ILHA SOLTEIRA
XII Congresso Nacional de Estudantes de Engenharia Mecânica - 22 a 26 de agosto de 2005 - Ilha Solteira - SP
Paper CRE05-EE07
EFEITOS DO DESALINHAMENTO EM TRANSMISSÃO DE POTÊNCIA MOTOR-BOMBA
Juliano Cabral C. Silva, Marlon Krug Brasil, Marcelo C. Silva e Carlos H. Gomes
UNISANTA, Universidade Santa Cecília, Departamento de Engenharia Mecânica.
Rua Oswaldo Cruz, 266 - Boqueirão - Santos/SP - CEP: 11045-907
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Introdução
Um dos grandes desafios da engenharia dos tempos atuais é produzir com qualidade, com utilização
racional das fontes de energia e respeito ao meio ambiente.
Os desalinhamentos podem provocar elevadas perdas na indústria, produzindo falhas prematuras nos
equipamentos, gerando queda de rendimento, consumo excessivo de energia e graves problemas com
vibração e desbalanceamento.
Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um módulo didático para ensaio e avaliação qualitativa e
quantitativa dos parâmetros operacionais de um conjunto moto-bomba.
Objetivo
Demonstrar os danos causados pelo desalinhamento em equipamentos rotativos através de uma bancada
de teste onde se tem um motor acoplado a uma bomba centrífuga radial. Ao variar o alinhamento e a rotação
do motor pode-se analisar os efeitos gerados sobre o desempenho do conjunto.
A utilização do método termográfico permite a realização de medições sem contato físico com o
equipamento em pleno funcionamento, onde a evolução da temperatura será acompanhada por um gráfico de
tendência.
Metodologia
O módulo experimental foi construído e montado no Laboratório de Hidráulica da Faculdade de
Engenharia Mecânica da Universidade Santa Cecília, com o objetivo de demonstrar os efeitos dos
desalinhamentos sobre o rendimento de equipamentos mecânicos.
Através do dispositivo montado na base do motor, produz-se desalinhamento paralelo e angular
possibilitando a coleta dos dados. Com o auxílio de uma câmera termográfica fabricante Agema AG, modelo
THV 550, procedência Suécia, resolução 320x240 pixels foi possível medir a temperatura do acoplamento e
mancais de rolamento, análise dos esforços e perda de potência do motor elétrico.
Resultados
O estudo mostra as perdas geradas pela operação inadequada do equipamento com vários níveis de
desalinhamento e diferentes rotações. Verificamos que alguns parâmetros não estudados no caso, tais como,
rendimento do motor e da bomba, são bastante afetados [8]. Porém, não foi possível quantificar perdas, mas
detectou-se o desprendimento de material (elastômero) do acoplamento, que em condições de funcionamento
contínuo deverá produzir falha prematura e parada do equipamento. [1][2]
(a)
(b)
Figura1 – Análise termográfica dos equipamentos na bancada de teste: (a) Imagem termográfica e (b) Gráfico da
temperatura em função do comprimento da reta LI01 na imagem (a).
Conforme análise termográfica, foram evidenciados pontos de aquecimento nos mancais e no
acoplamento, que levaria a uma falha prematura por desgastes gerados pelos esforços atuantes nestes
elementos do conjunto.
Observou-se um nível elevado de vibração quando submetemos o conjunto ao máximo desalinhamento
aceitável pelo fabricante do acoplamento, que apesar de não medido, comprometem a vida útil de todo o
mecanismo estudado aumentando os custos operacionais. [3]
Também foi possível evidenciar a economia de energia quando se opera dentro dos parâmetros corretos.
Com o acompanhamento da variação de parâmetros fornecidos pelo inversor de freqüência, estimamos uma
redução de custo de aproximadamente 28%, sem levar em conta os custos extras que ocorrem com quebras e
perdas de produção. Evidencia-se com o presente trabalho a importância e a correta instalação e manutenção
dos equipamentos rotativos na indústria. [8]
Trabalhos futuros envolvendo tópicos de manutenção industrial, análise de vibração, termografia,
máquinas hidráulicas e eletricidade podem apresentar relevantes resultados quantitativos através do módulo
didático desenvolvido.
Agradecimentos
Aos professores: Valmir Demarchi, Wilson R. Nassar, e Carlos Alberto A. Moino.
Às empresas: NSK Rolamentos e Thermoconsult Consultoria Termográfica Ltda e COSIPA.
Referências Bibliográficas
Mancuso, Jon R. Couplings and Joints: Design, Selection, and Application. 2. ed. Baltimore:
Marcel
Dekker, 1999. 581 p.
Affonso, Luiz Otávio Amaral. Equipamentos Mecânicos: Análise de Falhas e Soluções de Problemas.
1 ed. Rio de Janeiro: Qualitymark: Petrobrás, 2002. 356 p.
Nassar, Wilson R. Manutenção de Máquinas e Ferramentas. Universidade Santa Cecília – Apostila da
disciplina de Manutenção de Máquinas e Equipamentos - Santos – SP www.unisanta.br/mecanica 2005.
NSK. Disponível em: <http://www.nsk.com.br>. Acesso em: Outubro 2004.
Infrared. Disponível em: <http://www.infrared.service.com.br>. Acesso em: Outubro 2004.
Pticorp. Disponível em: <http://www.pticorp.com.br>. Acesso em Novembro 2004.
Escola Hessel Horácio Cherkassky. Escola SENAI. Mecânico de Manutenção: Acoplamento e Alinhamento
de Equipamentos Industriais. Cubatão: Antonio Souza Noschese, 1998.
Pruftechinik. Disponível em: <http://www.pruftechnik.com>. Acesso em Março 2005.