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________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 1 MANUTENÇÃO DE EQUIPAMENTOS 1- Conhecimentos Básicos da Manutenção Industrial 2- As Diferentes Formas de Manutenção 3- Conhecimento do Equipamento 4- Confiabilidade e Manutenibilidade 5- Organização de Recursos Humanos e Materiais 6- A Política da Manutenção 7- Técnicas de Manutenção Preditiva 8- Manutenção Produtiva Total (MPT) Bibliografia - Gestão estratégica e confiabilidade Alan Kardec, João Lafraia Rio de Janeiro: Qualitymark: ABRAMAN, 2002 - Manutenção: função estratégica Alan Kardec Pinto, Júlio Nascif Xavier Rio de Janeiro: Qualitymark Edição 1998 ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 2 1-CONHECIMENTOS BÁSICOS DA MANUTENÇÃO INDUSTRIAL 1-1 Introdução Nos últimos anos a atividade de manutenção tem passado por mais mudanças do que qualquer outra. Estas alterações são conseqüências de: a) aumento, bastante rápido, do número e diversidade dos itens físicos (instalações, equipamentos e edificações) que têm que ser mantidos; b) projetos muito mais complexos; c) novas técnicas de manutenção; d) novos enfoques sobre a organização da manutenção e suas responsabilidades. O homem de manutenção tem reagido rápido a estas mudanças; esta nova postura inclui uma crescente conscientização de quanto uma falha de equipamento afeta a segurança e o meio ambiente, maior conscientização da relação entre manutenção e qualidade do produto, maior pressão para se conseguir alta disponibilidade da instalação, ao mesmo tempo em que se busca a redução de custos. Estas alterações estão exigindo novas atitudes e habilidades das pessoas da manutenção, desde gerentes, passando pelos engenheiros e supervisores, até chegar aos executantes. 1-2 Evolução da manutenção 1-2-1 Primeira geração Antes da 2° guerra mundial a indústria era pouco mecanizada; os equipamentos eram simples e superdimensionados; a produtividade não era grande; a manutenção não era sistematizada. MANUTENÇÃO CORRETIVA, apenas serviços de limpeza, lubrificação e reparo após a quebra. 1-2-2 Segunda geração Desde a 2° guerra até os anos 60 as pressões do período da guerra aumentaram a demanda por todo tipo de produtos; o contingente de mão de obra industrial diminuiu sensivelmente; houve forte aumento da mecanização; bem como da complexidade das instalações industriais; na busca da maior produtividade, há a necessidade de maior disponibilidade, bem como maior confiabilidade das máquinas. a indústria passa a depender do bom funcionamento das máquinas; isto levou à idéia de que falhas dos equipamentos poderiam e deveriam ser evitadas o que resultou no conceito de MANUTENÇÃO PREVENTIVA. Na década de 60, consistia de intervenções nos equipamentos feitas a intervalo fixo. O custo começou a se elevar muito em comparação com outros custos operacionais. Esse fato fez aumentar : os sistemas de planejamento e controle da manutenção.que hoje , são parte integrante da manutenção moderna ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 3 O aumento do capital investido, fez os projetistas buscarem meios para aumentar a vida útil dos itens físicos. 1-2-3 Terceira geração A partir da década de 70 acelerou-se o processo de mudança nas indústrias; houve paralisação da produção, que diminui a produção; aumentou-se os custos e afetou a qualidade dos produtos; A tendência mundial foi a de utilizar sistemas just-in-time, onde estoques reduzidos para a produção em andamento significavam pequenas pausas na produção/entrega que naquele momento poderiam paralisar a fábrica. O crescimento da automação e da mecanização passou a indicar que confiabilidade e disponibilidade tornaram-se pontos-chave em setores tão distintos quanto saúde, processamento de dados, telecomunicações e gerenciamento de edificações. Com a automação, viu-se que as falhas, muito freqüentes, afetavam a capacidade de manter os padrões de qualidade estabelecidos dos produtos e dos serviços; por exemplo, falhas em equipamentos podem afetar o controle climático em edifícios e a pontualidade das redes de transportes. Cada vez mais, as falhas provocam sérias conseqüências na segurança e no meio ambiente ,em um momento em que os padrões de exigências nessas áreas estão aumentando rapidamente. Em algumas partes do mundo, estamos chegando a um ponto em que ou as empresas devem satisfazer as expectativas de segurança e de preservação ambiental, ou poderão ser impedidas de funcionar. Reforçou-se o conceito de uma MANUTENÇÃO PREDITIVA. A interação entre as fases de implantação de um sistema (projeto, fabricação, instalação e manutenção) e a Disponibilidade / Confiabilidade torna-se mais evidente. 1-3 A interação entre as fases A Disponibilidade e a Confiabilidade do sistema depende da: Correta realização de cada fase – projeto, fabricação, instalação e manutenção Na fase de projeto, o levantamento de necessidades, inclusive o envolvimento dos usuários ( Operação e Manutenção), além dos dados específicos para sua elaboração, nível de detalhamento, dentre outros, são de fundamental importância, pois irão impactar diretamente nas demais fases, com conseqüências no desempenho e na economia. Como desempenho podemos citar que as questões ligadas a layout ,produtividade, qualidade do produto final, segurança, preservação e as econômicas se referem ao nível de custo- eficiência obtido. A escolha dos equipamentos deverá considerar a sua adequação ao projeto (correto dimensionamento), a capacidade inerente esperada (através de dados técnicos, MTBF – tempo médio entre falhas), qualidade, manutenibilidade, além do custo-eficiência È importante considerar, também, a padronização com outros equipamentos do mesmo projeto e de equipamentos já existentes na instalação, objetivando redução de estoque de sobressalentes e facilidades de manutenção. ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 4 A fabricação deve ser devidamente acompanhada e incorporar os requisitos de modernidade e aumento da confiabilidade dos equipamentos, além das sugestões oriundas da prática de manutenção. Todos esses dados, aliados ao histórico de desempenho de equipamentos semelhantes, dados estes subsidiados pelo grupo de Manutenção, compõem o valor histórico do equipamento, elemento importante para uma decisão em compras e futura política de peças de reposição. A fase de instalação deve prever cuidados com a qualidade da implantação do projeto e as técnicas utilizadas para esta finalidade. Quando a qualidade não é apurada, muitas vezes são inseridos pontos potenciais de falhas que se mantêm ocultos por vários períodos e vêm a se manifestar muitas vezes quando o sistema é fortemente solicitado, ou seja, quando o processo produtivo assim o exige e normalmente se necessita de maior confiabilidade. A fase de manutenção terá por objetivo garantir a função dos equipamentos, sistemas e instalações no decorrer de sua vida útil e a não-degeneração do desempenho. Nesta fase da existência, normalmente são detectadas as deficiências geradas no projeto, seleção de equipamentos e instalação. Da não-interação entre as fases anteriores, percebe-se que a Manutenção encontrará dificuldades de desempenho das suas atividades, mesmo que se apliquem nelas as mais modernas técnicas.A confiabilidade estará num patamar inferior ao inicialmente previsto. PROJETO + FABRICAÇÃO + INSTALAÇÃO + MANUTENÇÃO DISPONIBILIDADE/CONFIABILIDADE ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 5 Tabela 1.1 - Evolução da Manutenção Primeira Geração Segunda Geração Terceira Geração 1930 1940 1970 2006 AUMENTO DA EXPECTATIVA EM RELAÇÃO À MANUTENÇÃO - Conserto Após a Falha - Disponibilidade Crescente - Maior Vida Útil do Equipamento - Maior Disponibilidade e Confiabilidade - Melhor Custo-Benefício - Melhor Qualidade dos Produtos - Preservação do Meio Ambiente MUDANÇAS NAS TÉCNICAS DE MANUTENÇÃO - Conserto Após a Falha - Computadores Grandes e Lentos - Sistemas Manuais de Planejamento e Controle do Trabalho -Monitoração por Tempo - Monitoração de Condição - Projetos Voltados para Confiabilidade e Manutenibilidade - Análise de Risco - Computadores Pequenos e Rápidos - Softwares Potentes - Análise de Modos e Efeitos da Falha (FMEA) - Grupos de Trabalho Multidisciplinares 1930 1940 1970 2006 Primeira Geração Segunda Geração Terceira Geração 1-4 Gestão Estratégica da Manutenção Importância de pensar e agir estrategicamente para que : - a atividade