relatÓrio de anÁlise de falhas tambor de descarga do tr-117k-06 gaaun – gerÊncia de engenharia...
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RELATÓRIO DE ANÁLISE DE FALHAS
TAMBOR DE DESCARGA DO TR-117K-06
GAAUN – GERÊNCIA DE ENGENHARIA E AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
JULHO - 2010
Objetivo
O objetivo desta analise é identificar e propor soluções para diminuir e/ou eliminar as ocorrências de falhas reincidentes no conjunto de descarga do TR-117K-06 (cavalete, tambor-eixo e rolamentos).
Grupo de Trabalho
Élirson Araújo
José Cléber
Oiti Paiva
Raimundo Carneiro
Ulisses Nery
Histórico de paradas da BSM3 em 2009 / 2010Principais causas das paradas MECÂNICA na BSM 3 - JANEIRO A
MAIO - 2010
36,8532,63
27,27 26,99
10,268,35 7,09 6,95 6,83
38,89
37%
54%
67%
86% 90% 93% 97% 100%80%
19%
0
10
20
30
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40%
60%
80%
100%
120%
Principais causas das paradas mecânicas na BSM 3
84,05
40,51
30,49 28,89 27,3622,43 21,99 21,26
37,61
70,74
40%
60%68%
76%83%
89%94%
100%
51%
22%
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80%
100%
120%De JANEIRO a DEZEMBRO DE 2009
Principais causas das paradas MECÂNICAS na BSM 3 -MARÇO 2010
12,45
5,17 3,64 3,38 2,82 1,67 0,78 0,7
36,85
73%86% 91% 95% 98% 99% 100% 100%
81%
55%
0
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80%
100%
120%
Paradas na BSM 3 dos Equipamentos por TAMBOR DE RETORNO -MARÇO 2010
36,85100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100%100%
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40%
60%
80%
100%
120%
Histórico de paradas da BSM3 em 2010
cálculo dos esforços no tambor e cavalete
Cálculo das tensões na correia entre os tambores de acionamento 2 a capacidade Nominal até o TB 793,335m
12.284,12 m 120 m Dados: Revestimento Cerâmicoμ= 0,35Ф= 200,7362
3,503507618Tensão efetiva no tambor de acionamento 2
TeTB2= 20997,8 Kg
FE
TB2 TB1
PT= 2468,83 CVPnT= 2200,57 CV T2TB2= 8718,75 Kg Tensão no lado frouxo da correia no tambor de acionamento 2
1100,28 CV CV
1100,28 CV CV T1TB2 29716,53 Kg Tensão no lado tenso da correia no tambor de acionamento 2
Pi= 4X600 CV Potência Instalada Cálculo das tensões na correia entre o tambor de acionamento 1 a capacidade de Nominal até o TB 8
Motores4 X 561,37 CV (Nominal) a um rendimento de 98%
Motores4 X 629,80 CV (Projeto)a um rendimento de 98%
η= 98% Rendimento TeTB1= 20997,78 Kg Tensão efetiva no tambor de acionamento 1
Peso do Contrapeso
T2TB1= 29716,53 Kg Tensão no lado frouxo da correia no tambor de acionamento 1
FE= 17437,50 Kg
T1tb1 = 50714,30 Kg Tensão no lado tenso da correia no tambor de acionamento 1
Acionamento 02(projeto)
1234,42
TRANSPORTADOR TR-117K-06BSM 3
Acionamento 01(nominal)
Acionamento 02(nominal)
Potência Requerida pelo Transportador
Acionamento 01(projeto)1234,42
V
PT eTB
45002
)1(
12 2
e
TeT TB
22221 TBeTBTB TTT
V
PT eTB
45001
2112 TBTB TT
12111 TBeTBTB TTT
222 TBTFE
CVHQLLQfLLVwf
Pt tt
270270
0
45000
Tt= T1+T2= 29716,53kg + 50714,30kg= 80430,83KG (Tensão total da correia transportadora sobre o tambor)Potencia total do transportador
Análise estrutural Tambor / Eixo – Condições de Contorno
APOIO NO EIXO - ROLAMENTO ESQUERDO
APOIO NO EIXO - ROLAMENTO DIREITO
ESFORÇO DE TRAÇÃO PROVOCADO PELA CORREIA TRANSPORTADORA MAIS 12% DE SOBRECARGA
Análise estrutural Tambor / Eixo – Deformação Total
ZONA DE MAIOR DEFORMAÇÃO
Análise estrutural Tambor / Eixo – Tensão nos Discos e Espelho
ZONAS DE MAIOR TENSÃO
Tensão máxima de trabalho não ultrapassa a tensão limite de escoamento do aço (210 Mpa).
