1

(1) Josiane Cristine de Oliveira. Inspetor de Manutenção Vale S.A. MBA Engenharia de manutenção e gestão de ativos | IESAE (Instituto de Ensino Superior Albert Einstein). Eng. Mecânico | UNIPAC (Universidade Presidente Antônio Carlos). http://lattes.cnpq.br/0749718539663543.josiane.oliveira@vale.com.

(2) Lucas Costa Brito. Consultor DYNAMIC Services Consultoria Ltda. Mestrando em Engenharia Mecânica | UFU (Universidade Federal de Uberlândia). Eng. Mecânico | UFSJ (Universidade Federal de São João del-Rei) e Lakehead University | Thunder Bay - Ontario, Canada. Sócio ABRAMAN | Matrícula: 10045. Diretor Técnico Adjunto II da FENEMI (Federação Nacional de Engenharia Mecânica e Industrial. http://lattes.cnpq.br/9519306355864837. lucas.brito@dynamic.services.com.br. (3) Hermes Dias Godinho. Coordenador do MBA Engenharia de Manutenção | IESAE - Instituto de Ensino Superior Albert Einstein. Eng. Industrial Mecânico pela UFSJ. Pós-graduado em Engenharia de Manutenção e Engenharia de Produção pelo ICAP. MBA Gestão Estratégica | Pitágoras. Expertise em PCM, TPM, RCM, Auditorias de Manutenção, Planejamento Grandes Paradas e Lean Manufacturing. Tutor em EAD pela UFF. http://lattes.cnpq.br/1443613510030566. hermes@iesae.com.br. (4) Jorge Nei Brito. Sócio da ABRAMAN | Matrícula: 5688. Pós-Doutor e Doutor em Eng. Mecânica | UNICAMP. Mestre Eng. Mecânica | UFU. Eng. Mec. PUC-MG. Professor TITULAR UFSJ. Coordenador do Curso de Engenharia Mecânica e Gep_LASID. Primero Vicepresidente COPIMERA. http://lattes.cnpq.br/8160466619165597. brito@ufsj.edu.br.

UTILIZAÇÃO DA METODOLOGIA PDCA NO AUMENTO DA VIDA ÚTIL DA CORRENTE DE TRANSMISSÃO DA PENEIRA DE ROLOS

Josiane Cristine de Oliveira (1) Lucas Costa Brito (2) Hermes Dias Godinho (3) Jorge Nei Brito (4)

RESUMO

Neste trabalho apresenta-se a aplicação da metodologia PCDA para aumento de vida da corrente de transmissão da peneira de rolos. O PDCA é um método gerencial de tomada de decisões para garantir o alcance das metas necessárias à sobrevivência de uma organização. Através desse trabalho buscou-se a solução adequada para redução das constantes paradas corretivas para substituição das correntes de transmissão do equipamento peneira de rolos. De acordo com os resultados obtidos houve aumento da disponibilidade do equipamento, com a confiabilidade adequada, e diminuição do impacto no processo, além de redução do custo e da exposição dos colaboradores aos riscos inerentes ao processo.

Palavras-chaves: Peneiras de Rolos, PDCA, Correntes, Disponibilidade.

ABSTRACT

In this work the PDCA methodology to increase the life of the transmission chain of the roller sieve is presented. PDCA is a managerial method of decision making to ensure the achievement of the goals necessary for the survival of an organization. Through this work, we sought the adequate solution to reduce the constant corrective stops to replace the transmission chains of the roller sieve equipment. According to the results obtained, there was an increase in the availability of the equipment, with the adequate reliability, and reduction of the impact in the process, besides reducing the cost and the exposure of the employees to the risks inherent in the process. Keywords: Roll Screener, PDCA, Chains, Availability.

