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EQ-006 Confiabilidade de Produtos e Sistemas

INFLUÊNCIA DO FIO ESMALTADO NOS RETORNOS EM GARANTIA DE MOTORES ELÉTRICOS.

Trabalho da cadeira EQ-006 “ Confiabilidade de Produtos e Sistemas” apresentado no PECE Programa de Educação Continuada da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, para avaliação de aproveitamento do curso Cadeira: EQ-006 Professor: Dr. Gilberto F. M. de Souza. Aluno: Marcelo Gandra Falcone.

São Paulo 2003

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RESUMO

O presente trabalho visa avaliar o aproveitamento na cadeira EQ-006 – “Confiabilidade em Produtos e Sistemas” do PECE - Programa de Educação Continuada da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, ministrada pelo Professor Dr. Gilberto F. M. de Souza. Além disto o trabalho pretende sugerir de maneira simples, para não especialistas, conceitos de Vida e Confiabilidade em motores elétricos de indução, para ser aplicado como uma das ferramentas de gestão de manutenção na tendência das exigências de mercado ou conhecimento de partes de sistemas que utilizam este tipo de acionamento eletromecânico. O trabalho procura agregar coerência e uniformidade de valores nas partes interessadas, para uso didático ou profissional.

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ABSTRACT

The present paper seeks to valuation in the discipline EQ-006". Reliability in Products and Systems" of PECE - Program of Continuous Education of the Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, learned by the Teacher Dr. Gilberto F. M. of Souza. Besides the paper intends to suggest in a simple way, for no specialists, concepts of End-Of-Life and Failure in electric motors of induction, to be applied as one of the tools of maintenance administration in the tendency of the market demands or knowledge of parts of systems that use this type of electrical machine. The present paper made analyses of wire influence in the returns in warranty of electric motors.

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SUMÁRIO 1- INTRODUÇÃO................................................................................................. 05 2- CONCEITOS..................................................................................................... 06 2.1. Conceitos Gerais............................................................................................... 06

2.2. Confiabilidade em motores elétricos................................................................. 07 2.2.1 Conjunto máquina (motor).............................................................................. 08 2.2.2 Tampas............................................................................................................ 09 2.2.3 Mancais .......................................................................................................... 10 2.2.4 Rotor............................................................................................................... 10 2.2.5 Estator............................................................................................................. 11 2.2.6 Enrolamento.................................................................................................... 11

2.3. Cuidados durante a fabricação/manutenção...................................................... 12 2.3.1 Os defeitos das partes mecânicas.................................................................... 12 2.3.2 Os defeitos do processo de bobinagem........................................................... 13 2.3.3 Produto Acabado............................................................................................. 13 2.4. Vida Útil Efetiva dos Motores elétricos............................................................ 13

2.5. Curva de Vida do Fio Esmaltado.......................................................................14 3- ESTUDO DE CASO ......................................................................................... 16

3.1. Levantamento de dados. .................................................................................. 16 3.2. Análise preliminar das falhas............................................................................. 19 3.3. Análise das falhas e comportamento das mesmas...............................................20 3.4. Taxa de falhas no motor de indução....................................................................21 3.5. Distribuição de falhas e confiabilidade do motor de indução..............................21 3.6. Estudo da confiabilidade do enrolamento............................................................24 3.7. Estudo da confiabilidade do fio esmaltado no enrolamento................................27

4- CONCLUSÕES.................................................................................................. 30 5- BIBLIOGRAFIA.................................................................................................32

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INFLUÊNCIA DO FIO ESMALTADO NOS RETORNOS EM GARANTIA DE MOTORES ELÉTRICOS.

1- INTRODUÇÃO O objetivo deste trabalho é analisar os retornos em garantia de motores elétricos de indução através de uma coleta de dados e análise estatística, a influência do fio esmaltado no sub-sistema chamado isolação. O efeito pratico sobre isto se recai sobre o fato dos motores elétricos serem o principal meio de acionamento de equipamentos industriais ou domésticos e através dos estudos deste trabalho poderemos sugerir de maneira simples, para não especialistas, conceitos de Vida e Confiabilidade em motores elétricos de indução, que podem ser aplicados como uma das ferramentas de gestão de manutenção na tendência das exigências de mercado ou para conhecimento de partes de sistemas que utilizam este tipo de acionamento eletromecânico. A ênfase do trabalho recai sobre os motores assíncronos de indução, particularmente os de pequeno e médio portes, pois são os mais encontrados. Eles podem ser monofásicos ou polifásicos, de rotor bobinado ou rotor em gaiola, de aplicações domésticas ou industriais. A quantidade de motores de indução é tão grande em relação aos de corrente contínua, aos síncronos e aos especiais que, provavelmente, eles atinjam 95% ou mais dos motores instalados na indústria. Eles são de construção mais simples, robustos e seguros, e menos suscetíveis às agressões do meio ambiente, principalmente os de rotor em gaiola. Mas nem por isso deixam de necessitar de certos cuidados: a) por cuidados iniciais entende-se um conjunto de verificações para concluir se o motor está adequado e apto a ser instalado e executar os serviços a que se destina, tais como potencia, tensão, freqüência, grau de proteção, efeitos de armazenamento (lubrificação, umidade, contaminação), instalação elétrica (cablagem, chaves, reles de proteção, supervisório, inversores, conversores, etc.), acoplamento, etc.; b) por requisitos ambientais entende-se as verificações do local onde o motor será instalado quanto à temperatura, pressão e agressividade química e mecânica do meio ambiente, visando tanto a proteção do equipamento quanto a segurança, do ponto de vista elétrico e mecânico das pessoas que trabalham com ele. É preciso verificar também o inverso, ou seja, o quanto o motor agride o ambiente com emissão de gases, vapores, ruídos e vibrações. Neste ponto, os motores elétricos são os mais favoráveis e, dentre eles, destacam-se os motores de indução, que, quando bem projetados e construídos apresentam baixíssimo nível de vibração e tolerável nível de ruído para a maioria das aplicações; c) por manutenção periódica entende-se uma série de operações a que deve ser submetido o motor, para que tenha sua durabilidade estatisticamente prolongada, ou seja, para que a probabilidade de vida útil seja aumentada. Pode ser do tipo preditiva, preventiva ou corretiva, tudo depende do custo benefício, que deve ser analisado em função do custo de manutenção e do preço de aquisição do motor.

