analise de falha nos redutores de velocidade benzlers

8/18/2019 Analise de Falha Nos Redutores de Velocidade Benzlers

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FACULDADE NORTE CAPIXABA DE SÃO MATEUSENGENHARIA DE PRODUÇÃO MECÂNICA

CHRISTIANO CLEMENTINO DOS SANTOSIZABÔ PIANA MARTIN

LUIZ HENRIQUE DIAS SILVA

ANÁLISE DE FALHA NOS REDUTORES DE VELOCIDADE BENZLERS DASPRENSAS DE LAVAGEM DA LINHA DE FIBRAS EM UMA FÁBRICA DE PAPEL

E CELULOSE NO EXTREMO SUL DA BAHIA

SÃO MATEUS2013


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Trabalho de Conclusão de Curso apresentado aoprograma de Graduação em Engenharia deProdução Mecânica da Faculdade Norte Capixabade São Mateus, como requisito parcial paraobtenção do grau de Bacharel em Engenharia deProdução Mecânica.

Orientador: Profº Flávio Acácio da Silva.

SÃO MATEUS2013


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FICHA CATALOGRÁFICA


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Monografia apresentada ao Programa de Graduação em Engenharia de Produção Mecânica daFaculdade Norte Capixaba de São Mateus, como requisito parcial para a obtenção do grau deBacharel em Engenheiro de Produção Mecânica.

Aprovada em 30 de Novembro de 2013

COMISSÃO EXAMINADORA

________________________________________ProfºFlávio Acácio da Silva Faculdade Norte Capixaba de São Mateus Orientador

________________________________________Profª Elen Karla Trés Faculdade Norte Capixaba de São Mateus Membro 1 - Estrutura

________________________________________Profº Wanderson L. Banhos Faculdade Norte Capixaba de São MateusMembro 2 - Conteúdo


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Dedicamos este trabalho primeiramente aDeus, que nos deu o dom da vida. A

nossos pais que nos acompanharam e

não nos deixou desistir em momentoalgum. A Gabrielle Xavier Ribeiro que nosdeu apoio e incentivo.


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Agradecemos aos engenheiros FlávioCalixto Xavier e Reinaldo Oliveira que nosdirecionaram e auxiliaram em momentos

de extrema dificuldade. Aos nossosorientadores Flávio Acácio da Silva e

Josete Pertel que nos acompanharamdesde o início do trabalho dando-nos as

diretrizes. Agradecemos a todos quecolaboraram direta ou indiretamente para

a finalização do trabalho.

A todos os nossos eternosagradecimentos.


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A competitividade de um país não começanas indústrias ou nos laboratórios de

engenharia. Ela começa na sala de aula.

Lee IacoccaPara um motor fundido => Engenheiro

mecânicoPara combustível alterado => Engenheiro

químicoPara baterias descarregadas =>

Engenheiro elétricoPara defeitos em softwares =>

Engenheiro da computação

Para todos os outros problemas =>Engenheiro de Produção MecânicaEngenharia.

http://pensador.uol.com.br/autor/lee_iacocca/http://pensador.uol.com.br/autor/engenharia/http://pensador.uol.com.br/autor/engenharia/http://pensador.uol.com.br/autor/lee_iacocca/


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RESUMO

Para realização do estudo utilizou-se da pesquisa exploratória, documental,

descritiva, bibliográfica e estudo de caso, com dados quantitativos e qualitativos. Opresente trabalho teve como objetivo principal reduzir vazamentos de óleo dos

redutores pelos retentores das prensas de lavagem da Linha de Fibras. Esse

problema gerava um gasto com a compra excessiva, tanto de óleo lubrificante

quanto de retentores. No decorrer da pesquisa, foram utilizadas várias ferramentas

para auxílio da análise. A análise de falhas foi realizada utilizando-se duas

ferramentas importantes, o FMEA e o FTA, sendo possível conhecer o redutor de

velocidade e as prensas de lavagem, consequentemente ajudando a observar todosos detalhes que não eram vistos antes. Equipamentos como estes devem ser

mantidos em pleno funcionamento, para isso executa-se uma manutenção preditiva

que permite o monitoramento periódico com ferramentas confiáveis, sendo elas,

termografia, análise de vibração e análise de óleo, antecedendo desta maneira,

possíveis falhas. A falha quando identificada gerou um plano de ação para futuras

oportunidades, levando o equipamento com a falha até o momento oportuno para

sua parada. Após realizar o estudo de caso com as técnicas de manutenção, foiconstatado que as principais causas relacionadas a grande ocorrência de

vazamentos eram especificação e estocagem de retentores, processo de montagem

e desgaste no eixo. Sendo assim, algumas ações foram tomadas respeitando um

plano de ação previamente elaborado, para que não impactasse na produção da

empresa.

PALAVRAS-CHAVE: Retentor; Manutenção; Vazamento; FMEA; FTA.


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LISTA DE FIGURAS

FIGURA 1 Funcionamento da prensa de lavagem........................................ 28

FIGURA 2 Elementos da prensa de lavagem................................................ 29

FIGURA 3 Imagem real da bacia................................................................... 29

FIGURA 4 Imagem real do flap...................................................................... 30

FIGURA 5 Imagem real do tambor................................................................ 31

FIGURA 6 Imagem real Chuveiro de limpeza dos tambores......................... 32

FIGURA 7 Imagem da rosca de alimentação................................................ 32

FIGURA 8 Imagem da rosca de descarga..................................................... 33

FIGURA 9 Imagem real do choque absorve.................................................. 34

FIGURA 10 Imagem real do motor elétrico...................................................... 35

FIGURA 11 Imagem real do redutor de velocidade (em vermelho)................. 35

FIGURA 12 Modelo redutor de velocidade do fabricante Benzlers................. 36

FIGURA 13 Eixo de um redutor de velocidade................................................ 38

FIGURA 14 Engrenagem de um equipamento rotativo................................... 39

FIGURA 15 Rolamento.................................................................................... 40

FIGURA 16 Retentor Freudenberg.................................................................. 40FIGURA 17 Funções principais de um retentor............................................... 41

FIGURA 18 Retentor e suas repartições......................................................... 43

FIGURA 19 Exemplos de formas construtivas de retentores.......................... 43

FIGURA 20 Speedi sleeve instalado no eixo................................................... 44

FIGURA 21 Inspeção termográfica em equipamento elétrico......................... 47

FIGURA 22 Modelo de formulário FMEA......................................................... 55

FIGURA 23 Vazamento de óleo lubrificante pelo retentor............................... 59FIGURA 24 Posições de instalação do redutor de velocidade........................ 60

FIGURA 25 Quantidade óleo por modelo de redutor de velocidade............... 60

FIGURA 26 Fluxograma – FTA........................................................................ 69

FIGURA 27 Termografias nos três modelos de redutores de velocidade

Benzlers....................................................................................... 70

FIGURA 28 Falta de parafuso de fixação do motor com o redutor de

velocidade.................................................................................... 79FIGURA 29 Trincas características de ressecamento.................................... 80


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FIGURA 30 Retentor BAUMSLX7................................................................... 83

FIGURA 31 Posição do retentor do eixo de alta rotação................................ 84

FIGURA 32 Posição do retentor do eixo de baixa rotação.............................. 84

FIGURA 33 Speedi Sleeve e a ferramenta de instalação............................... 85

FIGURA 34 Speedi Sleeve instalado no eixo do redutor de velocidade BTM

82................................................................................................. 85


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LISTA DE GRÁFICOS

GRÁFICO 1 Quantidade de retentores usados nos redutores de velocidade

entre os anos de 2008 até 2012.................................................. 61

GRÁFICO 2 Quantidade de retentores de entrada e saída nos redutores de

velocidade entre os anos de 2008 até 2012............................... 62

GRÁFICO 3 Quantidade de retentores substituídos anuais........................... 62

GRÁFICO 4 Porcentagem de substituições de retentores por modelo de

redutor......................................................................................... 62

GRÁFICO 5 Temperatura de operação e viscosidade do óleo

lubrificante................................................................................... 73

GRÁFICO 6 Viscosidade de referência do óleo lubrificante, rotação e

diâmetro do rolamento do modelo BTM 82...................... ........... 75


diâmetro do rolamento do modelo BTM 92................................. 75


diâmetro do rolamento do modelo BTM 102............................... 76

GRÁFICO 9 Relação de viscosidade “”........................................................ 77GRÁFICO 10 Tendência da análise de vibração dos redutores de

velocidade................................................................................... 78

GRÁFICO 11 Substituição de retentor por ano 2008/2013............................... 86

GRÁFICO 12 Consumo em litros de óleo lubrificante............................. .......... 86


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LISTA DE QUADROS

QUADRO 1 Nomenclatura dos redutores de velocidade Benzlers e seus

respectivos modelos.................................................................... 58

QUADRO 2 Rotação e relação de transmissão de cada modelo de redutor

de velocidade.............................................................................. 58

QUADRO 3 Demonstração da quantidade de vazamento e custo................ 59

QUADRO 4 Quantidade de retentores usados nos redutores de velocidade

entre os anos de 2008 até 2013.................................................. 61

QUADRO 5 FMEA........................................................................................... 65

QUADRO 6 Termografia nos redutores de velocidade da prensa DUAL....... 71

QUADRO 7 Termografia nos redutores de velocidade da prensa PO............ 71

QUADRO 8 Relação de transmissão dos redutores de velocidade................ 71

QUADRO 9 Tipo de óleo lubrificante e viscosidade....................................... 72

