Metodologia de Planejamento Industrial

Prévia do material em texto

Monitorização do estado - Condition Monitoring
Monitorização de máquinas com base na vibração
Nas pessoas, os indicadores do estado de saúde são a pulsação, a temperatura e a tensão arterial. Com as máquinas ocorre algo semelhante. Uma vez que todas as máquinas vibram durante o funcionamento e é possível medir esta forma de movimento, as vibrações são a base para a avaliação do estado da máquina.
A monitorização do estado abrange essencialmente a medição e registo de valores de vibrações e parâmetros operacionais. Fornece informações e permite prognósticos sobre o estado geral ou sobre 'distúrbios' muito específicos de uma máquina. Conforme a sua prioridade no processo de produção, as máquinas podem ser monitorizadas continuamente ou em intervalos regulares. Para isso, são usados sistemas online de monitorização do estado ou dispositivos de recolha portáteis com funções da rota.
Menos falhas - maior rendimento!
Quanto mais cedo detetar uma deterioração do estado, tanto mais rápido e melhor poderemos planear e executar as contramedidas:
Preparar atempadamente peças de substituição,
Planear recursos e criar tarefas de trabalho
Executar reparações durante paragens planeadas da instalação
Este procedimento poupa não só custos na reparação e manutenção como também aumenta o rendimento da instalação, pois a vida útil restante das máquinas é aproveitada ao máximo.
Métodos e parâmetros da monitorização do estado com base nas vibrações
Obtenção permanente e cíclica de valores característicos (monitorização online)
Obtenção temporal e periódica de valores característicos (monitorização offline)
Parâmetros de estado de banda larga, por ex. valor RMS da velocidade de vibração
Parâmetros de diagnóstico de banda estreita, por ex. pico 0 na banda de frequência da 1º harmónica (desequilíbrio)
Registo de valores característicos como tendência para o prognóstico de tempos de funcionamento restantes e para a optimização de medidas de manutenção
Aplicação de normas de avaliação padronizadas para vibrações em máquinas rotativas (ISO 10816-3, VDI 1940).
Veio articulado / cardã
Os cardãs permitem a transmissão do binário para um veio encurvado e encontram-se
normalmente nos seguintes ramos de atividade: Fábricas de papel (máquina de papel, calandra, máquina de revestimento)
Siderurgia (banho de têmpera, unidade de laminagem, linha de galvanização, forno de
recozimento, laminação de acabamento)
Indústria de Converting (instalações de revestimento, instalações
de extrusão, instalações de laminação)
Indústria automóvel
Cimento
Indústria química
Marinha
Exploração mineira
Produção de energia
Indústria tipográfica
Os cardãs compensam por definição o deslocamento paralelo entre a máquina acionada e a
acionadora. No entanto, o deslocamento angular tem de se encontrar dentro da tolerância
especificada pelo fabricante, caso contrário as articulações cruzadas desgastam-se
com maior rapidez. Uma paragem inesperada tem custos no tempo de produção, 
além de custos consideráveis com a perda do cardã.
A não diminuição dos deslocamentos angulares entre os dois eixos provoca
Aumento de vibrações
Rotação irregular do eixo acionado
Regulação incorreta devido à rotação irregular
Danos nos motores
Os sistemas de medição a laser conseguem prevenir esta situação. Um alinhamento preciso
dos dois eixos prolonga a duração dos agregados e impede uma paragem inesperada da máquina.
Planicidade
Obtenção de planicidade superficial dentro das tolerâncias
A medição da planicidade é uma das principais medições para determinar a uniformidade de uma superfície.
Uma superfície é totalmente plana quando todos seus pontos estão no mesmo plano. Algo apenas possível na teoria, assim, o primeiro elemento a determinar é a tolerância à planicidade, dentro da qual estarão todos os pontos medidos em uma superfície.
Dependendo das características da superfície, nossos sistemas oferecem diferentes faixas de medição. Todos nossos sistemas permitem comparar a planicidade de duas ou mais superfícies e seu nivelamento.
As aplicações de planicidade incluem:
Planicidade de bases de máquinas
Planicidade da estrutura de bases da máquina
Planicidade de flanges circulares e quadrados, incluindo: 
flanges de guindastes, de propulsores verticais e de torres eólicas
Planicidade de mesas de ferramentas mecânicas
Comparação de meia carcaça de máquina
Alinhamento furos
Para aplicações industriais exigentes
O alinhamento de furos é uma aplicação típica em muitas indústrias, como a marítima e de transportes, de energia, petróleo e gás. 
O reparo e recondicionamento adequados de motores de combustão, compressores e bombas necessitam de uma medição exata do alinhamento do virabrequim e do eixo de comando dos furos, furos do cilindro e guias da cruzeta.
Nossos sistemas fornecem uma solução mais rápida, mais fácil e muito mais precisa do que métodos tradicionais demorados. As medições são realizadas com um feixe de laser e suportes de apontamento universais, eliminando assim erros mecânicos e de abaixamento.
Além do alinhamento de furos, pedestais de rolamento e outros elementos de máquinas circulares, também fornecemos métodos específicos para alinhamento de peças para cabeças de mandrilamento, bem como sistemas e serviços de alinhamento de turbinas a gás e de vapor
 