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Não podemos esquecer que motores elétricos são máquinas rotativas e os mancais (rolamentos ou deslizamento) são componentes de desgaste (vida curta comparada aos demais componentes, ou seja, por volta de 12.000 horas enquanto o resto dos componentes tem vida estimada por volta de 80.000 horas) Estes itens lembram um pouco o que se costuma fazer com o atleta que é candidato a uma competição ou campeonato. O item "a" seria o exame médico inicial, o "check-up" a que é submetido antes da convocação, para verificar suas possibilidades.O item "b" corresponderia ao exame técnico das condições das pistas, dos campos e do rigor e exigências da competição. E o item "c" pode lembrar as concentrações ou internações periódicas, de um ou alguns dias, em uma clínica especializada para tratamento, relaxamento e retomada da plena forma física e mental. Acreditamos que estes três itens, se bem conduzidos, podem garantir o sucesso, não só do motor, mas também de quem cuida dele. Estes cuidados afetam diretamente a Confiabilidade e a Vida do motor. Veremos na parte experimental que o numero de falhas precoces por problemas de especificação e falta de cuidados iniciais é bastante acentuado. 2. CONCEITOS 2.1 Conceitos Gerais As partes estruturais de um motor, como carcaça, núcleos magnéticos (pacote), tampas, caixas de ligação, eixo e o barramento da gaiola, desde que bem cuidadas e usadas dentro das especificações, têm vida muito longa. Só abordaremos aqui os motores elétricos de baixa tensão, até 600 V. Costuma-se dizer que, se não houvesse acidentes, estas partes consideradas estruturais seriam praticamente eternas, coisa que não ocorre com escovas e mancais (sejam de rolamento ou de escorregamento), que são denominados componentes de desgaste e, portanto, renováveis periodicamente. Assim, o grande limitador de vida do motor elétrico é o enrolamento, ou melhor, a isolação do enrolamento, tanto dos condutores (fios) entre si, como daqueles para a massa. Os fatores limitantes da vida do isolante são de natureza química, mecânica, elétrica e térmica. Os agentes químicos/ambientais: podem ser de natureza gasosa, líquida ou sólida e de altitude (pressão atmosférica). Atacam o material isolante, destruindo-o em pouco tempo ou diminuindo lentamente suas características (seu poder dielétrico). O isolante acaba sendo perfurado, devido ao potencial elétrico a ele aplicado. A água é um agente pernicioso, não por si só, mas porque dissolve sais e outras substâncias que vão agir de maneira maléfica sobre o isolante. Os agentes mecânicos: dentre os que afetam a isolação, destacam-se os choques e as vibrações provocadas pelo próprio motor (desbalanceamento) ou transmitidas ao mesmo pelas estruturas externas. Outro agente mecânico é a erosão causada por pós-abrasivos lançados pelo ventilador.

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As ações térmica e elétrica sobre os isolantes são temas excessivamente longos e complexos para serem tratados neste trabalho. Portanto, o que estamos apresentando é apenas um resumo do que interessa, de um ponto de vista prático. Os agentes térmicos: pode-se construir um motor quase perfeito no que diz respeito à proteção contra pó, água, agentes mecânicos e químicos, e utilizá-lo sem sobrecargas em um local extremamente limpo. Porém, é impossível protegê-lo contra o agente térmico (temperatura de funcionamento). Contra este mal não há remédio: nenhuma isolação é eterna. Todo motor apresenta perdas de potência (Watts) internamente. Essas perdas se transformam em calor que aquece o enrolamento, produzindo uma elevação de temperatura em relação ao ambiente, pois sem isso, o calor não se escoaria para fora do motor. A elevação de temperatura possui efeito pernicioso sobre os isolantes: é o fenômeno denominado envelhecimento térmico do dielétrico, onde o material de isolação perde lentamente seu poder dielétrico. O isolante acaba sendo rompido (perfurado), deixando passar corrente em algum ponto (curto-circuito entre condutores ou para a massa), de tal modo que, se não houver uma proteção de ação rápida, as conseqüências podem ser desastrosas, com estouros, fusão de condutores e até fusão parcial do pacote de chapas magnéticas. É claro que, se a temperatura de funcionamento for muito elevada, em função de sobrecargas ou devido ao projeto ou construção inadequados, o enrolamento pode se queimar rapidamente, muito antes do que ocorreria pelo fenômeno de envelhecimento térmico, que é, por natureza, um fenômeno lento. Estes casos são denominados queima acelerada e não envelhecimento térmico. Enfim, pelo fato de a temperatura ser um fator limitador inexorável, os motores (tanto os abertos como os blindados) são projetados com sistema de dissipação (ventilação), adequado para que a elevação de temperatura esteja de acordo com o isolante utilizado. Para se ter uma idéia da grande importância da temperatura na vida de um enrolamento, é bom lembrar que apenas 10°C a mais de temperatura de funcionamento pode reduzi-la à metade. Por exemplo: se o isolante utilizado é bom para suportar uma temperatura contínua de 120°C, durante uma vida prevista de quatro anos, não se deve esperar mais que dois anos de funcionamento se ele for submetido a 130°C. Os agentes elétricos: é a sobretensão elétrica (tensão elétrica muito acima da nominal), que pode ocorrer tanto de forma contínua (mais raro) como em forma de pulsos provocados por oscilações na linha ou até por origem de descargas atmosféricas (raios). O potencial elétrico aplicado ao isolante poderá ser de tal valor que ultrapasse o limite do poder dielétrico do material, perfurando-o e provocando o curto-circuito. 2.2 Confiabilidade em motores elétricos. Como mencionado na introdução para um motor elétrico operar com sucesso sem falhas durante um período é necessário que ele seja especificado corretamente para a utilização, nos requisitos de ambiente físico que envolve o equipamento, manutenção adequada, instalação, operação, operador. Uma vez estabelecido os conceitos de adequação e aderência as especificações, definimos que confiabilidade de um motor elétrico é a probabilidade do mesmo operar sem apresentar falhas por um período especifico, por exemplo, operar sem falha alguma entre paradas programadas para re-lubrificação ou troca de rolamentos.

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Abaixo na figura 1 podemos ver um desenho esquemático de um motor :

Figura 1 – Desenho esquemático de um motor, retirado do livro Máquinas de Corrente Alternada, de Alfonso Martignoni, página 311. 2.2.1 Motor Como podemos ver na figura um motor elétrico constitui-se basicamente de :

Estator; Enrolamento; Rotor; Tampas; Mancais;

O conjunto motor elétrico tem como principais falhas (falhas mais comuns):

Motor não arranca (não parte, ou não vira) Vibração ou ruído Perda de potencia ou velocidade Aquecimento

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Na próxima pagina veremos na figura 2 uma tabela com as principais falhas e causas possíveis

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Figura 2 – Tabela retirada da apostila “motores de indução volume II”, Ensaios e Defeitos, de Aureo Gilberto Falcone e Marcelo Gandra Falcone, pagina 35. 2.2.2 Tampas Constituídas normalmente de:

Tampa mancal principal (L.A. e L.O.A.); Tampinha externa do alojamento do mancal (L.A. e L.O.A.); Tampinha interna do alojamento do mancal (L.A. e L.O.A.).