QUADRO 10 Temperatura de operação e viscosidade do óleo lubrificante.... 73

QUADRO 11 Nova viscosidade em relação a temperatura de operação......... 74

QUADRO 12 Diâmetro médio BTM 82.............................................................. 74

QUADRO 13 Diâmetro médio BTM 92.............................................................. 75QUADRO 14 Diâmetro médio BTM 102........................................................... 76

QUADRO 15 Relação de viscosidade “” para modelo BTM 82...................... 76



QUADRO 18 Tempo de estocagem de retentores e seus respectivos

materiais...................................................................................... 80

QUADRO 19 Retentores e seus respectivos materiais de fabricação.............. 81QUADRO 20 Retentores e seus respectivos materiais de fabricação.............. 81

QUADRO 21 Especificações dos retentores pelo manual Benzlers................ 82

QUADRO 22 Especificações dos retentores pelo manual Benzlers................ 82

QUADRO 23 Custo homem hora...................................................................... 87

QUADRO 24 Custo Guindaste.......................................................................... 87


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LISTA DE SIGLAS

FMEA – Análise do modo e efeito de falha

RCFA – Análise das causas raízes das falhas

MASP – Método de análise e soluções de problemas

NBR – Borracha de Acrilonitrila-Butadieno (Borracha nitrílica)

FKM – Borracha fluorada (Borracha viton)

PTFE – Politetrafluoretileno (Teflon)

MCC – Manutenção centrada na confiabilidade

FTA – Análise da árvore de falhas

SAP – Análise de Sistemas e Desenvolvimentos de Programas

BA – Diâmetro externo emborrachado

UM – Lado cortado na face frontal (FKM)

SL – Lado de pó (Vmáx.= 8 m/s)

X7 – Diâmetro externo ondulado


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LISTA DE SÍMBOLOS

Relação de viscosidade

Viscosidade em serviço da película lubrificante no contato de

rolagem

Viscosidade de referência na dependência do diâmetro e do

número de rotações

Diâmetro médio do rolamento

Diâmetro externo do rolamento

Diâmetro interno do rolamento


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SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO............................................................................................ 17

1.1 JUSTIFICATIVA................................................................................................. 18

1.2 DELIMITAÇÃO DO TEMA................................................................................ 19

1.3 FORMULAÇÃO DO PROBLEMA.................................................................... 19

1.4 OBJETIVOS....................................................................................................... 19

1.4.1 OBJETIVO GERAL................................................................................................ 19

1.4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS..................................................................................... 20

1.5 HIPÓTESE......................................................................................................... 20

1.6 METODOLOGIA................................................................................................ 201.6.1 CLASSIFICAÇÃO DA PESQUISA............................................................................. 21

1.6.2 TÉCNICAS PARA COLETA DE DADOS..................................................................... 21

1.6.3 FONTES PARA COLETA DE DADOS...................................................................... 22

1.6.4 POSSIBILIDADE DE TRATAMENTO E ANÁLISE DOS DADOS.................................... 22

1.7 APRESENTAÇÃO DO CONTEÚDO DAS PARTES................................ 23

2 REFERENCIAL TEÓRICO.................................................................. 24

2.1 PROCESSO DA LINHA DE FIBRAS......................................................... 24

2.1.1 COZIMENTO............................................................................................. 24

2.1.2 DEPURAÇÃO............................................................................................ 25

2.1.3 PRÉ-BRANQUEAMENTO............................................................................. 25

2.1.4 LAVAGEM................................................................................................ 25

2.1.5 BRANQUEAMENTO.................................................................................... 26

2.1.6 PROCESSO DAS PRESSAS DE LAVAGEM..................................................... 26

2.2 FUNCIONAMENTO DAS PRENSAS DE LAVAGEM DA LINHA DE

FIBRAS I......................................................................................................... 27

2.3 COMPONENTES DAS PRENSAS DE LAVAGEM DA LINHA DE

FIBRAS I................................................................................................ 28

2.3.1 BACIA............................................................................................................... 29

2.3.2 FLAPS............................................................................................................... 30

2.3.3 TAMBORES....................................................................................................... 30

2.3.4 CHUVEIROS...................................................................................................... 312.3.5 ROSCA DE ALIMENTAÇÃO.......................................................................... 32


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2.3.6 ROSCA DE DESCARGA.............................................................................. 33

2.3.7 CHOQUE ABSORVE................................................................................... 33

2.3.8 MOTOR ELÉTRICO..................................................................................... 34

2.3.9 REDUTOR DE VELOCIDADE........................................................................ 35

2.4 REDUTORES DE VELOCIDADE.......................................................... 36

2.4.1 COMPONENTES DO REDUTOR DE VELOCIDADE............................................ 37

2.4.1.1 EIXOS...................................................................................................... 38

2.4.1.2 ENGRENAGENS........................................................................................ 38

2.4.1.3 ROLAMENTOS........................................................................................... 39

2.4.1.4 RETENTORES........................................................................................... 40

2.5 ELEMENTOS DE VEDAÇÃO................................................................ 412.5.1 RETENTOR............................................................................................... 41

2.5.1.1 ELASTÔMERO NITRÍLICA............................................................................ 42

2.5.1.2 ELASTÔMERO FLUORADO (FKM)................................................................. 42

2.6 SPEEDI SLEEVE................................................................................... 43

2.7 MANUTENÇÃO INDUSTRIAL............................................................... 44

2.7.1 CLASSIFICAÇÃO DA MANUTENÇÃO............................................................. 45

2.7.2 CORRETIVA PLANEJADA............................................................................ 462.7.3 PREDITIVA............................................................................................... 46

2.8 TERMOGRAFIA..................................................................................... 47

2.8.1 COLETA DE DADOS DA TERMOGRAFIA........................................................ 47

2.9 ANÁLISE DE VIBRAÇÃO...................................................................... 48

2.9.1 DIAGNÓSTICOS A PARTIR DA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO................................... 49

2.10 LUBRIFICAÇÃO.................................................................................... 49

2.11 TIPOS DE ÓLEOS LUBRIFICANTES................................................... 502.12 VISCOSIDADE...................................................................................... 50

2.13 FERROGRAFIA OU ANÁLISE DE ÓLEO LUBRIFICANTE.................. 51

2.14 MCC OU MANUTENÇÃO CENTRADA NA CONFIABILIDADE........... 52

2.15 CONFIABILIDADE................................................................................. 53

2.16 ANÁLISE DE FALHAS........................................................................... 53

2.16.1 FMEA (ANALISE DE MODOS DE FALHA E EFEITOS)................................... 54

2.16.2 FTA (FAUT TREE ANALYSIS).................................................................... 56


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3 ESTUDO DE CASO............................................................................... 57

3.1 EMPRESA OBJETO DE ESTUDO................................................................. 57

3.2 APRESENTAÇÃO DOS DADOS................................................................... 57

3.3 ANÁLISE DOS DADOS................................................................................... 82

3.4 RESULTADOS OBTIDOS..................................................................... 86

4 CONCLUSÃO E RECOMENDAÇÔES......................................... 88

4.1 CONCLUSÃO............................................................................................ 88

4.2 RECOMENDAÇÃO................................................................................... 89

5 REFERÊNCIAS..................................................................................... 91


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1 INTRODUÇÃO

Desde a revolução industrial, as empresas estão em busca de conhecimentos para

mitigar problemas relacionados à área industrial e tecnológica, visando aumento de

produção com qualidade vinculada a redução de custos. Nestas circunstâncias, um

dos fatores para o aumento de custos na manutenção industrial está relacionado aos

problemas de vazamento de óleo lubrificante em equipamentos rotativos, neste

caso, nos redutores de velocidade.

Como assevera Silva (2008, p.54):

É conhecido por redutor o conjunto de coroa e parafuso com rosca sem-fimou de engrenagens acondicionado em uma carcaça com sistema delubrificação e destinado a reduzir a velocidade. Engrenagem é conjunto deduas ou mais rodas dentadas. A engrenagem permite a redução ou oaumento do momento de torção, com perdas muito pequenas de energia, eo aumento ou redução de velocidades sem nenhuma perda, por não permitirpatinação.

Atualmente, as grandes indústrias utilizam estratégias de manutenção bem

definidas, aliadas a uma política interna de manutenção baseada no conceito de

confiabilidade, de maneira a reduzir seus custos através de práticas consolidadas

que atuam de forma sistêmica nos pontos críticos dos seus ativos.

Segundo Fernandes (2010, p. 2):

Podemos entender manutenção como o conjunto de cuidados técnicosindispensáveis ao funcionamento regular e permanente de máquinas,equipamentos, ferramentas e instalações. Esses cuidados envolvem aconservação, a adequação, a restauração, a substituição e a prevenção.

Essas técnicas são utilizadas em vários tipos de empresas, a fim de minimizar os

custos de manutenção, evitando possíveis perdas de produção. Tais técnicas estão

sendo empregadas para solucionar o problema existente de vazamentos de óleos

lubrificantes pelos retentores nos redutores de velocidade da indústria como um

todo.


