.1.1 EIXOS...................................................................................................... 38
2.4.1.2 ENGRENAGENS........................................................................................ 38
2.4.1.3 ROLAMENTOS........................................................................................... 39
2.4.1.4 RETENTORES........................................................................................... 40
2.5 ELEMENTOS DE VEDAÇÃO................................................................ 412.5.1 RETENTOR............................................................................................... 41
2.5.1.1 ELASTÔMERO NITRÍLICA............................................................................ 42
2.5.1.2 ELASTÔMERO FLUORADO (FKM)................................................................. 42
2.6 SPEEDI SLEEVE................................................................................... 43
2.7 MANUTENÇÃO INDUSTRIAL............................................................... 44
2.7.1 CLASSIFICAÇÃO DA MANUTENÇÃO............................................................. 45
2.7.2 CORRETIVA PLANEJADA............................................................................ 462.7.3 PREDITIVA............................................................................................... 46
2.8 TERMOGRAFIA..................................................................................... 47
2.8.1 COLETA DE DADOS DA TERMOGRAFIA........................................................ 47
2.9 ANÁLISE DE VIBRAÇÃO...................................................................... 48
2.9.1 DIAGNÓSTICOS A PARTIR DA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO................................... 49
2.10 LUBRIFICAÇÃO.................................................................................... 49
2.11 TIPOS DE ÓLEOS LUBRIFICANTES................................................... 502.12 VISCOSIDADE...................................................................................... 50
2.13 FERROGRAFIA OU ANÁLISE DE ÓLEO LUBRIFICANTE.................. 51
2.14 MCC OU MANUTENÇÃO CENTRADA NA CONFIABILIDADE........... 52
2.15 CONFIABILIDADE................................................................................. 53
2.16 ANÁLISE DE FALHAS........................................................................... 53
2.16.1 FMEA (ANALISE DE MODOS DE FALHA E EFEITOS)................................... 54
2.16.2 FTA (FAUT TREE ANALYSIS).................................................................... 56
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
17/95
16
3 ESTUDO DE CASO............................................................................... 57
3.1 EMPRESA OBJETO DE ESTUDO................................................................. 57
3.2 APRESENTAÇÃO DOS DADOS................................................................... 57
3.3 ANÁLISE DOS DADOS................................................................................... 82
3.4 RESULTADOS OBTIDOS..................................................................... 86
4 CONCLUSÃO E RECOMENDAÇÔES......................................... 88
4.1 CONCLUSÃO............................................................................................ 88
4.2 RECOMENDAÇÃO................................................................................... 89
5 REFERÊNCIAS..................................................................................... 91
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
18/95
17
1 INTRODUÇÃO
Desde a revolução industrial, as empresas estão em busca de conhecimentos para
mitigar problemas relacionados à área industrial e tecnológica, visando aumento de
produção com qualidade vinculada a redução de custos. Nestas circunstâncias, um
dos fatores para o aumento de custos na manutenção industrial está relacionado aos
problemas de vazamento de óleo lubrificante em equipamentos rotativos, neste
caso, nos redutores de velocidade.
Como assevera Silva (2008, p.54):
É conhecido por redutor o conjunto de coroa e parafuso com rosca sem-fimou de engrenagens acondicionado em uma carcaça com sistema delubrificação e destinado a reduzir a velocidade. Engrenagem é conjunto deduas ou mais rodas dentadas. A engrenagem permite a redução ou oaumento do momento de torção, com perdas muito pequenas de energia, eo aumento ou redução de velocidades sem nenhuma perda, por não permitirpatinação.
Atualmente, as grandes indústrias utilizam estratégias de manutenção bem
definidas, aliadas a uma política interna de manutenção baseada no conceito de
confiabilidade, de maneira a reduzir seus custos através de práticas consolidadas
que atuam de forma sistêmica nos pontos críticos dos seus ativos.
Segundo Fernandes (2010, p. 2):
Podemos entender manutenção como o conjunto de cuidados técnicosindispensáveis ao funcionamento regular e permanente de máquinas,equipamentos, ferramentas e instalações. Esses cuidados envolvem aconservação, a adequação, a restauração, a substituição e a prevenção.
Essas técnicas são utilizadas em vários tipos de empresas, a fim de minimizar os
custos de manutenção, evitando possíveis perdas de produção. Tais técnicas estão
sendo empregadas para solucionar o problema existente de vazamentos de óleos
lubrificantes pelos retentores nos redutores de velocidade da indústria como um
todo.
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
19/95
18
O foco principal do estudo de caso está relacionado aos redutores de velocidade,
situados nas prensas de lavagem instaladas na Linha de Fibras, em que há maior
incidência das ocorrências de vazamentos. Nesse processo, a polpa de celulose
passa por vários estágios de branqueamento até chegar à prensa, tendo como
finalidade lavar e prensar a polpa de celulose diminuindo a porcentagem de água até
chegar ao processo de Secagem.
A importância de eliminar esse problema é de prevenir o desperdício de óleo
lubrificante pelos retentores, o que diminui consideravelmente o custo anual com
manutenção emergencial causada por quebras não programadas oriundas dos
constantes vazamentos nos redutores de velocidade, eliminando ocorrênciasambientais, riscos de acidentes, melhorando a conservação do ativo reduzindo o
esforço de manutenção.
Desta forma, para garantir a eficácia do método, algumas ferramentas podem ser
empregadas para resolução de problemas, tais como FMEA (Análise do Modo e do
Efeito da Falha); RCFA (Análise das Causas Raízes das Falhas); MASP (Método de
Análises e Soluções de Problemas); FTA (Análise da Árvore de Falhas), Espinha depeixe (Ishikawa), entre outras.
Nesse sentido, a finalidade é identificar que a perda de lubrificante, além de diminuir
a vida útil do equipamento, ocasiona paradas emergenciais não programadas
aumentando assim o custo com manutenção, reduzindo a disponibilidade do ativo e,
sequencialmente, gerando perda de produção.
1.1 JUSTIFICATIVA
O tema proposto justifica-se pela relevante importância que perfaz: as perdas de
óleos lubrificantes, que geram aumento dos custos de manutenção; paradas
emergenciais; consumo de óleo; perdas de produção; e, principalmente, a
contaminação do meio ambiente, todos oriundos dos vazamentos de óleos
lubrificantes. A realização do estudo de caso propõe identificar a causa raiz do
vazamento do óleo lubrificante nos redutores de velocidade, contribuindo para uma
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
20/95
19
melhor manutenção e aumentando a confiabilidade e disponibilidade dos redutores
de velocidade instalados nas prensas de lavagem localizada na Linha de Fibras em
uma empresa de papel e celulose no extremo sul da Bahia.
1.2 DELIMITAÇÃO DO TEMA
A identificação das causas do vazamento do óleo lubrificante pelos retentores
utilizados nos redutores de velocidade instalados nas prensas de lavagem localizada
na Linha de Fibras, no período de fevereiro de 2008 até o ano de 2013, em uma
empresa de papel e celulose no extremo sul da Bahia.
1.3 FORMULAÇÃO DO PROBLEMA
Atualmente falar em custo dentro de qualquer organização preocupa, principalmente
quando este custo venha de algo que é considerado desperdício, entretanto, não
sabendo o que provoca. Neste sentido busca-se responder o seguintequestionamento: Quais são as principais causas do excessivo consumo de óleo
lubrificante nos redutores de velocidade das prensas de lavagem da linha de fibras?
1.4 OBJETIVOS
1.4.1 OBJETIVO GERAL
Esse estudo de caso tem como objetivo geral identificar as principais causas do
excessivo consumo de óleo lubrificante nos redutores de velocidade das prensas de
lavagem da linha de fibras, para evitar paradas emergenciais. Consequentemente,
reduzir o custo de manutenção que ocorre devido à falha nos redutores bem como
as perdas por paradas improdutivas.