Análise estrutural Eixo – Coeficiente de segurança no eixo
O Coeficiente de segurança mínimo no eixo é 4,8.
Análise estrutural do Cavalete de descarga Condições de contorno
Apoios fixos na casa de transferência
Esforços Resultantes provocados pela tensão de tração da correia mais o peso do Tambor.
Análise estrutural do Cavalete de descarga Deformação total
O Máximo valor de deformação está na mesa dos mancais que variam entre 2 a 3 mm
Análise estrutural Cavalete de descarga – Coeficiente de Segurança
O coeficiente de segurança da estrutura varia de 2,5 a 5 nas zonas em destaque.
O CS mínimo indicado pelasimulação refere-se ao concentrador de tenção nas soldas da nevura.
Falhas apontadas por laudos preditivos
EquipamentoSubconjunto
(ativo) Condição PreditivaData Análise
Data Execução Diagnóstico Recomendação
TR-117-06 TB-08 LD/LE Executado 10/06/2010
O Rolamento do mancal LD apresenta sinais de defeito na pista externa.
Substituir rolamento do mancal LD.
TR-117-06 TB-08 LD/LE Alerta 27/05/2010
O Rolamento do mancal LD apresenta sinais de defeito na pista externa.
Substituir rolamento do mancal LD.
TR-117-06 TB-08 LD/LE Executado 19/08/2009
O rolamento do mancal apresenta defeito na pista externa e gaiola.
Substituir rolamento do mancal.
TR-117-06 TB-08 LD/LE Alerta 13/08/2009
O rolamento do mancal apresenta defeito na pista externa e gaiola.
Substituir rolamento do mancal.
TR-117-06 TB-08 LD/LE Executado 08/05/2009Rolamento com defeito na pista externa.
Substituir rolamento do lado direito.
TR-117-06 TB-08 LD/LE Intervenção Solicitada 14/04/2009Rolamento com defeito na pista externa.
Substituir rolamento do lado direito.
TR-117-06 TB-08 LD/LE Executado 11/03/2009
Mancal LD ? Rolamento com início de defeito na pista externa.
Abrir mancais, descontaminar e medir folgas do rolamento dos mancais ld e le.
TR-117-06 TB-08 LD/LE Alerta 05/02/2009
Mancal LD ? Rolamento com início de defeito na pista externa.
Abrir mancais, descontaminar e medir folgas do rolamento dos mancais ld e le.
Histórico de Laudos 01/01/2009 a 11/07/2010
Levantamento dos esforços no rolamento
T1 = 8.719 kgfT = 50.714 kgfa = 180 graus
W = 7146 kgf
P= 72.773 kgf
R= 73.123 kgf
a T1
PT
W
R
d1d2
c aaL
Po
yt
365KN365615NR
36561,5Kgf2/123.73
KgfR
Dados de capacidade total do rolamento aplicado
De acordo com a tabela apresentada as cargas estáticas e dinâmicas do rolamento estão muito acima do carregamento total solicitado pelo transportador visto anteriormente, apresentando um coeficiente de segurança de:
63,18365
6800
KN
KNCS
Diagrama de causa e efeito em rolamentos
Diagrama de Causa x Efeito
Categorias de Causas:
4 1 3 1 - Mão - de - Obra
2 - Métodos
3 - Máquinas
4 - Materiais5 - Meio Ambiente
4 2 2
3 4 5
Armazenamento Inadequado?
