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 / 2010
Principais causas das paradas MECÂNICA na BSM 3 - JANEIRO A
MAIO - 2010
40
38,89
36,85
27,27
67%
30
80%
26,99
86%
97%
93%
90%
100%
20
19%
120%
100%
80%
54%
60%
37%
10,26
10
40%
8,35
7,09
6,95
6,83
20%
Encolder
Guia lateral
Cavalete
Rompedor
Principais causas das paradas mecânicas na BSM 3
90
De JANEIRO a DEZEMBRO DE 2009
84,05
80
70,74
70
60
68%
51%
40,51
50
40
30
89%
94%
100%
80%
60%
37,61
22%
76%
83%
120%
100%
60%
40%
30,49
28,89
27,36
22,43
21,99
21,26
20
40%
20%
10
Caixa de
engrenagem
Rompedor
Atraso
manutenção
Prev.
Acoplamento
hidráulico
Eixo
Desalinhamento
Chute
Rolete
0%
Tambor de
retorno
0
Sapata
Horas Paradas
Chute
Desalinhamento
Redutor
Acoplamento
hidráulico
0%
Tambor de
retorno
0
Rolete
Horas Paradas
32,63
Histórico de paradas da BSM3 em 2010
Principais causas das paradas MECÂNICAS na BSM 3 -MARÇO
2010
36,85
30
25
20
81%
86%
91%
95%
98%
99%
100%
100%
80%
55%
60%
12,45
15
120%
100%
73%
10
40%
5,17
5
3,64
3,38
2,82
1,67
0,78
20%
0,7
Sapata
Raspador
Traseira
Paradas na BSM 3 dos Equipamentos por TAMBOR DE
RETORNO -MARÇO 2010
40
36,85
100%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
120%
100%
30
80%
20
60%
40%
10
20%
0
0%
TR 117-06
Horas Paradas
Chute
Estrutura
Rolete
Pastilha
0%
Desalinhamento
0
Tambor de
retorno
Horas Paradas
35
cálculo dos esforços no tambor e cavalete
TRANSPORTADOR TR-117K-06
BSM 3
Cálculo das tensões na correia entre os tambores de acionamento 2 a capacidade Nominal até o TB 7
93,335m
12.284,12 m
120 m
Dados:
T eTB
FE
Potência Requerida pelo Transportador
TB2
PT=
2468,83 CV
PnT=
2200,57 CV
Acionamento 01(nominal)
Acionamento 01(projeto)
1100,28 CV
1234,42
CV
Acionamento 02(nominal)
Acionamento 02(projeto)
1100,28 CV
1234,42
CV
Pi=
4X
4X600
CV
Potência Instalada
Motores
561,37 CV (Nominal) a um rendimento de 98%
Motores
629,80 CV (Projeto)a um rendimento de 98%
98%
Rendimento
η=
FE  2  T 2 TB 2
V
Kg
T 2TB 2  Te 
 
T2TB2= 8718,75
1
(e
 1)
Kg
Tensão no lado frouxo da correia no tambor de acionamento 2
T1TB 2  T eTB 2  T 2 TB 2
T1TB2
29716,53 Kg
Tensão no lado tenso da correia no tambor de acionamento 2
Cálculo das tensões na correia entre o tambor de acionamento 1 a capacidade de Nominal até o TB 8
1

 P
4500
TeTB1= 20997,78
T2TB1=
Kg
V
Kg
Tensão efetiva no tambor de acionamento 1
f  w  V L  L0  f  Qt  L  L0 Qt  H
CV 


4500
270
270
Potencia total do transportador
29716,53 Kg
Tensão no lado frouxo da correia no tambor de acionamento 1
T1TB 1  T eTB 1  T 2 TB 1
T1tb1 =
Pt 
 P
4500
T 2 TB 1  T 1TB 2
Peso do Contrapeso
17437,50