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O foco principal do estudo de caso está relacionado aos redutores de velocidade,

situados nas prensas de lavagem instaladas na Linha de Fibras, em que há maior

incidência das ocorrências de vazamentos. Nesse processo, a polpa de celulose

passa por vários estágios de branqueamento até chegar à prensa, tendo como

finalidade lavar e prensar a polpa de celulose diminuindo a porcentagem de água até

chegar ao processo de Secagem.

A importância de eliminar esse problema é de prevenir o desperdício de óleo

lubrificante pelos retentores, o que diminui consideravelmente o custo anual com

manutenção emergencial causada por quebras não programadas oriundas dos

constantes vazamentos nos redutores de velocidade, eliminando ocorrênciasambientais, riscos de acidentes, melhorando a conservação do ativo reduzindo o

esforço de manutenção.

Desta forma, para garantir a eficácia do método, algumas ferramentas podem ser

empregadas para resolução de problemas, tais como FMEA (Análise do Modo e do

Efeito da Falha); RCFA (Análise das Causas Raízes das Falhas); MASP (Método de

Análises e Soluções de Problemas); FTA (Análise da Árvore de Falhas), Espinha depeixe (Ishikawa), entre outras.

Nesse sentido, a finalidade é identificar que a perda de lubrificante, além de diminuir

a vida útil do equipamento, ocasiona paradas emergenciais não programadas

aumentando assim o custo com manutenção, reduzindo a disponibilidade do ativo e,

sequencialmente, gerando perda de produção.

1.1 JUSTIFICATIVA

O tema proposto justifica-se pela relevante importância que perfaz: as perdas de

óleos lubrificantes, que geram aumento dos custos de manutenção; paradas

emergenciais; consumo de óleo; perdas de produção; e, principalmente, a

contaminação do meio ambiente, todos oriundos dos vazamentos de óleos

lubrificantes. A realização do estudo de caso propõe identificar a causa raiz do

vazamento do óleo lubrificante nos redutores de velocidade, contribuindo para uma


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melhor manutenção e aumentando a confiabilidade e disponibilidade dos redutores

de velocidade instalados nas prensas de lavagem localizada na Linha de Fibras em

uma empresa de papel e celulose no extremo sul da Bahia.

1.2 DELIMITAÇÃO DO TEMA

A identificação das causas do vazamento do óleo lubrificante pelos retentores

utilizados nos redutores de velocidade instalados nas prensas de lavagem localizada

na Linha de Fibras, no período de fevereiro de 2008 até o ano de 2013, em uma

empresa de papel e celulose no extremo sul da Bahia.

1.3 FORMULAÇÃO DO PROBLEMA

Atualmente falar em custo dentro de qualquer organização preocupa, principalmente

quando este custo venha de algo que é considerado desperdício, entretanto, não

sabendo o que provoca. Neste sentido busca-se responder o seguintequestionamento: Quais são as principais causas do excessivo consumo de óleo

lubrificante nos redutores de velocidade das prensas de lavagem da linha de fibras?

1.4 OBJETIVOS

1.4.1 OBJETIVO GERAL

Esse estudo de caso tem como objetivo geral identificar as principais causas do

excessivo consumo de óleo lubrificante nos redutores de velocidade das prensas de

lavagem da linha de fibras, para evitar paradas emergenciais. Consequentemente,

reduzir o custo de manutenção que ocorre devido à falha nos redutores bem como

as perdas por paradas improdutivas.


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1.4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Entender o funcionamento das prensas de lavagem e dos seus respectivos

redutores de velocidade;

Buscar técnicas que auxiliem no diagnóstico da falha no sistema prensa-redutor;

Identificar as principais causas das falhas cuja consequência é o vazamento de

óleo.

1.5 HIPÓTESES

Uma vez funcionando as prensas de lavagem de forma inadequada, verifica-se que

poderão ocorrer irregularidades devido ao excesso de polpa de celulose inserida na

rosca da prensa, ocasionando, assim, o empenamento do eixo que impedirá a

vedação pelo retentor.

Técnicas como termografia e análise de óleo podem diagnosticar uma especificação

incorreta do óleo lubrificante em relação à viscosidade, bem como quanto aosretentores, principalmente nos quesitos e material do elastômero.

São causas a serem apontadas: a inadequada montagem do retentor no redutor,

fazendo com que o mesmo não atinja uma vedação eficaz; a especificação errônea

do retentor; e submissão do redutor a altas temperaturas.

1.6 METODOLOGIA

Para que ocorra um trabalho que tenha cunho científico, a metodologia utilizada é

peça fundamental, pois através desta foi possível traçar todos os passos a serem

percorrido, bem como os tipos de pesquisa que são necessárias para que se tenha

um resultado confiável.


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1.6.1 CLASSIFICAÇÃO DA PESQUISA

Para a realização deste estudo, a pesquisa classificou-se em exploratória e

descritiva. Gil (1996, p. 45) comenta que pesquisa exploratória “[...] têm como

objetivo principal o aprimoramento de ideias ou a descoberta de intuições”.

Empregou-se também, a pesquisa descritiva por estar intimamente ligada à

definição dos dados agregados ao trabalho. Buscando identificar, analisar as

informações reunidas com base o conhecimento cientifico. Feita através do

levantamento de dados ou observações de um fato, fenômeno e/ou processo

selecionado (SANTOS, 2002).

Justifica-se que foram escolhidas as pesquisas exploratórias e as descritivas, pois

aumentam o conhecimento acerca do tema pesquisado e auxiliam na obtenção dos

objetivos propostos na pesquisa.

1.6.2 TÉCNICAS PARA COLETA DE DADOS

A pesquisa se baseou numa revisão bibliográfica em que a principal ferramenta foi o

estudo de caso, utilizado com o fim de garantir a compreensão do tema pesquisado.

Isso se deu através de uma investigação detalhada do processo, justificando-se o

uso de tais instrumentos com base na fundamentação teórica apresentada na

pesquisa que norteia o trabalho.

Segundo Gil (2002, p. 44) a pesquisa bibliográfica “[...] é desenvolvida com base em

material já elaborar, constituído principalmente de livros e artigos científicos”.

O estudo de caso, de acordo com Gil (2002, p. 54) “consiste no estudo profundo e

exaustivo de um ou poucos objetivos”.

Utilizando ainda a pesquisa documental que de acordo com Gil (2002, p. 45) “a

pesquisa documental vale-se de materiais que não receberam ainda um tratamento

analítico, ou que ainda podem ser reelaborados de acordo com os objetivos da


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pesquisa”. Justifica o uso desta técnica, face a necessidade de recorrer aos Manuais

de equipamentos.

1.6.3 FONTES PARA COLETA DE DADOS

No que tange à coleta de dados, fontes primárias e secundárias foram utilizadas

para o desenvolvimento da pesquisa. Em relação às fontes primárias, os dados

foram obtidos através de informações levantadas junto ao setor de manutenção da

empresa. As fontes secundárias dizem respeito a livros, apostilas técnicas, artigos

científicos, manuais de fabricantes, entre outras fontes que constituem afundamentação teórica da pesquisa. Segundo Andrade (2001, p. 43):

Fontes primárias são constituídas por obras ou textos originais, materialainda não trabalhado, sobre determinado assunto. Já as fontes secundáriasreferem-se a determinadas fontes primárias, isto é, são constituídas pelaliteratura originada de determinadas fontes primárias. [...] A diferençafundamental consiste em que as fontes primárias são constituídas de textosoriginais, com informações de primeira mão; as secundárias constituem-seda literatura a respeito de fontes primárias, isto é, de obras que interpretam

e analisam fontes primárias.

1.6.4 POSSIBILIDADE DE TRATAMENTO E ANÁLISE DOS DADOS

Após dar início à coleta de dados, foi possível obter algumas definições em torno do

tema. Os dados foram descritos em um tipo de ferramenta utilizado na metodologia

da análise de falha, em que foi possível verificar ocorrências através das ordens de

manutenção. Nesse passo, vale destacar a quantidade de troca de retentores,

decorrente do vazamento de óleo lubrificante, principalmente as trocas que

envolvem os retentores do eixo de alta rotação.

Outro ponto pesquisado relaciona-se às análises de óleo e termografias feitas nos

redutores de velocidade das prensas de lavagem, de modo a se observar, quanto às

ordens de manutenção, a inocorrência de óleo contaminado e aquecimento nos

redutores.


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Por fim, após obtenção dos dados necessários à análise dos fenômenos, foi

montado um estudo de caso em que todas as informações foram utilizadas para

identificação de falhas, através da ferramenta FMEA, a fim de demonstrar de forma

prática a solução do problema.

1.7 APRESENTAÇÃO DO CONTEÚDO DAS PARTES

O presente trabalho está dividido em cinco capítulos apresentados da seguinte

forma:

No capítulo 1 é feita a introdução, justificativa da escolha do tema, delimitação e

formulação do problema, o objetivo geral e os específicos, a hipótese e a

metodologia utilizada; No capítulo 2 é abordado o conceito teórico que fundamenta a

importância da realização deste estudo de caso. No capítulo 3 é desenvolvida a

apresentação, análise dos dados e posteriormente os resultados obtidos, através da

pesquisa. No capítulo 4 aborda-se a conclusão do trabalho e as possíveis

recomendações para pesquisas implementações futuras. E por fim, no quintocapítulo abordam-se as referências utilizadas no desenvolvimento deste trabalho.