O conjunto das tampas tem como principais falhas (falhas mais comuns):

Quebra ou deformação mecânica dos rebaixos; Ovalização; Desgaste criando folgas excessivas; Quebras ou deformação.

2.2.3 Mancais: Normalmente são:

Buchas de deslizamento ou Rolamentos.

O conjunto mancais tem como principais falhas (falhas mais comuns):

Desgaste; Vibração ou ruído; Oxidação; Falhas de lubrificação.

2.2.4 Rotor: Como podemos ver na figura 3 um rotor constitui-se basicamente de:

Eixo; Núcleo Magnético; Barramento; Anéis de curto circuito.

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Figura 3 – Desenho esquemático de um rotor, retirado do livro Máquinas de Corrente Alternada, de Alfonso Martignoni, página 185. O conjunto rotor tem como principais falhas (falhas mais comuns):

Quebra ou deformação mecânica do eixo; Vibração ou ruído magnético proveniente de núcleo solto; Abertura de solda ou fundição dos anéis de curto; Soltura dos pesos de Balanceamento Abertura ou rompimento de barras Desgaste dos colos de mancais.

2.2.5 Estator: Como podemos ver na figura 4 um estator constitui-se basicamente de :

Carcaça; Núcleo Magnético; Caixa de Bornes; Enrolamento;

Figura 4 – Desenho esquemático de um motor, retirado do livro Máquinas de Corrente Alternada, de Alfonso Martignoni, página 23. O conjunto estator tem como principais falhas (falhas mais comuns):

Quebra ou deformação mecânica da carcaça ou pés / falhas dimensionais Vibração ou ruído magnético Mau contato/quebra nos bornes Falhas de enrolamento

2.2.6 Enrolamento Como podemos ver na figura 5 um Enrolamento constitui-se basicamente de :

Condutores(fio esmaltado); Cunha de fechamento (esteca); Filme isolante para massa e entre camadas; Verniz;

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Figura 5 – Ilustração de enrolamento retirada da apostila “motores de indução volume II”, Ensaios e Defeitos, de Aureo Gilberto Falcone e Marcelo Gandra Falcone, pagina 35. O conjunto do enrolamento tem como principais falhas (falhas mais comuns):

Ruptura do isolamento entre bobina e chapa do núcleo do estator; Variação na resistência; Solda aberta; Curto entre espiras; Curto entre fases; Condutor cortado ou interrompido; Isolamento danificado (trinca, fissuras) Protetor térmico danificado Fuga do protetor para o enrolamento Isolamento envelhecido por ação térmica;

2.3 Cuidados durante a fabricação e/ou manutenção: A implementação de inspeções, testes e ensaios durante o processo de fabricação ou manutenção visam o aumento da confiabilidade. A eficiência dos produtos na fabricação ou na manutenção é extremamente necessária e inevitável para atingir índices de qualidade (evitar retrabalho) e evitar falhas precoces. 2.3.1 Os defeitos das partes mecânicas (carcaça, núcleos magnéticos, tampas, tampinhas e eixo) podem apresentar são: Dimensionais em geral:

Tolerâncias de ponta de eixo; Tolerâncias de rasgo de chaveta; Tolerâncias de chavetas; Tolerâncias e centralização de colos de mancais; Tolerâncias e centralização dos rebaixos, furação dos pés e altura até o centro da

carcaça; Tolerâncias e centralização de cubos das tampas; Tolerâncias e centralização de rebaixos das tampas; Tolerâncias e centralização do assento de mancais; Folga de tampinhas internas e externas.

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Inspeção durante a fabricação de acordo com desenhos (dimensional). Solda:

Conformidade/Continuidade; Bolhas; Respingo.

Inspeções: Visual; Liquido penetrante.

Fundidos:

Bolhas; Fissuras.

Inspeção por líquido penetrante após usinagem. Núcleo magnético:

Dimensional, Perdas; Fixação.

Inspeção por alicate de perdas e dimensional padrão Balanceamento:

Vibração. Inspeção feita no próprio processo. 2.3.2 Os defeitos do processo de bobinagem: Choque (mau isolamento entre bobina e chapa do estator), variação na resistência, solda mal feita, ligações invertidas, sentido de rotação errado, curto entre espiras, fio fora da ranhura, curto entre fases, foi cortado ou interrompido, ligação errada, isolamento dobrado, isolamento danificado, protetor térmico danificado, fuga do protetor para o enrolamento. Os testes que são realizados estão descritos abaixo e estão na ordem de execução:

Medição de resistência ôhmica; Teste de tensão aplicada AC (Hipot AC); Teste de tensão aplicada DC (Hipot DC); Teste de Surto Elétrico (Surge Test); Teste de protetor térmico; Teste do sentido de rotação.

2.3.3 Produto acabado Após a montagem os ensaios de rotina que devem ser executados para verificação da conformidade do produto com a especificação:

Ensaio de Verificação da resistência ôhmica Ensaio de Resistência de Isolação Ensaio de determinação do Índice de polarização Ensaio de Tensão suportável Ensaio em Vazio Ensaio de Rotor bloqueado Ensaio de Pintura Verificação Visual final

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2.4 Vida útil efetiva dos motores elétricos: Conforme mostrado até aqui, as causas e influências que dão origem ao envelhecimento do sistema isolante dos motores de indução, são múltiplas. “Envelhecimento” significa uma mudança nociva à capacidade de isolar do sistema isolante. A natureza desta mudança pode ser muito variada. As propriedades de um sistema isolante, as quais são influenciadas pelo envelhecimento, dependem do tipo de esforço (stress) e do tipo de material que está sendo usado. Os esforços que produzem envelhecimento, chamados de “fatores de envelhecimento”, podem ser divididos normalmente em quatro tipos básicos: Elétricos, térmicos, mecânicos e químicos, como já vistos neste trabalho. A falha efetiva do sistema isolante significa o rompimento da rigidez dielétrica dos isolantes sólidos, colocando em curto-circuito as partes energizadas. A vida útil efetiva pode ser determinada medindo o tempo necessário para o rompimento completo do dielétrico do sistema isolante. Fazendo isto em tempo real tornar-se-ia muito exaustivo, considerando que seja esperado uma duração normal de alguns anos. Por isto, o processo de envelhecimento normalmente é acelerado em laboratório de testes, para reduzir o tempo de vida. Isto é feito usualmente aumentando a amplitude do tipo de um esforço (fator limitante da vida) sob estudo. Quando são disponíveis dados suficientes de envelhecimento, aspectos estatísticos podem ser considerados. Acelerando o processo de envelhecimento para um dado tipo de esforço é possível que um outro tipo de esforço que também cause envelhecimento passe a ser dominante, ou ainda que as mudanças no processo de envelhecimento sejam não lineares em função do aumento da amplitude do esforço. Desta forma, as extrapolações devem ser feitas com muita prudência, visto que podem conduzir a resultados errados. Os ensaios de envelhecimento, diante das dificuldades apresentadas, são validos para efeito comparativo, visto que nestes casos nenhuma extrapolação precisa ser feita e os materiais, métodos e processos podem ser comparados em condições idênticas. Os sistemas isolantes, os quais são expostos a diversos fatores limitantes da vida podem, adicionalmente ao envelhecimento produzido por cada fator, experimentar o envelhecimento devido aos efeitos da sinergia. Os efeitos da sinergia são devidos à interação entre os diferentes fatores limitantes. Portanto, a estimativa do tempo de vida útil efetiva de um dado motor, em função da multiplicidade de fatores limitantes, é uma tarefa altamente complexa, onde interagem os efeitos devidos às variações nos processos construtivos, aqueles em função das reações físico-químicas dos materiais isolantes envolvidos, a temperatura e todos os fatores ambientais relacionados com as contaminações e umidade. Além disso, em função das inter-relações entre os diversos fatores limitantes da vida, aparece o efeito da diminuição de tempo de vida em função do aumento de componentes. Diversos modelos foram criados para representar o comportamento de cada fator limitante da vida e permitir avaliar o tempo de vida esperado. O cálculo teórico através da aplicação das equações que governam os diversos fatores limitantes, em função da complexidade, se não permite exatamente estimar a vida útil esperada de forma absoluta, pelo menos permite tirar conclusões comparativas valiosas, já que pode mostrar as tendências esperadas para cada caso, como, o grande limitador de vida do motor elétrico é o enrolamento, ou melhor, a isolação do enrolamento, tanto dos condutores (fios) entre si, como daqueles para a massa, a formulação esta associada ao comportamento deste, ou seja, neste trabalho iremos adotar como fator limitante de vida fio esmaltado.