1. Introdução No "Processo de Pelotização" existem equipamentos que possuem transmissão por correntes. Um deles é a peneira de rolos, responsável pela classificação das pelotas em tamanhos pré-determinados. As correntes possuem uma importante função neste equipamento, sendo responsável por transmitir movimentos aos rolos através de um acionamento por motoredutor, sendo tensionadas por cilindro pneumático. O tensionamento das correntes provoca alguns problemas que afetavam diretamente a disponibilidade do equipamento, ou seja, alongamento excessivo da corrente; desgaste nos rolos; rompimento dos elos; exposição dos trabalhadores ao risco; aumento de manutenções corretivas no equipamento e, consequentemente, aumento do custo, além da exposição a outros agentes. De acordo com o catálogo da Cerello (2010), a transmissão por correntes é um meio altamente eficiente e versátil para transmitir potência mecânica em aplicações. Este tipo de transmissão é composto por uma engrenagem motriz, uma (ou mais) engrenagem movida e por um sistema que assegura um rendimento de 98% em condições corretas de trabalho. Antes as correntes eram utilizadas apenas com pinos e placas. Em 1880 o engenheiro britânico Hans Renold foi o grande inventor que apresentou e patenteou as correntes de transmissão de rolos. Desde então as correntes de rolos vêm sendo largamente empregadas na indústria mecânica Lordes e Horta (1996), afirmam que um ou vários eixos podem ser acionados através de corrente. A transmissão de potência é feita através do engrenamento entre os dentes da engrenagem e os elos da corrente, não ocorre o deslizamento. É necessário para o funcionamento desse conjunto de transmissão que as engrenagens estejam em um mesmo plano e os eixos paralelos entre si. A transmissão por corrente normalmente é utilizada quando não se podem usar correias por causa da umidade, vapores, óleos etc. Quando há necessidade de transmitir força em locais de difícil acesso, dentre outras condições especiais de trabalho, a transmissão por correntes de rolos apresenta resultados extremamente satisfatórios. 2. Peneiras de Rolos Segundo Pena (2010), peneiras de rolos têm por finalidade classificar os aglomerados produzidos, separando os que não estejam dentro da distribuição granulométrica desejada para o processamento térmico. Ou seja, peneira de rolos, ou mesa de rolos, Figura 1, tem responsabilidade pela classificação granulométrica das pelotas cruas. Ainda de acordo com Pena (2010), é muito importante salientar que a distribuição granulométrica desejada das pelotas é conseguida nos discos e que a peneira de rolos somente descarta as frações muito finas e muito grossas dos aglomerados.

Figura 1. Peneira de rolos. Fonte: Dados da pesquisa (2016).

3. Correntes de Transmissão Segundo Amoras (2013), o sistema de transmissão por correntes é uma tecnologia muito utilizada no cenário atual, principalmente nas indústrias. Por ser uma ferramenta muito útil, ao longo dos anos sofreu diversos e consideráveis aperfeiçoamentos tornando-o flexível as mais variadas situações. Este sistema consiste em eixos dentados interligados por uma corrente, no qual está interface faz a transferência de potência dos eixos entre si por intermédio da corrente, sendo empregada quando é exigida uma velocidade constante e relativamente baixa e uma pequena distância entre eixos. De acordo com Filho (2009), as correntes, apesar de possuírem características comuns a outros tipos de transmissão (correias e engrenagens), têm também características únicas, por este motivo o engenheiro projetista deve utilizar um criterioso processo de seleção desde os primeiros passos do projeto. A seleção da corrente mais adequada a certa aplicação implica em maior eficiência e menor custo, sendo necessário então que sejam considerados alguns parâmetros e critérios orientadores para a correta seleção de correntes. 4. Ferramentas da Qualidade Segundo Mariani (2005) para gerenciar os processos e, sobretudo, tomar decisões com maior precisão, se faz necessário trabalhar com base em fatos e dados, ou seja, informações geradas no processo buscando e interpretando corretamente as informações disponíveis como forma de eliminar o empirismo. Mariani (2005) afirma ainda que existem técnicas importantes e eficazes, denominadas de ferramentas da qualidade, capazes de propiciar a coleta, o processamento e a disposição clara das informações disponíveis, ou dados relacionados aos processos gerenciados dentro das organizações 5. Análise e Interpretação de Dados As análises foram realizadas utilizando as "Ferramentas da Qualidade", onde todo o planejamento foi realizado com base na metodologia PDCA, Figura 2.