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2 REFERENCIAL TEÓRICO

2.1 PROCESSO DA LINHA DE FIBRAS

De acordo com Santos (2009) é dividido em cinco etapas, sendo, o cozimento,

depuração, pré-branqueamento, lavagem e branqueamento.

Com base no que fora mencionado pelo autor, entende-se que o processo da linha

de fibras é um processo muito importante para a fabricação do papel e da celulose,

sendo dividido em várias etapas. Esse processo se inicia o cozimento do cavaco

com a finalidade retirar ao máximo a lignina da polpa de celulose no digestor. Na

próxima etapa tem-se o processo de depuração onde é separada a parte que não foi

devidamente cozida na etapa anterior. Logo após a depuração inicia-se o processo

de pré-branqueamento onde começa o ataque químico na polpa marrom para poder

retirar ao máximo a lignina do processo. Na sequencia inicia o processo de lavagem

da polpa para a retirada dos produtos químicos nas prensas e finaliza-se o processo

no branqueamento que é responsável para garantir a máxima alvura da polpa.

2.1.1 COZIMENTO

O cozimento é a etapa do processo que faz a deslignificação dos cavacos,

(pequenos pedaços de madeira) para obter as fibras de celulose preservando as

propriedades das fibras. Segundo Almeida; Gomide e Silva (2000, p. 4)“deslignificação é a remoção de lignina expressa em relação ao teo r original da

madeira nas diferentes fases do cozimento [...]”.

Para o Manual GL&V SWEDEN referência 59001317 (2009, p. 8),

O cozimento é o processo principal de deslignificação para o material demadeira. O produto resultante do cozimento ainda contém lignina e não écompletamente branco. O cozimento é seguido de lavagem (separação da

pasta e do licor negro gasto) e de crivagem, (separação mecânica de nós ede objetos parecidos com madeira não desfibrados a partir da pastaaceitável).


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O cozimento, apesar de ser um processo longo, não deverá quebrar as fibras

durante o processo, para que o produto final tenha com a mais alta qualidade

quando refere-se a resistência do produto.

2.1.2 DEPURAÇÃO

No processo de depuração, a finalidade principal é eliminar rejeitos da polpa ao

máximo.

Conforme Santos (2009, p. 10), a depuração “remove a maior quantidade possívelde impurezas da polpa aceita, gerando um fluxo de rejeitos o mais concentrado

possível, evitando assim a perda de fibras boas juntamente com os rejeitos”.

2.1.3 PRÉ-BRANQUEAMENTO

No processo de pré-branqueamento tem por finalidade dar continuidade aosprocessos anteriores na deslignificação.

De acordo com a Santos (2009, p. 10) o pré-branqueamento tem por finalidade

“continuar a deslignificação da polpa em condições mais suaves em relação ao

cozimento”.

2.1.4 LAVAGEM

A lavagem é o penúltimo processo da Linha de Fibras, nesta etapa, a polpa é lavada

para retirar o resto de impurezas proveniente do dos processos anteriores.

Conforme Santos (2009, p.10) a lavagem consiste em “recuperar os produtos

químicos utilizados no processo de deslignificação”.


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Desta maneira prepara a polpa de celulose para receber os produtos químicos do

próximo estágio, é nesse processo que estão instalados as prensas de lavagem e

consequentemente os redutores de velocidade que geraram o problema de

vazamento de óleo lubrificante.

2.1.5 BRANQUEAMENTO

O branqueamento é o ultimo estágio do processo, sendo ele o que define a alvura

da polpa. No que reputa Azevedo (2011, p. 12):

O branqueamento pode ser definido como um processo que visa branqueara polpa celulósica por meio da remoção e/ou modificação de substânciasquímicas capazes de proporcionar cor à polpa. O objetivo principal dobranqueamento é melhorar as propriedades 13 ópticas da polpa celulósica,considerando-se os seguintes parâmetros: a) mínima danificação da fibra;b) mínima formação de grupos carbonila, devido à oxidação decarboidratos; c) reduzida perda de rendimento; d) baixo custo e e) mínimoimpacto ao meio ambiente.

Nesse processo, a lignina, que é a substância que da cor escura a polpa, é quase

que totalmente retirada juntamente com as resinas provenientes de processos

anteriores, além de serem adicionados produtos químicos para ajuda no processo

de branqueamento da polpa.

.

2.1.6 PROCESSO DAS PRENSAS DE LAVAGEM

Segundo a Apostila de Treinamento Básico (2009) a prensa é “projetada para

desaguamento, lavagem e prensagem da polpa”. Nesses processos das duas

prensas de lavagem a polpa de celulose entra a uma pressão de 0,34 bar e a uma

vazão de 10.195 l/min de água.

Assim, é possível constatar que no processo da lavagem existem duas prensas

instaladas, a primeira é chamada de “Sistema de lavagem pós-deslignificação” onde

tem por finalidade retirar e recuperar resíduos de produtos químicos usados nosprocessos de deslignificação por oxigênio, lavando a polpa de celulose por


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deslocamento de filtrado, já a segunda é chamada de “Sistema de Lavagem Dual”

tendo por finalidade retirar resíduos químicos da polpa de celulose lavando a mesma

por deslocamento de filtrado.

2.2 FUNCIONAMENTO DAS PRENSAS DE LAVAGEM DA LINHA DE FIBRAS I

De acordo com a Apostila de Treinamento Básico (2009) o funcionamento das

prensas está através da redução do espaço entre o tambor e o flap, a polpa de

celulose é comprimida e consequentemente desaguada, o líquido de lavagem é

adicionado através de dois canais na bacia, o mesmo desloca o líquido da polpa. Aconsistência da polpa é aumentada por compressão mecânica provocada pelos

tambores. O aumento final da consistência é realizado por pressão, atingindo o valor

entre 30 e 32% da retenção da água durante a lavagem.

De acordo com Kvaerner Pulping (2004), o principio de funcionamento da prensa de

lavagem possui três diferentes estágios, desaguamento, lavagem e prensagem da

polpa. A polpa de celulose é alimentada e distribuída ao longo de toda a rosca.Devido à pressão e ao perfil geométrico da bacia, a consistência da polpa aumenta

em 15%. O liquido de lavagem é adicionado através de quatro câmaras equipadas

com bicos na bacia, a lavagem desloca o produto químico do liquido original,

fazendo a polpa atingir uma consistência de 30 a 35%.

Para GL&V Sweden (2008, p. 3) as prensas de lavagem ”Compact Press” foram

concebidas para secagem, lavagem e prensagem de polpas de celulose eminstalações de lavagem e de branqueamento. Para melhor compreensão quanto o

que ora menciona, pode constar na figura 1.


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Figura 1: Funcionamento da prensa de lavagem.Fonte: Santos (2009, p. 101).

2.3 COMPONENTES DAS PRENSAS DE LAVAGEM DA LINHA DE FIBRAS I

Para Santos (2009) as prensas de lavagem da linha de fibras I possuem vários

componentes, como bacia, flaps, tambores, chuveiros, roscas de alimentação e

descarga, choque absorve, motores elétricos e redutores de velocidade. O

funcionamento perfeito de cada elemento é imprescindível para a eficiência das

prensas de lavagem e principalmente a produção de papel e celulose.


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Figura 2: Elementos da prensa de lavagem.Fonte: Adaptado de Santos (2009, p. 23).

2.3.1 BACIA

A bacia circunda toda a parte inferior dos tambores, podendo ser abaixada

permitindo fácil acesso para os serviços de manutenção.

Para Kvaerner Pulping (2004, p.12), a bacia consiste de duas placas de aço

inoxidável, integrados em uma construção autossustentável e forte, conforme figura

3.

Figura 3: Imagem real da bacia.Fonte: Santos (2009, p. 28).


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Essas bacias são projetadas com o intuito de “segurar” e auxiliam nas polpas que

são prensadas pelos tambores.

2.3.2 FLAPS

Os flaps circundam a lateral dos tambores, podendo ser afastados, permitindo fácil

acesso para a manutenção.

Para Kvaerner Pulping (2004, p.12), os flaps consistem de placas de aço inoxidável,

tendo suas abas fixadas e articuladas, como consta na figura 4 abaixo.

Figura 4: Imagem real do flap.Fonte: Fonte: Santos (2009, p. 35).

Nota-se com base no menciona o autor as abas dos flaps são flexíveis e é possível

ter um acesso fácil para a limpeza e manutenção caso muita polpa de celulose fique

presa entre as abas e o tambor.

2.3.3 TAMBORES

Os tambores estão alocados entre a bacia e os flaps, são eles que realizam a

prensagem da polpa de celulose. De acordo com Kvaerner Pulping (2004, p.11), os

tambores consistem num invólucro cilíndrico de apoio. Todas as partes dos


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tambores estão em contato com o liquido, são feitos de aços inoxidáveis, possuindo

rolamentos esféricos, como pode visualizar na figura 5.

Figura 5: Imagem real do tambor.Fonte: Santos (2009, p. 41).

Os tambores tem a função de realizar a prensa das polpas de celulose a fim de

garantir o máximo desempenho na a retirada de umidade de produtos químicos.

2.3.4 CHUVEIROS

Os chuveiros são usados para a lavagem da polpa de celulose nas prensas de

lavagem, gerando uma importância significativa para o processo.

Segundo Kvaerner Pulping (2004, p.14), a prensa de lavagem é equipada por dois

chuveiros “Spray Pipes” entre as lâminas de raspagem, para a lavagem da polpa.