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
21/95
20
1.4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Entender o funcionamento das prensas de lavagem e dos seus respectivos
redutores de velocidade;
Buscar técnicas que auxiliem no diagnóstico da falha no sistema prensa-redutor;
Identificar as principais causas das falhas cuja consequência é o vazamento de
óleo.
1.5 HIPÓTESES
Uma vez funcionando as prensas de lavagem de forma inadequada, verifica-se que
poderão ocorrer irregularidades devido ao excesso de polpa de celulose inserida na
rosca da prensa, ocasionando, assim, o empenamento do eixo que impedirá a
vedação pelo retentor.
Técnicas como termografia e análise de óleo podem diagnosticar uma especificação
incorreta do óleo lubrificante em relação à viscosidade, bem como quanto aosretentores, principalmente nos quesitos e material do elastômero.
São causas a serem apontadas: a inadequada montagem do retentor no redutor,
fazendo com que o mesmo não atinja uma vedação eficaz; a especificação errônea
do retentor; e submissão do redutor a altas temperaturas.
1.6 METODOLOGIA
Para que ocorra um trabalho que tenha cunho científico, a metodologia utilizada é
peça fundamental, pois através desta foi possível traçar todos os passos a serem
percorrido, bem como os tipos de pesquisa que são necessárias para que se tenha
um resultado confiável.
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
22/95
21
1.6.1 CLASSIFICAÇÃO DA PESQUISA
Para a realização deste estudo, a pesquisa classificou-se em exploratória e
descritiva. Gil (1996, p. 45) comenta que pesquisa exploratória “[...] têm como
objetivo principal o aprimoramento de ideias ou a descoberta de intuições”.
Empregou-se também, a pesquisa descritiva por estar intimamente ligada à
definição dos dados agregados ao trabalho. Buscando identificar, analisar as
informações reunidas com base o conhecimento cientifico. Feita através do
levantamento de dados ou observações de um fato, fenômeno e/ou processo
selecionado (SANTOS, 2002).
Justifica-se que foram escolhidas as pesquisas exploratórias e as descritivas, pois
aumentam o conhecimento acerca do tema pesquisado e auxiliam na obtenção dos
objetivos propostos na pesquisa.
1.6.2 TÉCNICAS PARA COLETA DE DADOS
A pesquisa se baseou numa revisão bibliográfica em que a principal ferramenta foi o
estudo de caso, utilizado com o fim de garantir a compreensão do tema pesquisado.
Isso se deu através de uma investigação detalhada do processo, justificando-se o
uso de tais instrumentos com base na fundamentação teórica apresentada na
pesquisa que norteia o trabalho.
Segundo Gil (2002, p. 44) a pesquisa bibliográfica “[...] é desenvolvida com base em
material já elaborar, constituído principalmente de livros e artigos científicos”.
O estudo de caso, de acordo com Gil (2002, p. 54) “consiste no estudo profundo e
exaustivo de um ou poucos objetivos”.
Utilizando ainda a pesquisa documental que de acordo com Gil (2002, p. 45) “a
pesquisa documental vale-se de materiais que não receberam ainda um tratamento
analítico, ou que ainda podem ser reelaborados de acordo com os objetivos da
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
23/95
22
pesquisa”. Justifica o uso desta técnica, face a necessidade de recorrer aos Manuais
de equipamentos.
1.6.3 FONTES PARA COLETA DE DADOS
No que tange à coleta de dados, fontes primárias e secundárias foram utilizadas
para o desenvolvimento da pesquisa. Em relação às fontes primárias, os dados
foram obtidos através de informações levantadas junto ao setor de manutenção da
empresa. As fontes secundárias dizem respeito a livros, apostilas técnicas, artigos
científicos, manuais de fabricantes, entre outras fontes que constituem afundamentação teórica da pesquisa. Segundo Andrade (2001, p. 43):
Fontes primárias são constituídas por obras ou textos originais, materialainda não trabalhado, sobre determinado assunto. Já as fontes secundáriasreferem-se a determinadas fontes primárias, isto é, são constituídas pelaliteratura originada de determinadas fontes primárias. [...] A diferençafundamental consiste em que as fontes primárias são constituídas de textosoriginais, com informações de primeira mão; as secundárias constituem-seda literatura a respeito de fontes primárias, isto é, de obras que interpretam
e analisam fontes primárias.
1.6.4 POSSIBILIDADE DE TRATAMENTO E ANÁLISE DOS DADOS
Após dar início à coleta de dados, foi possível obter algumas definições em torno do
tema. Os dados foram descritos em um tipo de ferramenta utilizado na metodologia
da análise de falha, em que foi possível verificar ocorrências através das ordens de
manutenção. Nesse passo, vale destacar a quantidade de troca de retentores,
decorrente do vazamento de óleo lubrificante, principalmente as trocas que
envolvem os retentores do eixo de alta rotação.
Outro ponto pesquisado relaciona-se às análises de óleo e termografias feitas nos
redutores de velocidade das prensas de lavagem, de modo a se observar, quanto às
ordens de manutenção, a inocorrência de óleo contaminado e aquecimento nos
redutores.
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
24/95
23
Por fim, após obtenção dos dados necessários à análise dos fenômenos, foi
montado um estudo de caso em que todas as informações foram utilizadas para
identificação de falhas, através da ferramenta FMEA, a fim de demonstrar de forma
prática a solução do problema.
1.7 APRESENTAÇÃO DO CONTEÚDO DAS PARTES
O presente trabalho está dividido em cinco capítulos apresentados da seguinte
forma:
No capítulo 1 é feita a introdução, justificativa da escolha do tema, delimitação e
formulação do problema, o objetivo geral e os específicos, a hipótese e a
metodologia utilizada; No capítulo 2 é abordado o conceito teórico que fundamenta a
importância da realização deste estudo de caso. No capítulo 3 é desenvolvida a
apresentação, análise dos dados e posteriormente os resultados obtidos, através da
pesquisa. No capítulo 4 aborda-se a conclusão do trabalho e as possíveis
recomendações para pesquisas implementações futuras. E por fim, no quintocapítulo abordam-se as referências utilizadas no desenvolvimento deste trabalho.
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
25/95
24
2 REFERENCIAL TEÓRICO
2.1 PROCESSO DA LINHA DE FIBRAS
De acordo com Santos (2009) é dividido em cinco etapas, sendo, o cozimento,
depuração, pré-branqueamento, lavagem e branqueamento.
Com base no que fora mencionado pelo autor, entende-se que o processo da linha
de fibras é um processo muito importante para a fabricação do papel e da celulose,
sendo dividido em várias etapas. Esse processo se inicia o cozimento do cavaco
com a finalidade retirar ao máximo a lignina da polpa de celulose no digestor. Na
próxima etapa tem-se o processo de depuração onde é separada a parte que não foi
devidamente cozida na etapa anterior. Logo após a depuração inicia-se o processo
de pré-branqueamento onde começa o ataque químico na polpa marrom para poder
retirar ao máximo a lignina do processo. Na sequencia inicia o processo de lavagem
da polpa para a retirada dos produtos químicos nas prensas e finaliza-se o processo
no branqueamento que é responsável para garantir a máxima alvura da polpa.
2.1.1 COZIMENTO
O cozimento é a etapa do processo que faz a deslignificação dos cavacos,
(pequenos pedaços de madeira) para obter as fibras de celulose preservando as
propriedades das fibras. Segundo Almeida; Gomide e Silva (2000, p. 4)“deslignificação é a remoção de lignina expressa em relação ao teo r original da
madeira nas diferentes fases do cozimento [...]”.
