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2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 2 [Code] Análise de Falhas em Rolamentos Treinamento SKF Local: SANTISTA TEXTIL - ARACAJÚ 30/04/2015 João Cavalcanti Martins Segmento Textil 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 3 [Code] Objetivo Capacitar multiplicadores a reconhecer e analisar marcas de falhas em rolamentos e intervir de forma pró-ativa na melhoria das condições de funcionamento dos equipamentos. 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 4 [Code] Conteúdo Manhã • Introdução • Atrito • Lubrificação • Vida Útil Tarde • Marcas de Superfície • Árvore de Falhas • Fadiga • Desgaste • Corrosão • Erosão Elétrica • Deformação Plástica • Trincas 1 A História do Rolamento SKF [Organisation]Slide 5 [Code] 30/04/2015 ©SKF 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 6 [Code] 2.600 A.C. Pirâmide de Quéops 2,3 milhões de blocos de calcário, de 2,5 ton. cada. História 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 7 [Code] 40 A.C. - Pedaços de uma mesa apoiada sobre rolamentos em um barco romano - Lago Remi – Itália História 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 8 [Code] História 1.500 D.C. Leonardo Da Vinci projeta o que seria o primeiro rolamento moderno 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 9 [Code] História 1780 D.C. - Inglaterra Rolamento de 860 mm com 40 esferas 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 10 [Code] História 1905 O sueco Sven Wingquist inveta o rolamento autocompensador de esferas 1907 Wingquist funda a SKF ou seja, Svenska Kullager Fabriken 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 11 [Code] 2 O Atrito SKF [Organisation]Slide 11 [Code] 30/04/2015 ©SKF 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 12 [Code] Atrito Atrito é toda a força que se opõe ao movimento. Fa Existe liberação de energia em forma de calor 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 13 [Code] Atrito A área de contato com o chão foi reduzida Antes Depois Área de Contato Fa 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 14 [Code] Atrito 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 15 [Code] Momento de Atrito - Simplificado Tipo de rolamento Coeficiente de fricção (μ) Rolamentos rígidos de esferas 0,0015 Rolamentos de esferas de contato angular uma carreira 0,0020 duas carreiras 0,0024 Rolamentos autocompensadores de esferas 0,0010 Rolamentos de rolos cilíndricos 0,0011 Rolamentos de rolos cônicos 0,0018 Rolamentos autocompensadores de rolos 0,0018 rolamentos de rolos toroidais CARB 0,0016 Rolamentos axiais de esferas 0,0013 Rolamentos axiais de rolos cilíndricos 0,0050 Rolamentos axiais autocompensadores de rolos 0,0018 M = 0,5 μ.F.d μ – Coeficiente de Atrito F – Carga Dinâmica do Rolamento d – Diâmetro Interno do Rolamento 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 16 [Code] Componentes do Atrito nos Rolamentos M Mrol Mdes Marst Mved Fish Frs Fbl 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 17 [Code] 3 Lubrificação SKF [Organisation]Slide 17 [Code] 30/04/2015 ©SKF 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 18 [Code] Por que Lubrificar ? • Separar as susperfícies entre os anéis e os elementos girantes, diminuindo o atrito e o desgaste (contato metal-metal); • Proteger o rolamento contra a contaminação e a corrosão; • Retirar calor 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 19 [Code] Falhas em Rolamentos 36% Lubrificaçã o Inadequad a 14% Contaminaç ão = 50% das Falhas 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 20 [Code] Filme Lubrificante Folha de Papel Ef = 0,0005 mm Ou seja: 200 vezes mais fino que uma folha de Papel, 0,1 mm 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 21 [Code] Parâmetros de Operacão de Rolamentos 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 22 [Code] Graxa x Óleo Folha de Papel 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 23 [Code] Seleção da Viscosidade 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 24 [Code] Fator K (Condição de Lubrificação) 1v v K v = viscosidade operacional v1 = viscosidade requerida Para rolamentos, K deve ser: 2 < K < 4 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 25 [Code] Tipos de Lubrificação 1 – Lubrificação Limitrofe / Mista 2 – Lubrificação Elastohidrodinâmica (EHL) 3 – EHL + Esgotamento Térmico 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 26 [Code] Tipos de Lubrificação Limítrofe Mista Elastohidrdinâmica 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 27 [Code] Quantidade de Graxa - Partida Na partida, o espaço livre do rolamento deverá estar completamente preenchido de graxa. Os alojamentos devem estar parcialmente preenchidos com graxa. 