Figura 6.


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Figura 6: Imagem real Chuveiro de limpeza dos tambores.Fonte: Santos (2009, p. 49).

Os chuveiros tem que estar sempre limpos, pois caso um deles estejam entupidos,

causa um diferença na eficiência da lavagem da polpa de celulose.

2.3.5 ROSCA DE ALIMENTAÇÃO

A rosca de alimentação consiste de uma câmara cilíndrica equipada com uma roscarotativa para distribuição da polpa tendo a mesma distribuição de fluxo por toda

extensão da prensa. De acordo com Kvaerner Pulping (2004, p.13), a rosca é de

formato parafuso e é acionada por um motor elétrico através de um redutor.

Figura 7: Imagem da rosca de alimentação.Fonte: Santos (2009, p. 51).

São as roscas de alimentação que distribuem as polpas para a prensagem nos

tambores.


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2.3.6 ROSCA DE DESCARGA

A rosca de descarga consiste de uma câmara com uma rosca rotativa para

desagregar e transportar a polpa de celulose até a saída da prensa.

Conforme Kvaerner Pulping (2004, p.12), a rosca de descarga transporta a polpa de

celulose através de seu parafuso rotativo para a peça de ligação de saída.

Figura 8: Imagem da rosca de descarga.Fonte: Santos (2009, p. 56).

A rosca de descarga tem a função de retirar a polpa de celulose que já foi prensada

e lavada para a saída da prensa de lavagem indo em direção as torres de

estocagem.

2.3.7 CHOQUE ABSORVE

O choque absorve é integrado ao sistema hidráulico de serviço, tendo como

propósito absorver e prevenir a sobrecarga de pressão quando a polpa de celulose

está sendo distribuídos entre os dois tambores que irão fazer a prensagem,

possuem sensores para assegurar a correta posição dos tambores. Para Kvaerner

Pulping (2004, p.12), o choque absorve tem a função e limitar a carga máxima, isso

é feito por meio de uma pressão ajustada, ou seja, se a intensidade exceder o valorpermitido, os tambores de choque irão mover. Para garantir que os tambores estão


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em posição correta durante a operação é instalado o interruptor de limite em cada

amortecedor.

Figura 9: Imagem real do choque absorve.Fonte: Santos (2009, p. 73).

O choque absorve é um dispositivo muito importante, pois o mesmo impede que os

tambores sofram uma grande carga quando a polpa de celulose é jogada no tambor,

absorvendo e prevenindo o impacto da carga.

2.3.8 MOTOR ELÉTRICO

O motor elétrico é usado para rotacionar o redutor de velocidade e como

consequência as roscas de alimentação e descarga, transformando energia elétrica

em mecânica.

Nesse sentido, Almeida (2004, p.1), leciona que, “as máquinas elétricas sãoconversores rotativos que transformam energia elétrica continua em energia

mecânica, ou vice-versa, utilizando-se dos fenômenos da indução e conjugados

eletromagnéticos”.


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Figura 10: Imagem real do motor elétrico.Fonte: Adaptado de Santos (2009, p. 62).

O motor elétrico é de suma importância no ramo industrial, pois o mesmo é utilizadopara o funcionamento de equipamentos rotativos.

2.3.9 REDUTOR DE VELOCIDADE

Os redutores de velocidade estão instalados entre os motores elétricos e as roscas

de alimentação e descarga, tendo como objetivo reduzir a velocidade oferecida domotor elétrico e aumentar o torque para que a rosca consiga distribuir por completo

a polpa de celulose na rosca de alimentação.

Segundo Kvaerner Pulping (2004, p.13), os redutores de velocidade estão instalados

com disco de contração no eixo das roscas, tendo como função a diminuição da

rotação e o aumento de torque.

Figura 11: Imagem real do redutor de velocidade (em vermelho).Fonte: Adaptado de Santos (2009, p. 62).


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Pode-se concluir com base no que afirma o autor acima que os redutores de

velocidade são equipamentos de grande importância para as prensas de lavagem,

são eles que geram torque para as roscas de alimentação e descarga, por isso

quando os mesmos sofrem algum tipo de intervenção ou falha significativa, à prensa

de lavagem perde eficiência e como consequência a diminuição da produção.

2.4 REDUTORES DE VELOCIDADE

Os redutores de velocidade são equipamentos responsáveis por grande redução de

transmissões oferecida pelo motor elétrico, consequentemente aumentando otorque.

Nesse sentido, Budynas e Nisbett (2008, p. 49), leciona que “o redutor de velocidade

deve transmitir a potência do motor a aplicação com a menor perda de energia

possível, ao mesmo tempo que reduz a velocidade e, consequentemente,

aumentando o torque”.

Existem vários tipos e modelos de redutores de velocidade, dentre eles estão os

redutores de fabricantes como a Falk, Moventas, Sew, Voith, Flender, Kumera,

Benzlers, etc.

Figura 12: Modelo redutor de velocidade do fabricante Benzlers.Fonte: Benzlers (1999).


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2.4.1 COMPONENTES DO REDUTOR DE VELOCIDADE

Para Andrade (s.d., p. 12-14), ao abordar sobre os componentes do redutor de

velocidade, destaca como elementos básicos, os seguintes:

1. Eixos: São usinados em aço médio carbono temperados e revenidospara a dureza especificada.

2. Engrenagens: São rodas dentadas com módulos padronizados pornormas. Fabricadas em aço liga temperada em óleo e revenida. Temformato cilíndrico de dentes retos, helicoidal ou cônico (pinhão),conforme o modelo do redutor.

3. Rolamentos: Elementos girantes de máquina que suportam o eixo com

as engrenagens, possibilitando a eles o menor atrito possível ao girar.São utilizados rolamento radiais, axiais ou cônicos.

4. Retentores: Utiliza-se vedadores de borracha com molas, para reter oóleo da parte interna e evitar as infiltrações de contaminantes externos.

5. [...]

6. Respiro: Dispositivo que possibilita a saída e entrada do ar no redutordurante o trabalho, devido ao aquecimento e resfriamento (mudança devolume do ar).

Alicerçado no entendimento do que menciona Andrade, nota-se que os elementosde máquina que consistem um redutor de velocidade são carcaça, eixos,

engrenagens, parafusos, rolamentos, respiro, retentores ou labirintos. Os maiores

problemas relacionados a redutores de velocidade estão ligados aos ajustes nas

montagens de rolamentos e engrenagens, desgaste ou empenamento do eixo,

vazamentos de óleo lubrificante pelo retentor e quando é aplicada uma sobrecarga

durante o funcionamento do redutor. Tendo como alguns dos seus principais

elementos citado abaixo:

Eixos

Engrenagens

Rolamentos

Retentores

Respiro


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2.4.1.1 EIXOS

Os eixos são fabricados para sustentar os elementos de máquinas, fixos ou

giratórios de um equipamento, seu movimento é juntamente com seus elementos de

máquinas. Os eixos podem ser fabricados em aços ou ligas de aço, pois possuem

melhores propriedades mecânicas.

Para Shigley; Mischke; Budynas (2004, p. 864) o eixo “é um membro rotativo

geralmente de secção transversal circular, utilizado para transmitir potência ao

movimento”.

Figura 13: Eixo de um redutor de velocidade.Fonte: http://technoarc.com.br/produtos/38 (2013)

Os eixos possuem uma grande importância, pois são eles que transmitem potencias

a outros equipamentos.

2.4.1.2 ENGRENAGENS

De acordo Shigley; Mischke; Budynas (2004, p. 628), as engrenagens “fornecem

momentos torcionais a eixos para gerar movimento e transmissão de potencia, e

criam forças e momento que afetam o eixo e seus mancais”.

http://technoarc.com.br/produtos/38http://technoarc.com.br/produtos/38


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Figura 14: Engrenagem de um equipamento rotativo.Fonte: Lunardini Júnior (2013)

As engrenagens são um dos elementos mais importantes de redutor de velocidade,

pois a mesma transmite grandes torques, podendo ser usadas em vários tipos de

equipamentos, como bombas de engrenagem, caixa de engrenagem, entre outros.

2.4.1.3 ROLAMENTOS

Os Rolamentos são elementos girantes de máquina que suportam o eixo com as

engrenagens, possibilitando a eles o menor atrito possível ao girar.

De acordo Bolton (2010, p. 213),

A função de um rolamento é guiar, com o mínimo de fricção e um máximo

de precisão, o movimento de uma parte em relação à outra. [...] sãoprojetados para resistir às forças ao longo de um eixo quando o movimentorelativo é principalmente de rotação.


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Figura 15: Rolamento.Fonte:http://portuguese.balljointbearings.com/china-angular_contact_ball_bearing_of_71824c_single_row_bearings_for_radial_load_and_axial_load-312270.html (2012/2013).

2.4.1.4 RETENTORES

Os retentores são vedantes utilizados para impedir á fuga do óleo ou graxa

lubrificante de seu respectivo equipamento. São utilizados em equipamentos

rotativos como redutores de velocidade, mancais de rolamento, cilindros e bombas

hidráulicas, bombas centrífugas, entre outros. Neste sentido, conforme consta no

Catálogo Sabó (2001, p. 6) o retentor tem “função primordial reter óleos, graxas ou

outros fluidos que devam ser contidos no interior de uma máquina ou um agregado

mecânico”.