Para o Manual GL&V SWEDEN referência 59001317 (2009, p. 8),
O cozimento é o processo principal de deslignificação para o material demadeira. O produto resultante do cozimento ainda contém lignina e não écompletamente branco. O cozimento é seguido de lavagem (separação da
pasta e do licor negro gasto) e de crivagem, (separação mecânica de nós ede objetos parecidos com madeira não desfibrados a partir da pastaaceitável).
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
26/95
25
O cozimento, apesar de ser um processo longo, não deverá quebrar as fibras
durante o processo, para que o produto final tenha com a mais alta qualidade
quando refere-se a resistência do produto.
2.1.2 DEPURAÇÃO
No processo de depuração, a finalidade principal é eliminar rejeitos da polpa ao
máximo.
Conforme Santos (2009, p. 10), a depuração “remove a maior quantidade possívelde impurezas da polpa aceita, gerando um fluxo de rejeitos o mais concentrado
possível, evitando assim a perda de fibras boas juntamente com os rejeitos”.
2.1.3 PRÉ-BRANQUEAMENTO
No processo de pré-branqueamento tem por finalidade dar continuidade aosprocessos anteriores na deslignificação.
De acordo com a Santos (2009, p. 10) o pré-branqueamento tem por finalidade
“continuar a deslignificação da polpa em condições mais suaves em relação ao
cozimento”.
2.1.4 LAVAGEM
A lavagem é o penúltimo processo da Linha de Fibras, nesta etapa, a polpa é lavada
para retirar o resto de impurezas proveniente do dos processos anteriores.
Conforme Santos (2009, p.10) a lavagem consiste em “recuperar os produtos
químicos utilizados no processo de deslignificação”.
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
27/95
26
Desta maneira prepara a polpa de celulose para receber os produtos químicos do
próximo estágio, é nesse processo que estão instalados as prensas de lavagem e
consequentemente os redutores de velocidade que geraram o problema de
vazamento de óleo lubrificante.
2.1.5 BRANQUEAMENTO
O branqueamento é o ultimo estágio do processo, sendo ele o que define a alvura
da polpa. No que reputa Azevedo (2011, p. 12):
O branqueamento pode ser definido como um processo que visa branqueara polpa celulósica por meio da remoção e/ou modificação de substânciasquímicas capazes de proporcionar cor à polpa. O objetivo principal dobranqueamento é melhorar as propriedades 13 ópticas da polpa celulósica,considerando-se os seguintes parâmetros: a) mínima danificação da fibra;b) mínima formação de grupos carbonila, devido à oxidação decarboidratos; c) reduzida perda de rendimento; d) baixo custo e e) mínimoimpacto ao meio ambiente.
Nesse processo, a lignina, que é a substância que da cor escura a polpa, é quase
que totalmente retirada juntamente com as resinas provenientes de processos
anteriores, além de serem adicionados produtos químicos para ajuda no processo
de branqueamento da polpa.
.
2.1.6 PROCESSO DAS PRENSAS DE LAVAGEM
Segundo a Apostila de Treinamento Básico (2009) a prensa é “projetada para
desaguamento, lavagem e prensagem da polpa”. Nesses processos das duas
prensas de lavagem a polpa de celulose entra a uma pressão de 0,34 bar e a uma
vazão de 10.195 l/min de água.
Assim, é possível constatar que no processo da lavagem existem duas prensas
instaladas, a primeira é chamada de “Sistema de lavagem pós-deslignificação” onde
tem por finalidade retirar e recuperar resíduos de produtos químicos usados nosprocessos de deslignificação por oxigênio, lavando a polpa de celulose por
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
28/95
27
deslocamento de filtrado, já a segunda é chamada de “Sistema de Lavagem Dual”
tendo por finalidade retirar resíduos químicos da polpa de celulose lavando a mesma
por deslocamento de filtrado.
2.2 FUNCIONAMENTO DAS PRENSAS DE LAVAGEM DA LINHA DE FIBRAS I
De acordo com a Apostila de Treinamento Básico (2009) o funcionamento das
prensas está através da redução do espaço entre o tambor e o flap, a polpa de
celulose é comprimida e consequentemente desaguada, o líquido de lavagem é
adicionado através de dois canais na bacia, o mesmo desloca o líquido da polpa. Aconsistência da polpa é aumentada por compressão mecânica provocada pelos
tambores. O aumento final da consistência é realizado por pressão, atingindo o valor
entre 30 e 32% da retenção da água durante a lavagem.
De acordo com Kvaerner Pulping (2004), o principio de funcionamento da prensa de
lavagem possui três diferentes estágios, desaguamento, lavagem e prensagem da
polpa. A polpa de celulose é alimentada e distribuída ao longo de toda a rosca.Devido à pressão e ao perfil geométrico da bacia, a consistência da polpa aumenta
em 15%. O liquido de lavagem é adicionado através de quatro câmaras equipadas
com bicos na bacia, a lavagem desloca o produto químico do liquido original,
fazendo a polpa atingir uma consistência de 30 a 35%.
Para GL&V Sweden (2008, p. 3) as prensas de lavagem ”Compact Press” foram
concebidas para secagem, lavagem e prensagem de polpas de celulose eminstalações de lavagem e de branqueamento. Para melhor compreensão quanto o
que ora menciona, pode constar na figura 1.
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
29/95
28
Figura 1: Funcionamento da prensa de lavagem.Fonte: Santos (2009, p. 101).
2.3 COMPONENTES DAS PRENSAS DE LAVAGEM DA LINHA DE FIBRAS I
Para Santos (2009) as prensas de lavagem da linha de fibras I possuem vários
componentes, como bacia, flaps, tambores, chuveiros, roscas de alimentação e
descarga, choque absorve, motores elétricos e redutores de velocidade. O
funcionamento perfeito de cada elemento é imprescindível para a eficiência das
prensas de lavagem e principalmente a produção de papel e celulose.
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
30/95
29
Figura 2: Elementos da prensa de lavagem.Fonte: Adaptado de Santos (2009, p. 23).
2.3.1 BACIA
A bacia circunda toda a parte inferior dos tambores, podendo ser abaixada
permitindo fácil acesso para os serviços de manutenção.
Para Kvaerner Pulping (2004, p.12), a bacia consiste de duas placas de aço
inoxidável, integrados em uma construção autossustentável e forte, conforme figura
3.
Figura 3: Imagem real da bacia.Fonte: Santos (2009, p. 28).
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
31/95
30
Essas bacias são projetadas com o intuito de “segurar” e auxiliam nas polpas que
são prensadas pelos tambores.
2.3.2 FLAPS
Os flaps circundam a lateral dos tambores, podendo ser afastados, permitindo fácil
acesso para a manutenção.
Para Kvaerner Pulping (2004, p.12), os flaps consistem de placas de aço inoxidável,
tendo suas abas fixadas e articuladas, como consta na figura 4 abaixo.
Figura 4: Imagem real do flap.Fonte: Fonte: Santos (2009, p. 35).
Nota-se com base no menciona o autor as abas dos flaps são flexíveis e é possível
ter um acesso fácil para a limpeza e manutenção caso muita polpa de celulose fique
presa entre as abas e o tambor.
2.3.3 TAMBORES
Os tambores estão alocados entre a bacia e os flaps, são eles que realizam a
prensagem da polpa de celulose. De acordo com Kvaerner Pulping (2004, p.11), os
tambores consistem num invólucro cilíndrico de apoio. Todas as partes dos
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
32/95
31
tambores estão em contato com o liquido, são feitos de aços inoxidáveis, possuindo
rolamentos esféricos, como pode visualizar na figura 5.