As aplicações de alinhamento de furos incluem:
Alinhamento do tubo de popa
Alinhamento da madre do leme
Motores a diesel
Compressores
Bombas
Turbinas
Nível, inclinação e verticalidade
O alinhamento de alto nível de máquinas
Nível, inclinação e verticalidade são parâmetros importantes de desempenho de máquinas rotativas.
O nivelamento de bases de máquinas é de particular importância para evitar a deformação da base e do invólucro devido à transmissão de vibração pelos vários componentes que descem até a base. Regra geral, as medições de planicidade e de nível são feitas juntas.
As medições de verticalidade incluem eixos e superfícies verticais. Uma aplicação típica é a medição do eixo vertical de turbinas hidráulicas.
As aplicações de nível, inclinação e verticalidade incluem:
Nível de bases de máquinas
Nível de superfícies e bases de referência
Nível de meias carcaças (parte inferior)
Nível e planicidade de seções de secagem de máquinas de papel
Verticalidade de eixos e superfícies verticais
Superfícies de ferramentas mecânicas
Alinhamento de turbinas hidráulicas
Monitoramento das mudanças de posição
A confiança começa com o alinhamento de precisão
O monitoramento das mudanças de posição das máquinas durante a operação ajuda a entender e controlar fatores ambientais que podem afetar as condições de operação da máquina.
O fator que mais contribui para a redução dos custos de operação de máquinas rotativas é seu alinhamento com valores-alvo de acoplamento reais. Mas os valores-alvo recomendados pelos fabricantes nem sempre refletem os valores reais de compensação do aumento térmico.
Nossos sistemas de monitoramento contínuo e em tempo real ajudam a determinar exatamente as mudanças reais de posição absoluta e relativa entre máquinas acopladas durante o período de assentamento e de desaceleração.
Perpendicularidade e paralelismo
Maior vida útil da máquina
As aplicações de paralelismo e perpendicularidade são aplicações industriais muito comuns para a melhoria da geometria de máquinas e da qualidade da produção.
Ambas as medições podem ser feitas ou durante a colocação em funcionamento, ou após alguns anos, para verificar se as máquinas ainda estão funcionando dentro das especificações.
Nossos sistemas asseguram uma medição muito precisa e fácil da perpendicularidade e do paralelismo.
 