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2.5 Curva de vida do fio esmaltado (fornecido pela Pirelli fios esmaltados)

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3. ESTUDO DE CASO 3.1 Levantamento de dados Utilizando os conceitos do curso EQ-006 “Confiabilidade de Produtos e Sistemas” vamos fazer uma analise da confiabilidade do sistema no período de garantia, por meio da representação dos diagramas de bloco e de tabela de falhas. Os componentes básicos que podem gerar falhas críticas no motor são:

Estator; Enrolamento; Rotor; Tampas; Mancais.

Estamos propondo um modelo com os componentes dispostos em série conforme figura 6: Figura 6 – Componentes do motor dispostos em série As falhas dos componentes acima são independentes e a confiabilidade Rs(t) do sistema motor é dada por:

, onde n=5.

Subdividindo o sistema e analisando o Enrolamento temos: Os componentes básicos que podem gerar falhas críticas no enrolamento são:

Fio esmaltado; Papel isolante; Verniz.

Eles atuam em modelo proposto na forma disposta conforme figura 7: Para a parte experimental foi feito um levantamento através de um banco de informações de unidades retornadas durante 42 meses. Neste banco de informações constam as unidades produzidas e as unidades de retorno pelos clientes para analise de garantia. Todo motor que retorna sofre uma analise para verificação do tipo de falha, as causas possíveis e se é realmente garantia ou não. Foram anotadas 124 falhas para 2426 unidades produzidas correspondentes a estas falhas no período.

Mancal Estator Rotor Enrolo Tampas

Fio Esmaltado

Verniz

Isolante

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Tabela 1 tipo de falha e tempo até as falhas Problema Causa tempo de Uso tempo Constatado Constatada em Meses em horas rotor errado projeto do rotor 0,033 24 Mancal montador 0,033 24 falha isolação operador cliente 0,0333 24 Sobrecarga operador cliente 0,0333 24 fora de norma especificação errada 0,0333 24 Dimensional especificação errada 0,0333 24 Dimensional especificação errada 0,0333 24 mancal montador 0,0333 24 mica desconforme montador 0,0333 24 Dimensional especificação errada 0,25 180 Dimensional especificação errada 0,25 180 enrolado errado enrolador 0,25 180 falha isolação enrolamento 0,333 240 sobrecarga operador cliente 0,333 240 mancal fundido montagem 0,5 360 Dimensional levantamento errado 0,5 360 Dimensional especificação errada 0,5 360 pintura especificação 0,5 360 acabamento especificação errada 0,5 360 mancal fundido faltou oleo no cliente 0,5 360 Dimensional levantamento errado 0,5 360 mancais montador 0,5 360 falha isolação manuseio 1 720 Dimensional especificação errada 1 720 balanceamento flexão do rotor 1 720 falha isolação fio esmaltado 1 720 dimensional motor encolheu ??? 1 720 mancal fornecedor de rolamento 1 720 mancal balanceamento 1 720 mancal fundido instrução de uso 1 720 mancal fundido operador cliente 1 720 mancal balanceamento 1 720 falha isolação fio esmaltado 1 720 falha isolação fio esmaltado 1 720 montagem montador 1 720 sobrecarga especificação errada 1 720 falha isolação especificação errada 1 720 dimensional especificação errada 1 720 falha isolação enrolador 1 720 mancais fornecedor de rolamento 1 720 torque baixo especificação errada 1 720 Falha isolação comutador ( fornecedor) 1 720 Torque baixo especificação errada 1 720 Falha isolação operador cliente 1 720 Falha isolação operador cliente 1 720 Falha isolação especificação errada 1 720

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mancal fundido montagem 2 1440mancal fundido montagem 2 1440Dimensional especificação errada 2 1440sobrecarga operador cliente 2 1440falha isolação enrolador 2 1440tampinha oval material / usinagem 2 1440falha isolação fio esmaltado 2 1440falha isolação fio esmaltado 2 1440fixação dos polos metodo 2 1440fixação dos polos metodo 2 1440fixação dos polos metodo 2 1440fixação dos polos metodo 2 1440fixação dos polos metodo 2 1440fixação dos polos metodo 2 1440fixação dos polos metodo 2 1440fixação dos polos metodo 2 1440fixação dos polos metodo 2 1440fixação dos polos metodo 2 1440falha isolação enrolador 2 1440torque baixo especificação errada 2 1440mancal fundido montagem 3 2160falha isolação fio esmaltado 3 2160falha isolação fio esmaltado 3 2160falha isolação comutador ( fornecedor) 3 2160falha isolação fio esmaltado 3 2160acabamento especificação errada 3 2160mancal lote rolamento 4 2880mancal lote rolamento 4 2880mancal lote rolamento 4 2880falha isolação montador 4 2880fixação dos polos metodo 4 2880sobrecarga especificação errada 4 2880falha isolação enrolador 5 3600sobrecarga operador cliente 5 3600rotor errado projeto do rotor 5 3600mancal lote rolamento 5 3600mancal lote rolamento 5 3600mancal lote rolamento 5 3600falha isolação fio esmaltado 5 3600falha isolação enrolador 5 3600comutador sobrecarga 6 4320falha isolação erro de estocagem 6 4320falha isolação contaminação 6 4320sobrecarga operador cliente 7 5040comutador sobrecarga 7 5040desgaste material / usinagem 7 5040sobrecarga especificação errada 8 5760mancal lote rolamento 8 5760mancal lote rolamento 8 5760acabamento especificação errada 8 5760falha isolação fio esmaltado 9 6480