Figura 16: Retentor Freudenberg.Fonte: http://www.taller-comunicacao.com/taller-comunicacao/?p=784 (2008)

http://portuguese.balljointbearings.com/china-angular_contact_ball_bearing_of_71824c_single_row_bearings_for_radial_load_and_axial_load-312270.htmlhttp://portuguese.balljointbearings.com/china-angular_contact_ball_bearing_of_71824c_single_row_bearings_for_radial_load_and_axial_load-312270.htmlhttp://portuguese.balljointbearings.com/china-angular_contact_ball_bearing_of_71824c_single_row_bearings_for_radial_load_and_axial_load-312270.htmlhttp://www.taller-comunicacao.com/taller-comunicacao/?p=784http://www.taller-comunicacao.com/taller-comunicacao/?p=784http://portuguese.balljointbearings.com/china-angular_contact_ball_bearing_of_71824c_single_row_bearings_for_radial_load_and_axial_load-312270.htmlhttp://portuguese.balljointbearings.com/china-angular_contact_ball_bearing_of_71824c_single_row_bearings_for_radial_load_and_axial_load-312270.htmlhttp://portuguese.balljointbearings.com/china-angular_contact_ball_bearing_of_71824c_single_row_bearings_for_radial_load_and_axial_load-312270.html


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2.5 ELEMENTOS DE VEDAÇÃO

No meio industrial existem vários tipos de vedações como, selos mecânicos, juntas,

anéis O’ ring, gaxetas e retentores. Podem atuar em diversos equipamentos, como

tampas, motores, redutores de velocidade, bombas hidráulicas, válvulas e etc., A

função primordial de um vedante é evitar o vazamento de algum fluido ou impedir

que outros elementos insiram dentro do equipamento, conforme afirma Lordes

(1996, p.114) que a “vedação é o processo usado para impedir a passagem, de

maneira estática ou dinâmica, de líquidos, gases e sólidos particulados (pó) de um

meio para outro”.

2.5.1 RETENTOR

De acordo com Lordes (1996), o retentor é composto por um elastômero em forma

de lábio e uma parte estrutural metálica, ou seja, uma mola que permite sua fixação

na posição correta de trabalho. A função primordial de um retentor é reter óleo,

graxa e outros produtos que devem ser mantidos no interior de uma máquina ouequipamento, aumentado à vida útil do rolamento e do equipamento.

Figura 17- Funções principais de um retentor.Fonte: SKF retentores industriais (2009, p. 5).

Conforme Lordes (1996, p.116) “é composto essencialmente por uma membrana

elastomérica em forma de lábio e uma parte estrutural metálica semelhante a umamola que permite sua fixação na posição correta de trabalho”, cujo objetivo é impedir


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que o óleo e a graxa saíssem do meio interno para o meio externo, além de suportar

variações de temperatura e pressão, de acordo com o elastômero que foi produzido.

Para SKF (2009, p. 5) “onde houver um rolamento, sempre haverá necessidade de

vedação eficiente para protegê-lo, de modo que alcance sua vida útil e confiabilidade

máxima”. Neste sentido para cada situação é usado um retentor de material

diferente, como, Viton (FKM), Nitrílica (NBR), Teflon (PTFE), entre outros, ou forma

construtiva diferente.

2.5.1.1 ELASTÔMERO NITRÍLICA

De acordo com Vargas (2005), os retentores de elastômero nitrílicos ou NBR são

usados em máquinas e equipamentos. Geralmente são usados para vedar óleo

mineral e graxas, caso haja compatibilidade química também pode ser usados para

vedar óleos lubrificantes sintéticos.

2.5.1.2 ELASTÔMERO FLUORADA (FKM)

Para Vargas (2005), os retentores de elastômero Viton ou FKM são usados onde

exige maior resistência química e térmica. São utilizados em máquinas e

equipamentos, frequentemente é utilizado para vedar lubrificantes sintéticos.

Para melhor entendimento, pode ser visualizado na figura 18, as partes que compõeum retentor.


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Figura 18 – Retentor e suas repartições.Fonte: Lordes (1996, p.117).

Ainda complementando quanto às partes que compõe o retentor no tocante as

formas construtivas, conforme ilustra a figura 19.

Figura 19: Exemplos de formas construtivas de retentores.Fonte: http://www.vedak.com.br/vedabras (2013)

Para cada situação é recomendado uma determinada forma construtiva de

retentores para maior eficiência de vedação do equipamento.

2.6 SPEEDI SLEEVE

O speedi sleeve é um dispositivo utilizado quando o eixo apresenta algum desgaste

na região de vedação, impedindo que o retentor execute sua função de vedar.

De acordo a Apostila Nova Geração do Speedi Sleeve SKF (2012, p. 1),

O SPEEDI-SLEEVE SKF é uma solução já comprovada para contornarproblemas de eixos desgastados, sem a necessidade de desmontá-los ou

http://www.vedak.com.br/vedabrashttp://www.vedak.com.br/vedabras


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ter que especificar um novo tamanho para o retentor de reposição, aomesmo tempo que oferece uma excelente superfície de vedação.

A imagem abaixo demonstra o speedi sleeve instalado em um eixo.

Figura20: Speedisleeve instalado no eixo.Fonte: Apostila Nova Geração do Speedi Sleeve SKF (2012, p.1).

2.7 MANUTENÇÃO INDUSTRIAL

A manutenção industrial em outras palavras pode ser definida como sendo a técnica

de preservar e manter os equipamentos e componentes em operação durante o

maior intervalo de tempo possível e com o máximo rendimento, além de manter as

características originais e vida útil do equipamento sem que o leve a falha.

Para Kardec e Lafraia, (2009, p.48) “manutenção pode ser definida como o conjunto

das ações destinadas a manter ou recolocar um componente, equipamento ou

sistema em um estado no quais funções podem ser cumpridas”.

Pode-se entender que a manutenção é de grande importância para uma indústria, a

fim de garantir que o processo produtivo seja completamente efetivo.


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Vale ressaltar ainda sobre a manutenção, quanto aos custos que precisam ser

controlados, conforme Pereira (2011, p. 24), pode citar os três custos básicos:

Pessoal, material e serviços, sendo que cada um deles deve estar divididoem trabalhos de melhorias (KAISEN), manutenção corretiva e preventiva.Também devemos levar em consideração indicadores como adisponibilidade dos equipamentos. Desta forma, o sistema de controle decustos deve se preocupar com as informações dos registros dos tempos emque o equipamento está disponível para operação.

Entretanto, é importante também abordar sobre a classificação da manutenção, a

qual contextualiza no item seguinte.

2.7.1 CLASSIFICAÇÃO DA MANUTENÇÃO

De acordo com Siqueira (2012):

Os tipos de manutenção podem ser classificados em relação à intervençãonos equipamentos, sendo identificadas como:

Corretiva planejada e emergencial, Sensitiva ou Subjetiva, Preventiva, Preditiva, Proativa, Produtiva Detectiva.

Assim, fica entendido que no ramo industrial as manutenções são primordiais para

manter a disponibilidade e confiabilidade dos equipamentos garantindo assim a meta

de produção estabelecida, visto que uma quebra inesperada acarretará numaredução ou cessamento momentâneo da produção.

Para melhor compreensão quanto ao processo alguns tipos de manutenção são

abordados nos itens seguinte.


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2.7.2 CORRETIVA PLANEJADA

A manutenção corretiva planejada ocorre quando é detectado um defeito, ou seja,

quando o componente de um equipamento começa a apresentar desvios de sua

função.

Para Gurski (2002), a manutenção corretiva programada é consequência de uma

análise preditiva, que detecta e acompanha um defeito durante um intervalo de

tempo, programando uma futura intervenção sem que coloque em risco o

equipamento. Uma manutenção planejada terá um custo menor, com maior

qualidade e segurança do serviço, além de torná-lo mais rápido.

2.7.3 PREDITIVA

A manutenção preditiva é realizada por meios de técnicas de medição para detectar

defeitos antes de uma possível falha, de acordo com a norma da ABNT (apud

PEREIRA, 2011, p. 124):

É manutenção que permite garantir a qualidade de serviço desejada, combase na aplicação sistemática de técnicas, utilizando-se meios desupervisão centralizados ou de amostragem para reduzir ao mínimo amanutenção preventiva e diminuir a manutenção corretiva.

Nesse sentido, Siqueira (2012, p.125), leciona que “a inspeção preditiva consiste na

verificação programada, por sentido humano ou instrumental, do estado de evolução

de uma falha potencial, com o objetivo de detectar e corrigir antes da evolução parauma falha funcional”.

Esse tipo de manutenção é utilizado para diagnosticar se um elemento de algum

equipamento apresenta um defeito, antes de uma possível falha.


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2.8 TERMOGRAFIA

A termografia é uma ferramenta utilizada na manutenção preditiva para analisar a

temperatura de operação de um equipamento em funcionamento.

No que objetiva Pereira (2011), a termografia é uma técnica de medição da

distribuição ou sensoriamento remoto de temperatura da superfície de objetos ou

componentes, a partir da detecção da radiação térmica ou infravermelha

naturalmente emitida pelos corpos. A frequência da radiação infravermelha é

imperceptível pelos olhos humanos, mais com ajuda de câmeras termográficas é

possível visualizar os espectros em uma imagem denominada termograma. Osespectros termográficos são definidos por escalas de cores que variam do preto ao

branco, passando através das tonalidades de violeta, azul, rosa, vermelho, laranja e

amarelo.