TeTB2= 20997,8
T eTB
4X
FE=
TB1
2
Revestimento Cerâmico
μ= 0,35
Ф= 200,7362
3,503507618
Tensão efetiva no tambor de acionamento 2
50714,30 Kg
Tensão no lado tenso da correia no tambor de acionamento 1
Tt= T1+T2= 29716,53kg + 50714,30kg=
80430,83KG
(Tensão total da correia transportadora sobre o tambor)
Análise estrutural
Tambor / Eixo – Condições de Contorno
ESFORÇO DE TRAÇÃO
PROVOCADO PELA CORREIA
TRANSPORTADORA MAIS 12%
DE SOBRECARGA
APOIO NO EIXO - ROLAMENTO
DIREITO
APOIO NO EIXO - ROLAMENTO
ESQUERDO
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
Esforços
Resultantes
provocados pela
tensão de tração
da correia mais o
peso do Tambor.
Apoios fixos na casa de
transferência
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
Histórico de Laudos 01/01/2009 a 11/07/2010
Equipamento
Subconjunto
(ativo)
Condição Preditiva
Data Análise
Data Execução
TR-117-06
TB-08 LD/LE
Executado
10/06/2010
TR-117-06
TB-08 LD/LE
Alerta
27/05/2010
Diagnóstico
O Rolamento do mancal LD
apresenta sinais de defeito
na pista externa.
O Rolamento do mancal LD
apresenta sinais de defeito
na pista externa.
O rolamento do mancal
apresenta defeito na pista
externa e gaiola.
O rolamento do mancal
apresenta defeito na pista
externa e gaiola.
TR-117-06
TB-08 LD/LE
Executado
19/08/2009
TR-117-06
TB-08 LD/LE
Alerta
13/08/2009
TR-117-06
TB-08 LD/LE
Executado
08/05/2009
TR-117-06
TB-08 LD/LE
Intervenção Solicitada
14/04/2009
Rolamento com defeito na
pista externa.
Rolamento com defeito na
pista externa.
11/03/2009
Mancal LD ? Rolamento
com início de defeito na
pista externa.
05/02/2009
Mancal LD ? Rolamento
com início de defeito na
pista externa.
TR-117-06
TR-117-06
TB-08 LD/LE
TB-08 LD/LE
Executado
Alerta
Recomendação
Substituir rolamento do
mancal LD.
Substituir rolamento do
mancal LD.
Substituir rolamento do
mancal.
Substituir rolamento do
mancal.
Substituir rolamento do lado
direito.
Substituir rolamento do lado
direito.
Abrir mancais,
descontaminar e medir
folgas do rolamento dos
mancais ld e le.
Abrir mancais,
descontaminar e medir
folgas do rolamento dos
mancais ld e le.
Levantamento dos esforços no rolamento
a
Po
T1
P
T
yt
W
R
T1 =
T=
a=
W=
8.719
50.714
180
7146
kgf
kgf
graus
kgf
P=
72.773 kgf
R=
73.123 kgf
a
d2
c
L
d1
a
R  73.123Kgf / 2  36561,5Kgf
R  365615N 365KN
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:
6800 KN
CS 
 18,63
365 KN
Diagrama de causa e efeito em rolamentos
Identificação das Causas
Diagrama de Causa x Efeito
Causas Prováveis:
4
1
Categorias de Causas:
Deficiencia na Lubrificação
1 - Mão - de - Obra
3
Erros na Montagem
?
2 - Métodos
Subdimensionamento
3 - Máquinas
Problema
Falhas no Rolamento
4
2
Rolamento de Baixa Qualidade
3
2
Contaminação
4
Armazenamento Inadequado
?
Falta de Minitoramento
5
Desalinhamento topográfico do
eixo
Causa 9
4 - Materiais
5 - Meio Ambiente
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
Dados do Rolamento
D.Externo (D):
D.Interno (d):
Largura (B):
N:
Use 0,002 p/ W33
Esfera
Cilindricos
Radial Esferas
DmN:
Qtde Graxa Relub:
580
340
190
51
mm
mm
mm
rpm
0,005 e 0,005 p/ demais
1
5
10
23.460
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
-->>
Graxa utilizada
Mobilith SHC 460/PM 460 ou SHC 1500
* Ver intervalo corrigido conforme condições de trabalho e de ambiente (DialSet).
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
acompanhar resultados.
lubrificante
dimensionado
e
• 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*
Tecnologia em Rolamentos I CCM101 - IN COMPANY*
Recomendado para
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:
Introdução
• 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
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
Introdução à 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
Montagem e desmontagem
• Marcas normais de trabalho
• Introdução aos tipos de falha
• Exercícios práticos de análise de falhas
•
•
•
•
•
•
•
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
Duração
8 horas (1 dia)
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.
Das 8:00 às 17:00 hs
Duração
(*)Realizado na empresa do contratante
16 horas (2 dias)
Das 8:00 às 17:00 hs
(*)Realizado na empresa do contratante.