Figura 2. Etapas do PDCA. (Fonte: Godinho ,2011.)

5.1. Identificação do Problema Durante a etapa de pelotamento ocorre a formação de pelotas cruas com tamanho e resistência mecânica adequada à etapa de processamento térmico. Este processo apresentava disponibilidade abaixo da meta mensurada para a área e diante desse relato. Nesse sentido, houve a necessidade de estudar a causa raiz que estava impactando os índices deste processo. Após verificação do sistema de monitoramento dos indicadores da empresa foi detectado que no período janeiro/2015 a janeiro/2016, aproximadamente 49% equivalente a 243 horas de paradas de manutenção desta área estavam ligadas ao equipamento peneira de rolos, como estratificado e apresentado na Figura 3.

Figura 3. Principais causas das paradas do pelotamento. (Fonte: Dados da pesquisa, 2016).

Na Figura 4 tem-se as falhas na peneiras de rolos. Verifica-se que a corrente de transmissão da peneira de rolos é o componente que mais apresentava ocorrências de paradas, sendo responsável por, aproximadamente, 56 % das paradas.

243.21

105.0991.23

52.89

9.47

48.46%

69.40%

87.57%

98.11% 100.00%

0.00%

20.00%

40.00%

60.00%

80.00%

100.00%

120.00%

0

50

100

150

200

250

300

Dura

ção (

h)

Motivo

Figura 4. Falhas na peneiras de rolos (horas). Fonte: Autor (2018).

5.1.1. Peneira de Rolos A "Peneira de Rolos", responsável pela classificação das pelotas em tamanhos pré-determinados pelo processo possui as características técnicas apresentadas a seguir.

▪ Quantidade: 7 peneiras com 61 rolos cada. ▪ Inclinação: 17°. ▪ Diâmetro/comprimento rolo: 75 mm / 1800 mm. ▪ Velocidade usual dos rolos: 540 RPM. ▪ Corrente: DAIDO | DID 80-2.

A "Peneira de Rolos" possui um sistema de acionamento por motoredutor, Figura 5; transmissão por correntes e coroas, Figura 6) e um sistema de tensionamento das correntes realizado por cilindro pneumático, Figura 7. Na Tabela 1 tem-se os dados técnicos da corrente DID 80-2, de acordo com o DAIDO -2005 p.11:

Figura 5. Sistema de acionamento por moto redutor. Fonte: Autor (2018).

135.21

85.13

12.63 10.240

0

20

40

60

80

100

120

140

160

Constantesavarias nacorrente de

transmissão napeneira de rolos

Travamento dosrolos daspeneiras

Constantesavarias nas

coroas

Alto índice derolos abertos

Constante quebrade rolamento

Hora

s

Eventos

Figura 6. Sistema de transmissão por correntes e coroas. Fonte: Autor (2018).

Figura 7. Sistema de tensionamento por cilindro pneumático. Fonte: Autor (2018).

Tabela1. Dados técnicos da corrente DID 80-2. Fonte: Catálogo DAIDO (2015).

5.2. Coleta de Dados Após analisar as informações geradas no processo, buscando e interpretando corretamente as mesmas, foi detectado que as correntes apresentavam os seguintes problemas: rompimento de elo, Figura 8; alongamento de 3,2 %, sendo que o indicado pelo fornecedor é de no máximo 2%, Figura 9, e desgaste nos rolos de 1,6%, Figura 10.

Figura 9. Corrente com elo rompido. Fonte: Autor (2018).

Figura 9. Corrente com alongamento excessivo. Fonte: Autor (2018).

Figura 10. Corrente com desgaste dos rolos. Fonte: Autor (2018).