Abaixo segue foto termográfica de um motor elétrico para melhor entendimento.

Figura 21: Inspeção termográfica em equipamento elétrico.Fonte: Nogueira e Reis (2010, p. 31)

2.8.1 COLETA DE DADOS DA TERMOGRAFIA

Quanto a coleta de dados para Pereira (2011), existem vários tipos de coletas dedados para a realização da termografia, sendo elas:


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Pinturas sensíveis ao calor, ou seja, dependendo da temperatura que é

exposta sua cor modifica.

Câmera de vídeo termográfica, monocromática (preto e branco) e

policromática (colorido).

Pirômetro, é pistola composta por um laser que quando emitida em uma

superfície quente, indica a temperatura em sua tela.

Nota-se com base no que menciona o autor a importância dessa ferramenta para o

bom desempenho do processo.

2.9 ANÁLISE DE VIBRAÇÃO

De acordo com Tecnologia de Vibrações (2004), a análise de vibração é uma das

principais técnicas usadas na manutenção preditiva, sendo uma das técnicas com

maior custo beneficio em relação a outras. Com a realização da análise de vibração

é possível identificar um defeito em seu estágio inicial, evitando uma falha

prematura, garantindo assim a vida útil do equipamento. Essa análise é realizadapor meio de um coletor que é colocado em um ponto de rotação, executando uma

medição. Após medição os dados são transmitidos para um computador com

software que analisa e gera interpretações gráficas das condições dos componentes

rotativos do equipamento.

Nesse sentido, Pereira (2011, p.130), observa que,

[...] no diagnostico de defeitos em sistemas rotativos, é uma técnicaaplicada há várias décadas, nos mais diversos segmentos industriais, para,por exemplo, detectar desbalanceamento de eixo e rolamento danificado.[...] esta técnica preditiva quando mal – empregada, não traz os resultadosesperados.

Ante o que destaca Pereira (2011), fica evidenciado a importância do diagnóstico

para que possa entender as variações quanto aos possíveis defeitos advindos do

equipamento.


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Para tanto, torna-se necessário que aborde sobre o diagnóstico a partir da análise

de vibração.

2.9.1 DIAGNÓSTICOS A PARTIR DA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO

Segundo Pereira (2011), os principais problemas captados pelo coletor da análise de

vibração são:

Desbalanceamento

Desalinhamento

Empenamento

Folga

Defeitos em engrenagens

Defeito em rolamentos

Ressonância

Com base no que menciona o autor, fica evidente que a partir da análise é possível

detectar com mais clareza os defeitos em cada ponto acima mencionado.

2.10 LUBRIFICAÇÃO

Os lubrificantes são substâncias utilizadas para diminuir a fricção em superfícies

sólidas. Por serem substâncias incompressíveis, formam uma película protetora emvolta do componente para evitar o contato sólido – sólido, amortecendo os impactos

ocasionalmente ocorridos durante os movimentos, para que não ocorra desgaste

prematuro, corrosão, aquecimento do equipamento e liberação de partículas sólidas.

Nesse sentido, Pereira (2011, p.88), observa que,

A principal função de um lubrificante é formar uma película que impedira umcontato direto entre duas superfícies que estão em contato e movendo-seentre si. Com isso, reduz-se o atrito a níveis mínimos, exigindo um menoresforço e, consequentemente, evitando o desgaste prematuro.


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Partindo deste pressuposto, torna-se necessário que entenda sobre os tipos de

óleos, conforme passa-se a contextualizar no próximo tópico.

2.11 TIPOS DE ÓLEOS LUBRIFICANTES

Como assevera Pereira (2011, p. 89) os óleos lubrificantes são divididos em quatro

grupos sendo: Óleos minerais; Óleos graxos; Óleos compostos e Óleos sintéticos.

Trazendo para a realidade do estudo e dos redutores de velocidade das prensas de

lavagem, o óleo utilizado é do tipo mineral. Sendo, assim dando maior ênfase.

Pereira (2011, p. 89), observa que os óleos minerais:

São óleos obtidos a partir da destilação do petróleo. Suas propriedadesdependem da natureza do óleo cru. [...] Apresentam grandes variações emsuas características, de acordo com o processo, como viscosidade,volatilidade, resistência à oxidação etc. São os mais utilizados e os maisimportantes em lubrificação.

Para Mind (2004), o óleo mineral é obtido do petróleo através do seu refino, sendo

que sua estrutura molecular pode ser classificada como óleos parafínicos ou

naftênicos.

Para Carreteiro e Belmiro (2006, p.19) os óleos básicos minerais “são os mais

comuns para emprego em lubrificação. Os óleos minerais são obtidos do petróleo e,

consequentemente, suas propriedades relacionam-se à natureza do óleo cru quelhes deu origem e ao processo de refinação empregado”. Com essa definição,

observa-se a necessidade de também abordar quanto a viscosidade do produto.

2.12 VISCOSIDADE

Para Ming (2004), a viscosidade é o conceito físico que mede o atrito entre as

moléculas de um lubrificante, sendo ela um dos fatores com maior relevância na

hora de decidir qual tipo de óleo será utilizado para cada equipamento.


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Ainda de acordo com Mind (2004), dependendo da velocidade de rotação de cada

equipamento, um tipo de lubrificante será utilizado, ou seja, quanto maior sua

velocidade, menor deverá ser sua viscosidade, quanto maior a viscosidade, maior

será a perda de potência. A temperatura é um fator de grande impacto para a

viscosidade, já que quanto maior for a temperatura de operação de um

equipamento, maior deverá ser a viscosidade do óleo lubrificante a ser empregado.

No que reputa Carreteiro e Belmiro (2006, p.35),

A viscosidade é a propriedade mais importante dos óleos lubrificantes,sendo definida como a resistência ao escoamento que s fluidos apresentam.[...] Também considero importantes às propriedades antiferrugem eantioxidantes, pois existem elementos de máquinas girantes que seencontram em contato com locais úmidos ou sujeitos a tal.

Pereira (2011, p. 89) diz que, “a viscosidade de um fluido é a propriedade que

determina o valor de sua resistência ao cisalhamento. A viscosidade é devida,

primariamente, à interação entre as moléculas do fluido.”

Para um equipamento rotativo a viscosidade de um óleo lubrificante é muito

importante para manter seus componentes internos com uma vida útil maior. Por

isso a especificação do óleo lubrificante tem que ser muito bem analisada para ser

utilizada em algum equipamento.

2.13 FERROGRAFIA OU ANÁLISE DE ÓLEO LUBRIFICANTE

De acordo com Mind (2004), a análise de óleo lubrificante ou ferrografia é uma

técnica de medição muito utilizada na manutenção preditiva, é de extrema

importância, pois com ela é possível monitorar os desgastes de uma máquina.

Mesmo quando o equipamento é lubrificado corretamente, são produzidas partículas

metálicas, principalmente ferrosas, inferiores a 25 mícrons. A ferrografia é baseada

no principio em que toda máquina sofre um desgaste, gerando particulados. Essa

técnica consiste na determinação da severidade de como estão às partículas

encontradas em amostras de óleos ou graxas lubrificantes. Análise é realizada por


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meio de amostras colhidas com a máquina em operação, sendo analisadas as

partículas de desgastes (limalhas) e verificando a severidade das mesmas.

Furlanetto, Garetti e Macchi (2007, p.72), dizem que,

A presença de restos de metal em óleos lubrificantes de equipamentos compartes móveis é um indicador seguro do desgaste das partes. A análise doteor de metal dos óleos (Ferrografia) é, portanto, um poderoso método deinvestigação de desgaste.

[...] Esta técnica é também efetivamente usada em máquinas de grandeporte, tais como (turbinas, redutores de velocidade, fábricas de papelcontínuo, etc.) em que o volume de óleo no jogo é muito grande, enquantoque a formação de partículas é relativamente pouca.

Alicerçados no que mencionam os renomados autores, a análise é fundamental, pois

através desta é possível constatar se há alguma alteração na composição do óleo,

caso ocorrendo, torna-se evidente que está acontecendo algo que precisa ser

revisto.

2.14 MCC OU MANUTENÇÃO CENTRADA NA CONFIABILIDADE

A manutenção centrada na confiabilidade é um método estruturado para

desenvolver-se a melhor estratégia de manutenção para um processo ou um dado

equipamento, permitindo avaliar as criticidades das falhas, além de selecionar o tipo

de manutenção para os modos de falha identificados.

Segundo Siqueira (2012, p. 9), “a generalidade dos conceitos e técnicas da MCCsão aplicáveis, atualmente, a qualquer sistema, independente da tecnologia onde

seja necessário manter a funcionalidade de processos ou ativos físicos.”

Complementando Johnston (apud RAPOSO, 2005, p. 26) “simplifica um pouco mais

ao descrever a MCC como ‘um processo de análise e decisão que busca otimizar

tarefas de manutenção’”.


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2.15 CONFIABILIDADE

O estudo da confiabilidade surgiu com a necessidade de crescimento das indústrias.