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falta de fase contator do cliente 9 6480falha isolação isolamente 9 6480Mancal lote rolamento 9 6480 falha isolação fixação dos polos 11 7920 falha isolação fixação dos polos 11 7920 sobrecarga operador cliente 11 7920 falha isolação contaminação 11 7920 falha isolação contaminação 12 8640 cartão eletronico especificação errada 12 8640 falha isolação fixação dos polos 12 8640 baixa corrente especificação errada 12 8640 falha isolação fio esmaltado 13 9360 falha isolação sobrecarga 14 10080 mancal rolamento 14 10080 mancais montador 14 10080 falha isolação fio esmaltado 15 10800 falha isolação contaminação 16 11520 mancal rolamento 16 11520 mancal rolamento 16 11520 fratura por fadiga especificação errada material 18 12960 falha isolação contaminação 18 12960 peças quebradas transporte 20 14400 corrente alta especificação errada 21 15120 Fusão de Barras Pacote de chapas deteriorado 22 15840 Fusão de Barras Pacote de chapas deteriorado 28 20160 corrente de campo especificação errada 36 25920 corrente de arm. especificação errada 36 25920 3.2 Análise preliminar das falhas

n= 2426% de falhas % rel de falhas

numero de falhas= 124 5,11% 100,00%numero de falhas precoces(até 2 meses inclusive)= 66 2,72% 53,23%

numero de falhas até 12 meses= 108 4,45% 87,10%numero de falhas até 24 meses= 121 4,99% 97,58%

isolação= 38 1,57% 30,65%mancal= 27 1,11% 21,77%

rotor= 16 0,66% 12,90%tampas= 14 0,58% 11,29%estator= 29 1,20% 23,39%

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3.3 Análise das falhas e comportamento das mesmas no motor de indução: T=horas nr falhas

23,76 9 180 12

239,76 14360 22720 46

1440 662160 722880 783600 864320 895040 925760 966480 1007920 1048640 1089360 109

10080 11210800 11311520 11612960 11814400 11915120 12015840 121 20160 122 25920 124

Vemos um incremento inicial muito grande, o que pode indicar falhas precoces ou prematuras. Analisando a tabela 2 dos dados experimentais vemos um numero muito grande de falhas por erros de especificação (cliente comprou errado e quer que o fabricante resolva o problema) ou problemas de processo ( 29 falhas até 1440 horas – 2 meses ) o que representa 19,35% do total de falhas apurados ou 44% das falhas consideradas precoces. Daí podemos concluir a importância do chamado análise crítica de contratos requisito típico de normas de Gestão da Qualidade. Também fica evidente o numero de falhas iniciais até 3 meses inclusive, 72 falhas = 58% das falhas, que são decorrentes principalmente da má analise de contratos de compra e venda e dos cuidados iniciais (um conjunto de verificações para concluir se o motor está adequado e apto a ser instalado e executar os serviços a que se destina, tais como potencia, tensão, freqüência, grau de proteção, efeitos de armazenamento, instalação elétrica, acoplamento, etc.) e dos chamados requisitos ambientais que entende-se as verificações do local onde o motor será instalado quanto à temperatura, pressão e agressividade química e mecânica do meio ambiente, visando tanto a proteção do equipamento quanto a segurança, do ponto de vista elétrico e mecânico das pessoas que trabalham com ele.

21


3.4 Taxa de falhas no motor de indução: t=horas t)=

23,76 0,378788

180 0,066667 239,76 0,058392

360 0,061111 720 0,063889

1440 0,045833 2160 0,033333 2880 0,027083 3600 0,023889 4320 0,020602 5040 0,018254 5760 0,016667 6480 0,015432 7920 0,013131 8640 0,0125 9360 0,011645

10080 0,011111 10800 0,010463 11520 0,010069 12960 0,009105 14400 0,008264 15120 0,007937 15840 0,007639 20160 0,006052 25920 0,004784

Fazendo uma análise do comportamento da taxa de falhas acumulada ao longo do tempo vemos que ela obedece uma curva de Weibul com =0,5 Cabe agora partir para uma quarta análise de dados para determinar os parâmetros de uma distribuição de Weibull que representam a distribuição dos tempos até a falha.

22


A amostra tem 2426 elementos sendo que 124 apresentam falhas. 3.5 Distribuição de falhas e confiabilidade do motor de indução:

23

EQ-006 Confiabilidade de Produtos e Sistemas 2426 motores em distribuição weibull -> N=2426

i i/N+1 ln(1-F(t)) ln(-ln(1-F(t))) t-to ln(t-to)1 0,000412 -0,00041 -7,7942052 180 5,1929572 0,000824 -0,00082 -7,1008519 180 5,1929573 0,001236 -0,00124 -6,6951806 180 5,192957 beta= 0,7255884 0,001648 -0,00165 -6,4072922 239,76 5,479638 interceptação= -9,547315 0,00206 -0,00206 -6,1839423 239,76 5,479638 -6,71851 0,3889526 0,002472 -0,00248 -6,0014144 360 5,886104 ln(eta)= 17,273337 0,002884 -0,00289 -5,8470572 360 5,886104 = 317477478 0,003296 -0,0033 -5,7133193 360 5,8861049 0,003708 -0,00372 -5,5953296 360 5,886104

