Projeto_Integrador_Corrigido

Prévia do material em texto

16
CRIAÇÃO DE UM PLANO DE INSPEÇÃO VISUAL ATRAVÉS DE UMA MELHORIA EM UMA UNIDADE HIDRÁULICA.
 Bruna Avellar, D’Artagnan Blenke, Lucas Alves Leite, Vinicius Mafra, Wendy Willians¹
Maria Inez Reinert²
Resumo
Este trabalho a presenta uma revisão da literatura sobre uma unidade hidráulica bem como a importância da manutenção, para o funcionamento desse sistema. Abordado ainda sobre problemas encontrados em uma unidade hidráulica específico onde foi estudado melhorias a serem desenvolvidas para que ela trabalhe em condições favoráveis e colocado algumas dessas melhorias propostas em prática, ainda foi criado um plano de manutenção para a melhoria desse processo, visto que no mesmo não tinha um.
Palavras-chave: Hidráulica, Manutenção, Melhoria.
Abstract
This work presents a review of the literature on a hydraulic unit as well as the importance of maintenance for the operation of this system. Also discussed about problems encountered in a specific hydraulic unit where improvements have been studied in order to work on favorable conditions and put some of these improvements proposed in practice, a maintenance plan has been created to improve this process, since in the same did not have one.
 