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 28 [Code] Quantidade de Graxa - Relubrificação QL = 0,005 x De x B De B QA = 0,002 x De x B 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 29 [Code] Intervalo de Relubrificação R = 2000 hs R = 1000 hs R = 500 hs R = 4000 hs R = 8000 hs 15ºC 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 30 [Code] Intervalo de Relubrificação 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 31 [Code] Tipos de Lubrificação 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 32 [Code] Graxas – Faixa de Temperatura MineralPoliuréia MineralComplexo de alumínio MineralComplexo de cálcio PAOComplexo de lítio MineralComplexo de lítio DiésterBase de lítio MineralBase de lítio Óleo baseTipo de espessante Confiável Não Confiável Não Utilizar 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 33 [Code] k 1 k = 1 - 4 Full film lubrication Mixed lubrication Boundary lubrication k > 4 υ = Operating viscosity υ1 = Required viscosity Tipos de Lubrificação 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 34 [Code] 4 Vida Útil SKF [Organisation]Slide 34 [Code] 30/04/2015 ©SKF 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 35 [Code] Curva de Falha Ouvir e Sentir Tempo E v o lu ç ã o d a \ F a lh a Falha Início do Defeito 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 36 [Code] Vida Infinita é possível dentro de determinadas condições Finite life Infinite life Life Life Load P Load P PU Teoria SKF 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 37 [Code] Contaminantes 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 38 [Code] Falhas em Rolamentos 36% Lubrificaçã o Inadequad a 14% Contaminaç ão 22% Montagem Incorreta 28% Fadiga 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 39 [Code] Análise da Causa Raiz (RCA) Condições de Operação • Carga • Velocidae • Lubrificação Falha Investigação Causa Primária da Falha Ações Documentar Análise da Falha • Marcas de Desgaste • Tipo da Falha 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 40 [Code] Stress distribution in a bearing without adequate lubrication Highest stress on the surface for bearings without adequate lubrication A well-lubricated bearing has the highest stress below the surface 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 41 [Code] Poor lubrication can give: • Polishing wear • Wear because of lubricant starvation • Surface distress • Smearing • Abrasive wear 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 42 [Code] Marcas de Superfície 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 43 [Code] Lado Bloqueado Lado Livre Dilatação Térmica nos Eixos 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 44 [Code] How the smearing damage develops The consequence is a production stop and change of roll. Smearing Surface distress Spalling Welded material 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 45 [Code] Why problems? At low load or at sudden variations of load and speed: Uncontrolled rotation of rollers Sliding Oil film collapse Metal-to-metal contact Micro welding and severe wear Variação das Cargas nos Rolamentos 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 46 [Code] Central integral flange creates smearing problems SKF doesn't manufacture such bearings 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 47 [Code] Smearing in lightly loaded fan application Smearing because of too light load 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 48 [Code] Poor lubrication giving smearing Actions at normal and heavy loads: • Never use bearings with central integral flange • Increase oil film thickness • Use lubricant with efficient EP additives • Checkthe lubricant water content (Max. 200 ppm) • Use NoWear bearings Actions at very light loads: • Use NoWear bearings 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 49 [Code] The NoWear™ solution 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 50 [Code] What is NoWear™ ? Steel Interlayer SKF Patent 1μm Gradient structure Metal-mixed hydrogenated amorphous carbon (Me-a-C:H) 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 51 [Code] Poor lubrication giving abrasive wear • Abrasive wear giving spallings is caused by two mating surfaces sliding in relation to each other without adequate lubrication. • Not very common in pulp and paper machines applications Actions: • Increase oil film thickness • Improve cleanliness • Use lubricant with good AW (AntiWear) properties 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 52 [Code] Why sliding in a normal operating SRB? • Roller surface speed is highest at the middle of the roller (biggest diameter) • Roller surface speed is lowest at both ends of the roller (smallest diameters) • True rolling only at two points / ridges • Due to the differences in surface speed at the rest of the loaded contact area sliding occurs (slip) True rolling Sliding 5 Análise das Marcas de Superfície nos Rolamentos SKF [Organisation]Slide 53 [Code] 30/04/2015 ©SKF 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 54 [Code] Marcas de Superfície Carga Radial com Rotação do Anel Interno 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 55 [Code] Carga Radial com Anel Externo Girante Marcas de Superfície 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 56 [Code] Carga Radial em fase com o com Anel Interno Girante Marcas de Superfície 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 57 [Code] Carga Radial em fase com o com Anel Externo Girante Marcas de Superfície 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 58 [Code] Carga Axial Unidirecional com rotação do Anel Interno ou Externo Marcas de Superfície 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 