10 0,00412 -0,00413 -5,4897624 360 5,88610411 0,004532 -0,00454 -5,3942455 360 5,88610412 0,004944 -0,00496 -5,3070273 360 5,88610413 0,005356 -0,00537 -5,2267776 360 5,88610414 0,005768 -0,00579 -5,1524627 720 6,57925115 0,00618 -0,0062 -5,0832628 720 6,57925116 0,006593 -0,00661 -5,0185171 720 6,57925117 0,007005 -0,00703 -4,9576853 720 6,57925118 0,007417 -0,00744 -4,9003197 720 6,57925119 0,007829 -0,00786 -4,8460451 720 6,57925120 0,008241 -0,00827 -4,7945444 720 6,57925121 0,008653 -0,00869 -4,7455468 720 6,57925122 0,009065 -0,00911 -4,6988192 720 6,57925123 0,009477 -0,00952 -4,6541598 720 6,57925124 0,009889 -0,00994 -4,6113925 720 6,57925125 0,010301 -0,01035 -4,5703627 720 6,57925126 0,010713 -0,01077 -4,5309342 720 6,57925127 0,011125 -0,01119 -4,492986 720 6,57925128 0,011537 -0,0116 -4,4564103 720 6,57925129 0,011949 -0,01202 -4,421111 720 6,57925130 0,012361 -0,01244 -4,3870013 720 6,57925131 0,012773 -0,01286 -4,3540033 720 6,57925132 0,013185 -0,01327 -4,3220463 720 6,57925133 0,013597 -0,01369 -4,2910663 720 6,57925134 0,014009 -0,01411 -4,2610049 720 6,57925135 0,014421 -0,01453 -4,2318089 720 6,57925136 0,014833 -0,01494 -4,2034295 720 6,57925137 0,015245 -0,01536 -4,1758218 720 6,57925138 0,015657 -0,01578 -4,1489449 1440 7,27239839 0,016069 -0,0162 -4,1227606 1440 7,27239840 0,016481 -0,01662 -4,097234 1440 7,27239841 0,016893 -0,01704 -4,0723324 1440 7,27239842 0,017305 -0,01746 -4,0480259 1440 7,27239843 0,017717 -0,01788 -4,0242863 1440 7,27239844 0,018129 -0,0183 -4,0010877 1440 7,27239845 0,018541 -0,01872 -3,9784056 1440 7,27239846 0,018953 -0,01914 -3,9562174 1440 7,27239847 0,019365 -0,01956 -3,9345018 1440 7,27239848 0,019778 -0,01998 -3,913239 1440 7,27239849 0,02019 -0,0204 -3,8924102 1440 7,27239850 0,020602 -0,02082 -3,8719979 1440 7,27239851 0,021014 -0,02124 -3,8519856 1440 7,27239852 0,021426 -0,02166 -3,8323578 1440 7,27239853 0,021838 -0,02208 -3,8130998 1440 7,27239854 0,02225 -0,0225 -3,7941978 1440 7,27239855 0,022662 -0,02292 -3,7756387 1440 7,27239856 0,023074 -0,02334 -3,7574102 1440 7,27239857 0,023486 -0,02377 -3,7395005 1440 7,27239858 0,023898 -0,02419 -3,7218986 2160 7,67786459 0,02431 -0,02461 -3,7045939 2160 7,67786460 0,024722 -0,02503 -3,6875765 2160 7,67786461 0,025134 -0,02546 -3,6708368 2160 7,67786462 0,025546 -0,02588 -3,6543658 2160 7,67786463 0,025958 -0,0263 -3,6381549 2160 7,67786464 0,02637 -0,02672 -3,6221959 2880 7,96554665 0,026782 -0,02715 -3,606481 2880 7,96554666 0,027194 -0,02757 -3,5910028 2880 7,96554667 0,027606 -0,02799 -3,5757541 2880 7,96554668 0,028018 -0,02842 -3,5607281 2880 7,96554669 0,02843 -0,02884 -3,5459183 2880 7,96554670 0,028842 -0,02927 -3,5313185 3600 8,18868971 0,029254 -0,02969 -3,5169227 3600 8,188689

24


Curva Distribuição de Weibull

-9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

5,192

9569

5,886

104

5,886

104

6,579

2512

6,579

2512

6,579

2512

6,579

2512

6,579

2512

7,272

3984

7,272

3984

7,272

3984

7,272

3984

7,677

8635

7,965

5456

8,188

6891

8,188

6891

8,525

1614

8,658

6928

8,776

4758

9,064

1579

9,218

3085

9,351

8399

9,623

7736

Ln(t-to)

Ln(-

Ln(1

-F(t)

))

Definimos a função da confiabilidade como :

ttR exp)(

onde:

beta= 0,523682eta= 2639125

Portanto, para um período de garantia de 24 meses a confiabilidade do motor elétrico operando dentro das especificações será : R(t)= 0,997711803=99,77% Vamos partir para a análise do enrolamento onde de acordo com a coleta de dados foi a parte do sistema que apresentou maior incidência de falhas. 3.6 Estudo da confiabilidade do enrolamento:

25


Problema Causa tempo de Usotempo numero t)=constatado Constatada em Meses em horas de falhasfalha isolação operador cliente 0,0333 24 1 0,041708falha isolação enrolamento 0,333 240 2 0,008342falha isolação manuseio 1 720 3 0,004167falha isolação fio esmaltado 1 720 4 0,005556falha isolação fio esmaltado 1 720 5 0,006944falha isolação fio esmaltado 1 720 6 0,008333falha isolação especificação errada 1 720 7 0,009722falha isolação enrolador 1 720 8 0,011111falha isolação comutador ( fornecedor) 1 720 9 0,0125falha isolação operador cliente 1 720 10 0,013889falha isolação operador cliente 1 720 11 0,015278falha isolação especificação errada 1 720 12 0,016667falha isolação enrolador 2 1440 13 0,009028falha isolação fio esmaltado 2 1440 14 0,009722falha isolação fio esmaltado 2 1440 15 0,010417falha isolação enrolador 2 1440 16 0,011111falha isolação fio esmaltado 3 2160 17 0,00787falha isolação fio esmaltado 3 2160 18 0,008333falha isolação comutador ( fornecedor) 3 2160 19 0,008796falha isolação fio esmaltado 3 2160 20 0,009259falha isolação montador 4 2880 21 0,007292falha isolação enrolador 5 3600 22 0,006111falha isolação fio esmaltado 5 3600 23 0,006389falha isolação enrolador 5 3600 24 0,006667falha isolação erro de estocagem 6 4320 25 0,005787falha isolação contaminação 6 4320 26 0,006019falha isolação fio esmaltado 9 6480 27 0,004167falha isolação isolamente 9 6480 28 0,004321falha isolação fixação dos polos 11 7920 29 0,003662falha isolação fixação dos polos 11 7920 30 0,003788falha isolação contaminação 11 7920 31 0,003914falha isolação contaminação 12 8640 32 0,003704falha isolação fixação dos polos 12 8640 33 0,003819falha isolação fio esmaltado 13 9360 34 0,003632falha isolação sobrecarga 14 10080 35 0,003472falha isolação fio esmaltado 15 10800 36 0,003333falha isolação contaminação 16 11520 37 0,003212falha isolação contaminação 18 12960 38 0,002932

tempo numero t)=em horas de falhas

24 1 0,041708240 2 0,008342720 12 0,016667

1440 16 0,0111112160 20 0,0092592880 21 0,0072923600 22 0,0061114320 26 0,0060196480 28 0,0043217920 31 0,0039148640 33 0,0038199360 34 0,003632

