FACULDADE NORTE CAPIXABA DE SÃO MATEUS ENGENHARIA DE PRODUÇÃO MECÂNICA CHRISTIANO CLEMENTINO DOS SANTOS IZABÔ PIANA MARTIN LUIZ HENRIQUE DIAS SILVA

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1 0 FACULDADE NORTE CAPIXABA DE SÃO MATEUS ENGENHARIA DE PRODUÇÃO MECÂNICA CHRISTIANO CLEMENTINO DOS SANTOS IZABÔ PIANA MARTIN LUIZ HENRIQUE DIAS SILVA ANÁLISE DE FALHA NOS REDUTORES DE VELOCIDADE BENZLERS DAS PRENSAS DE LAVAGEM DA LINHA DE FIBRAS EM UMA FÁBRICA DE PAPEL E CELULOSE NO EXTREMO SUL DA BAHIA SÃO MATEUS 2013

2 1 CHRISTIANO CLEMENTINO DOS SANTOS IZABÔ PIANA MARTIN LUIZ HENRIQUE DIAS SILVA ANÁLISE DE FALHA NOS REDUTORES DE VELOCIDADE BENZLERS DAS PRENSAS DE LAVAGEM DA LINHA DE FIBRAS EM UMA FÁBRICA DE PAPEL E CELULOSE NO EXTREMO SUL DA BAHIA Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao programa de Graduação em Engenharia de Produção Mecânica da Faculdade Norte Capixaba de São Mateus, como requisito parcial para obtenção do grau de Bacharel em Engenharia de Produção Mecânica. Orientador: Profº Flávio Acácio da Silva. SÃO MATEUS 2013

3 FICHA CATALOGRÁFICA 2

4 3 CHRISTIANO CLEMENTINO DOS SANTOS IZABÔ PIANA MARTIN LUIZ HENRIQUE DIAS SILVA ANÁLISE DE FALHA NOS REDUTORES DE VELOCIDADE BENZLERS DAS PRENSAS DE LAVAGEM DA LINHA DE FIBRAS EM UMA FÁBRICA DE PAPEL E CELULOSE NO EXTREMO SUL DA BAHIA Monografia apresentada ao Programa de Graduação em Engenharia de Produção Mecânica da Faculdade Norte Capixaba de São Mateus, como requisito parcial para a obtenção do grau de Bacharel em Engenheiro de Produção Mecânica. Aprovada em 30 de Novembro de 2013 COMISSÃO EXAMINADORA ProfºFlávio Acácio da Silva Faculdade Norte Capixaba de São Mateus Orientador Profª Elen Karla Trés Faculdade Norte Capixaba de São Mateus Membro 1 - Estrutura Profº Wanderson L. Banhos Faculdade Norte Capixaba de São Mateus Membro 2 - Conteúdo

5 Dedicamos este trabalho primeiramente a Deus, que nos deu o dom da vida. A nossos pais que nos acompanharam e não nos deixou desistir em momento algum. A Gabrielle Xavier Ribeiro que nos deu apoio e incentivo. 4

6 5 Agradecemos aos engenheiros Flávio Calixto Xavier e Reinaldo Oliveira que nos direcionaram e auxiliaram em momentos de extrema dificuldade. Aos nossos orientadores Flávio Acácio da Silva e Josete Pertel que nos acompanharam desde o início do trabalho dando-nos as diretrizes. Agradecemos a todos que colaboraram direta ou indiretamente para a finalização do trabalho. A todos os nossos eternos agradecimentos.

7 6 A competitividade de um país não começa nas indústrias ou nos laboratórios de engenharia. Ela começa na sala de aula. Lee Iacocca Para um motor fundido => Engenheiro mecânico Para combustível alterado => Engenheiro químico Para baterias descarregadas => Engenheiro elétrico Para defeitos em softwares => Engenheiro da computação Para todos os outros problemas => Engenheiro de Produção Mecânica Engenharia.