Figura 5: Imagem real do tambor.Fonte: Santos (2009, p. 41).
Os tambores tem a função de realizar a prensa das polpas de celulose a fim de
garantir o máximo desempenho na a retirada de umidade de produtos químicos.
2.3.4 CHUVEIROS
Os chuveiros são usados para a lavagem da polpa de celulose nas prensas de
lavagem, gerando uma importância significativa para o processo.
Segundo Kvaerner Pulping (2004, p.14), a prensa de lavagem é equipada por dois
chuveiros “Spray Pipes” entre as lâminas de raspagem, para a lavagem da polpa.
Figura 6.
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
33/95
32
Figura 6: Imagem real Chuveiro de limpeza dos tambores.Fonte: Santos (2009, p. 49).
Os chuveiros tem que estar sempre limpos, pois caso um deles estejam entupidos,
causa um diferença na eficiência da lavagem da polpa de celulose.
2.3.5 ROSCA DE ALIMENTAÇÃO
A rosca de alimentação consiste de uma câmara cilíndrica equipada com uma roscarotativa para distribuição da polpa tendo a mesma distribuição de fluxo por toda
extensão da prensa. De acordo com Kvaerner Pulping (2004, p.13), a rosca é de
formato parafuso e é acionada por um motor elétrico através de um redutor.
Figura 7: Imagem da rosca de alimentação.Fonte: Santos (2009, p. 51).
São as roscas de alimentação que distribuem as polpas para a prensagem nos
tambores.
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
34/95
33
2.3.6 ROSCA DE DESCARGA
A rosca de descarga consiste de uma câmara com uma rosca rotativa para
desagregar e transportar a polpa de celulose até a saída da prensa.
Conforme Kvaerner Pulping (2004, p.12), a rosca de descarga transporta a polpa de
celulose através de seu parafuso rotativo para a peça de ligação de saída.
Figura 8: Imagem da rosca de descarga.Fonte: Santos (2009, p. 56).
A rosca de descarga tem a função de retirar a polpa de celulose que já foi prensada
e lavada para a saída da prensa de lavagem indo em direção as torres de
estocagem.
2.3.7 CHOQUE ABSORVE
O choque absorve é integrado ao sistema hidráulico de serviço, tendo como
propósito absorver e prevenir a sobrecarga de pressão quando a polpa de celulose
está sendo distribuídos entre os dois tambores que irão fazer a prensagem,
possuem sensores para assegurar a correta posição dos tambores. Para Kvaerner
Pulping (2004, p.12), o choque absorve tem a função e limitar a carga máxima, isso
é feito por meio de uma pressão ajustada, ou seja, se a intensidade exceder o valorpermitido, os tambores de choque irão mover. Para garantir que os tambores estão
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
35/95
34
em posição correta durante a operação é instalado o interruptor de limite em cada
amortecedor.
Figura 9: Imagem real do choque absorve.Fonte: Santos (2009, p. 73).
O choque absorve é um dispositivo muito importante, pois o mesmo impede que os
tambores sofram uma grande carga quando a polpa de celulose é jogada no tambor,
absorvendo e prevenindo o impacto da carga.
2.3.8 MOTOR ELÉTRICO
O motor elétrico é usado para rotacionar o redutor de velocidade e como
consequência as roscas de alimentação e descarga, transformando energia elétrica
em mecânica.
Nesse sentido, Almeida (2004, p.1), leciona que, “as máquinas elétricas sãoconversores rotativos que transformam energia elétrica continua em energia
mecânica, ou vice-versa, utilizando-se dos fenômenos da indução e conjugados
eletromagnéticos”.
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
36/95
35
Figura 10: Imagem real do motor elétrico.Fonte: Adaptado de Santos (2009, p. 62).
O motor elétrico é de suma importância no ramo industrial, pois o mesmo é utilizadopara o funcionamento de equipamentos rotativos.
2.3.9 REDUTOR DE VELOCIDADE
Os redutores de velocidade estão instalados entre os motores elétricos e as roscas
de alimentação e descarga, tendo como objetivo reduzir a velocidade oferecida domotor elétrico e aumentar o torque para que a rosca consiga distribuir por completo
a polpa de celulose na rosca de alimentação.
Segundo Kvaerner Pulping (2004, p.13), os redutores de velocidade estão instalados
com disco de contração no eixo das roscas, tendo como função a diminuição da
rotação e o aumento de torque.
Figura 11: Imagem real do redutor de velocidade (em vermelho).Fonte: Adaptado de Santos (2009, p. 62).
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
37/95
36
Pode-se concluir com base no que afirma o autor acima que os redutores de
velocidade são equipamentos de grande importância para as prensas de lavagem,
são eles que geram torque para as roscas de alimentação e descarga, por isso
quando os mesmos sofrem algum tipo de intervenção ou falha significativa, à prensa
de lavagem perde eficiência e como consequência a diminuição da produção.
2.4 REDUTORES DE VELOCIDADE
Os redutores de velocidade são equipamentos responsáveis por grande redução de
transmissões oferecida pelo motor elétrico, consequentemente aumentando otorque.
Nesse sentido, Budynas e Nisbett (2008, p. 49), leciona que “o redutor de velocidade
deve transmitir a potência do motor a aplicação com a menor perda de energia
possível, ao mesmo tempo que reduz a velocidade e, consequentemente,
aumentando o torque”.
Existem vários tipos e modelos de redutores de velocidade, dentre eles estão os
redutores de fabricantes como a Falk, Moventas, Sew, Voith, Flender, Kumera,
Benzlers, etc.
Figura 12: Modelo redutor de velocidade do fabricante Benzlers.Fonte: Benzlers (1999).
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
38/95
37
2.4.1 COMPONENTES DO REDUTOR DE VELOCIDADE
Para Andrade (s.d., p. 12-14), ao abordar sobre os componentes do redutor de
velocidade, destaca como elementos básicos, os seguintes:
1. Eixos: São usinados em aço médio carbono temperados e revenidospara a dureza especificada.
2. Engrenagens: São rodas dentadas com módulos padronizados pornormas. Fabricadas em aço liga temperada em óleo e revenida. Temformato cilíndrico de dentes retos, helicoidal ou cônico (pinhão),conforme o modelo do redutor.
3. Rolamentos: Elementos girantes de máquina que suportam o eixo com
as engrenagens, possibilitando a eles o menor atrito possível ao girar.São utilizados rolamento radiais, axiais ou cônicos.
4. Retentores: Utiliza-se vedadores de borracha com molas, para reter oóleo da parte interna e evitar as infiltrações de contaminantes externos.
5. [...]
6. Respiro: Dispositivo que possibilita a saída e entrada do ar no redutordurante o trabalho, devido ao aquecimento e resfriamento (mudança devolume do ar).
Alicerçado no entendimento do que menciona Andrade, nota-se que os elementosde máquina que consistem um redutor de velocidade são carcaça, eixos,
engrenagens, parafusos, rolamentos, respiro, retentores ou labirintos. Os maiores
problemas relacionados a redutores de velocidade estão ligados aos ajustes nas
montagens de rolamentos e engrenagens, desgaste ou empenamento do eixo,
vazamentos de óleo lubrificante pelo retentor e quando é aplicada uma sobrecarga
durante o funcionamento do redutor. Tendo como alguns dos seus principais
elementos citado abaixo:
Eixos
Engrenagens
Rolamentos
Retentores
Respiro
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
39/95
38
2.4.1.1 EIXOS
Os eixos são fabricados para sustentar os elementos de máquinas, fixos ou
giratórios de um equipamento, seu movimento é juntamente com seus elementos de
máquinas. Os eixos podem ser fabricados em aços ou ligas de aço, pois possuem
melhores propriedades mecânicas.