59 [Code] Carga Estacionária Combinada com rotação do Anel Interno Marcas de Superfície 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 60 [Code] Carga Axial com rotação do Anel Interno ou Externo Marcas de Superfície 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 61 [Code] Carga Radial com rotação do Anel Interno, Desbalanceamento e escorregamento do Anel Externo Marcas de Superfície 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 62 [Code] Carga Radial com rotação do Anel Interno com aperto excessivo Marcas de Superfície 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 63 [Code] Carga Radial com rotação do Anel Interno e Ovalização do Alojamento Marcas de Superfície 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 64 [Code] Ajustes: IT 7 Rugosidade de Superfície: Ra 12.5 Alojamento Ovalizado 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 65 [Code] Carga Radial com Desalinhamento do Anel Externo Marcas de Superfície 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 66 [Code] Carga Radial com Desalinhamento do Anel Interno Marcas de Superfície 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 67 [Code] Carga Axial com Posicionamento Excêntrico na Montagem Marcas de Superfície 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 68 [Code] Carga Axial com Desalinhamento Marcas de Superfície 3 Falhas em Rolamentos SKF [Organisation]Slide 69 [Code] 30/04/2015 ©SKF 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 70 [Code] Primárias • Desgaste • Indentações • Escorregamento • Fadiga de Superfície • Erosão Elétrica • Corrosão Classificação das Falhas Secundárias • Descascamento • Trincas 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 71 [Code] Erosão Elétrica Desgaste Corrosão Trincas Fadiga Deformação plástica Trinca por impacto Trinca por fadiga Trinca térmica Sobrecarga Endentções Endentações por partículas Endentações por manuseio Corrosão por umidade Corrosão de contato Corrosão de contato Falso brinelamento Voltagem excessiva Passagem de corrente Desgaste aderente Desgaste abrasivo Fadiga superficial Fadiga profunda Classificação das Falhas – Norma ISO 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 72 [Code] Fadiga Fadiga de superfície inicial Erosão Elétrica Desgaste Corrosão Trincas Deformação Plástica Fadiga de superfície – Stress de superfície – Alterações na estrutura do material – Micro trincas abaixo da superfície – Descascamento e trincas – Propagação da trinca Fadiga de Superfície 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 73 [Code] Trincas Superficiais 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 74 [Code] Carga de Canto 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 75 [Code] Brinelamento 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 76 [Code] Fadiga de superfície inicial 40 µm Fadiga – Deterioração de supefície – Redução da Lubrificação – Escorregamento – Polimento – Pequenas trincas – Trincas subsuperficiais Fadiga de superfície inicial Erosão Elétrica Desgaste Corrosão Trincas Deformação Plástica Fadiga de superfície 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 77 [Code] Lubrificação Inadequada 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 78 [Code] Progressão da Lubrificação Inadequada 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 79 [Code] – Aumento da remoção de material – Aceleração – Lubrificação Inadequada – Ingresso de partículas contaminantes Desgaste Abrasivo Desgaste Adesivo Erosão Elétrica Desgaste Corrosão Trincas Fadiga Deformação Plástica Desgaste Abrasivo 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 80 [Code] Desgaste por Polimento 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 81 [Code] Desgaste Adesivo Fadiga – Corrosão / Escorregamento / Escoreação – Transferência de material / Aquecimento por fricção – Têmpera / Reendurecimento com deterioração de superfície com trincas e descascamento – Baixa carga – Aceleração Desgaste Adesivo Erosão Elétrica Desgaste Corrosão Trincas Deformação Plástica Desgaste Abrasivo 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 82 [Code] Arranhamento por escorregamento 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 83 [Code] 150° - 177° C 177° - 205° C 205° - 260° C + 260° C + 540° C Mudança de cor pela Temperatura – Rolamentos SKF podem ser utilizados em temperaturas até 125°C – Altas temperatura podem causar perda de dureza – A redução de 2-4 pontos na DurezaRockwell reduz a vida em 50% 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 84 [Code] – Oxidação / ferrugem – Reação Química – Pontos de oxidação / descascamento – Extensa corrosão (água / óleo sujo) Corrosão Corrosão por fricçãoErosão Elétrica Desgaste Corrosão Trincas Fadiga Deformação Plástica Corrosão por impurezas Falso Brinell Corrosão por contato 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 85 [Code] Vedação Ineficiente 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 86 [Code] – Movimento relativo entre anel e eixo ou caixa – Oxidação profunda – Poeira e ferrugem – Perda de material – Ocorre aderência entre as superfícies Corrosão por Contato Corrosão por fricçãoErosão Elétrica Desgaste Corrosão Trincas Fadiga Deformação Plástica