As aplicações de paralelismo incluem:
Trilhos de guindastes
Flanges de segmentos de torres eólicas
Superfícies de uma prensa
Quaisquer duas superfícies, como bases de um conjunto de motobomba
Rolos de máquina de papel (serviço PARALIGN)
As aplicações de perpendicularidade incluem:
Flanges de segmentosde torres eólicas
Eixos e placas de base
Planos e propulsores de transportadores de lemes de navio
Carcaças de eixos de caixa de engrenagens
Rolos de máquinas de papel para a linha de referência
Retidão
Medição de retidão em duas dimensões
A geometria aprimorada de uma máquina ajuda a aumentar a qualidade do produto e seu ciclo de vida e a reduzir sua os períodos de inatividade. A retidão é uma das aplicações geométricas mais comuns em ambientes industriais.
O que é a direito em um eixo pode ser dobrado em outro. Para ver o quão reta é uma linha, há que medir os eixos x e y.
Nossa tecnologia inovadora lhe permite medir as duas dimensões em um conjunto de medições numa linha de comprimento infinito.
 As aplicações de retidão incluem:
Alinhamento de bordas de caixas de entrada, seções de sucção e perfis de rolos de máquinas de papel
Medição de retidão de: trilhos, bases de máquinas CNC, leitos de máquina longos
Determinação de excentricidade em lâminas móveis
Posicionamento de rolamentos e suportes de eixo em operações prolongadas
Alinhamento de seções longas de trilhos e faixas, etc.
Análise das vibrações das máquinas
As análises das vibrações aumentam a segurança do diagnóstico
Tal com o médico examina os seus pacientes, também o especialista em vibrações examina a máquina quando o seu estado se deteriora. Os primeiros sinais encontrados são vibrações excessivas, que são gravadas no âmbito de uma monitorização do estado (Condition Monitoring). Com equipamentos de análise potentes e métodos adequados, o especialista deteta com segurança a causa dos valores excessivos e consegue resolver o problema com a maior brevidade possível.
Análise de vibrações – resumo
Uma análise de vibrações consiste em ouvir o interior da máquina. Cada componente vibra de forma diferente e cria um ruído característico, que deixa uma impressão própria no espectro na forma de um modelo linear. Se ocorrer um dano, o modelo destaca-se do ruído base. O especialista deteta se, por exemplo, existe um desequilíbrio, um desalinhamento ou danos no rolamento. Além de um diagnóstico exato, também é geralmente possível determinar se é necessária uma intervenção urgente ou se é possível esperar até à próxima revisão.
  
Análise de vibrações - as vantagens
As vantagens para o operador e o técnico de manutenção são claras:
Identificação de defeitos na máquina
Informações sobre as causas dos defeitos
Localização dos componentes afetados
Optimização da logística de peças de substituição
Planeamento das medidas de manutenção
Métodos e formas de onda na análise de vibrações
Análise FFT: usada na deteção dos defeitos mais frequentes em máquinas, como por ex. desalinhamento, desequilíbrio.
Análise de ordem: variante da análise FFT, que é usada em máquinas com rotação variável; no espectro é avaliado o múltiplo da rotação (ordem) em vez da frequência;
Análise da envoltória: usada no diagnóstico de danos em dentados (engrenagem) e rolamentos radiais.
Cepstrum: facilita o diagnóstico de danos em engrenagens e rolamentos radiais.
Sinal temporal: adequado para a análise do sinal medido e para a deteção de flutuações e transientes (impulsos aleatórios)
Orbit: usado na análise de vibrações do eixo - em especial em eixos com rolamentos deslizantes.
Medição da fase:é usada juntamente com a análise FFT, para diferenciar defeitos da máquina, como por ex. desequilíbrios, desalinhamentos, componentes soltos
Análises de ressonância: para a identificação de frequências próprias e vibrações naturais de uma máquina ou estrutura. Este método inclui teste de impacto, registo da curva de aceleração e desaceleração, obtenção de linhas dinâmicas de um eixo.
Alinhamento de eixos
As máquinas rotativas tendem a sofrer desalinhamentos. Máquinas alinhadas corretamente e verificadas regularmente reduzem consideravelmente os custos de operação e manutenção. Os métodos convencionais de alinhamento de eixos, como régua guia, calibre apalpador ou medidor, são muito morosos. E a qualidade dos resultados destes métodos depende da experiência do operador.
A tecnologia de ponta exclusiva dos equipamentos de medição a laser da PRUFTECHNIK assegura a mais elevada precisão e facilidade de utilização no alinhamento de eixos.
Um alinhamento exato é rentável de diversas formas:
Menor consumo de energia
Menor desgaste dos rolamentos
vedações, eixos e acoplamentos
Sem temperaturas elevadas no rolamento e no acoplamento
Diminuição das vibrações nos eixos e parafusos da fundação
Redução significativa de danos nos eixos e parafusos da fundação.
 
 
Porque devemos alinhar as máquinas?
Menos paragens das máquinas e consequente aumento da disponibilidade, aumento da eficiência das máquinas, aumento da produtividade, menores custos com energia e operação e, consequentemente, um enorme potencial para poupar dinheiro.
 