5.3. Análises 5.3.1. Vetor QCAMS

Após identificação dos problemas apresentados na corrente de transmissão, com a utilização do vetor QCAMS, houve a identificação das perdas, conforme apresentado a seguir.

▪ Qualidade: Aumento de finos devido à redistribuição de materiais para outras linhas ocasionando má formação de pelota e consequentemente aumento de retorno de material;

▪ Custo: Entre janeiro/2015 a janeiro/2016 foram 45 correntes substituídas em manutenções corretivas, com o valor de cada corrente de R$ 9.324,33, foram gastos neste período R$ 419.594,85;

▪ Atendimento ou Entrega: Quando ocorrem avarias na corrente, a linha de pelotamento deve ser parada em média por 2 horas para realizar manutenção corretivas;

▪ Moral: Baixa moral dos executantes como stress, cansaço e insatisfação; ▪ Meio ambiente: Grande geração de sucata metálica e resíduo lubrificante; ▪ Segurança: Exposição dos colaboradores a risco de queda, ruído, posição

ergonômica desconfortável, exposição de produtos químicos e contato com superfícies cortantes ou perfurantes.

5.3.2. Brainstorming Através da ferramenta Brainstorming foi levantado as prováveis causas potenciais das constantes avarias nas correntes de transmissão da peneira de rolos, conforme apresentado a seguir. ▪ Falta de inspeção. ▪ Corrente inadequada para o local. ▪ Falta de controle da rotina de manutenção. ▪ Esforço excessivo no tensionamento da corrente. ▪ Montagem incorreta. ▪ Falta de lubrificação. ▪ Falta de manutenção preventiva. ▪ Contaminação do lubrificante por material fugitivo. ▪ Corrente de má qualidade.

5.3.3. Diagrama de Causa e Efeito Finalizando o Brainstorming as causas potencias foram distribuídas no diagrama de Ishikawa, conforme apresentado na Figura 11.

Figura 10. Diagrama de Ishikawa. Fonte: Autor (2018).

5.3.4. Teste de Hipótese Utilizando o teste de hipóteses, Tabela 2, foi realizado julgamento das causas potenciais encontradas através do "Diagrama de Causa e Efeito" e suas respectivas análises.

Concluiu-se que a causa potencial das constantes paradas da área era o esforço excessivo no tensionamento da corrente.

Tabela 2. Testes de hipóteses das causas prováveis.

Item Causas Potenciais Julgamento Análise

1 Falta de Inspeção Improvável São realizadas inspeções semanais no equipamento

2 Corrente Inadequada para o local Improvável São aplicadas em outras unidades e não apresentam problemas.

3 Falta de controle de rotina da manutenção

Improvável Possui plano de manutenção preventiva para o equipamento.

4 Esforço excessivo no tensionamento da corrente

Provável As correntes apresentam desgastes nos rolos, alongamento e rompimento prematuro.

5 Montagem Incorreta Improvável Executantes treinados e experientes na execução da atividade.

6 Falta de lubrificação Improvável Possui sistemas de lubrificação contínua por gotejamento.

7 Falta de manutenção preventiva Improvável As preventivas são realizadas de acordo com a frequência especificada.

8 Contaminação do lubrificante por material fugitivo

Improvável Correntes não estão expostas á ambiente com poeira e material fugitvo.

9 Corrente de má qualidade Improvável Possui fabricante de alto padrão de qualidade.

Fonte: Autor (2018).

5.3.5. Teste dos "Por quês"

Após concluir qual era a causa potencial das constantes paradas foi realizada o teste dos porquês (tabela III) que evidenciou que a causa fundamental do problema era a não existência de referência de pressão limite para o tensionamento da corrente.

Tabela 2. Testes de hipóteses das causas prováveis.

Item Causas Potenciais Análise

1 Por que existe esforço excessivo no tensionamento da corrente?

Porque a corrente de transmissão recebe uma pressão de 7 Kgf/cm³ para tensionamento da mesma.