10080 36 0,00357111520 37 0,00321212960 38 0,002932

26


Taxa de falhas

0

0,005

0,01

0,015

0,02

0,025

0,03

0,035

0,04

0,045

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000

tempo em horas

nr d

e fa

lhas

/ te

mpo

Fazendo uma análise do comportamento da taxa de falhas acumulada ao longo do tempo vemos que ela obedece características de uma curva Lognormal com mLn(x)=0 e S=1, conforme página 40 da Apostila do PECE, versão segundo bimestre de 2003 do Prof. Dr. Gilberto F. M. de Souza na cadeira EQ006-Confiabilidade de Produtos e Sistemas. Cabe agora partir para uma análise de dados feita no Excel para determinar os parâmetros de uma distribuição Lognormal que representam a distribuição dos tempos até a falha. Na amostra de 2426 elementos analisada à partir do item 3.1, identificamos 38 falhas que apresentam falhas de isolação ( enrolamento ). De posse da confiabilidade do enrolamento poderemos estabelecer uma comparação com o sistema uma vez que temos a confiabilidade do sistema e poderemos considerar:

Estator Rotor Mancal Tampas

Enrolamento

27

EQ-006 Confiabilidade de Produtos e Sistemas Estudo da confiabilidade admitir que F(x)=P(x<=xo)

Mx=oi i/(n+1) invnormal t ln(t) Sx=1

1 0,000412 -3,34461 24 3,1770532 0,000824 -3,14714 240 5,4796383 0,001237 -3,02665 720 6,5792514 0,001649 -2,93854 720 6,5792515 0,002061 -2,86869 720 6,5792516 0,002473 -2,81048 720 6,5792517 0,002885 -2,76053 720 6,5792518 0,003298 -2,71662 720 6,5792519 0,00371 -2,67741 720 6,579251

10 0,004122 -2,6419 720 6,57925111 0,004534 -2,60945 720 6,57925112 0,004946 -2,57955 720 6,57925113 0,005359 -2,55179 1440 7,27239814 0,005771 -2,52585 1440 7,27239815 0,006183 -2,50151 1440 7,27239816 0,006595 -2,47859 1440 7,27239817 0,007007 -2,45687 2160 7,67786418 0,00742 -2,43628 2160 7,67786419 0,007832 -2,41667 2160 7,67786420 0,008244 -2,39794 2160 7,67786421 0,008656 -2,38 2880 7,96554622 0,009068 -2,36281 3600 8,18868923 0,009481 -2,3463 3600 8,18868924 0,009893 -2,33038 3600 8,18868925 0,010305 -2,31505 4320 8,37101126 0,010717 -2,30024 4320 8,37101127 0,011129 -2,28592 6480 8,77647628 0,011542 -2,27205 6480 8,77647629 0,011954 -2,2586 7920 8,97714630 0,012366 -2,24556 7920 8,97714631 0,012778 -2,23288 7920 8,97714632 0,01319 -2,22055 8640 9,06415833 0,013603 -2,20856 8640 9,06415834 0,014015 -2,19687 9360 9,14420135 0,014427 -2,18548 10080 9,21830936 0,014839 -2,17435 10800 9,28730137 0,015251 -2,1635 11520 9,3518438 0,015664 -2,15288 12960 9,469623

mln(x)= 7,700207ln(t) invnormal inclin.= 0,2117773,18 -3,34 intercept= -4,118075,48 -3,15 desvio padrão dos ln(x)= 1,3159326,58 -3,03 var dos ln(x)= 1,7316779,06 -2,22 Sigma= 1,86986 0,0002959,06 -2,21 Portanto9,14 -2,20 R(t)= 0,9997059,22 -2,199,29 -2,179,35 -2,169,47 -2,15

28


Distribuição LogNormal

-4

-3,5

-3

-2,5

-2

-1,5

-1

-0,5

0

3,18

6,58

6,58

6,58

6,58

6,58

7,27

7,27

7,68

7,68

7,97

8,19

8,37

8,78

8,98

8,98

9,06

9,22

9,35

Dias

Inve

rvo

da D

istri

buiç

ão N

orm

al R

eduz

ida

Portanto, para um período de garantia de 24 meses a confiabilidade do enrolamento motor elétrico operando dentro das especificações será : R(t)= 0,999705=99,97% A partir desta análise do enrolamento onde de acordo com a coleta de dados foi a parte do sistema que apresentou maior incidência de falhas vemos: Confiabilidade do motor : R(t)= 0,997711803=99,77% Confiabilidade do enrolamento : R(t)= 0,999705=99,97% Confiabilidade dos demais sub-sistemas em série: R(t)= 0,998006217=99,80% 3.7 Estudo da confiabilidade do fio esmaltado no enrolamento:

Problema Causa tempo de Usotempo constatado Constatada em Meses em horasfalha isolação fio esmaltado 1 720falha isolação fio esmaltado 1 720falha isolação fio esmaltado 1 720falha isolação fio esmaltado 2 1440falha isolação fio esmaltado 2 1440falha isolação fio esmaltado 3 2160falha isolação fio esmaltado 3 2160falha isolação fio esmaltado 3 2160falha isolação fio esmaltado 5 3600falha isolação fio esmaltado 9 6480falha isolação fio esmaltado 13 9360falha isolação fio esmaltado 15 10800

29


tempo numero t)=em horas de falhas

720 2 0,0027781440 5 0,0034722160 8 0,0037043600 9 0,00256480 10 0,0015439360 11 0,001175

10800 12 0,001111

Taxa de falhas

00,0005

0,0010,0015

0,0020,0025

0,0030,0035

0,004

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000

tempo em horas

nr d

e fa

lhas

/ tem

po

Fazendo a análise do comportamento da taxa de falhas acumulada ao longo do tempo no fio esmaltado, vemos que ela obedece características de uma curva Lognormal com mLn(x)=0 e S=1, conforme página 40 da Apostila do Prof. Dr. Gilberto F. M. de Souza da cadeira EQ006-Confiabilidade de Produtos e Sistemas ministrada no PECE da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo no segundo bimestre de 2003. Cabe agora partir para uma análise de dados feita no Excel para determinar os parâmetros de uma distribuição Lognormal que representam a distribuição dos tempos até a falha. Na amostra de 2426 elementos analisada à partir do item 3.1, identificamos 12 falhas que apresentam falhas de isolação ( enrolamento ). De posse da confiabilidade do enrolamento poderemos estabelecer uma comparação com o sistema uma vez que temos a confiabilidade do sistema e poderemos considerar:

Fio Esmaltado

Verniz

Isolante

30

EQ-006 Confiabilidade de Produtos e Sistemas Estudo das probabilidades de falhas do fio condutor admitir que F(x)=P(x<=xo)

Mx=oi i/(n+1) invnormal t ln(t) Sx=1

1 0,000412 -3,34461 720 6,5792512 0,000824 -3,14729 720 6,5792513 0,001236 -3,0268 720 6,5792514 0,001648 -2,93869 1440 7,2723985 0,00206 -2,86884 1440 7,2723986 0,002472 -2,81063 2160 7,6778647 0,002884 -2,76064 2160 7,6778648 0,003296 -2,71677 2160 7,6778649 0,003708 -2,67755 3600 8,188689