da manutenção se integre eficazmente ao processo produtivo; - contribuindo para que a empresa caminhe rumo à excelência empresarial; - esta postura é fruto dos novos desafios que se apresentam neste novo cenário da economia globalizada que é: # altamente competitiva # mudanças se sucedem em alta velocidade # a manutenção como uma das atividades fundamentais do processo produtivo, precisa ser um agente proativo. - neste cenário não mais existem espaços para: # improvisos # arranjos - as características básicas das empresas são: # competência # criatividade # flexibilidade # velocidade # cultura de mudança # trabalho em equipe ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 6 A RAZÃO DE SER DE SOBREVIVÊNCIA DA EMPRESA É A COMPETITIVIDADE PARA AS PESSOAS SIGNIFICAM GARANTIR A EMPREGABILIDADE DE CADA UM - só sobreviverão as empresas que tiverem: # maior retorno sobre os ativos, com menores riscos # menores perdas de produção # maior proteção: às pessoas ao meio ambiente à sociedade - a condução moderna dos negócios requer: # mudança profunda de mentalidade e de posturas # gerência sustentada por uma visão de futuro regida por processos de gestão onde a satisfação plena de seus clientes seja resultante da qualidade intrínseca dos seus produtos e serviços e a qualidade total dos seus processos produtivos seja o balizador fundamental. - na visão atual: # a manutenção existe para que não haja manutenção (manutenção corretiva) # o pessoal da manutenção precisa estar qualificado e equipado para evitar falhas e não para corrigi-las. - relações de parceria entre empresas e suas contratadas na área de manutenção # nova estratégia, baseada em resultados, sendo os mais significativos aqueles ligados à disponibilidade e a confiabilidade. # a contratada aumenta a sua lucratividade à medida que melhora a disponibilidade e a confiabilidade das instalações da empresa onde está atuando. # além disso, deve-se ter como premissa e como valor primeiro a busca da excelência nas questões de SMS - segurança, meio ambiente e saúde Neste tipo de contrato: NÃO SE PAGAM SERVIÇOS, MAS SOLUÇÕES - tem um reflexo direto nos resultados empresariais, tais como: # aumento da disponibilidade # aumento da segurança pessoal e das instalações # redução da demanda dos serviços # otimização de custos # redução de lucros cessantes # preservação ambiental - a situação atual requer: # cultura de mudanças onde o inconformismo com a perpetuação de paradigmas e de práticas seja uma constante; ao invés de falar em mudança de cultura que é um processo lento. - está presente uma grande necessidade de mudança # o gerente deve liderar este processo - instrumentos gerenciais à disposição do homem de manutenção: ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 7 CCQ, TPM, GQT, TERCEIRIZAÇÃO, REENGENHARIA, entre outros. È importante ter em mente que são, simplesmente, ferramentas e, como tal, a sua simples utilização não é sinônimo de bons resultados. Muitos gerentes têm transformado estas ferramentas em objetivos da manutenção, e os resultados são desastrosos. Por outro lado, o uso correto destas ferramentas tem levado a excelentes resultados. 1-5 Manutenção Estratégica A atividade de manutenção precisa deixar de ser apenas eficiente para se tornar eficaz; não basta reparar o equipamento ou instalação tão rápido quanto possível, mas, reduzir a probabilidade de falha do equipamento. Esta é a grande mudança de paradigma Planejamento Estratégico (P) - política diretrizes - situação atual-diagnósticos - situação futura- metas estratégicas baseadas em benchmarks - caminhos estratégicos ou melhores políticas - indicadores - plano de ação PDCA PLAN Planejar DO Fazer CHECK Verificar ACTION Corrigir 1-5-1 PLAN – P Planejamento Estratégico Para definir a situação atual e as metas que explicitam a Visão de Futuro, o ideal é a adoção do processo de benchmarking Benchmarking é um processo de análise e comparação de empresas do mesmo segmento de negócio, objetivando conhecer: ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 8 # as melhores marcas ou benchmarks das empresas vencedoras, com a finalidade de possibilitar definir as metas de curto, médio e longo prazo. # a situação atual da sua organização e, com isto, apontar as diferenças competitivas # os caminhos estratégicos das empresas vencedoras ou as melhores práticas # além de conhecer e chamar a atenção da organização para as necessidades competitivas. é ação é busca de práticas responsáveis por alta performance é o entendimento de como estas práticas são aplicadas é a adaptação destas práticas para seu uso Benchmark é uma medida, uma referência, um nível de performance, reconhecido como padrão de excelência para um processo de negócio específico. São indicações de desempenho # qual é a melhor disponibilidade? # qual é a melhor segurança? # qual é o melhor custo? Resumindo... Benchmarks são fatos Benchmarking é um processo que proporcionamelhoria de performance A figura abaixo ilustra uma questão fundamental: A parte inferior, mostra uma organização sem uma visão ampla, esta estratégia pode levar ao insucesso. Daí a necessidade de se incorporar à sua gestão estratégica a parte superior, que nada mais é do que a comparação com os seus concorrentes, inclusive os internacionais. Gestão Estratégica COMPARAÇÃO INTERNACIONAL ANÁLISE Levantamento de Dados Propostas de Melhorias - Planejamento Estratégico -Metas -Orçamento Operar Acompanhar Desempenho Avaliar ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 9 Melhores Práticas “Best Practices” Para se alcançar as metas planejadas, ou seja, para ir da situação atual para a visão de futuro, é preciso implementar, em toda a organização, um plano de ação suportado pelas melhores práticas, também conhecidas como caminhos estratégicos. # gerentes e supervisores, devem liderar as melhores práticas de SMS # a gestão deve ser baseada em itens de controle empresariais: disponibilidade COM ANÁLISE CRÍTICA confiabilidade custos qualidade meio ambiente Segurança # gestão integrada do orçamento (manutenção e operação) buscando sempre, o resultado do negócio através da análise criteriosa das receitas e dos custos. # eliminação das falhas ocorridas e potenciais # ênfase na manutenção preditiva, softwares de diagnósticos # adoção de TPM (manutenção produtiva total) o operador de máquina é a primeira linha de defesa para monitorar e maximizar a vida dos equipamentos. # adoção MCC (manutenção centrada em confiabilidade) # aplicação de APR (análise preliminar de riscos) Plano de Ação A escolha das ações deve priorizar aquelas mais importantes para o alcance das metas estabelecidas; uma boa regra é escolher aqueles 20% das ações analisadas que respondem por 80% dos resultados. Indicadores Medir não só sua eficiência, mas ainda: # disponibilidade e confiabilidade # redução da demanda de serviços # faturamento # otimização de custos # segurança pessoal e das instalações # preservação ambiental # moral e motivação dos colaboradores ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 10 Saber e Querer “Pessoas qualificadas, certificadas e motivadas são o mais importante fator crítico de sucesso.” Alan Kardec 1-5-2 Implementação do plano de ação (DO – D) - para seu sucesso, gerentes e supervisores devem assumir a liderança do processo - que a equipe conheça todo o planejamento, incluindo as metas, o plano de ação e qual é o papel de cada um neste jogo Comunicação é Fundamental “Tão importante quanto saber falar é saber ouvir” 1-5-3 Evolução dos indicadores e auditorias (CHECK - C) A avaliação quantitativa garante a sobrevivência no curto prazo A avaliação da gestão garante a sobrevivência no médio prazo - uma auditoria deve considerar: # uma equipe multifuncional ( com experiência operacional da empresa a ser auditada) # ter um check list que contemple todos os itens a serem auditados # visitar locais de trabalho verificando: ordem arrumação limpeza ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 11 # verificar se os equipamentos, ferramentas e instrumentos estão aferidos, calibrados e com adequada manutenção 1-5-3 Ações corretivas e sistemas de conseqüências (ACTION – A) Pelos indicadores, pode haver necessidade de tomar ações corretivas; e ou ainda revisar o plano de ação. - sistema de conseqüências A titulo de exemplo, o indicador de custo de manutenção pode estar excelente no período de um ano, mas foi conseguido deixando-se de realizar intervenções e atividades importantes e, desta maneira, comprometendo, a médio prazo, a qualidade, a confiabilidade, a disponibilidade, a segurança, a saúde e o meio ambiente. Esta redução de custos a qualquer custo é o que se denomina de uma má gestão. 