2 Porque a corrente de transmissão recebe uma pressão de 7 Kgf/cm³ para tensionamento da mesma?

Porque não existe controle de pressão no tensionamento da corrente.

3 Porque não existe controle de pressão no tensionamento da corrente?

Porque não existe referência de pressão limite para tensionamento da corrente.

4 Porque não existe referência de pressão limite para tensionamento da corrente?

Porque o projeto original da máquina não contempla este controle.

Fonte: Autor (2018).

Foi realizado nova sessão de Brainstorming para se chegar as propostas de soluções para o problema, conforme apresentado a seguir. ▪ Montar sistema de acionamento com eixo sem fim acionando todos os rolos.

REPROVADO: Custos do projeto e grandes alterações seriam inviáveis. ▪ Montar válvula reguladora de pressão. APROVADO: Possui fácil instalação

e baixo custo.

▪ Instalar acionamento para cada rolo individualmente. REPROVADO: Devido ao alto custo na aquisição do moto redutor.

▪ Montar sistema regulador de tensão hidráulico. APROVADO: Sistema teria bom funcionamento no local.

5.3.6. Matriz de Viabilidade Através da análise da "Matriz de Viabilidade", Tabela 3, concluiu-se que a solução mais viável para o problema seria a instalação de uma válvula reguladora de pressão no sistema de tensionamento que recebe o ar comprido direto dos compressores da usina a uma pressão de 7 kgf/cm².

Tabela 3. Matriz de Viabilidade.

VIABILIDADE Montar válvula

reguladora de pressão

Montar sistema regulador de tensão

hidráulico

Viabilidade técnica 4 3

Viabilidade política 4 4

Viabilidade ambiental 5 4

Viabilidade econômica 5 3

Viabilidade de segurança 5 5

Viabilidade de continuidade 4 3

TOTAL 27 22

Fonte: Autor (2018).

5.4. Plano de Ação 5.4.1. Ferramenta 5W2H Com o auxílio da ferramenta "5W2H", Tabela 4, foi realizado planejamento do plano de ação para toda execução do projeto.

Tabela 3. Planilha 5W2H.

O quê? (What)

Por quê? (Why)

Onde? (Where)

Quando? (When)

Quem? (Who)

Como? (How)

Quanto? (How much)

Levantar dados e materiais

para iniciar a melhoria.

Para requisitar ou reaproveitar materiais da

área.

Usina de Pelotização

2/13/2016 Engenharia de manutenção.

Através de reuniões,

consultas ao sistema SAP

R$0,00

Montagem mecânica

Para solucionar o

problema

Mesa de rolos

RSGT's 3/5/2018

Equipe de manutenção

Programado serviço e fornecido

materiais e desenhos

técnicos para execução.

R$ 830,00

Teste e acompanhamento da melhoria

Verificar eficácia da

implantação do projeto.

Mesa de rolos

RSGT's 4/5/2018

Engenharia de manutenção.

Através de regulagem do

sistema e verificação do tensionamento

da corrente

R$ 0,00

Fonte: Autor (2018).

5.4.2. Execução Na Figura 11, após todo planejamento de execução do projeto de instalação da válvula reguladora de pressão, tem-se a situação antes (esquerda) e depois (direita) da montagem mecânica.

Figura 11. Sistema de tensionamento com controle de pressão. Fonte: Autor (2018).

Foi realizado um estudo para a pressão de 7 kgf/cm², fornecida pelos compressores da usina da Pelotização, fosse reduzida para 1,5 kgf/cm², que é a menor pressão para manter a corrente tensionada, significando uma redução de 79% no tensionamento da corrente. Para realizar esse controle não é necessária nenhuma ação manual ou elétrica. Basta somente a tomada de impulso, situada a jusante da válvula para realizar o controle da pressão, Figura 12.

Figura 11. Vista em corte válvula controladora de pressão. Fonte: Autor (2018).