Para Shigley; Mischke; Budynas (2004, p. 864) o eixo “é um membro rotativo
geralmente de secção transversal circular, utilizado para transmitir potência ao
movimento”.
Figura 13: Eixo de um redutor de velocidade.Fonte: http://technoarc.com.br/produtos/38 (2013)
Os eixos possuem uma grande importância, pois são eles que transmitem potencias
a outros equipamentos.
2.4.1.2 ENGRENAGENS
De acordo Shigley; Mischke; Budynas (2004, p. 628), as engrenagens “fornecem
momentos torcionais a eixos para gerar movimento e transmissão de potencia, e
criam forças e momento que afetam o eixo e seus mancais”.
http://technoarc.com.br/produtos/38http://technoarc.com.br/produtos/38
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
40/95
39
Figura 14: Engrenagem de um equipamento rotativo.Fonte: Lunardini Júnior (2013)
As engrenagens são um dos elementos mais importantes de redutor de velocidade,
pois a mesma transmite grandes torques, podendo ser usadas em vários tipos de
equipamentos, como bombas de engrenagem, caixa de engrenagem, entre outros.
2.4.1.3 ROLAMENTOS
Os Rolamentos são elementos girantes de máquina que suportam o eixo com as
engrenagens, possibilitando a eles o menor atrito possível ao girar.
De acordo Bolton (2010, p. 213),
A função de um rolamento é guiar, com o mínimo de fricção e um máximo
de precisão, o movimento de uma parte em relação à outra. [...] sãoprojetados para resistir às forças ao longo de um eixo quando o movimentorelativo é principalmente de rotação.
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
41/95
40
Figura 15: Rolamento.Fonte:http://portuguese.balljointbearings.com/china-angular_contact_ball_bearing_of_71824c_single_row_bearings_for_radial_load_and_axial_load-312270.html (2012/2013).
2.4.1.4 RETENTORES
Os retentores são vedantes utilizados para impedir á fuga do óleo ou graxa
lubrificante de seu respectivo equipamento. São utilizados em equipamentos
rotativos como redutores de velocidade, mancais de rolamento, cilindros e bombas
hidráulicas, bombas centrífugas, entre outros. Neste sentido, conforme consta no
Catálogo Sabó (2001, p. 6) o retentor tem “função primordial reter óleos, graxas ou
outros fluidos que devam ser contidos no interior de uma máquina ou um agregado
mecânico”.
Figura 16: Retentor Freudenberg.Fonte: http://www.taller-comunicacao.com/taller-comunicacao/?p=784 (2008)
http://portuguese.balljointbearings.com/china-angular_contact_ball_bearing_of_71824c_single_row_bearings_for_radial_load_and_axial_load-312270.htmlhttp://portuguese.balljointbearings.com/china-angular_contact_ball_bearing_of_71824c_single_row_bearings_for_radial_load_and_axial_load-312270.htmlhttp://portuguese.balljointbearings.com/china-angular_contact_ball_bearing_of_71824c_single_row_bearings_for_radial_load_and_axial_load-312270.htmlhttp://www.taller-comunicacao.com/taller-comunicacao/?p=784http://www.taller-comunicacao.com/taller-comunicacao/?p=784http://portuguese.balljointbearings.com/china-angular_contact_ball_bearing_of_71824c_single_row_bearings_for_radial_load_and_axial_load-312270.htmlhttp://portuguese.balljointbearings.com/china-angular_contact_ball_bearing_of_71824c_single_row_bearings_for_radial_load_and_axial_load-312270.htmlhttp://portuguese.balljointbearings.com/china-angular_contact_ball_bearing_of_71824c_single_row_bearings_for_radial_load_and_axial_load-312270.html
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
42/95
41
2.5 ELEMENTOS DE VEDAÇÃO
No meio industrial existem vários tipos de vedações como, selos mecânicos, juntas,
anéis O’ ring, gaxetas e retentores. Podem atuar em diversos equipamentos, como
tampas, motores, redutores de velocidade, bombas hidráulicas, válvulas e etc., A
função primordial de um vedante é evitar o vazamento de algum fluido ou impedir
que outros elementos insiram dentro do equipamento, conforme afirma Lordes
(1996, p.114) que a “vedação é o processo usado para impedir a passagem, de
maneira estática ou dinâmica, de líquidos, gases e sólidos particulados (pó) de um
meio para outro”.
2.5.1 RETENTOR
De acordo com Lordes (1996), o retentor é composto por um elastômero em forma
de lábio e uma parte estrutural metálica, ou seja, uma mola que permite sua fixação
na posição correta de trabalho. A função primordial de um retentor é reter óleo,
graxa e outros produtos que devem ser mantidos no interior de uma máquina ouequipamento, aumentado à vida útil do rolamento e do equipamento.
Figura 17- Funções principais de um retentor.Fonte: SKF retentores industriais (2009, p. 5).
Conforme Lordes (1996, p.116) “é composto essencialmente por uma membrana
elastomérica em forma de lábio e uma parte estrutural metálica semelhante a umamola que permite sua fixação na posição correta de trabalho”, cujo objetivo é impedir
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
43/95
42
que o óleo e a graxa saíssem do meio interno para o meio externo, além de suportar
variações de temperatura e pressão, de acordo com o elastômero que foi produzido.
Para SKF (2009, p. 5) “onde houver um rolamento, sempre haverá necessidade de
vedação eficiente para protegê-lo, de modo que alcance sua vida útil e confiabilidade
máxima”. Neste sentido para cada situação é usado um retentor de material
diferente, como, Viton (FKM), Nitrílica (NBR), Teflon (PTFE), entre outros, ou forma
construtiva diferente.
2.5.1.1 ELASTÔMERO NITRÍLICA
De acordo com Vargas (2005), os retentores de elastômero nitrílicos ou NBR são
usados em máquinas e equipamentos. Geralmente são usados para vedar óleo
mineral e graxas, caso haja compatibilidade química também pode ser usados para
vedar óleos lubrificantes sintéticos.
2.5.1.2 ELASTÔMERO FLUORADA (FKM)
Para Vargas (2005), os retentores de elastômero Viton ou FKM são usados onde
exige maior resistência química e térmica. São utilizados em máquinas e
equipamentos, frequentemente é utilizado para vedar lubrificantes sintéticos.
Para melhor entendimento, pode ser visualizado na figura 18, as partes que compõeum retentor.
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
44/95
43
Figura 18 – Retentor e suas repartições.Fonte: Lordes (1996, p.117).
Ainda complementando quanto às partes que compõe o retentor no tocante as
formas construtivas, conforme ilustra a figura 19.
Figura 19: Exemplos de formas construtivas de retentores.Fonte: http://www.vedak.com.br/vedabras (2013)
Para cada situação é recomendado uma determinada forma construtiva de
retentores para maior eficiência de vedação do equipamento.
2.6 SPEEDI SLEEVE
O speedi sleeve é um dispositivo utilizado quando o eixo apresenta algum desgaste
na região de vedação, impedindo que o retentor execute sua função de vedar.
De acordo a Apostila Nova Geração do Speedi Sleeve SKF (2012, p. 1),
O SPEEDI-SLEEVE SKF é uma solução já comprovada para contornarproblemas de eixos desgastados, sem a necessidade de desmontá-los ou
http://www.vedak.com.br/vedabrashttp://www.vedak.com.br/vedabras
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
45/95
44
ter que especificar um novo tamanho para o retentor de reposição, aomesmo tempo que oferece uma excelente superfície de vedação.
A imagem abaixo demonstra o speedi sleeve instalado em um eixo.
Figura20: Speedisleeve instalado no eixo.Fonte: Apostila Nova Geração do Speedi Sleeve SKF (2012, p.1).