1-6 BSC Balanced Scorecard (indicadores balanceados de desempenho) Esta metodologia pressupõe que a escolha de indicadores não pode estar voltada apenas para uma dimensão, por exemplo, a financeira, ou a disponibilidade das instalações etc. Assim como não é possível realizar um vôo seguro baseando-se, apenas, na velocidade do avião, indicadores financeiros, por exemplo e principalmente, a sua sustentabilidade. Árvore do BSC 1-7 Paradigma Moderno A Manutenção deve ser organizada de tal maneira que o equipamento ou sistema pare de produzir somente de forma planejada quando o equipamento pára de produzir por si próprio, sem uma definição gerencial, está-se diante de manutenção não planejada, ou mesmo de um fracasso da atividade de manutenção. Não é mais aceitável que o equipamento ou sistema pare de maneira não prevista Paradigma do passado: “O homem de manutenção sente-se bem quando executa um bom reparo” ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 12 Paradigma moderno: “O homem de manutenção sente-se bem quando ele consegue evitar todas as falhas não previstas.” Homem de Manutenção: Futuro (Atual) e Passado 1-8 Competitividade Depende, fundamentalmente, da maior Produtividade Produtividade = Faturamento / Custos - para otimizar o faturamento (disponibilidade e confiabilidade) # aumentar as unidades produtivas # minimização dos prazos de parada dos sistemas # minimização do tempo médio para reparo (TMPR) # perdas de produção tendendo a zero # maximização do tempo médio entre falhas (TMEF) - para se otimizar o custo é preciso: # adotar os best practices de manutenção # redução do retrabalho # qualidade dos materiais sobressalentes # técnicas modernas para avaliação e diagnóstico # privilegiar a terceirização por resultados - no ano 2000 o custo da manutenção foi 4,47% do faturamento (ainda muito alto) - é preciso aumentar a disponibilidade e a confiabilidade que representam 95,53% da equação faturamento/custo. ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 13 CUSTO DE MANUTENÇÃO EM RELAÇÃO AO FATURAMENTO BRUTO SETORES % FATURAMENTO Alimento e Bebida 1,40 Automotivo e Metalúrgico 3,46 Borracha e Plástico 4,00 Cimento e Construção Civil 3,00 Eletroeletrônico e Telecomunicações 4,00 Energia Elétrica 2,36 Farmacêutico 3,33 Fertilizante, Agroindústria e Químico 4,00 Hospitalar 2,50 Móveis 3,67 Máquinas e Equipamentos 3,33 Mineração 8,67 Papel e Celulose 2,50 Predial 1,00 Petróleo 3,73 Petroquímico 1,67 Saneamento e Serviços 5,00 Siderúrgico 6,67 Têxtil 3,00 Transporte >10,00 MÉDIAGERAL 4,47 Fonte: Abraman –Documento Nacional - 2001 Evolução do Custo da Manutenção no Brasil Gráfico – Custo de Manutenção em Relação ao faturamento Bruto ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 14 1-9 Produto da Manutenção Operação Produção Manutenção Engenharia Suprimento dão suporte Inspeção de equipamento Segurança Industrial A produção deseja comprar da manutenção e da engenharia MAIOR DISPONIBILIDADE confiável ao menor custo Disponibilidade X Demanda de Serviços Disponibilidade de uma lâmpada que ilumina a mesa de cirurgia de neurocirurgião é altíssima da ordem de 1.10 6 horas se ela apagar por 5 segundos para aumentar a Confiabilidade dessa lâmpada, podemos usar um no break (preservação da função iluminação). 1-10 Conceito moderno de Manutenção Garantir a disponibilidade da função dos equipamentos e instalações de modo a atender a um processo de produção ou de serviço, com confiabilidade, segurança, preservação do meio ambiente e custo adequados. ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 15 Voltando ao exemplo da lâmpada A missão não é preservar a lâmpada (equipamento) MAS SIM a função do sistema ILUMINAÇÃO - no passado: O gerente tinha falta de gente (mão de obra) -hoje o principal problema é: Excesso de demanda de serviços Decorrente de: Confiabilidade Baixa 1-11 Redução da Demanda de Serviços CAUSAS BÁSICAS # Qualidade da Manutenção sua falta provoca Retrabalho que é uma falha prematura # Qualidade da Operação ação operacional incorreta provoca falha prematura e perda de produção # Problemas Crônicos conviver com problemas repetitivos ainda que de solução conhecida , é uma cultura conservadora que precisa ser mudada # Problemas Tecnológicos problemas repetitivos, apenas com solução desconhecida # Serviços Desnecessários agir preventivamente em excesso sem considerar o binômio Custo x Benefício Pode-se afirmar, com certeza, que esta demanda de serviços pode ser sensivelmente reduzida DEMANDA DE SERVIÇOS A GRANDE DIFERENÇA ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 16 1-12 A Gestão pela Qualidade Total GQT Tem-se mostrado uma ferramenta bastante eficaz, quando aplicada corretamente, levando a uma grande melhora de resultados. - gerência de rotina - padronização - 5 S (deve ser o 1° passo) - no bojo do GQT - TPM: Total Productive Maintenance - ISSO-9000 - CCQ: Círculo de Controle de Qualidade 1-12 Tipos de Manutenção x Mudança de Paradigmas - Corretiva não planejada - Corretiva planejada - Preventiva - Preditiva - Detectiva - Engenharia de manutenção - numa gestão estratégica; caminha-se da manutenção corretiva não planejada para a engenharia da manutenção - um grande salto só ocorrerá se houverem mudanças de paradigmas - e os resultados empresariais de: - maior qualidade - menor custo - melhor atendimento - maior segurança - melhor moral da equipe - só ocorrerão se: # quando se passa da preventiva para a preditiva (parar o equipamento baseado apenas no tempo de funcionamento). Ele é mantido operando até um limite preestabelecido baseado em parâmetros (vibração, temperatura, análise de óleo lubrificante) compatibilizando a necessidade de intervenção com a produção. # quando se passa a adotar a engenharia de manutenção, ou seja, não basta ter uma boa manutenção do equipamento/sistema mas, sim ter equipamento/sistemas que tenham a disponibilidade de que a empresa necessita para atender o mercado, atender ao cliente, razão de ser da existência da empresa e da manutenção. ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 17 RESULTADOS x TIPOS DE MANUTENÇÃO % APLICAÇÃO DE RECURSOS EM MANUTENÇÃO - BRASIL 0% 20% 40% 60% 80% 100% 1990 1991 1993 1995 1997 1999 2001 ANO Eng. Manutenção Preditiva Preventiva Corretiva 1 2 3 4 0 100 0 100 1- Corretiva 2- Preventiva 3- Preditiva 4- Eng. de Manutenção C U S T O Disponibilidade Confiabilidade Atendimento Segurança Meio Ambiente Motivação ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 18 1-13 Trabalho em equipe È o fator crítico de sucesso da organização como um todo e da manutenção em particular. É a maior dificuldade das organizações e a maior causa que determina o sucesso ou o fracasso empresarial. Espírito de Equipe É importante, também, que cada pessoa entenda que este espírito de equipe é fator crítico de sucesso para a sua empregabilidade ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 19 2- AS DIFERENTES FORMAS DE MANUTENÇÃO # Manutenção Corretiva Não Planejada # Manutenção Corretiva Planejada # Manutenção Preventiva # Manutenção Preditiva # Manutenção Detectiva # Engenharia de Manutenção Existem outras ferramentas que permitem a aplicação desses seis tipos principais de manutenção; que são: # Manutenção Produtiva Total (TPM) ou Total Productive Maintenance # Manutenção Centrada na Confiabilidade (RCM) ou Realibility Centered Maintenance # Manutenção Baseada na Confiabilidade (RBM) ou Realibility Based Maintenance 2-1 Manutenção Corretiva É a atuação para a correção da falha ou do desempenho menor do que o esperado Não é necessariamente, a manutenção de emergência Temos: - desempenho deficiente apontado pelo acompanhamento das varáveis operacionais - ocorrência de uma falha Pode ser: Manutenção Corretiva Não Planejada, quando a correção da falha é feita de maneira aleatória - não há tempo para preparação do serviço; infelizmente, ainda é mais praticada do que deveria - implica altos custos (acarreta perdas de produção, perda da qualidade e elevados custos indiretos de manutenção) - as quebras aleatórias podem ter conseqüências graves para o equipamento (extensão de danos) “Consertador de Emergência” – Espécie em Extinção ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 20 Manutenção Corretiva Planejada é a correção do desempenho menor do que o esperado ou da falha, por DECISÂO GERENCIAL, isto é, pela atuação em função de acompanhamento preditivo ou pela decisão de operar até a quebra. - um trabalho planejado é sempre:mais barato mais rápido mais seguro do que um trabalho não planejado melhor qualidade - a principal informação que se recebe na manutenção planejada é advinda do acompanhamento do equipamento - vantagens: # compatibiliza-se as necessidades da manutenção com as da produção # as falhas deixam de oferecer riscos para o pessoal ou para a instalação # planejamento dos serviços # existência de sobressalentes, equipamentos e ferramental # existência de pessoal qualificado e em quantidade necessária para a execução dos serviços Manutenção Corretiva 2-2 MANUTENÇÃO PREVENTIVA Manutenção Preventiva é a atuação realizada de forma a reduzir ou evitar a falha ou queda no desempenho, obedecendo a um plano previamente elaborado, baseado em INTERVALOS definidos DE TEMPO - procura-se obstinadamente evitar a ocorrência de falhas, ou seja, procura prevenir - na aviação, a adoção de manutenção preventiva é imperativa, pois o fator de segurança se sobrepõe aos demais. - não pode ser descartada uma falha entre duas intervenções preventivas, isso implicará numa manutenção corretiva ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 21 Manutenção Preventiva - a manutenção preventiva é mais conveniente: # quanto maior for a simplicidade na reposição de componentes # quanto mais altos forem os custos das falhas # quanto mais as falhas prejudicarem a produção # quanto maiores forem as implicações das falhas na segurança e operacional - infelizmente introduz defeitos não existentes nos equipamentos devido a: # falha humana #falha de sobressalentes # contaminações introduzidas no sistema de óleo # danos durante partidas e paradas # falhas dos procedimentos de manutenção 2-3 MANUTENÇÃO PREDITIVA Ou Manutenção Sob Condição ou Manutenção com Base no Estado do Equipamento É a atuação realizada com base em modificação de parâmetro de CONDIÇÂO ou DESEMPENHO, cujo acompanhamento obedece a uma sistemática. É a primeira grande quebra de paradigma na manutenção - tanto mais se intensifica quanto mais o conhecimento tecnológico se desenvolve. - como o desenvolvimento de novos e confiáveis equipamentos de controle para as instalações industriais. Seu objetivo é prevenir falhas nos equipamentos ou sistemas através de acompanhamento de parâmetros diversos, permitindo a operação contínua do equipamento pelo maior tempo possível. De forma mais direta, podemos dizer que a manutenção preditiva prediz as condições dos equipamentos, e quando a intervenção é decidida, o que se faz, na realidade, é uma manutenção corretiva planejada. para a análise da adoção da manutenção preditiva ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 22 # aspectos relacionados com a segurança pessoal e operacional # redução de custos, evitando intervenções desnecessárias # manter os equipamentos operando, de modo seguro, por mais tempo Os custos envolvidos: # instrumentos, aparelhos de medição e análise são muito caros # ficará mais barata com o progresso na microeletrônica # a mão de obra não apresenta custo significativo Manutenção Preditiva 2-4 MANUTENÇÃO DETECTIVA Década de 90, detectar Detective Maintenance Manutenção Detectiva é a atuação efetuada em sistemas de proteção buscando detectar FALHAS OCULTAS ou não perceptíveis ao pessoal de operação e manutenção È a verificação se um sistema de proteção ainda está funcionando. Ex. botão de teste de lâmpadas de sinalização e alarme em painéis. A identificação da falhas ocultas é primordial para garantir a confiabilidade. Sistemas de Aquisição de Dados, Controladores Lógicos Programáveis, SDCD- Sistemas Digitais de Controle Distribuído, Multi-Loops com computador supervisório, têm sua segurança garantida, por Sistemas de shut-down ou Sistemas de trip. # trip ou shut-down são a última barreira entre a integridade e a falha. Graças a eles, máquinas, equipamentos, instalações e até mesmo plantas inteiras estão protegidos contra falhas e suas conseqüências menores, maiores ou catastróficas. Na Manutenção Detectiva, especialistas fazem verificações no sistema, sem tirá-lo de operação, são capazes de detectar falhas ocultas, e preferencialmente podem corrigir a situação, mantendo o sistema operando. ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 23 2-5 ENGENHARIA DE MANUTENÇÃO É a segunda quebra de paradigma na Manutenção. Significa: # deixar de ficar consertando o tempo todo # partir à procura das causas das falhas # modificar situações permanentes de mau desempenho # deixar de conviver com problemas crônicos # melhorar os padrões de desempenho # desenvolver a manutenibilidade # dar feedback ao projeto # interferir tecnicamente nas compras Engenharia de Manutenção significa perseguir benchmarks, aplicar técnicas modernas, estar nivelado com a manutenção de primeiro mundo. Resultados X Tipos de Manutenção Suponha que uma determinada planta adota Manutenção Preventiva para um conjunto de REDUTORES. Sabemos que a estimativa mais acertada de tempo para as intervenções é extremamente difícil. Os rolamentos têm uma vida diferente dos retentores, que por sua vez têm vida diferente das engrenagens. A experiência indica que mais intervenções do que o necessário serão feitas; bem como um número elevado de troca de peças com meia vida ainda em bom estado será efetuada. Passando a adotar a Preditiva, teremos melhores resultados globais; O número de intervenções cairá drasticamente; O consumo de sobressalentes também; ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 24 O número de homens-hora será reduzido. A Manutenção Preditiva permite alcançar a máxima disponibilidade para a qual os equipamentos foram projetados; No momento em que a estrutura de Manutenção dessa planta estiver utilizando para análises, estudos e proposição de melhorias todos os dados que o Sistema de Preditiva colhe e armazena, estará praticando Engenharia de Manutenção. A Engenharia de Manutenção utiliza dados adquiridos pela Manutenção, para melhorar sempre. 2-6 COMPARAÇÃO DE CUSTOS Valores obtidos em 1998 na National Manufacturing Week Conference com dados da Exxon, Betlehem Steel e revistas especializadas dos Estados Unidos Tipo de Manutenção Custo US$/HP/ano Corretiva Não Planejada 17 a 18 Preventiva 11 a 13 Preditiva e Monitoramento de Condição/Corretiva Planejada 7 a 9 Obs: HP (Horse Power) é a potência instalada Vê-se que o custo da manutenção corretiva não planejada é, o doblo da manutenção preditiva / corretiva planejada. Tipos de Manutenção 2-7 PRÁTICAS DE MANUTENÇÃO -- EVOLUÇÃO E TENDÊNCIAS - Manutenção Corretiva não planejada Apresenta uma tendência de queda ao longo do século, notadamente pela redução da prática da manutenção corretiva. - Manutenção Corretiva Planejada Tendência de aumento no nível, à partir dos anos 60, causada principalmente pelo incremento da manutenção sob condição-preditiva. As intervenções originadas pelas ________________________________________________________________________Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 25 indicações da manutenção preditiva são, como mostrado anteriormente manutenções corretivas planejadas. Manutenção Preditiva Começou incipiente a partir da década de 40 ganha força a partir dos anos 60 e é sem dúvida, a que apresenta maior desenvolvimento motivado pelo progresso na área da eletrônica. Manutenção Detectiva Aparece no início da década de 70, ainda muito incipiente, mas deve apresentar uma tendência de utilização crescente com o tempo. Sua importância cresce a cada dia, em virtude da maior automação das plantas e utilização de microprocessadores. Situação da Manutenção no Brasil, produzido pela Abraman (Associação Brasileira de Manutenção) Gráfico Em relação ao que se pratica nos países do primeiro mundo, temos a seguinte situação, em relação ao Brasil, em 1998 Tipo de Manutenção Países do Primeiro Mundo em relação ao Brasil Eng° de Manutenção maior Manutenção Preditiva maior Manutenção Preventiva igual Manutenção Corretiva menor ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 26 Gráfico È previsto um crescimento vertiginoso da manutenção preditiva, um pequeno decréscimo na preventiva e uma redução na corretiva não planejada. Considera-se que