Desalinhamento topográfico do eixo
Causa 9
Falhas no Rolamento
Rolamento de Baixa Qualidade Contaminação Falta de Minitoramento
Identificação das Causas
Causas Prováveis:
Deficiencia na LubrificaçãoErros na Montagem
?Subdimensionamento
Problema
Defeito constatado no rolamentos do TB 8 do TR-117-06 após execução do laudo preditivo_VB-2010-9421971
O defeito evidenciado nas fotos mostra que houve falha prematura por abrasão ,na pista externa do rolamento, devido a deficiências na lubrificação.
OBS.: Atualmente é utilizada a graxa Mobilith SHC 220 (indicada para rotações e cargas moderadas) com intervalo quinzenal de relubrificação e preenchimento total da caixa do rolamento.
Dimensionamento da Graxa pelo método do diâmetro nominal x Rotação
D.Externo (D): 580 mmD.Interno (d): 340 mmLargura (B): 190 mm
N: 51 rpm
Use 0,002 p/ W33 0,005 e 0,005 p/ demaisEsfera 1
Cilindricos 5Radial Esferas 10
DmN: 23.460
Qtde Graxa Relub: 551 Gramas
Interv. Aut. Rolos: 13527 Horas*
Intervalo Cilind.: 73077 Horas*
Inter. Radial Esf.: 147.514 Horas*
DmN acima de 400.000: graxa recomendada: Mobiltemp SHC 22/32 ou Mobilith SHC 32 (rotação altíssima).DmN entre 200.000 e 400.000: graxa recomendada: Mobilith SHC 100 (rotação alta).DmN entre 100.000 e 200.000: recomendação: Mobilith SHC 220/PM 220 (rotação moderada).DmN abaixo de 100.000: graxa recomendada: Mobilith SHC 460/PM 460 ou SHC 1500 (rotação baixa).
GRAXA RECOMENDADA -->> Mobilith SHC 460/PM 460 ou SHC 1500* Ver intervalo corrigido conforme condições de trabalho e de ambiente (DialSet).
Dados do Rolamento
Graxa utilizada
Código VALE para a graxa recomendada
GRAXA - MOBILITH SHC 460
CÓDIGO VALE: 187326
Considerações Finais
• Após a análise realizada podemos concluir:
– A estrutura do cavalete, tambor e eixo não apresentam sub-dimensionamento estrutural;
– Com a substituição do revestimento dos tambores de acionamento, de borracha natural para cerâmica, que aumenta o coeficiente de atrito entre a correia e o tambor, verificou-se a necessidade de redução da carga de contra-peso.
– Devido ao grande numero de laudos preditivos pudemos constatar que há problemas com o rolamento, porém, após análise dimensional do mesmo pudemos constatar que não há sobrecargas (CS=18,63);
– Analisando as possíveis causas de falha em rolamentos identificamos os seguintes modos abaixo:
• Lubrificação deficiente,
• Erros de montagem,
• Contaminação,
• Armazenamento inadequado
• Desalinhamento topográfico do eixo do tambor e/ou carro de tensor.
Proposta de novas ações no TR-117K-06
• Carga de contra-peso
– Reduzir carga do contra-peso em 4 T de acordo com calculo apresentado.
• Lubrificação deficiente
– Realizar teste como novo lubrificante dimensionado e acompanhar resultados.
• Desalinhamento topográfico do eixo do tambor e/ou carro de tensor
– Realizar levantamento topográfico da estrutura do tambor de descarga e carro tensor, e corrigir possíveis falhas.
Proposta de novas ações na GETAN
• Erros de montagem
– Qualificar equipes de manutenção em Tecnologia dos rolamento I e Tecnologia dos rolamento II (conforme anexo I).
• Contaminação
– Nos locais de contaminação excessiva substituir mancais atuais por de vedação especial (Estudo feito por Oiti Paiva –sup. Preditiva – GAAUN).
• Armazenamento inadequado
– Verificar o cumprimento das inspeções no almoxarifado;
– Garantir cumprimento do plano de inspeção.