2.7 MANUTENÇÃO INDUSTRIAL
A manutenção industrial em outras palavras pode ser definida como sendo a técnica
de preservar e manter os equipamentos e componentes em operação durante o
maior intervalo de tempo possível e com o máximo rendimento, além de manter as
características originais e vida útil do equipamento sem que o leve a falha.
Para Kardec e Lafraia, (2009, p.48) “manutenção pode ser definida como o conjunto
das ações destinadas a manter ou recolocar um componente, equipamento ou
sistema em um estado no quais funções podem ser cumpridas”.
Pode-se entender que a manutenção é de grande importância para uma indústria, a
fim de garantir que o processo produtivo seja completamente efetivo.
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
46/95
45
Vale ressaltar ainda sobre a manutenção, quanto aos custos que precisam ser
controlados, conforme Pereira (2011, p. 24), pode citar os três custos básicos:
Pessoal, material e serviços, sendo que cada um deles deve estar divididoem trabalhos de melhorias (KAISEN), manutenção corretiva e preventiva.Também devemos levar em consideração indicadores como adisponibilidade dos equipamentos. Desta forma, o sistema de controle decustos deve se preocupar com as informações dos registros dos tempos emque o equipamento está disponível para operação.
Entretanto, é importante também abordar sobre a classificação da manutenção, a
qual contextualiza no item seguinte.
2.7.1 CLASSIFICAÇÃO DA MANUTENÇÃO
De acordo com Siqueira (2012):
Os tipos de manutenção podem ser classificados em relação à intervençãonos equipamentos, sendo identificadas como:
Corretiva planejada e emergencial, Sensitiva ou Subjetiva, Preventiva, Preditiva, Proativa, Produtiva Detectiva.
Assim, fica entendido que no ramo industrial as manutenções são primordiais para
manter a disponibilidade e confiabilidade dos equipamentos garantindo assim a meta
de produção estabelecida, visto que uma quebra inesperada acarretará numaredução ou cessamento momentâneo da produção.
Para melhor compreensão quanto ao processo alguns tipos de manutenção são
abordados nos itens seguinte.
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
47/95
46
2.7.2 CORRETIVA PLANEJADA
A manutenção corretiva planejada ocorre quando é detectado um defeito, ou seja,
quando o componente de um equipamento começa a apresentar desvios de sua
função.
Para Gurski (2002), a manutenção corretiva programada é consequência de uma
análise preditiva, que detecta e acompanha um defeito durante um intervalo de
tempo, programando uma futura intervenção sem que coloque em risco o
equipamento. Uma manutenção planejada terá um custo menor, com maior
qualidade e segurança do serviço, além de torná-lo mais rápido.
2.7.3 PREDITIVA
A manutenção preditiva é realizada por meios de técnicas de medição para detectar
defeitos antes de uma possível falha, de acordo com a norma da ABNT (apud
PEREIRA, 2011, p. 124):
É manutenção que permite garantir a qualidade de serviço desejada, combase na aplicação sistemática de técnicas, utilizando-se meios desupervisão centralizados ou de amostragem para reduzir ao mínimo amanutenção preventiva e diminuir a manutenção corretiva.
Nesse sentido, Siqueira (2012, p.125), leciona que “a inspeção preditiva consiste na
verificação programada, por sentido humano ou instrumental, do estado de evolução
de uma falha potencial, com o objetivo de detectar e corrigir antes da evolução parauma falha funcional”.
Esse tipo de manutenção é utilizado para diagnosticar se um elemento de algum
equipamento apresenta um defeito, antes de uma possível falha.
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
48/95
47
2.8 TERMOGRAFIA
A termografia é uma ferramenta utilizada na manutenção preditiva para analisar a
temperatura de operação de um equipamento em funcionamento.
No que objetiva Pereira (2011), a termografia é uma técnica de medição da
distribuição ou sensoriamento remoto de temperatura da superfície de objetos ou
componentes, a partir da detecção da radiação térmica ou infravermelha
naturalmente emitida pelos corpos. A frequência da radiação infravermelha é
imperceptível pelos olhos humanos, mais com ajuda de câmeras termográficas é
possível visualizar os espectros em uma imagem denominada termograma. Osespectros termográficos são definidos por escalas de cores que variam do preto ao
branco, passando através das tonalidades de violeta, azul, rosa, vermelho, laranja e
amarelo.
Abaixo segue foto termográfica de um motor elétrico para melhor entendimento.
Figura 21: Inspeção termográfica em equipamento elétrico.Fonte: Nogueira e Reis (2010, p. 31)
2.8.1 COLETA DE DADOS DA TERMOGRAFIA
Quanto a coleta de dados para Pereira (2011), existem vários tipos de coletas dedados para a realização da termografia, sendo elas:
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
49/95
48
Pinturas sensíveis ao calor, ou seja, dependendo da temperatura que é
exposta sua cor modifica.
Câmera de vídeo termográfica, monocromática (preto e branco) e
policromática (colorido).
Pirômetro, é pistola composta por um laser que quando emitida em uma
superfície quente, indica a temperatura em sua tela.
Nota-se com base no que menciona o autor a importância dessa ferramenta para o
bom desempenho do processo.
2.9 ANÁLISE DE VIBRAÇÃO
De acordo com Tecnologia de Vibrações (2004), a análise de vibração é uma das
principais técnicas usadas na manutenção preditiva, sendo uma das técnicas com
maior custo beneficio em relação a outras. Com a realização da análise de vibração
é possível identificar um defeito em seu estágio inicial, evitando uma falha
prematura, garantindo assim a vida útil do equipamento. Essa análise é realizadapor meio de um coletor que é colocado em um ponto de rotação, executando uma
medição. Após medição os dados são transmitidos para um computador com
software que analisa e gera interpretações gráficas das condições dos componentes
rotativos do equipamento.
Nesse sentido, Pereira (2011, p.130), observa que,
[...] no diagnostico de defeitos em sistemas rotativos, é uma técnicaaplicada há várias décadas, nos mais diversos segmentos industriais, para,por exemplo, detectar desbalanceamento de eixo e rolamento danificado.[...] esta técnica preditiva quando mal – empregada, não traz os resultadosesperados.
Ante o que destaca Pereira (2011), fica evidenciado a importância do diagnóstico
para que possa entender as variações quanto aos possíveis defeitos advindos do
equipamento.
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
50/95
49
Para tanto, torna-se necessário que aborde sobre o diagnóstico a partir da análise
de vibração.
2.9.1 DIAGNÓSTICOS A PARTIR DA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO
Segundo Pereira (2011), os principais problemas captados pelo coletor da análise de
vibração são:
Desbalanceamento
Desalinhamento
Empenamento
Folga
Defeitos em engrenagens
Defeito em rolamentos
Ressonância
Com base no que menciona o autor, fica evidente que a partir da análise é possível
detectar com mais clareza os defeitos em cada ponto acima mencionado.
2.10 LUBRIFICAÇÃO
Os lubrificantes são substâncias utilizadas para diminuir a fricção em superfícies
sólidas. Por serem substâncias incompressíveis, formam uma película protetora emvolta do componente para evitar o contato sólido – sólido, amortecendo os impactos
ocasionalmente ocorridos durante os movimentos, para que não ocorra desgaste
prematuro, corrosão, aquecimento do equipamento e liberação de partículas sólidas.
Nesse sentido, Pereira (2011, p.88), observa que,
A principal função de um lubrificante é formar uma película que impedira umcontato direto entre duas superfícies que estão em contato e movendo-seentre si. Com isso, reduz-se o atrito a níveis mínimos, exigindo um menoresforço e, consequentemente, evitando o desgaste prematuro.