Keywords: Hydraulics, Maintenance, Improvement.
1. INTRODUÇÃO 
 
A força hidráulica é muito utilizada nas empresas para movimentação de cargas, movimentação que exigem força e precisão ao mesmo tempo, entre outras funções. Para que funcione corretamente tem que atender todos os pré-requisitos necessários para que se tenha o melhor uso de todos os seus componentes. 
A manutenção tem como objetivo manter os equipamentos disponíveis para a produção, o melhor método de prevenir defeitos ou falhas é através dos planos de manutenção.
O problema foi encontrado em uma unidade hidráulica que é responsável pelo funcionamento de cunhas hidráulicas de uma quebra de canais decorrente de processo de fundição, onde a mesma não atende uma série de requisitos para o seu melhor funcionamento. Foi visto também que a mesma tem como método de manutenção apenas com funções corretivas. 
2. DESENVOLVIMENTO
Nos tópicos a seguir serão descritos conhecimentos sobre o conceito de hidráulica, importância da manutenção, assim como planejamento de manutenção. Logo após a parte pratica do artigo que foi realizada em uma empresa de fundição de Joinville, onde iremos mostrar problemas encontrados em uma unidade hidráulica e como ajudamos no processo de melhoria da mesma.
2.1 HIDRÁULICA
A energia hidráulica é a força criada pelo óleo sob pressão. É utilizada para permitir o movimento em determinadas aplicações. A energia hidráulica pode ser encontrada em funcionamento em muitos itens de uso diário e específicos, de maquinaria industrial pesada até máquinas que proporcionam entretenimento e possibilitam o transporte. Alguns exemplos incluem alguns elevadores, certas partes de aviões, transmissões de automóveis, e fornos industriais.
Existem diferentes tipos de energia, incluindo mecânica, elétrica e hidráulica. Os cilindros hidráulicos transformam a energia hidráulica que é criada por um fluido ou óleo sob pressão em energia mecânica. Um projeto de cilindro hidráulico varia de acordo com a finalidade do atuador, e assim como o seu tamanho.
Um sistema hidráulico funciona com um quarteto de componentes básicos para criar energia. Estes componentes incluem um espaço de armazenamento ou reservatório para armazenar o óleo, uma bomba, cujo trabalho é criar fluxo através do design do sistema hidráulico e as válvulas que controlam tanto o fluxo do óleo como a sua pressão, e um atuador.
Figura 1 – Unidade Hidráulica
Fonte: solucoesindustriais.com.br 
A força criada pela energia hidráulica é suave e uniforme, bem como flexível. Sistemas hidráulicos não são submetidos ao estresse, tanto quanto outros tipos de sistemas de potência. Sistemas alimentados por líquidos geralmente tem muita força e são menos ruidosos do que suas contrapartes exclusivamente mecânicas. Desvantagens da energia hidráulica incluem a possibilidade de vazamento de óleo ou fluido, o que exige manutenção adequada e reparação de todos os vazamentos. Formação adequada é obrigatória para evitar riscos de segurança e de manutenção para manter os riscos de perigos tão baixo quanto possível.
Figura 2 – Braço Hidráulico de Trator
Fonte: www.custojusto.pt/santarem/outrosveiculos/trator-braco-hidraulico-john-deere 
Para compreender a hidráulica e suas aplicações, se faz necessário o conhecimento básico de conceitos físicos como a força.
Força é qualquer influência capaz de produzir uma alteração no movimento de um corpo. Temos como unidade de medida de força o NEWTON (N). A força que pode parar ou retardar o movimento de um corpo é uma resistência. Exemplos de resistência são: o atrito e a inércia.
Figura 3 – Forças Mecânicas
Fonte: //brasilescola.uol.com.br/fisica/mecanica.htm 
A resistência por atrito ocorre sempre que dois objetos estejam em contato e que as suas superfícies se movam uma contra a outra.
A inércia é a relutância de um corpo em aceitar uma alteração no seu movimento. A inércia está diretamente relacionada à quantidade de matéria no corpo. Quanto maior a massa ou a matéria em um corpo, mais pesado é este e, consequentemente, mais difícil movê-lo.
Uma força que pode causar o movimento de um corpo é energia.
A inércia, sendo a relutância de um corpo a uma alteração no seu movimento, pode também ser energia. Um corpo em movimento exibe uma relutância ao ser parado, e pode assim bater em outro corpo e causar o seu movimento. Com uma bola de madeira e outra de chumbo movendo-se na mesma velocidade, a bola de chumbo exibe uma inércia maior, desde que é mais difícil pará-la. A bola de chumbo tem mais energia do que a bola de madeira.
Pressão é a força exercida por unidade de superfície. Em hidráulica, a pressão é expressa em kgf/cm2, atm ou bar. A pressão também poderá ser expressa em psi (pound per square inch) que significa libra força por polegada quadrada, abrevia-se lbf/pol2.
A pressão exercida em um ponto qualquer de um líquido estático é a mesma em todas as direções e exerce forças iguais em áreas iguais. Vamos supor um recipiente cheio de um líquido, o qual é praticamente incompressível. Quando aplicamos uma força de 10 kgf em uma área de 1 cm², obtemos como resultado uma pressão interna de 10 kgf/cm2 agindo em toda a parede do recipiente com a mesma intensidade.
Antes de trabalhar diretamente com a transmissão de energia através de líquidos, torna-se necessário estudar as características de um líquido.
Líquido é uma substância constituída de moléculas. Ao contrário dos gases, nos líquidos as moléculas são atraídas umas às outras de forma compacta. Por outro lado, ao contrário dos sólidos, as moléculas não se atraem a ponto de adquirirem posições rígidas.
O deslizamento das moléculas umas sob as outras ocorre continuamente, por isso o líquido é capaz de tomar a forma do recipiente onde ele está, não tendo nenhuma forma específica, e assumindo qualquer forma.