rotinas como troca de filtros, limpeza de filtros ou quaisquer outros tipos de limpeza, lubrificação, ajustes, calibrações, nas quais são realizadas tarefas, fazem parte da manutenção preventiva. Esse tipo de trabalho é realizado em intervalos de tempo previamente definidos, podendo ser executado pelo pessoal de operação das máquinas. Algumas empresas ainda têm pessoal de Manutenção fazendo isso, mas sua cultura certamente é reativa. O TPM- Manutenção Produtiva Total- que mostra como isso deve ser modificado dentro da empresa. Outras rotinas como revisões parciais ou totais em máquinas ou equipamentos, em intervalos definidos, caracterizam manutenção preventiva, mas são cada vez mais restritas. Somente se aplicam quando há ocorrência de falhas a intervalos característicos e / ou aspectos de segurança ou meio ambiente que recomendam essa prática. Fora disso, o risco de se fazer manutenção em excesso ou ainda introduzir defeitos é alto. “Segundo a Organização Forbes, um em cada três dólares gastos em manutenção preventiva é desperdiçado”. A manutenção preditiva permite uma significativa mudança na manutenção, pela antecipação dos problemas nas máquinas, resultando numa relação de ganho significativa. A tendência mundial é adotar, cada vez mais a manutenção baseada na condição dos equipamentos. ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 27 3 – CONHECIMENTO DO EQUIPAMENTO EIXOS Para qualquer tipo de eixo, seja um eixo de transmissão, árvore de máquinas operatrizes, virabrequim, eixo de comando de válvulas, eixo de rodas etc. Sua especificação depende do projetista da máquina que deve considerar os fatores de carga e operação e providenciar apoio, material, dimensionamento, tratamento térmico, acabamento de superfície e afastamento (folgas) corretos. Deve-se observar que o eixo é flexível e expande-se e contrai-se com as mudanças de temperatura. Em caso de acidente com um eixo, o usuário pode ser tentado a reforçar o mesmo ou acrescentar apoios, não percebendo, que provocará, assim, uma falha por fadiga. No caso de reposição ou reforma do eixo, estes fatores devem ser considerados, conservando-se, porém, a construção original. A única providência razoável para reforçar um eixo é usar material de qualidade superior, levando-se em conta a possibilidade de ser o eixo uma espécie de fusível de segurança, que com sua quebra evita a quebra de outra peça, mais cara. Outros fatores são a dureza e as folgas, que devem ser consideradas em conjunto. A seleção errada do material do eixo apoiado nos mancais pode resultar em seu desgaste prematuro. Os exemplos citados abaixo podem solucionar os problemas mais freqüentemente encontrados, devendo-se sempre, recorrer ao manual da máquina. Para obter-se um serviço satisfatório, os eixos com dureza até 200 HB devem usar mancais de metal patente. Nestes, as folgas mais encontradas, variam, para movimento giratório, entre .050mm para 25mm Ø, .125 para 125mm Ø . Para movimento oscilante entre 200 e 300 HB devem usar mancais de ligas de cobre. As folgas podem ser entre .025mm para 25mm Ø. Os mancais de bronze têm dureza entre 45 e 75 HB. Os eixos para cargas pesadas e rotações altas devem ser retificados e polidos e ter dureza de cerca de 50 RC, quando usarem mancais de alumínio ou trimetal. As folgas dependem da velocidade periférica e da carga. Acabamento de virabrequins beira freqüentemente 5 RMS, não devendo ser mais áspero do que 20 RMS. Após retificação convém polir os colos na direção oposta à retificação, não removendo mais do que .005mm. O polimento na direção de retificação, simplesmente deita as rebarbas. A grana de lixa pode ser entre 280 e 320. A direção do polimento deve acompanhar a direção da rotação em serviço. Os raios nos rebaixos devem ser observados com cuidado, tanto as suas dimensões, como o acabamento. A área, onde existe um raio, é por natureza um intensificador da tensão. A existência do risco no raio agravaria o problema. A posição do furo de lubrificação pode ser de grande importância, Cuidado para não inverte-la ou deixa-lo fechado. O endurecimento por grenalha de aço aumenta a resistência à fadiga. O cromo duro aumenta a resistência ao desgaste mas diminui a resistência à fadiga. De todos os fatores a observar o mais importante para os eixos é o seu alinhamento perfeito. O desalinhamento provoca a quebra rápida por fadiga. Dentre os danos típicos destacamos a quebra por sobrecarga e a quebra por fadiga. O desgaste excessivo pode ser causado por perda de dureza devido ao superaquecimento por gaxeta apertada demais e falta de lubrificação. ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 28 MANCAIS A construção dos mancais e o material usado asseguram o suporte do eixo, sua flutuação numa camada de lubrificante, temperatura adequada, adaptabilidade e proteção contra as partículas que podem danifica-lo. Apesar de tratar-se aqui, principalmente, de casquilhos, os dados contidos aplicam-se a qualquer tipo de mancais e buchas, inclusive os de encosto. Os mancais menos duráveis são os de metal patente grosso, porém, protegem mais o eixo. Os mais duráveis são os casquilhos trimetal e buchas de bronze com alta porcentagem de chumbo. Deve ser sempre seguida a especificação do fabricante da máquina, que escolheu os mancais para o serviço previsto. Incluímos aqui, apenas alguns pontos interessantes, a respeito do desenho de mancais. 1 – A ponta do eixo não deve terminar na área da bucha, para não levantar uma lombada que provocará obstrução para o lubrificante e o conseqüente superaquecimento e engripamento (no diâmetro e no encosto). 2 – O mesmos defeitos serão causados pelo eixo provido de canaleta. 3 – Os furos de lubrificação não devem ficar desalinhados para não provocar o excesso de temperatura. 4– O espaço fechado na ponta do eixo provoca o aumento de pressão e superaquecimento. O óleo deve ter possibilidade de sair. 5 – Uma saliência no arredondamento do canto prejudica a circulação do óleo. 6 –Duas buchas de precisão (sem repasse) podem estar desalinhadas por causa da soma de tolerâncias, provocando a sobrecarga no canto. 7 – Não devem ser usadas, se puder evitar, faces coaxiais no eixo. 8 – As tolerâncias de conicidade dos mancais de motores devem ser mantidas dentro de aproximadamente: ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 29 .005mm para diâmetros até 25mm .010mm “ “ “ 26 “ .012mm “ “ acima de 50mm 9 – A espessura da bucha ou do casquilho deve ser calculada corretamente para obter uma fol de óleo adequada. 10 – Não devem ser usados casquilhos de metais amarelos ou alumínio com eixos de dureza abaixo de 250 HB. 1 – Inversão e posição do casquilho ou entre o casquilho superior e inferior (com fechamento de passagem de óleo). ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 30 2 – Rasqueteamento ou lixamento da parte interna, destruindo assim o acabamento e a forma e incrustando partículas estranhas. 3 – Aperto excessivo ou com seqüência fora de especificação. 4 – Furos de guia alargados ou pinos de guia folgados, provocando descentralização. 5 – Deslocamento da tampa devido à inversão da posição, do diâmetro externo da chave exagerado. 6 – Torção dos alojamentos dos mancais. 7 – Desalinhamento dos colos do eixo. 8 – Desalinhamento dos alojamentos dos mancais. 9 – Alojamento do mancal fora da tolerância (pequeno, ovalizado, cônico, com curvatura longitudinal, ou ondulado). 10 – Rugosidade dos colos, flanges, raios, ou chanfro do óleo. 11 – Ressaltos de centragem, pinos ou furos não coincidentes. 12 – Diferença de diâmetro nos mancais vizinhos. 13 – Entortamento por acidente. 14 – Falta de óleo na montagem. 15 – Folga insuficiente. 16 – Falta de aderência ou sujeira entre o casquilho e seu alojamento. 