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
51/95
50
Partindo deste pressuposto, torna-se necessário que entenda sobre os tipos de
óleos, conforme passa-se a contextualizar no próximo tópico.
2.11 TIPOS DE ÓLEOS LUBRIFICANTES
Como assevera Pereira (2011, p. 89) os óleos lubrificantes são divididos em quatro
grupos sendo: Óleos minerais; Óleos graxos; Óleos compostos e Óleos sintéticos.
Trazendo para a realidade do estudo e dos redutores de velocidade das prensas de
lavagem, o óleo utilizado é do tipo mineral. Sendo, assim dando maior ênfase.
Pereira (2011, p. 89), observa que os óleos minerais:
São óleos obtidos a partir da destilação do petróleo. Suas propriedadesdependem da natureza do óleo cru. [...] Apresentam grandes variações emsuas características, de acordo com o processo, como viscosidade,volatilidade, resistência à oxidação etc. São os mais utilizados e os maisimportantes em lubrificação.
Para Mind (2004), o óleo mineral é obtido do petróleo através do seu refino, sendo
que sua estrutura molecular pode ser classificada como óleos parafínicos ou
naftênicos.
Para Carreteiro e Belmiro (2006, p.19) os óleos básicos minerais “são os mais
comuns para emprego em lubrificação. Os óleos minerais são obtidos do petróleo e,
consequentemente, suas propriedades relacionam-se à natureza do óleo cru quelhes deu origem e ao processo de refinação empregado”. Com essa definição,
observa-se a necessidade de também abordar quanto a viscosidade do produto.
2.12 VISCOSIDADE
Para Ming (2004), a viscosidade é o conceito físico que mede o atrito entre as
moléculas de um lubrificante, sendo ela um dos fatores com maior relevância na
hora de decidir qual tipo de óleo será utilizado para cada equipamento.
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
52/95
51
Ainda de acordo com Mind (2004), dependendo da velocidade de rotação de cada
equipamento, um tipo de lubrificante será utilizado, ou seja, quanto maior sua
velocidade, menor deverá ser sua viscosidade, quanto maior a viscosidade, maior
será a perda de potência. A temperatura é um fator de grande impacto para a
viscosidade, já que quanto maior for a temperatura de operação de um
equipamento, maior deverá ser a viscosidade do óleo lubrificante a ser empregado.
No que reputa Carreteiro e Belmiro (2006, p.35),
A viscosidade é a propriedade mais importante dos óleos lubrificantes,sendo definida como a resistência ao escoamento que s fluidos apresentam.[...] Também considero importantes às propriedades antiferrugem eantioxidantes, pois existem elementos de máquinas girantes que seencontram em contato com locais úmidos ou sujeitos a tal.
Pereira (2011, p. 89) diz que, “a viscosidade de um fluido é a propriedade que
determina o valor de sua resistência ao cisalhamento. A viscosidade é devida,
primariamente, à interação entre as moléculas do fluido.”
Para um equipamento rotativo a viscosidade de um óleo lubrificante é muito
importante para manter seus componentes internos com uma vida útil maior. Por
isso a especificação do óleo lubrificante tem que ser muito bem analisada para ser
utilizada em algum equipamento.
2.13 FERROGRAFIA OU ANÁLISE DE ÓLEO LUBRIFICANTE
De acordo com Mind (2004), a análise de óleo lubrificante ou ferrografia é uma
técnica de medição muito utilizada na manutenção preditiva, é de extrema
importância, pois com ela é possível monitorar os desgastes de uma máquina.
Mesmo quando o equipamento é lubrificado corretamente, são produzidas partículas
metálicas, principalmente ferrosas, inferiores a 25 mícrons. A ferrografia é baseada
no principio em que toda máquina sofre um desgaste, gerando particulados. Essa
técnica consiste na determinação da severidade de como estão às partículas
encontradas em amostras de óleos ou graxas lubrificantes. Análise é realizada por
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
53/95
52
meio de amostras colhidas com a máquina em operação, sendo analisadas as
partículas de desgastes (limalhas) e verificando a severidade das mesmas.
Furlanetto, Garetti e Macchi (2007, p.72), dizem que,
A presença de restos de metal em óleos lubrificantes de equipamentos compartes móveis é um indicador seguro do desgaste das partes. A análise doteor de metal dos óleos (Ferrografia) é, portanto, um poderoso método deinvestigação de desgaste.
[...] Esta técnica é também efetivamente usada em máquinas de grandeporte, tais como (turbinas, redutores de velocidade, fábricas de papelcontínuo, etc.) em que o volume de óleo no jogo é muito grande, enquantoque a formação de partículas é relativamente pouca.
Alicerçados no que mencionam os renomados autores, a análise é fundamental, pois
através desta é possível constatar se há alguma alteração na composição do óleo,
caso ocorrendo, torna-se evidente que está acontecendo algo que precisa ser
revisto.
2.14 MCC OU MANUTENÇÃO CENTRADA NA CONFIABILIDADE
A manutenção centrada na confiabilidade é um método estruturado para
desenvolver-se a melhor estratégia de manutenção para um processo ou um dado
equipamento, permitindo avaliar as criticidades das falhas, além de selecionar o tipo
de manutenção para os modos de falha identificados.
Segundo Siqueira (2012, p. 9), “a generalidade dos conceitos e técnicas da MCCsão aplicáveis, atualmente, a qualquer sistema, independente da tecnologia onde
seja necessário manter a funcionalidade de processos ou ativos físicos.”
Complementando Johnston (apud RAPOSO, 2005, p. 26) “simplifica um pouco mais
ao descrever a MCC como ‘um processo de análise e decisão que busca otimizar
tarefas de manutenção’”.
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
54/95
53
2.15 CONFIABILIDADE
O estudo da confiabilidade surgiu com a necessidade de crescimento das indústrias.
A confiabilidade tem tido um grande avanço na função manutenção das empresas,
com o intuito de aumentar a disponibilidade dos equipamentos. Pode se dizer que a
definição de confiabilidade é a probabilidade de um sistema cumprir adequadamente
ao seu propósito especificado, por um determinado período de tempo
predeterminado sem falhas (PEREIRA, 2011).
Na visão de Pereira (2011, p.15), confiabilidade:
É a probabilidade de um equipamento operar, sem falhas, durante umperíodo de tempo predeterminado. A determinação da confiabilidade devesempre estar associada a um período de tempo. À medida que se aumentao tempo de avaliação, maior é a chance de acontecerem falhas, ou seja,menor será a confiabilidade da máquina ou do ferramental.
Complementando Gurski (2002, p. 9) define:
Confiabilidade é uma medida estatística (probabilidade), determinada pelograu de admissibilidade abaixo da qual a função não é mais satisfatória(falha), dentro deum determinado tempo definido (ou seja, em intervalosdiferentes de tempo, haverá diferentes níveis de confiabilidade), e sobcondições definidas de uso (o mesmo equipamento sujeito a duascondições diferentes de uso apresentará diferentes confiabilidades em cadacaso).
Na área de manutenção a confiabilidade é umas das mais importantes palavras, ou
seja, significa que todo equipamento que se faz manutenção correta à confiabilidade
de sua operação sem quebra terá que ser a maior possível.
2.16 ANÁLISE DE FALHAS
Todo equipamento está suscetível a falhar em algum momento, por isso, existe um
estudo que analisa as falhas ocorridas, sendo este, a análise de falhas, que é um
método muito utilizado pelas empresas para identificar a causa raiz de uma falha
ocorrida em um equipamento. O propósito principal da análise de falha é definir o
que deverá ser feito e o tipo de manutenção que deverá ser empregada, a fim de
http://pt.wikipedia.org/wiki/Confiabilidadehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Manuten%C3%A7%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Manuten%C3%A7%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Confiabilidade
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
55/95
54
evitar futuras falhas e paradas emergenciais, o que afeta significativamente nos
custos de uma empresa. Além disso, através da Análise de Falhas cria-se um banco
de dados para que em projetos futuros não ocorram os mesmos erros, funcionando
assim como ferramenta de trabalho (PINTO, 2004).