Líquidos de uso hidráulico tem baixa viscosidade, que geram resistência aos esforços gerando calor, quanto maior a viscosidade do líquido mais calor ele vai gerar no sistema, devido ao maior esforço a ser aplicado. Normalmente em indústrias são usados óleos de viscosidade 150SSU (quanto maior o SSU do óleo mais viscoso ele é), e trabalham com 38ºC. A velocidade em que o fluido se encontra também gera calor, pois gera movimento, gerando atrito, e consequentemente calor. Quanto maior for a velocidade do fluido, mais calor será gerado.
Os quatro métodos de transmissão de energia são: mecânica, elétrica, hidráulica e pneumática, são capazes de transmitir forças estáticas (energia potencial) tanto quanto a energia cinética. 
Se empurrarmos o tampão de um recipiente cheio de líquido, o líquido do recipiente transmitirá pressão sempre da mesma maneira, independentemente de como ela é gerada e da forma do mesmo.
Podemos medir essa pressão através do manômetro, que é um aparelho que mede um diferencialde pressão. Dois tipos de manômetros são utilizados nos sistemas hidráulicos: o de Bourdon e o de núcleo móvel.
Nos sistemas hidráulicos o fluido que passa pela tubulação se desloca a certa velocidade. Esta é a velocidade do fluido, que de modo geral é medida em centímetros por segundo (cm/seg.). O volume do fluido passando pela tubulação em um determinado período de tempo é a vazão (Q = V.A), em litros por segundo (l/s).
2.1.1 MANUTENÇÃO
A Manutenção possui um conceito amplo, apresentando inúmeras definições e variedade de enfoques, que podem justificar e garantir a sua importância. Na indústria, a palavra manutenção surgiu no ano de 1950, nos Estados Unidos da América e na França. Segundo Viana (2014, p. 1), a manutenção é uma “palavra derivada do latim manus tere, que significa manter o que se tem”.
Os tipos de manutenção são, preventiva, preditiva e corretiva, onde a manutenção preventiva é todo o serviço de manutenção realizado antes da ocorrência da falha, ou executado em máquinas e equipamentos que não estejam em modo de falha. Manutenção preditiva é todo o trabalho de monitoramento e acompanhamento das condições da máquina e de sua eventual deterioração, buscando a predição das falhas, e manutenção corretiva é toda manutenção executada em um sistema operacional, máquina, equipamento, unidade ou item que esteja em situação de falha ou quebra.
Quem trabalha no setor de manutenção sabe que, organização é algo fundamental para o sucesso das suas atividades. Por isso, o planejamento representa um diferencial tão importante. Todas as empresas podem se beneficiar dele, ainda que nem todas tomem essa ferramenta como parte dos processos. 
O planejamento de manutenção garante maior qualidade, pois ela depende constantemente dos equipamentos para que o volume e a qualidade da produção estejam dentro do planejado. Garante mais segurança, pois um plano de manutenção pode evitar falhas mecânicas de máquinas, que inclui também adequação dos equipamentos e da empresa as normas e certificados internacionais. Traz redução de custos, devido ao aumento da disponibilidade das máquinas, e poucas paradas de emergência, aumentando a produção. 
A manutenção é de extrema importância para qualquer empresa, pois seu principal objetivo é manter a disponibilidade dos equipamentos, gerenciar os recursos e eliminar os defeitos das máquinas para manter o mesmo padrão de qualidade dos produtos.
O programador de manutenção deve conhecer o plano de manutenção, para que assim possa definir junto ao PCP quais serão os dias em que haverá paradas de equipamentos para manutenção preventiva.
Figura 4: Processo de Desenvolvimento de plano de manutenção
Fonte: //engeteles.com.br/ 
Figura 5: Plano de Manutenção
Fonte: //engeteles.com.br/ 
3 MATERIAIS E MÉTODO
 Em cima de estudos sobre todo sistema hidráulico da quebra de canais, foi feito vários tipos de testes e com isso fizemos um levantamento de todos os componentes e suas possíveis falhas e como seria possível evita-las, definindo também o nível de criticidade e de relevância de cada um. Criando a partir destes dados um plano de manutenção mecânica. 
4 RESULTADOS E DISCUsSÕES
 Em uma determinada empresa de fundição de blocos e cabeçotes, no setor responsável pela quebra de canais resultante do processo, onde é utilizado cunhas que tem o seu funcionamento basicamente através do avanço do cilindro hidráulico que faz parte de sua composição, para a facilitação do determinado trabalho. Para o uso da força hidráulica é necessário gera-la, através da transformação da energia mecânica em energia hidráulica através de uma bomba que é o componente principal da chamada unidade hidráulica, que é um conjunto de componentes responsável por este trabalho de geração.
	O problema encontrado nessa companhia é a unidade hidráulica que se encontra fora dos padrões recomendados para o melhor desempenho, logo se traduz em um conjunto sem confiabilidade, sem disponibilidade e nesse caso até sem segurança em alguns pontos, e também é considerado o método de manutenção retrógado, que trabalha apenas em cima de intervenções corretivas.
	O ambiente de trabalho onde esta unidade hidráulica se encontra é extremamente contaminado por micropartículas de areia e ferro, e por conta da ventilação encontrada no lugar esse material se espalha com facilidade. Para o sistema hidráulico essas partículas são extremamente prejudiciais a todas as partes do sistema e por conta dessa situação encontrada neste local o particulado, se aloja com facilidade acima de toda a unidade hidráulica e seus componentes, possibilitando assim possíveis contaminações por pontos críticos ou eventuais situações como alguma manutenção que exponha o óleo a esse particulado.
Figura 6: Sistema de quebra de canais.
Fonte: Os autores. 