Um alinhamento correto reduz os custos operacionais com máquinas rotativas
Os desalinhamentos aumentam as forças de reação do acoplamento, as quais são transferidas para o eixo e para os componentes das máquinas.
Muitos dos problemas das máquinas devem-se a eixos mal alinhados: estudos comprovaram que o alinhamento fora das tolerâncias aceitáveis é responsável por 50% de todos os danos em peças rotativas de máquinas.
Máquinas corretamente alinhadas reduzem os custos de produção!
 
Alinhar máquinas
Preparação e dimensões
Identificação da máquina
Montagem do sistema de medição
Alinhar raio laser
Introdução das dimensões
Medição e alinhamento
Medição - basta um quarto da rotação do eixo!
Correção vertical e horizontal do alinhamento.
Alinhamento da máquina.
Os calços PERMABLOC em tamanho adequado facilitam a elevação ou descida da máquina.
Medição
Medição - basta um quarto da rotação do eixo!
O ecrã de medição mostra facilmente todas as informações
A tabela de medição mostra o historial dos resultados de medição
Alinhamento e resultados
Correção vertical e horizontal do alinhamento
O ecrã mostra onde a máquina deve ser alinhada
Alinhamento horizontal da máquina.
Os calços permitem o alinhamento vertical
Emoticons e gravação
A máquina está bem alinhada
Redução final de vibrações
Gravação dos resultados da medição
Consequências do desalinhamento
Vantagens do alinhamento da máquina
Resumo das vantagens:
Medição exata e sem erros devido à estabilidade de montagem e obtenção automática dos valores de medição
Dispositivos de montagem universais sem arqueamento
Ajuste rápido do laser no ecrã
Processo de alinhamento descomplicado devido a uma interface de utilizador simples
Cálculo automático de valores horizontais e verticais relativos a acoplamentos e pés
Representação gráfica clara das máquinas com valores e direção da correção
A correção do estado do alinhamento é exibida em tempo real no ecrã
Os relatórios de medição podem ser criados diretamente no equipamento. Em conformidade com a norma ISO 9001.
 
 
Efeitos no consumo energético
Menor consumo de energia devido ao aumento da eficácia
O alinhamento exato permite obter uma poupança de energia considerável.
Relação entre desalinhamento e vida útil das vedações
Proteção da instalação e maior qualidade do produto, pois as vibrações são reduzidas ao mínimo.
Quanto maior for o desalinhamento tanto menor será a vida útil das vedações
 
  Quantidade de reparações das vedaçõe
Maior produtividade devido a tempos de funcionamento mais longos das máquinas
As reparações das vedações diminuem em 65% depois da qualidade do alinhamento ter melhorado.
 
  
Quantidade de reparações na bomba
Custos de manutenção reduzidos devido ao menor consumo de peças de substituição e menores custos de armazenamento
As reparações de bombas diminuem depois de o alinhamento de eixos ótico a laser se tornar parte integrante do programa de manutenção
 
 Métodos convencionais
Régua guia e calibre apalpador
Os métodos que recorrem a réguas guia e a calibres apalpadores dependem da resolução limitada
do olhohumano e das superfícies de acoplamento. 
A resolução alcançável de 0,1 mm é demasiado baixa para a maioria das máquinas.
Medidores
Apesar dos medidores com mostrador conseguirem uma resolução de 0,01 mm, os cálculos
são na maioria complicados e pressupõem a presença de técnicos com experiência.
 
Arqueamento dos suportes do medidor com mostrador
O arqueamento da haste de medição deve ser sempre determinado antes da medição do alinhamento - seja qual for a estabilidade dos suportes.
Baixa resolução
Em qualquer leitura pode ocorrer um erro de arredondamento até 0,005 mm. Durante uma medição total, estes erros somados podem chegar a um valor até 0,04 mm.
 
 Fricção interna/histerese
Por vezes tem de se bater levemente no mostrador para que o indicador se fixe numa posição.
 
 Folga em uniões mecânicas
Pequena folga, que poderá não ser notada, mas poderá causar erros de medição consideráveis.
 
 Erros de leitura
Podem ocorrer facilmente erros quando os mostradores têm de ser lidos sob pressão de tempo e em más condições de leitura.
 
Medidor inclinado
Se o medidor não estiver perpendicular à superficie de medição, será lido um valor tendencialmente maior.
 
 Folga axial do eixo
Pode afetar as leituras usadas para determinar a angularidade, a não ser que sejam usados dois medidores montados de forma axial