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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

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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

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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

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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

40

Role

te

Tam

bor

dere

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o

Aco

plam

ento

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áulic

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Enco

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Hor

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arad

as

0%

20%

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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20

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0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%De JANEIRO a DEZEMBRO DE 2009

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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

5

10

15

20

25

30

35

Tam

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0%

20%

40%

60%

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%

0

10

20

30

40TR

117

-06

Hor

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arad

as

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

Histórico de paradas da BSM3 em 2010

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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

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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

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Análise estrutural Tambor / Eixo – Deformação Total

ZONA DE MAIOR DEFORMAÇÃO

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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).

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Análise estrutural Eixo – Coeficiente de segurança no eixo

O Coeficiente de segurança mínimo no eixo é 4,8.

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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.

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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

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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.

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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

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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

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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

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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

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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.

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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

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Código VALE para a graxa recomendada

GRAXA - MOBILITH SHC 460

CÓDIGO VALE: 187326

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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.

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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.

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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.

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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