Devido à sujeira excessiva do ambiente foi pensado em uma forma de diminuir essa exposição da unidade hidráulica, sendo feito então um projeto de uma plataforma que eleva toda a unidade hidráulica, deixando a mesma em um nível superior, onde o nível de particulado é reduzido ao mínimo, levando em conta o peso das partículas não permite alcançar tal altura. A plataforma também auxiliará em eventuais manutenções na ponte KBK utilizada para suporte das cunhas e talhas utilizadas nos trabalhos.
Figura 7: Projeto da Plataforma
Fonte: Área de projetos da empresa
O bloco de segurança, nesse tipo de aplicação (cunha hidráulica) é regra preestabelecida pela NR 12 e NBR 14153, pois apresentam funções e riscos ao operador. É composto por uma válvula monitorada e uma válvula de segurança contra multiplicação de pressão. É estipulada uma pressão máxima, e quando atinge, o bloco libera a pressão para o tanque, garantindo que altas pressões ocasionadas por eventuais falhas na regulagem da bomba não passem, pois se exceder a pressão estipulada poderá causar graves danos a mangueira hidráulica e/ou cilindro e atingir todos aqueles que estejam próximos. 
Na situação encontrada o bloco estava em condições severamente deterioradas, onde o manômetro utilizado para informar a pressão de segurança e o controle manual da válvula esférica que permite que a pressão chegue até o manômetro para ser identificada e a parte do componente utilizada para a regulagem da pressão de segurança estava danificado. Figura 9: Componente utilizada para a regulagem da pressão de segurança danificado.
Figura 8: Controle manual da válvula esférica danificada
Fonte: Os autores
Fonte: Os autores
Pelo fato do péssimo estado que o bloco estava e todos os riscos à segurança atrelado a isso, foi substituído por um novo. O novo atende todas as necessidades, pois ele é adequado para a vazão de 45 cm³ (78L/ min), composto por válvula de alívio de pressão SAE 10- Operado por piloto, ela é composta por mola tipo 330 que permiti regulagem até 228BAR com um fluxo nominal de 120L/ min. A válvula ficou regulada em 200BAR sendo que a bomba é regulada em 160BAR.
Figura 11: Manômetro identificando a pressão de segurança.
Fonte: Os autores
Válvula de Segurança
Bloco de Segurança
Figura10: Conjunto do bloco de segurança.
Fonte: Os autores
O fluido hidráulico para exercer corretamente suas funções tem que estar de acordo com a temperatura estipulada pelo fabricante de acordo com o tipo de fluido, nesse caso temperaturas abaixo do ideal faz com que o grau de viscosidade fique elevado, causando assim dificuldade de sucção na bomba e perda de energia nas tubulações, não lubrifica os componentes e aumenta drasticamente a temperatura de cada componente. Em outro caso, a temperatura acima do estipulado para o óleo, causa a queima dos aditivos presente nele, causando assim uma alta geração de material particulado, logo também pelo excesso de temperatura, todos os componentes são atingidos, causando assim em curto prazo grandes danos.
 No caso da unidade hidráulica da quebra de canais, não havia nenhuma espécie de controle de temperatura do óleo. Chegou ao ponto crítico de danificar severamenteuma bomba por excesso de temperatura, ao ponto de não poder mais utilizá-la. Isso aconteceu porque o sistema de resfriamento do óleo no trocador de calor falhou. A que a bobina que mantinha a válvula esférica de controle ‘aberta ou fechada’ aberta, da linha de entrada de agua para o trocador de calor queimou, fazendo com que a agua não chegasse até o trocador de calor e diminuir a temperatura do óleo, pois a válvula era aberta somente pelo impulso magnético, assim que cessou pela queima do mesmo fez que se fechasse, impedindo o fluxo da agua. Então a temperatura aumentou sem resistência alguma o ponto de fundir os componentes internos da bomba.
Foi instalado um sensor de captação de temperatura do óleo no tanque atrelado com um controlador de temperatura instalado no painel elétrico da unidade hidráulica, tendo assim a possibilidade de definir temperatura ideal de trabalho e logo também pode definir grau de temperatura crítica (tanto baixa ou alta), que ao atingi-la todo o sistema adota a medida de segurança de desligar evitando grandes danos. E agora tem a possibilidade de visualizar a temperatura atual do óleo.
Figura 12: Sistema de Controle de Temperatura
Sensor de captação de temperatura
Sensor de captação de temperatura
Controlador de temperatura
Sensor de captação de temperatura.
Fonte: Os Autores
A maioria das falhas nos sistemas hidráulicos ocorrem pela contaminação do fluido utilizado, causando desgaste excessivo, resposta lenta a comandos, operações não sequenciadas, queima da bobina do solenoide e falha prematura de componentes. Gerando assim perda de produção, custo de reposição de componentes, trocas constantes de fluido custo no descarte do fluido, aumento geral dos custos de manutenção.
No caso da Unidade hidráulica da quebra de canais, o sistema de filtragem do fluido hidráulico é ineficiente por conta que o único filtro presente no sistema de recirculação, ou seja, não tem ligação direta com o sistema principal. A maior contaminação do óleo se dá em manutenções na cunha seja na troca das mesmas ou das mangueiras de alimentação delas, por conta da exposição com o ambiente extremamente contaminado. E todo esse material contaminado vai direto para o tanque sem passar por filtragem alguma, a capacidade de captação de óleo da bomba do sistema de recirculação que tem como um de seus componentes o único filtro da Unidade, é menor do que a da bomba principal, ou seja, impossibilita o descarte imediato do particulado fazendo que o mesmo circule milhares de vezes por todo o sistema e aos poucos, vai danificando todos os componentes até ser retido pelo filtro de recirculação.
Figura 13: Fluido ISO 21/19/17 (Contaminado) Figura 14: Fluido ISSO 17/14/11 (Recomendado)
 