Para Pinto (2004, p .8), ao explicar a Análise de Falhas, afirma que,
Os objetivos principais da metodologia de análise de falhas são: Estruturar aplanificação das manutenções preventivas, preditivas e proativas de acordocom os modos de falha predominantes em cada equipamento e a análisedos riscos representativos ao sistema. Assegurar o controle das causasfundamentais identificadas para cada modo de falha, e minimizar seu
impacto sobre o funcionamento do sistema (aumento do tempo médio entrefalhas de um equipamento). Amparar as análises de confiabilidade e astomadas de decisões em trabalhos de planejamento da manutenção eeliminação de perdas produtivas. Auxiliar as estratégias de formação dosefetivos de manutenção através da observação das necessidadesobservadas durante as análises das falhas já vivenciadas ou potenciais.
Complementa Pinto (2004) que para a identificação de falhas existem ferramentas
que auxiliam o trabalho, sendo as principais:
Diagrama de causa e efeito (Ishikawa)
Método dos “5 Porquês”
FTA (Faut Tree Analysis)Análise da Árvore de Falha,
FMEA (Failure Mode And Effects Analysis), Análise de Modos de Falha e
Efeitos.
Para melhor entendimento passa-se a abordar de forma mais detalhada o FMEA e o
FTA, nos tópicos seguintes.
2.16.1 FMEA (ANALISE DE MODOS DE FALHA E EFEITOS)
No que reputa Siqueira (2012) O método FMEA (Analise de Modos de Falha e
Efeitos) é uma ferramenta que estuda várias funções de uma instalação de um
equipamento ou na correção de um projeto como, função, falha funcional, modo defalha, causa da falha, efeito da falha e criticidade ou severidade do efeito. Na MCC é
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
56/95
55
utilizado para identificar, avaliar, documentar e priorizar o impacto potencial de cada
falha funcional, buscando a causa raiz de cada modo de falha.
Para Mcdermott; Mikulak e Beauregard (1996, p. 3), relatam que,
Uma FMEA é um método sistemático de identificação e prevenção deproblemas de produto e de processo antes que eles ocorram. FMEA de sãofocados em prevenção de defeitos, melhorar a segurança e aumentar asatisfação do cliente. Idealmente, FMEAs são conduzidas no design doproduto ou fases de desenvolvimento do processo, embora a realização deum FMEA em produtos e processos já existentes também podem produzirgrandes benefícios.
De acordo com Romeiro Filho (2011, p. 329), o FMEA:
É uma técnica analítica para identificar e documentar de forma sistemáticafalhas em potencial, de maneira a elimina-las ou reduzir sua ocorrência, pormeio de um processo de aplicação estruturado. Geralmente esse processoé utilizado no estágio de desenvolvimento de novos produtos, embora possaser usada também para produtos regulares, processos novos ouimplantados.
O modelo de formulário (figura 22) foi colocado abaixo para melhor visualização ecompreensão.
Figura 22: Modelo de formulário FMEAFonte: Siqueira. (2012, p.65)
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
57/95
56
O FMEA é utilizado para entender melhor o equipamento e seus respectivos
componentes, mostrando suas funções, modos e efeitos de suas prováveis falhas.
2.16.2 FTA (FAUT TREE ANALYSIS)
O FTA é uma ferramenta de análise de falhas, que interliga uma falha a outra de
modo hierárquico. É uma técnica analítica da confiabilidade, oferecendo uma base
objetiva para a análise da falha. Visa melhorar a confiabilidade de equipamentos e
processos por intermédio da análise sistemática de possíveis falhas e suas
consequências, sendo adotadas medidas corretivas e preventivas (GUERRERO;ROZENFELD, 1999).
De acordo com Guerrero e Rozenfeld (1999, p. 1),
O diagrama da árvore de falhas mostra o relacionamento hierárquico entreos modos de falhas identificados no FMEA. O processo de construção daárvore tem início com a percepção ou previsão de uma falha, que a seguir édecomposto e detalhado até eventos mais simples. Dessa forma, a análise
da árvore de falhas é uma técnica top-down, pois parte de eventos geraisque são desdobrados em eventos mais específicos.
Multas análises de falhas são explicadas por esse modelo, pois o mesmo pode ser
iniciado pelo principal problema que ocorreu.
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
58/95
57
3 ESTUDO DE CASO
3.1 EMPRESA OBJETO DE ESTUDO
A pesquisa do estudo de caso teve inicio 2012, entretanto, os dados são
documentados desde 2008. A razão da pesquisa alicerça na grande quantidade de
vazamento de óleo lubrificante ocorrido nos redutores de velocidade da marca
Benzlers, instalados nas duas prensas de lavagem da marca Compact Press
situados no processo da linha de fibras em uma empresa de papel e celulose no
extremo sul da Bahia.
3.2 APRESENTAÇÃO DOS DADOS
Com base nos documentos analisados, foi possível constatar que no ano de 2006
ocorreu uma modificação na linha de fibras I, com a obtenção da instalação das
prensas de lavagem para o aumento de eficiência na retirada dos produtos químicoscom a lavagem da polpa de celulose.
Após constatação in loco, foi possível detectar que as prensas de lavagem PO e
DUAL são equipamentos de suma importância para o processo de lavagem da polpa
de celulose e por isso a sua parada acarreta em uma grande perda para o processo.
Todas as duas prensas funcionam em um regime de 24 horas por dia e todos os
seus componentes necessitam ter um funcionamento perfeito para o seu trabalho. Oproblema encontrado em um de seus componentes era o vazamento óleo
lubrificante pelos retentores dos redutores de velocidade das duas prensas de
lavagem.
Nas prensas PO e DUAL estão instalados 12 redutores de velocidade, sendo oito na
PO e quatro na DUAL, tendo três modelos diferentes, o BTM 82, BTM 92 e o BTM
102.
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
59/95
58
O quadro 1 abaixo mostra as respectivas nomenclaturas dos redutores com seus
respectivos modelos:
Quadro 1: Nomenclatura dos redutores de velocidade Benzlers e seus respectivos modelos.Fonte: Autoria própria
Os BTM 82 e BTM 92 estão instalados nas roscas de alimentação e os BTM 102
estão instalados nas roscas de descarga. A diferença das posições instaladas dos
redutores de velocidade se deve a diferença de relação de transmissão. Como as
roscas de descarga são maiores que as roscas de alimentação o torque exigido
deverá ser maior, conforme pode ser visualizado no quadro 2.
Quadro 2: Rotação e relação de transmissão de cada modelo de redutor de velocidade.Fonte: Autoria própria
Os vazamentos de óleo lubrificante nos redutores de velocidade estavam ocorrendo
desde 2008, porém esse valor de óleo lubrificante desperdiçado só foi contabilizado
a partir do mês de fevereiro de 2012 com o auxilio do lubrificador da área da linha e
fibras I.
A partir desses dados foi possível ter uma média de vazamento de óleo lubrificante
nos redutores de velocidade em um período de cinco meses, compreendendo
8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers
60/95
59
fevereiro a junho de 2012. No estudo foi constatado que dos 12 redutores de
velocidade, 6 estavam com vazamento de óleo lubrificante pelo retentor, tendo uma
média de 97,34 l/mês de óleo lubrificante desperdiçado, gerando um gasto de R$
3.040,25 durante o