ANEXO I - Treinamentos Tecnologia dos Rolamentos - SKF
Tecnologia em Rolamentos II CCM102 IN COMPANY*
Recomendado para
Mecânicos, eletromecânicos, prestadores de serviço, reparadores de motores elétricos, bombas e equipamentos em geral, técnicos e supervisores de manutenção, montadores e inspetores de máquinas, técnicos de análise de vibrações, etc. É apropriado para os responsáveis pelo desempenho, confiabilidade e disponibilidade de equipamentos, que necessitem de conhecimentos aprofundados em rolamentos como: aplicações, novas tecnologias existentes, ajustes, manutenção, lubrificação etc.
Objetivos
O curso tem como objetivo oferecer ao participante conhecimento da tecnologia relacionada aos rolamentos como cargas, características construtivas, lubrificação, ajustes, noções sobre falhas e montagem / desmontagem, em aulas teóricas e práticas.
Conteúdo Programático
É utilizada uma combinação de recursos audio-visuais, literaturas, exercícios que simulam situações reais e discussões. Os temas abordados são
Introdução • Principais tipos de rolamentos e suas aplicações • Designações, prefixos, sufixos e características especiais Novas Tecnologias® • Rolamentos CARB e rolamentos bipartidos • Rolamentos autosérie EXPLORER® Lubrificação • Características básicas dos lubrificantes • Quantidade adequada de lubrificante • Intervalos de relubrificação Ajustes e tolerâncias • Ajustes adequados por tipo de aplicação • Exercícios práticos Introdução à análise de falhas • Marcas normais de trabalho • Introdução aos tipos de falha • Exercícios práticos de análise de falhas Montagem e desmontagem • Montagem e desmontagem a frio • Montagem e desmontagem a quente • Montagem e desmontagem - métodos hidráulicos • Ajuste da folga interna em rolamentos autocompensadores de esferas e de rolos • Montagem e desmontagem em eixos cilíndricos, cônicos e buchas de adptação • Exercícios teóricos de ajustagem de folga • Exercícios práticos de montagem e desmontagem
Os exercícos práticos são executados em pontas de eixo com buchas, mancais e rolamentos que simulam os tipos de montagem verificados na aula teórica, com a utilização de modernas técnicas e ferramentas de montagem e desmontagem.
Duração
16 horas (2 dias)
Das 8:00 às 17:00 hs
(* )Realizado na empresa do contratante.
Tecnologia em Rolamentos I CCM101 - IN COMPANY*
Recomendado para
Mecânicos, eletromecânicos, prestadores de serviço, reparadores de motores elétricos, bombas e equipamentos em geral, técnicos e supervisores de manutenção, montadores e inspetores de máquinas, técnicos de análise de vibrações, etc. É apropriado para os responsáveis pelo desempenho, confiabilidade e disponibilidade de equipamentos, que necessitem de conhecimentos básicos sobre rolamentos como: aplicações, ajustes, manutenção, lubrificação etc.
Objetivos
O curso tem como objetivo oferecer ao participante conhecimento da tecnologia relacionada aos rolamentos como cargas, características construtivas, lubrificação, ajustes, noções sobre falhas e montagem / desmontagem, em aulas teóricas.
Conteúdo Programático
É utilizada uma combinação de recursos audio-visuais, literaturas, exercícios que simulam situações reais e discussões. Os temas abordados são:
I ntrodução • Principais tipos de rolamentos e suas aplicações • Designações, prefixos, sufixos e características especiais Lubrificação • Características básicas dos lubrificantes • Quantidade adequada de lubrificante • Intervalos de relubrificação Ajustes e tolerâncias • Ajustes adequados por tipo de aplicação • Exercícios práticos
Introdução à análise de falhas • Marcas normais de trabalho • Introdução aos tipos de falha • Exercícios práticos de análise de falhas Montagem e desmontagem • Montagem e desmontagem a frio • Montagem e desmontagem a quente • Montagem e desmontagem - métodos hidráulicos • Ajuste da folga interna em rolamentos autocompensadores de esferas e de rolos • Exercícios teóricos
Duração
8 horas (1 dia)
Das 8:00 às 17:00 hs
(* )Realizado na empresa do contratante