17 – O giro do casquilho dentro de seu alojamento que pode resultar de: 1. excesso de folga no alojamento 2. esmagamento “Crush” insuficiente 3. falta de trava 4. aperto (torque) insuficiente ou incorreto 6. excesso de calços 7. sujeira entre a tampa e o corpo do alojamento 8. parafuso da tampa encostado no fundo do corpo ou quebrado 18 – Deslocamento de calços. Os mancais danificados durante o amaciamento não vão durar, como também os continuadamente sobrecarregados. O uso inadequado da máquina vai provocar o seu superaquecimento que resultará nos seguintes danos: - Queima Provocada pela falta de lubrificação no início do trabalho da máquina com mancais secos ou durante o trabalho normal devido à lubrificação insuficiente ou deficiente. -Suamento de chumbo Provocado pelo superaquecimento acima de 327°C Empastamento do chumbo Provocado pelo “suamento” com o desprendimento de glóbulos de chumbo. Pode ser identificado pela deposição de partículas de chumbo nos cantos dos furos de óleo do metal. De acordo com os levantamentos feitos pelas várias entidades, os perigos de estrago distribuem-se como se segue: ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 31 - sujeira 43 a 45% - desalinhamento 10 a 13% - falha de lubrificação 10 a 15% - sobrecarga 8 a 9% - montagem deficiente 13,5% - corrosão 4 a 5% A manutenção deficiente resultará nos seguintes danos: - Corrosão por fretagem Identificada pela configuração das sombras, na forma de uma canaleta de óleo. - Corrosão química Nas ligas de chumbo transformando-se em sabão de chumbo. Este desprende-se da estrutura deixando expostos os outros materiais da liga. Peças em metais patentes terão a aparência calcinada, cinza-clara e esponjosa cobreada quando em ligas de cobre. - Fadiga Pode aparecer na forma de trincas, ou desprendimento do revestimento, deixando cavidades. Resulta de cargas altas, tempo de trabalho, mudanças de temperatura, montagem incorreta etc., indicados em outros pontos. Num mancal pode ser provocada pela aderência das partículas do outro mancal, que entraram em circulação. (neste caso será local). Quando aparecer só nos casquilhos superiores, pode ser provocada pelo excesso da marcha lenta. Os mancais de metal patente na base de estanho têm maior resistência à fadiga do que os na base de chumbo. - Fadiga em linhas intermitentes axiais “axial intermittent strip fatigue” Surgem da manchas oblongas espaçadas, inclusive na parte externa dos casquilhos. É provocada pela vibração devido à falta de aderência ao alojamento. - Fadiga por sobrecarga do motor “Engine overload fatigue” Os sinais de fadiga aparecem nas metades superiores, com excesso de carga na marcha lenta . - Fadiga localizada Aparece das seguintes maneiras: Quando o eixo for mais fino no centro, -- nas beiradas do mancal. Quando o eixo for mais grosso no centro,-- no centro do mancal. Com a ovalização do alojamento,-- nas proximidades da linha de partilha em ambos os lados. Com o “esmagamento” excessivo, -- ao lado da linha de partilha. Com os raios menores do que os do virabrequim – nos raios “fillet ride” - Fadiga uniforme Aparece tanto nos casquilhos superiores como nos inferiores e é uma evidência de trabalho em excesso de rotação, onde as forças dinâmicas superam as forças de explosão . - Fadiga com forma em V “ V pattern fatigue” ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 32 Aparece com a concentração de carga num canto, devido ao desalinhamento do eixo ou entortamento da biela. Pode ser causada, também, por uma partícula de sujeira deixada no alojamento do casquilho, que faz levantar uma parte do mesmo, evitando inclusive a aderência ao alojamento. - Deslocamento do material - Arqueamento É uma das formas de distorção. Aparece nos mancais colocados num alojamento ovalizado ou folgado (sem “esmagamento”) ou nos mancais que perdem pressão de fixação por causa da expansão térmica. Nas buchas de paredes finas, prensadas sem os devidos cuidados, aparece na forma de protuberância na parte central (Há aderência só nos rebordos). - Distorção Acontece na prensagem inadequada da bucha dentro do seu alojamento, com a perda de pressão da bucha ou do casquilho no alojamento em trabalho, com penetração de um corpo estranho entre a bucha ou casquilhos e o alojamento. - Extrusão Deslocamento do material provocado pela pressão do eixo sobre o revestimento do material. - Revestimento frouxo “Loose insert” Desprendimento de camadas. - Afundamento “Squashing ou Mushing” Ação de pisar ou comprimir. Aparece nos mancais de alumínio antes de engripamento no trabalho com lubrificação insuficiente. - desgaste – “Wear” - Empilhamento de resíduos “Debris pile up” As manchas foscas oblongas, geralmente de um lado do furo de óleo nos casquilhos da biela; são formadas de partículas estranhas embebidas no metal do casquilho devido à ação centrífuga do virabrequim. - Sobrecarga da borda “Edge loading” Provocada por desalinhamento, biela torta, forma incorreta do raio, deslocamento da capa e altura excessiva de “esmagamento”. Provoca atrito e superaquecimento. ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 33 - desgaste desuniforme Pode ser provocado pela deformação do alojamento não notadana ocasião de montagem, pela folga excessiva entre o colo do eixo e o casquilho e outros erros de ajuste. - Partículas estranhas embebidas na superfície deslizante Pode ser provocado pela limpeza incorreta das peças antes da montagem da máquina, impurezas do ambiente mal filtradas ou pelo desgaste de outras partes do motor ou da máquina. - Aparência brunida “Lapped appearance” É provocada pela penetração de partículas muito finas de poeira do ar, suspensas em óleo. - Escoriação de vitrola “Phonograph scoring” Linhas extremamente finas em volta do mancal. Provém da falta de polimento após a retificação do eixo. As partículas podem ser vistas ampliadas acima de 20 vezes. - Cicatrização “Scarring” Linhas parecidas à escoriação. Porém, mais largas, provocadas pelos flocos metálicos (por exemplo alumínio) que não se alojaram no metal do mancal. Acontece freqüentemente na parte do casquilho não provida de canaleta de óleo, na direção da canaleta de óleo da outra metade. - Sulcamento “Grooving” Pode ser provocado pelo acabamento do eixo inadequado ou por partículas estranhas suspensas em óleo (linhas finas e rasas). Linhas mais fundas podem ser provocadas pelos cavacos de usinagem não removidos ou pelos flocos desprendidos dos flancos de engrenagens e rolamentos. Note-se que é mais pronunciado nos casquilhos inferiores de centro e superiores das bielas. Linhas na direção do furo de óleo provêm, geralmente, do empilhamento de partículas não metálicas, ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 34 quebrado pela pressão do eixo. Quando aparece em toda a volta na direção do furo de lubrificação, é provocada pela falta de chanfro no furo do virabrequim. - Engripamento “Seizure” É o colamento do material do mancal no eixo. Acontece com maior freqüência nos mancais de metais amarelos e de alumínio. - Dilaceração “Tearing” Acontece com engripamento quando na continuação do movimento o material aderido no metal provoca o desprendimento da parte anexa a ele. - Fricionamento “Wiping” É a remoção do material de um ponto do mancal e a deposição deste em outro ponto do mancal. Aparece, geralmente, em mancais de metal patente e na camada interna dos mancais trimetal. Resultado de desalinhamento, geometria imprópria, mau acabamento, folga insuficiente, partida a seco ou operação com abuso “lugging” -Erosão “Erosion” É a lavagem de material do mancal pelo óleo sob alta pressão e grande velocidade. - Agarro do metal “Creep” Acontece por exemplo na parte externa da bucha na ocasião de prensa-la no seu alojamento, se o ângulo do chanfro for maior do que 40° (incluso) e se for aplicado o lubrificante adequado. - Revestimento com metal patente Os mancais revestidos com metal patente devem ser recuperados com metal patente igual ao original. No caso de falta de especificação a tabela que segue pode dar uma orientação. 1. O metal patente velho deve ser removido a frio, escovando-se a superfície do metal base a revestir, em seguida deve ser coberta com uma fina camada de solda 60/40 ou estanho puro aplicados com fluxo. 2. O metal patente deve ser derretido nas proximidades do local de aplicação, cobrindo-se a superfície com carvão vegetal pulverizado e mexendo-se de cima para baixo (e não em volta). 3. A peça base e o mandril devem ser firmados no lugar, bem centrados e providos de anteparos bem ajustados para evitar o vazamento do material e aquecidos até ±120ºC. O mandril pode ser pintado com cal ou grafite e estar bem seco. O bocal de enchimento deve ser protegido contra escorrimento do metal derretido. 4. O metal patente derretido deve ser aquecido devagar e escumado, colhido com uma colher suficiente para encher completamente o mancal de uma vez e vazado num jato fino, para permitir escapamento de gases. Durante o esfriamento o metal deve ser adicionado, constantemente, para prevenir o aparecimento do rechupe. ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 35 ROLAMENTOS Existem muitos tipos de rolamentos, abordaremos apenas os pontos essenciais das especificações dedicando maior atenção à sua instalação e uso. - de esferas – quando os corpos rolantes são esferas, podendo ser fornecidos com várias classes de folga interna, com ou sem vedações, com diferentes tipos de porta-esferas (gaiolas ou cestas), com furo cilíndrico ou cônico, com anéis de formas diversas e várias outras características especiais adequadas às aplicações. - de agulhas – quando os corpos rolantes são de diâmetro pequeno e comprimento grande. - de rolos – quando os corpos rolantes são formados de cilindros, cones truncados ou barriletes. Pode-se dizer, de uma forma geral, que os rolamentos de rolos podem suportar cargas maiores do que os de esferas, porém, geralmente, não são adequados quando a velocidade é muito alta. Quanto à aplicação, os rolamentos podem ser divididos em: ROLAMENTOS RADIAIS não suportam nenhuma carga axial - rolamento radial de uma carreira de esferas, com rasgo de entrada. O rasgo permite colocação de maior quantidade de esferas, aumento da capacidade de sustentação. É usado nos eixos robustos e cargas maiores. - rolamento de rolos cilíndricos È caracterizado por um jogo de rolos cilíndricos, envoltos numa cesta; apresenta um anel com flanges, que guiam os rolos, e um anel sem flange, que permite o deslocamento no sentido longitudinal. A pista do anel livre é ligeiramente convexa, permitindo uma oscilação de até 0,1 grau. Este rolamento é usado em máquinas onde existem grandes dilatações dos eixos e, também, em máquinas que necessitam de grande rigidez. Pode ser fornecido em diferentes execuções, em ambos os anéis a fim de suportar, também, cargas axiais. ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 36 - rolamentos de agulhas É semelhante ao descrito anteriormente, mas os rolos são bem mais compridos, em relação a seu diâmetro. É usado em lugares, onde existe problema de espaço. É frequentemente usado sem anéis, que são substituídos pela pista no eixo ou na peça que gira sobre ele. É recomendado para mecanismos oscilantes e outros, onde a carga não é constante. ROLAMENTOS AXIAIS suportam cargas axiais (no eixo da árvore) -rolamento de escora (simples ou dupla) de esferas É caracterizado por dois anéis colocados na direção horizontal sendo o diâmetro do anel do eixo ligeiramente menor, a fim de não tocar na caixa. O anel da caixa possui, às vezes, a face inferior abaulada para compensar as flexões do eixo ou desalinhamento. Quando for necessária a capacidade de carga radial, em conjunto com a axial, deve ser acrescentado um rolamento radial. Com um terceiro anel no meio e dois jogos de esferas transforma-se em “de escora dupla”. -rolamento axial de rolos, autocompensadores ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 37 É semelhante ao rolamento de rolos cônicos, mas a geratriz dos rolos é abaulada. Pode suportar cargas radiais e trabalhar sob condições de desalinhamento. Com exceção dos casos especiais de velocidades muito baixas, este rolamento deve ser lubrificado com óleo. Sua capacidade de carga é alta. ROLAMENTOS MISTOS - rolamentos de rolos cônicos Sua característica é possuir uma “capa” externa cônica, levemente abaulada na parte interna, e uma carreira de rolos cônicos, envoltospor uma “cesta”, alojados num “cone” provido de guias. A capacidade de carga axial e radial depende do ângulo, que varia, geralmente, entre 12 e 20°. Os rolamentos deste tipo são aplicados, usualmente, em pares, virados um contra o outro. Devido à influência de dilatação do eixo nas folgas internas dos rolamentos, estes não devem ser colocados em grandes distâncias. - rolamento autocompensador de esferas ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 38 É caracterizado por possuir uma pista esférica no anel externo e duas carreiras de esferas envoltas numa cesta, podendo oscilar em volta do centro. É usado onde não for possível alinhamento perfeito e onde o eixo puder fletir. A oscilação pode chegar a 3°, ou pouco menos, dependendo da largura do rolamento. Devido à forma da pista externa, a capacidade de carga é menor do que em rolamentos radiais comuns e a capacidade da carga axial é pequena. - rolamento autocompensador de rolos É semelhante ao acima indicado, mas no lugar de esferas existem aqui rolos abaulados (barriletes). A oscilação pode variar entre 1,5 e 2,5°, dependendo da sua largura. É usado para cargas pesadas. Sua capacidade de carga axial é alta. - rolamento radial de uma carreira de esferas “sem rasgo” É parecido com um já citado, mas não possui rasgo nos anéis. Assim, a quantidade de esferas e, consequentemente, a capacidade de carga radial, é menor. ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 39 Em compensação, as canaletas nos anéis envolvem bem as esferas, assegurando uma boa capacidade de carga axial. - rolamento de esferas de contato angular É caracterizado por anéis providos de flanges mais altas de um lado da canaleta de cada um dos anéis. Este rolamento não pode trabalhar sem carga axial e por isso deve ser pré-carregado. Quando existirem duas carreiras de esferas, sustenta carga axial em duas direções. Pode ser fornecido com diferentes ângulos de contato. Vida nominal É a quantidade de horas de trabalho efetivo que devem agüentar em condições ideais de carga e de uso, 90% dos rolamentos do mesmo tipo, colocados numa máquina, até falharem por fadiga. 50% dos rolamentos devem atingir 5 vezes mais horas. O problema existe nos 10% restantes, que, apesar de todo o esmero no controle de matéria-prima e fabricação, exige a necessidade da revisão da máquina antes dos prazos indicados. Outro fator que provoca estrago prematuro nos rolamentos, é a falta de “condições ideais”. Montagem Com ajuste de aperto (interferência) num eixo, prensando o rolamento, poderá provocar a trefilação do eixo pelo rolamento (se este for mais duro); caso contrário, o próprio rolamento será trefilado. O resultado será que o aperto não será aquele previsto pelo projetista; o anel poderá girar. Nunca se deve aplicar pressão através de rolos ou esferas, caso contrário, haverá brinelamento. Existem 2 maneiras de proceder: 1- aquecer o rolamento em banho de óleo, 100 e 130°C, e colocá-lo no eixo rapidamente. 2- Quando o rolamento tiver lubrificação permanente, deve-se esfriar o eixo, que assim se contrairá e permitirá uma colocação mais fácil; temperatura para esfriar o eixo -55°C, não se deve usar temperatura mais baixa porque o aço torna-se muito quebradiço. Danos típicos dos rolamentos ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 40 Desgaste - por deficiência de lubrificação Além da folga exagerada, as superfícies rolantes ficam opacas, sedosas, ou reluzentes. - por partículas abrasivas “bruising” Além da perda de material nas pistas rolantes, será notado desgaste mais pronunciado das pontas dos rolos, das guias, das cestas e separadores. - por patinação : é caracterizado por sulcos no exterior do rolamento É provocado pela patinação do anel externo no seu alojamento, ou patinação do anel interno ou cone sobre o eixo. Quando o ajuste é deslizante, a patinação resulta dos pequenos engripamentos de rolos e esferas, causados por partículas estranhas ou falta de lubrificação, que prendem o rolamento. Quando o ajuste é de “interferência”, a patinação pode ser provocada por destruição do ajuste por vibração, por “corrosão de fretagem” ou ainda por destruição do ajuste durante a montagem a frio, quando o eixo ou alojamento foi trefilado pelo rolamento. - por “falso brinelamento” ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 41 É caracterizado na fase inicial pelo aparecimento de canaletas, sem rebordos levantados, na pista rolante. É provocado por vibração durante o transporte da máquina provida de rolamentos. A presença de óxido de ferro agrava a situação, provocando o desgaste rápido do rolamento. A imperfeição da pista provoca, inicialmente, ruído e vibração e, em seguida, ocorre desgaste rápido, devido às batidas sobre as quinas das depressões. - por ataque de superfícies “etching” ou ferrugem Na fase inicial, é caracterizado pelo aparecimento de nódoas regularmente espaçadas. Na fase final por áreas descascadas, igualmente espaçadas. É provocado pela condensação de umidade sobre áreas desprotegidas, onde a graxa, dura demais, foi espremida para fora pela ação dos roletes ou esferas. Efeito semelhante, é notado com lubrificação por óleo fino demais e, ainda, pelo estocamento de rolamentos, mesmo protegidos, em embalagem imprópria, que permite a condensação de umidade. Fadiga - descascamento “spalling” É o resultado de fadiga superficial. ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 42 Aparecem minúsculas trincas abaixo da superfície do material, laminado pela ação das esferas ou roletes; o material levanta ligeiramente e, na fase inicial, aparecem pontas esbranquiçadas. Com o decorrer do tempo, as trincas atingem a superfície e desprendem- se pequenos flocos. Com o progresso do dano, os flocos unem-se, aparecendo a área descascadas, que em certas circunstâncias pode abranger a pista rolante inteira e em outras uma parte, somente. Esta área pode ter aparência de geada e ser relativamente lisa ou pode apresentar uma espécie de cratera, dependendo da sua origem. - aparência de geada Pode ser provocada por carga excessiva, precarga excessiva, material inadequado, ou tratamento térmico inadequado (material fraco demais). - descascamento parcial A forma do descascamento revelará sua origem. Como se pode notar, estes danos originam-se de montagem deficiente, que submete o rolamento a cargas parasitárias. - descascamento devido à goivagem ou depressões causadas por materiais macios. Os fiapos de estopa, papel etc., são suficientes para provocar depressão, cujos rebordos, sobrecarregados, darão início ao descascamento. Danos mecânicos - brinelamento ________________________________________________________________________Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 43 É caracterizado por depressões correspondentes aos roletes ou esfera, nas pistas rolantes. Resulta de aplicação da precarga, sem girar o rolamento, ou da prensagem do rolamento com excesso de interferência. - Goivagem “gouging” É defeito semelhante ao anterior, mas provocado por partículas estranhas que ficaram prensadas pelos roletes e esferas sobre as pistas, deixando marcas de formas as mais variadas. Um cavaco do torno, um fio de estopa, uma partícula de tinta, podem deixar este tipo de marca. - sulcamento “grooving” É provocado, por exemplo, por um operador desastrado, que bate com punção sobre a pista rolante. - queima por corrente elétrica É caracterizada por crateras, pontos ou estrias sobre as pistas rolantes e roletes ou esferas. É, geralmente, provocada pela passagem da corrente na ocasião de solda, quando o fio terra está colocado longe do lugar de solda. Formam-se pequenas áreas queimadas ou até soldadas entre os roletes ou esferas e as pistas, que dão origem, inicialmente, a ruídos e, posteriormente, a descascamento. ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 44 -rachaduras e fraturas Resultam, geralmente, de aperto excessivo do anel ou cone sobre o eixo, Podem, também, aparecer em resultado do giro do anel ou cone sobre o eixo, acompanhado de sobrecarga. Os rolos ou esferas podem trincar com golpes de montagem ou desmontagem. - engripamento Pode ocorrer devido a lubrificante muito espesso ou viscoso demais, que impede o livre giro dos roletes e esferas com cargas leves e rotações altas. Pode acontecer, também, com a eliminação de folgas nos roletes e esferas com aperto excessivo. EFEITOS EM SERVIÇO - superaquecimento Quando a temperatura exceder a 50°C, acima da temperatura ambiente. As origens podem ser: 1- folga insuficiente ou precarga excessiva. Este defeito aparecerá logo no início do funcionamento. A máquina deve ser parada para verificação das folgas previstas ou se a precarga está dentro das especificações. Pode ser um defeito de montagem. 2- lubrificação deficiente : a) excesso de lubrificante poderá haver um aumento da temperatura durante uma meia hora após a lubrificação, diminuindo quando o excesso de graxa for removido pelo próprio rolamento pelo labirinto ou pelo retentor. Se o aquecimento persistir trata-se de obstrução da saída de graxa, cujo excesso deverá ser removido. b) viscosidade excessiva este defeito é mais pronunciado em velocidades maiores, se for usado óleo grosso demais. Deve ser verificado a especificação e medida a viscosidade, e, caso necessário, usar um lubrificante mais fino. c) lubrificante insuficiente ocorre ou por falta de lubrificante, por nível baixo demais, ou obstrução da passagem de óleo ou ainda por viscosidade baixa demais. 3- rolamento inadequado o rolamento especificado para a máquina considera uma certa rotação e carga. Se, por alguma razão, as mesmas forem aumentadas e for notado superaquecimento dos rolamentos, deverá ser feito um reestudo da capacidade de carga, o rolamento deve ser substituído. Ás vexes, a simples substituição por um rolamento com folgas maiores ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 45 resolve o problema. Em outros casos pode ser necessário aplicar um rolamento com maior capacidade de carga ou gaiola especial. Ruídos e vibrações um rolamento apresenta em serviço um zumbido suave, porém, em caso de defeito aparecerão ruídos diferentes. Para ouvir melhor o som do rolamento, pode-se usar um estetoscópio, um pedaço de madeira ou uma chave de fenda com a parte metálica encostada no alojamento do rolamento e o cabo no ouvido. Chiado leve Aparece quando o rolamento trabalha a seco e, geralmente, é acompanhado de superaquecimento, seguido de engripamento ou descascamento e inutilização prematura do rolamento. Som metálico É uma indicação de precarga excessiva ou falta de folga no sentido axial, com aperto lateral excessivo, ou de falta de folga no sentido radial, quando existir uma interferência excessiva no alojamento. Isso pode ocorrer, também, em rolamento de furo cônico, que tenha sido encaixado com profundidade demasiada. Batidas uniformes Podem surgir no caso de brinelamento durante a montagem ou falso brinelamento durante o transporte ou vibrações da máquina. Ruído Cuja intensidade varia de modo regular em cada volta, pode ser provocado por machucaduras ou sulcos feitos nos rolamentos durante uma montagem deficiente, acompanhada de batidas. Ruído Que aparece e desaparece, pode ser provocado por falha numa das esferas, quando esta entrar em contato com a pista. Um som parecido com ronco leve Pode ser provocado por impurezas como: fiapos ou limalha que penetram no rolamento; neste caso, convém removê-las, antes que causem dano mais grave. Um ruído metálico uniforme mais forte Indica que o rolamento já está estragado e deve ser substituído. Vibração Pode ser causada por soltura de algum elemento do conjunto ou por desgaste excessivo; neste último caso, o rolamento deve ser substituído, antes de provocar dano maior nas engrenagens ou outros elementos do mecanismo. ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 46 Manutenção de rolamentos - armazenamento a) devem ser conservados em sua embalagem original; b) devem ser cobertos com graxa protetora; c) devem ser embrulhados em papel parafinado; d) sua embalagem não deve ser danificada; e) o ambiente deve ser seco, isento de pó; f) não deve haver variações de temperatura; g) não deve ser frio demais. Para evitar condensação de umidade h) os rolamentos não devem ser postos no chão. - uso Durante o uso da máquina provida de rolamentos, deve-se tomar cuidado em manter o lubrificante livre de contaminação, diluição, impurezas e partículas estranhas. Deve-se observar religiosamente os períodos de lubrificação. Um rolamento esquecido sem relubrificação por um período apenas, irá apresentar desgaste excessivo nos próximos dias. Deve-se operar a máquina sem provocar vibrações e choques. Estes, transmitidos ao rolamento, podem dar como resultado trincas da esfera, do anel ou depressões, inutilizando o rolamento. Quando se conserta uma máquina por solda, deve-se assegurar que não haja passagem de corrente entre as pistas e roletes ou esferas, pois essa poderá solda-los ou deixar marca da queimadura localizada. ENGRENAGENS ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 47 ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial PÁG. 48 Transmissões planetárias A engrenagem sol é a acionadora e a engrenagem anelar é mantida parada. Neste caso, as engrenagens planetárias andam em volta da engrenagem anelar. O porta-satélites gira na direção da engrenagem sol, porém mais devagar; o torque está aumentando. ________________________________________________________________________ Conceitos de Manutenção Industrial
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