Autor: Parker Hannifin
Foi instalado um filtro na linha de retorno para tanque, o filtro tipo MFX com material filtrante BN/HC Betamicron (BN4HC) com o tamanho do filtro e respectivamente do elemento filtrante é MFX 200 com pressão operacional de 50 bar com o tipo de conexão em D sendo a conexão G1 com seu grau de filtração BN/HC ECO/N: 10 µm com sistema by-pass e trabalha com uma vazão de 130 l/min. 
Assim manter o óleo adequado para uso com válvulas proporcionais sendo assim ele atinge ISO 18/15/12. Com essa ação todo o óleo que retorna para tanque será filtrado e o nível do particulado será o adequando.
Figura 15: Filtro MFX200.Sensor de captação de temperatura
Fonte: Hydac International
Como última melhoria fizemos um plano de manutenção que será apresentado abaixo, para esta unidade hidráulica específica, ou seja criamos um plano de manutenção preventiva, pois a mesma por não ser uma unidade de alto trabalho, ou prioridade, ainda não tinha. Nesse processo utilizamos conhecimentos já estudados no técnico, pesquisas feitas para o artigo e internamente na empresa e também de arquivos da empresa, com base em outros planos de manutenção.
a. PLANO DE INSPEÇÃO VISUAL
Plano de Manutenção Preventiva Unidade Hidráulica da Quebra de Canais
Procedimentos De Segurança (Principalmente em Caso de Intervenções no Equipamento)
· Utilize sempre os Equipamentos de Proteção Individuais (EPIs) adequados para a tarefa, tais como: luvas de proteção, capacetes de segurança, calçados de segurança, protetor auricular e óculos de proteção;
· Desligue a energia durante a manutenção, de modo à prevenir choques elétricos, incêndios e explosões;
· Antes de iniciar o trabalho, verifique se a máquina está com as proteções de segurança adequadas;
· Use os devidos Equipamentos de Proteção Coletiva, tais como: sinalização e isolamento da área para informar que a máquina se encontra em manutenção;
· Mantenha as ferramentas em perfeito estado de conservação;
· Nunca realize a limpeza da máquina em movimento;
· Mantenha sempre o local para manutenção limpo e organizado. 
	MANUTENÇÃO PREVENTIVA
	Plano de Inspeção Visual da Unidade Hidráulica da Quebra de Canais (Semanal)
	TANQUE
	1 - Limpeza do tanque parte superior e lateral;
	