5.5. Verificação dos Resultados

5.5.1 Vetor QCAMS Após conclusão do projeto, com objetivo aumentar a vida útil das correntes de transmissão das peneiras de rolos através da redução da pressão de

tensionamento da mesma, foi utilizada novamente o Vetor QCAMS para verificação dos resultados obtidos, conforme apresentado a seguir. ▪ Qualidade: O dispositivo permite regular a força aplicada na corrente apenas

o suficiente para mantê-la esticada. A pressão aplicada anteriormente de 7 Kgf/cm² foi reduzida para 1,5 Kgf/cm², resultando em 79% de redução na pressão aplicada e aumento de 150% nas horas sem avaria na corrente de transmissão.

▪ Custo: Após a implantação do projeto nas sete peneiras de rolos existentes na planta no período de maio/2016 a maio/2018 foram substituídas 29 correntes, gerando um custo evitado de aproximadamente R$ 568.784,13 com aquisição de correntes considerando o valor de cada corrente R$ 9.324,33, resultando em uma redução de 69% em trocas da corrente de transmissão.

▪ Atendimento ou Entrega: Após a implantação do projeto não ocorreram paradas corretivas por problemas de correntes de transmissão nas linhas do pelotamento eliminando desvios de mão de obra para realização de reparos na mesma.

▪ Moral: Redução de stress, cansaço e insatisfação dos colaboradores. ▪ Meio Ambiente: Redução de 8.845Kg de sucata metálica e resíduos

lubrificantes gerados com a manutenção da corrente. ▪ Segurança: Redução do tempo de exposição dos colaboradores aos riscos

envolvidos na tarefa.

5.6. Ação 5.6.1 Padronização Dentro das ações de padronização pode-se destacar as apresentadas a seguir. ▪ Realização do desenho técnico do cavalete de regulagem de pressão de

tensionamento. ▪ Criação de item da válvula controladora e seus respectivos reparos para

aquisição de peças sobressalentes para futuras manutenções. ▪ Incluído no check-list do inspetor a verificação da condição do sistema. 6. Considerações Finais Após a montagem da válvula reguladora de pressão houve um aumento na vida útil das correntes de transmissão das peneiras de rolos. Destaca-se, inicialmente, o ganho em saúde e segurança através da diminuição da exposição dos colaboradores aos riscos envolvidos na tarefa, visto que atualmente as empresas buscam o "zero acidente". Na parte financeira obteve-se uma economia considerável. Houve uma redução das manutenções corretivas do equipamento cujo custos são os mais elevados. Outro ganho foi o aumento da disponibilidade dos equipamentos, o que proporcionou aumento da produção e melhoria da qualidade da pelota produzida.

Estes ganhos são importantíssimos para que a empresa seja competitiva no mercado. É fundamental que o custo da manutenção seja baixo e qualidade de produção alta. REFERÊNCIAS AMORAS, Luiz Cláudio Espindula. Estudo de caso. Sistema de transmissão por corrente. Instituto de estudos superiores da Amazônia, 2013. Catálogo Cerello, 2010. Catálogo DAIDO, 2005. FILHO, Flávio de Marco. Elementos de transmissão flexíveis, Universidade Federal do Rio de Janeiro, 2009. GODINHO, Hermes Dias. Redução de falhas em moinhos através de Kaizen, Universidade Federal de São João Del Rei, 2011. LORDES, F.; HORTA, M. D. M. Noções Básicas de Elementos de Máquinas, CPM - Programa de Certificação de Pessoal de Manutenção, 1996. Disponível em: <http://www.abraman.org.br/arquivos/72/72.pdf>. Acesso em: 17 jun. 2018. MARIANI, Celso Antônio. Método PDCA e ferramentas da qualidade no gerenciamento de processos industriais: Um estudo de caso. RAI - Revista de Administração e Inovação, São Paulo, v. 2, n. 2, p. 110-126, 2005. PENA, Eloiso Queiroz Pena, Manual de Misturamento, Pelotamento e Classificação. Universidade Federal de Ouro Preto, 2010