A confiabilidade tem tido um grande avanço na função manutenção das empresas,

com o intuito de aumentar a disponibilidade dos equipamentos. Pode se dizer que a

definição de confiabilidade é a probabilidade de um sistema cumprir adequadamente

ao seu propósito especificado, por um determinado período de tempo

predeterminado sem falhas (PEREIRA, 2011).

Na visão de Pereira (2011, p.15), confiabilidade:

É a probabilidade de um equipamento operar, sem falhas, durante umperíodo de tempo predeterminado. A determinação da confiabilidade devesempre estar associada a um período de tempo. À medida que se aumentao tempo de avaliação, maior é a chance de acontecerem falhas, ou seja,menor será a confiabilidade da máquina ou do ferramental.

Complementando Gurski (2002, p. 9) define:

Confiabilidade é uma medida estatística (probabilidade), determinada pelograu de admissibilidade abaixo da qual a função não é mais satisfatória(falha), dentro deum determinado tempo definido (ou seja, em intervalosdiferentes de tempo, haverá diferentes níveis de confiabilidade), e sobcondições definidas de uso (o mesmo equipamento sujeito a duascondições diferentes de uso apresentará diferentes confiabilidades em cadacaso).

Na área de manutenção a confiabilidade é umas das mais importantes palavras, ou

seja, significa que todo equipamento que se faz manutenção correta à confiabilidade

de sua operação sem quebra terá que ser a maior possível.

2.16 ANÁLISE DE FALHAS

Todo equipamento está suscetível a falhar em algum momento, por isso, existe um

estudo que analisa as falhas ocorridas, sendo este, a análise de falhas, que é um

método muito utilizado pelas empresas para identificar a causa raiz de uma falha

ocorrida em um equipamento. O propósito principal da análise de falha é definir o

que deverá ser feito e o tipo de manutenção que deverá ser empregada, a fim de

http://pt.wikipedia.org/wiki/Confiabilidadehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Manuten%C3%A7%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Manuten%C3%A7%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Confiabilidade


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evitar futuras falhas e paradas emergenciais, o que afeta significativamente nos

custos de uma empresa. Além disso, através da Análise de Falhas cria-se um banco

de dados para que em projetos futuros não ocorram os mesmos erros, funcionando

assim como ferramenta de trabalho (PINTO, 2004).

Para Pinto (2004, p .8), ao explicar a Análise de Falhas, afirma que,

Os objetivos principais da metodologia de análise de falhas são: Estruturar aplanificação das manutenções preventivas, preditivas e proativas de acordocom os modos de falha predominantes em cada equipamento e a análisedos riscos representativos ao sistema. Assegurar o controle das causasfundamentais identificadas para cada modo de falha, e minimizar seu

impacto sobre o funcionamento do sistema (aumento do tempo médio entrefalhas de um equipamento). Amparar as análises de confiabilidade e astomadas de decisões em trabalhos de planejamento da manutenção eeliminação de perdas produtivas. Auxiliar as estratégias de formação dosefetivos de manutenção através da observação das necessidadesobservadas durante as análises das falhas já vivenciadas ou potenciais.

Complementa Pinto (2004) que para a identificação de falhas existem ferramentas

que auxiliam o trabalho, sendo as principais:

Diagrama de causa e efeito (Ishikawa)

Método dos “5 Porquês”

FTA (Faut Tree Analysis)Análise da Árvore de Falha,

FMEA (Failure Mode And Effects Analysis), Análise de Modos de Falha e

Efeitos.

Para melhor entendimento passa-se a abordar de forma mais detalhada o FMEA e o

FTA, nos tópicos seguintes.

2.16.1 FMEA (ANALISE DE MODOS DE FALHA E EFEITOS)

No que reputa Siqueira (2012) O método FMEA (Analise de Modos de Falha e

Efeitos) é uma ferramenta que estuda várias funções de uma instalação de um

equipamento ou na correção de um projeto como, função, falha funcional, modo defalha, causa da falha, efeito da falha e criticidade ou severidade do efeito. Na MCC é


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utilizado para identificar, avaliar, documentar e priorizar o impacto potencial de cada

falha funcional, buscando a causa raiz de cada modo de falha.

Para Mcdermott; Mikulak e Beauregard (1996, p. 3), relatam que,

Uma FMEA é um método sistemático de identificação e prevenção deproblemas de produto e de processo antes que eles ocorram. FMEA de sãofocados em prevenção de defeitos, melhorar a segurança e aumentar asatisfação do cliente. Idealmente, FMEAs são conduzidas no design doproduto ou fases de desenvolvimento do processo, embora a realização deum FMEA em produtos e processos já existentes também podem produzirgrandes benefícios.

De acordo com Romeiro Filho (2011, p. 329), o FMEA:

É uma técnica analítica para identificar e documentar de forma sistemáticafalhas em potencial, de maneira a elimina-las ou reduzir sua ocorrência, pormeio de um processo de aplicação estruturado. Geralmente esse processoé utilizado no estágio de desenvolvimento de novos produtos, embora possaser usada também para produtos regulares, processos novos ouimplantados.

O modelo de formulário (figura 22) foi colocado abaixo para melhor visualização ecompreensão.

Figura 22: Modelo de formulário FMEAFonte: Siqueira. (2012, p.65)


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O FMEA é utilizado para entender melhor o equipamento e seus respectivos

componentes, mostrando suas funções, modos e efeitos de suas prováveis falhas.

2.16.2 FTA (FAUT TREE ANALYSIS)

O FTA é uma ferramenta de análise de falhas, que interliga uma falha a outra de

modo hierárquico. É uma técnica analítica da confiabilidade, oferecendo uma base

objetiva para a análise da falha. Visa melhorar a confiabilidade de equipamentos e

processos por intermédio da análise sistemática de possíveis falhas e suas

consequências, sendo adotadas medidas corretivas e preventivas (GUERRERO;ROZENFELD, 1999).

De acordo com Guerrero e Rozenfeld (1999, p. 1),

O diagrama da árvore de falhas mostra o relacionamento hierárquico entreos modos de falhas identificados no FMEA. O processo de construção daárvore tem início com a percepção ou previsão de uma falha, que a seguir édecomposto e detalhado até eventos mais simples. Dessa forma, a análise

da árvore de falhas é uma técnica top-down, pois parte de eventos geraisque são desdobrados em eventos mais específicos.

Multas análises de falhas são explicadas por esse modelo, pois o mesmo pode ser

iniciado pelo principal problema que ocorreu.


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3 ESTUDO DE CASO

3.1 EMPRESA OBJETO DE ESTUDO

A pesquisa do estudo de caso teve inicio 2012, entretanto, os dados são

documentados desde 2008. A razão da pesquisa alicerça na grande quantidade de

vazamento de óleo lubrificante ocorrido nos redutores de velocidade da marca

Benzlers, instalados nas duas prensas de lavagem da marca Compact Press

situados no processo da linha de fibras em uma empresa de papel e celulose no

extremo sul da Bahia.

3.2 APRESENTAÇÃO DOS DADOS

Com base nos documentos analisados, foi possível constatar que no ano de 2006

ocorreu uma modificação na linha de fibras I, com a obtenção da instalação das

prensas de lavagem para o aumento de eficiência na retirada dos produtos químicoscom a lavagem da polpa de celulose.

Após constatação in loco, foi possível detectar que as prensas de lavagem PO e

DUAL são equipamentos de suma importância para o processo de lavagem da polpa

de celulose e por isso a sua parada acarreta em uma grande perda para o processo.

Todas as duas prensas funcionam em um regime de 24 horas por dia e todos os

seus componentes necessitam ter um funcionamento perfeito para o seu trabalho. Oproblema encontrado em um de seus componentes era o vazamento óleo

lubrificante pelos retentores dos redutores de velocidade das duas prensas de

lavagem.

Nas prensas PO e DUAL estão instalados 12 redutores de velocidade, sendo oito na

PO e quatro na DUAL, tendo três modelos diferentes, o BTM 82, BTM 92 e o BTM

102.


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O quadro 1 abaixo mostra as respectivas nomenclaturas dos redutores com seus

respectivos modelos:

Quadro 1: Nomenclatura dos redutores de velocidade Benzlers e seus respectivos modelos.Fonte: Autoria própria

Os BTM 82 e BTM 92 estão instalados nas roscas de alimentação e os BTM 102

estão instalados nas roscas de descarga. A diferença das posições instaladas dos

redutores de velocidade se deve a diferença de relação de transmissão. Como as

roscas de descarga são maiores que as roscas de alimentação o torque exigido

deverá ser maior, conforme pode ser visualizado no quadro 2.

Quadro 2: Rotação e relação de transmissão de cada modelo de redutor de velocidade.Fonte: Autoria própria

Os vazamentos de óleo lubrificante nos redutores de velocidade estavam ocorrendo

desde 2008, porém esse valor de óleo lubrificante desperdiçado só foi contabilizado

a partir do mês de fevereiro de 2012 com o auxilio do lubrificador da área da linha e

fibras I.

A partir desses dados foi possível ter uma média de vazamento de óleo lubrificante

nos redutores de velocidade em um período de cinco meses, compreendendo


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fevereiro a junho de 2012. No estudo foi constatado que dos 12 redutores de

velocidade, 6 estavam com vazamento de óleo lubrificante pelo retentor, tendo uma

média de 97,34 l/mês de óleo lubrificante desperdiçado, gerando um gasto de R$

3.040,25 durante o

analise de falha nos redutores de velocidade benzlers

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