	2 - Conservação do tanque;
	
	3 - Situação estrutural;
	
	4 - Verificar se o nível de óleo está onde é especificado;
	
	5 - Verificar situação do filtro de ar do respiro;
	
	6 - Verificar condição da contenção;
	BLOCO DE VÁLVULAS
	1 - Verificar se há vazamento em algum ponto;
	
	2 - Verificar a fixação dele ao ser acionado;
	
	3 - Verificar condição das mangueiras e das conexões atrelada a ele;
	
	4 - Verificar condição do bloco de segurança (Manômetro, se há vazamentos...)
	
	5 - Verificar Limpeza dele;
	TUBULAÇÕES E MANGUEIRAS
	1 - Verificar condição das tubulações e mangueiras;
	
	2 - Verificar se há vazamentos;
	
	3 - Verificar condição de fixação das tubulações (Abraçadeira Hidráulica);
	
	4 - Verificar condição dos cabos anti chicotamento das mangueiras;
	BOMBAS
	1 - Verificar se há vazamentos;
	
	2 - Verificar se a pressão alta da bomba está em 160 Bar e de recirculação em 20 Bar;
	
	3 - Verificar condição dela, através da percepção de vibração excessiva ou ruídos e rendimento;
	
	4 - Verificar condição das fixações;
	
	5 - Verificar a limpeza;
	FILTRO DE RETORNO E RECIRCULAÇÃO
	1 - Verificar condição dos elementos filtrantes através dos indicadores de saturação;
	
	2 - Verificar se há vazamentos;
	TOCADOR DE CALOR
	1 - Verificar a temperatura de entrada da água com o medidor de temperatura a laser ‘Raitek’ na tubulação, tolerável até 32° C.
	
	2 - Verificar no painel no mostrador de temperatura, se está na temperatura ideal tolerável de 48° C a 56° C.
	
	3 - Verificar se há vazamentos no trocador de calor e periféricos.
QUALQUER FALHA OU DEFEITO QUE ESPONHA A SEGURANÇA DOS OPERADORES, PARE O EQUIPAMENTO E COMUNIQUE O SUPERIOR EMEDIATO!
TODOS OS PONTOS FORA DOS CONFORMES DEVE SER COMUNICADO AO PLANEJADOR!
(SEGURANÇA EM PRIMEIRO LUGAR)
5 CONCLUSÃO 
Conclui-se através desse trabalho a relevância da importância do plano de manutenção e a do equipamento atender todos os requisitos necessários para o bom funcionamento. Fica claro que o planejamento ajuda na confiabilidade e segurança dos funcionários além da disponibilidade. Trazendo assim um aumento considerável no funcionamento gerando lucro pra empresa.
6 Referências
PCM. Planejamento e Controle da Manutenção: Melhorias Práticas. Disponível em: engeteles.com.br/pcm-planejamento-e-controle-da-manutencao/ . Acesso em: 5 de junho de 2019.
Mecânica industrial. Energia Hidráulica. Disponível em: mecanicaindustrial.com.br/52-eneergia-hidraulica/. Acesso em: 5 de junho de 2019.
Parker. Tecnologia Hidráulica Industrial. Disponível em: parker.com/literature/Brazil/Apres%20Hidrau%2027-04.pdf. Acesso em: 5 de junho de 2019. 
HYDAC Technology Corp. Disponível em: hydac.com.br/wp-content/uploads/e7123-0-03-12_mfx-katalogversion.pdf
1 Acadêmicos autores do texto.. 
2 Professor Orientador e Co-orientador do texto.
www.ett.com.br
Rua: Albano Schmidt, 3.333 – Boa Vista– Joinville – SC – 47 3461-0252
www.ett.com.br
Rua: Albano Schmidt, 3.333 – Boa Vista – Joinville – SC – 47 3461-0252