Corrosão por produtos químicos Falso Brinell Corrosão por contato 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 87 [Code] Corrosão por Contato Ajuste Incorreto 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 88 [Code] Corrosão Avançada 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 89 [Code] Falso Brinell Fadiga – Corpos rolantes / pista – Micro movimentos / deformação elástica – Vibrações – Corrosão / desgaste: espelhado ou marcas avermelhadas – Estacionário: Marcas escuras coincidindo com o espaçamento dos corpos rolantes – Rotação: Aparecimento de estrias flutuantes Corrosão por fricçãoErosão Elétrica Desgaste Corrosão Trincas Deformação Plástica Corrosão por contaminação Falso Brinell Corrosão por contato 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 90 [Code] Falso Brinell Falhas por Vibração 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 91 [Code] Vibração 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 92 [Code] – Corrente alta = incitar – Aquecimento localizado instantâneo como um arco elétrico de solda – Crateras de até100 µm Erosão Elétrica Fuga de corrente Erosão Elétrica Desgaste Corrosão Trincas Fadiga Deformação Plástica Alta voltagem 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 93 [Code] Erosão Elétrica – Alta Voltagem Falha por passagem de corrente elétrica 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 94 [Code] – Corrente de baixa intensidade – Abertura de crateras superficiais – Desenvolvimento de estrias nas pistas e corpos rolantes, paralelo ao eixo do rolo – Coloração marrom-escuro ou preto cinza Erosão Elétrica Fuga de corrente Erosão Elétrica Desgaste Corrosão Trincas Fadiga Deformação Plástica Alta voltagem 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 95 [Code] Fuga de Corrente 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 96 [Code] Rolamentos DGBB Híbrido Insocoat Soluções para passagem de corrente elétrica 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 97 [Code] – Cargas estáticas ou de choque – Deformações plásticas – Marcas equidistantes – Manuseio Sobre carga Endentação Erosão Elétrica Desgaste Corrosão Trincas Fadiga Deformação Plástica Sobre carga Endentação por manuseio Endentação por limalhas e rebarbas 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 98 [Code] Montagem 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 99 [Code] Endentações Desgaste – Sobre carga localizada – Marcas sobre o rolo = endentações – Causado por material mole / aço endurecido / partículas minerais sólidas Endentação Erosão Elétrica Corrosão Trincas Fadiga Deformação Plástica Sobre carga Endentação por manuseio Endentação por limalhas e rebarbas 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 100 [Code] – Sobre carga localizada – Marcas causadas por objetos rígidos e endurecidos Manuseio Endentação Erosão Elétrica Desgaste Corrosão Trincas Fadiga Deformação Plástica Sobre carga Endentação por manuseio Endentação por limalhas e rebarbas 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 101 [Code] Manuseio 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 102 [Code] CRB Falha por manuseio incorreto 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 103 [Code] – Tensão excessiva no anel – Impacto / concentração de tensão Trinca Trinca de montagem Trinca por fadiga Trinca por temperatura Erosão Elétrica Desgaste Corrosão Trincas Fadiga Deformação Plástica 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 104 [Code] Fratura Interferência excessiva 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 105 [Code] Trinca Fadiga – Trinca por interferência muito alta – Início da trinca / propagação – Final da trinca de montagem – Anéis e caixas Trinca de Montagem Trinca por Fadiga Trinca por Temperatura Erosão Elétrica Desgaste Corrosão Trinca Deformação Plástica 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 106 [Code] Fadiga – Escorregamento e / ou lubrificação insuficiente – Aquecimento por fricção – Fratura transversal ao escorregamento Trinca de Montagem Trinca por Fadiga Trinca por Temperatura Erosão Elétrica Desgaste Corrosão Trinca Deformação Plástica Trinca por Temperatura 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 107 [Code] Tipos de Falhas Fadiga Desgaste Corrosão Corrosão por Contato Corrosão por Contato Corrosão por Contato Falso Brinell Desgaste Adesivo Desgaste Abrasivo Fadiga de superfície inicial Fadiga de Superfície 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 108 [Code] Erosão Elétrica Trincas Deformação Plástica Trincas de Montagem Trincas por Fadiga Trincas por Temperatura Sobre carga Endentação Endentação por limalhas e rebarbas Endentação por Manuseio Alta voltagem Fuga de Corrente Elétrica Tipos de Falhas 11 Conclusão SKF [Organisation]Slide 109 [Code] 30/04/2015 ©SKF 2015-04-30 ©SKF SKF DO BRASILSlide 110 [Code] How to get a long bearing service life • Hands-on training for all people working with bearings • Use proper tools • Use high-quality bearings • Never use bearings with a central solid flange on the inner ring • Use high-quality lubricants with adequate viscosity and additives • Protect the bearing from contamination and water
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