10 0,00412 -2,64205 6480 8,77647611 0,004532 -2,60959 9360 9,14420112 0,004944 -2,57969 10800 9,287301

mln(x)= 7,726067ln(t) invnormal inclin.= 0,2179876,58 -3,34 intercept= -4,527786,58 -3,15 desvio padrão dos ln(x)= 0,9596456,58 -3,03 var dos ln(x)= 0,9209187,27 -2,94 Sigma= 1,70637 1,07375E-067,27 -2,87 Portanto7,68 -2,81 R(t)= 0,9999997,68 -2,767,68 -2,728,19 -2,688,78 -2,64

Distribuição LogNormal

-4

-3,5

-3

-2,5

-2

-1,5

-1

-0,5

06,58 6,58 6,58 7,27 7,27 7,68 7,68 7,68 8,19 8,78 9,14 9,29

Dias

Inve

rvo

da D

istri

buiç

ão N

orm

al R

eduz

ida

31


Portanto, para um período de garantia de 24 meses a confiabilidade do enrolamento motor elétrico operando dentro das especificações será : R(t)= 0,99999=99,99% A partir desta análise do enrolamento onde de acordo com a coleta de dados foi a parte do sistema que apresentou maior incidência de falhas vemos: Confiabilidade do enrolamento : R(t)= 0,999705=99,97% Confiabilidade do condutor : R(t)= 0,999999=99,99% Confiabilidade do sub-sistema em série: R(t)= 0,999706=99,97% 4. CONCLUSÕES De acordo com o estudo de caso foi proposto os seguintes modelos de diagrama de blocos para análise de confiabilidade no motor elétrico: Motor: Enrolamento: Da análise de dados obtivemos: Confiabilidade do motor : R(t)= 0,997711803=99,77% Confiabilidade do enrolamento : R(t)= 0,999705=99,97% Confiabilidade do condutor : R(t)= 0,999999=99,99% Confiabilidade do sub-sistema em série: R(t)= 0,999706=99,97% Como exposto a confiabilidade do motor no período de garantia, desde que tomados os cuidados durante a fabricação e: a) cuidados iniciais (descritos na página 5); b) operar dentro das especificações; c) passar por manutenção periódica; é muito alta. Lembramos também que os dados foram obtidos na Equacional Elétrica e Mecânica Ltda, que é um fabricante de máquinas elétricas especiais sob encomenda que utiliza-se de técnicas e materiais de alta confiabilidade e que muitas das falhas apresentadas como estator são desvios de especificação de compra de clientes, por parte de clientes que enviam os motores durante o prazo de garantia para tentar “salvar” a encomenda.

Fio Esmaltado

Verniz

Isolante

Mancal Estator Rotor Enrolo Tampas

32


Da primeira análise feita no item 3.2 deste trabalho tiramos:

Incidência de falhas por tipo

0,0%

20,0%

40,0%

tampas= rotor= mancal= estator= isolação=

tipo de falha

inci

dênc

ia

Como o objetivo deste trabalho é analisar os retornos em garantia de motores elétricos de indução através de uma coleta de dados e análise estatística e obter a influência do fio esmaltado no sub-sistema chamado isolação. A importância da análise sobre o fio esmaltado deve-se principalmente pelo fato que falhas neste componente causam a perda total do enrolamento, ou seja, da parte de maior valor agregado na máquina. Falhas na isolação fora do fio esmaltado podem ser recuperadas com colocação de isolação adicional ou impregnação com verniz isolante. Como conclusão vemos que a confiabilidade do fio esmaltado utilizado no processo fabril atende em praticamente 100% e a porcentagem de retorno em função do mesmo é menor que 5 falhas por mil unidades contando com problemas diversos, inclusive falhas de rede e de acionamento(sobre-tensão) que causam falhas do fio o que também pode ser considerado satisfatório. Ao longo do trabalho vimos a preocupação na fabricação para o aumento de confiabilidade neste item tão representativo em termos do custo total do motor, 30% na fabricação e 40% em caso de retrabalho ou manutenção corretiva. Portanto como consideração final sugerimos um processo de aumento de confiabilidade deste item em termos de manutenção preventiva com controle dos índices de:

Resistência de Isolação; Índice de polarização. Índice min Riso= 1 + (tensão nominal da máquina/1000 volts) Índice de polarização: Classe de isolação H = 1,8 Classe de isolação F = 1,8 Classe de isolação B = 1,5.

Caso tenhamos valores abaixo dos recomendados na NBR 5383, aconselhamos uma manutenção no sentido de recuperar a isolação e evitar danos maiores.

33


5-BIBLIOGRAFIA Souza , Prof. Dr. Gilberto F. M.. EQ006-Confiabilidade de Produtos e Sistemas, INSTRUÇÕES PARA APRESENTAÇÃOO DO TRABALHO DO CURSO, versão segundo bimestre de 2003. São Paulo, SP: Universidade de São Paulo, Escola Politécnica, PECE, jul. 2003. Universidade de São Paulo. Serviço de Bibliotecas da Escola Politécnica. DIRETRIZES PARA APRESENTAÇÃO DE DISSERTAÇÕES E TESES, segunda edição. São Paulo, SP, 2001. 39p. Szajnbok, Prof. Dr. Moyses. ELABORAÇÃO DE UMA MONOGRAFIA – UMA SUGESTÃO, In: Apostila do PECE, EQ012 – Gestão da Qualidade em Serviços, versão primeiro bimestre de 2003. São Paulo, SP: Universidade de São Paulo, Escola Politécnica, PECE, mar. 2003. Souza , Prof. Dr. Gilberto F. M.. EQ006-Confiabilidade de Produtos e Sistemas, In: Apostila do PECE, versão segundo bimestre de 2003. São Paulo, SP: Universidade de São Paulo, Escola Politécnica, PECE, Abr. 2003. Martignoni, Alfonso. “MÁQUINAS DE CORRENTE ALTERNADA”, 5a edição, 1968. Editora Globo S.A. Rio de Janeiro, RJ, 1968, 410p. Falcone, Áureo Gilberto. “MOTORES DE INDUÇÃO: MANUTENÇÃO E INSTALAÇÃO”, 1a edição, 1995. LBVA, São Paulo, SP, 47p. Falcone, Áureo Gilberto e Marcelo Gandra Falcone. “MOTORES DE INDUÇÃO: DEFEITOS E ENSAIOS”, 1a edição, 1998. Pitagoras, São Paulo, SP, 49p. Schimdt, Walfredo. “MATERIAIS ELÉTRICOS – VOLUME2 -ISOLANTES E MAGNÉTICOS”, 2a edição . 1979. Editora Edgard Blücher, São Paulo, SP, 166p.

Download - Influência do fio esmaltado nos retornos em garantia de motores elétricos

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