8 7 RESUMO Para realização do estudo utilizou-se da pesquisa exploratória, documental, descritiva, bibliográfica e estudo de caso, com dados quantitativos e qualitativos. O presente trabalho teve como objetivo principal reduzir vazamentos de óleo dos redutores pelos retentores das prensas de lavagem da Linha de Fibras. Esse problema gerava um gasto com a compra excessiva, tanto de óleo lubrificante quanto de retentores. No decorrer da pesquisa, foram utilizadas várias ferramentas para auxílio da análise. A análise de falhas foi realizada utilizando-se duas ferramentas importantes, o FMEA e o FTA, sendo possível conhecer o redutor de velocidade e as prensas de lavagem, consequentemente ajudando a observar todos os detalhes que não eram vistos antes. Equipamentos como estes devem ser mantidos em pleno funcionamento, para isso executa-se uma manutenção preditiva que permite o monitoramento periódico com ferramentas confiáveis, sendo elas, termografia, análise de vibração e análise de óleo, antecedendo desta maneira, possíveis falhas. A falha quando identificada gerou um plano de ação para futuras oportunidades, levando o equipamento com a falha até o momento oportuno para sua parada. Após realizar o estudo de caso com as técnicas de manutenção, foi constatado que as principais causas relacionadas a grande ocorrência de vazamentos eram especificação e estocagem de retentores, processo de montagem e desgaste no eixo. Sendo assim, algumas ações foram tomadas respeitando um plano de ação previamente elaborado, para que não impactasse na produção da empresa. PALAVRAS-CHAVE: Retentor; Manutenção; Vazamento; FMEA; FTA.

9 8 LISTA DE FIGURAS FIGURA 1 Funcionamento da prensa de lavagem FIGURA 2 Elementos da prensa de lavagem FIGURA 3 Imagem real da bacia FIGURA 4 Imagem real do flap FIGURA 5 Imagem real do tambor FIGURA 6 Imagem real Chuveiro de limpeza dos tambores FIGURA 7 Imagem da rosca de alimentação FIGURA 8 Imagem da rosca de descarga FIGURA 9 Imagem real do choque absorve FIGURA 10 Imagem real do motor elétrico FIGURA 11 Imagem real do redutor de velocidade (em vermelho) FIGURA 12 Modelo redutor de velocidade do fabricante Benzlers FIGURA 13 Eixo de um redutor de velocidade FIGURA 14 Engrenagem de um equipamento rotativo FIGURA 15 Rolamento FIGURA 16 Retentor Freudenberg FIGURA 17 Funções principais de um retentor FIGURA 18 Retentor e suas repartições FIGURA 19 Exemplos de formas construtivas de retentores FIGURA 20 Speedi sleeve instalado no eixo FIGURA 21 Inspeção termográfica em equipamento elétrico FIGURA 22 Modelo de formulário FMEA FIGURA 23 Vazamento de óleo lubrificante pelo retentor FIGURA 24 Posições de instalação do redutor de velocidade FIGURA 25 Quantidade óleo por modelo de redutor de velocidade FIGURA 26 Fluxograma FTA FIGURA 27 Termografias nos três modelos de redutores de velocidade Benzlers FIGURA 28 Falta de parafuso de fixação do motor com o redutor de velocidade FIGURA 29 Trincas características de ressecamento... 80

10 9 FIGURA 30 Retentor BAUMSLX FIGURA 31 Posição do retentor do eixo de alta rotação FIGURA 32 Posição do retentor do eixo de baixa rotação FIGURA 33 Speedi Sleeve e a ferramenta de instalação FIGURA 34 Speedi Sleeve instalado no eixo do redutor de velocidade BTM

11 10 LISTA DE GRÁFICOS GRÁFICO 1 Quantidade de retentores usados nos redutores de velocidade entre os anos de 2008 até GRÁFICO 2 Quantidade de retentores de entrada e saída nos redutores de velocidade entre os anos de 2008 até GRÁFICO 3 Quantidade de retentores substituídos anuais GRÁFICO 4 Porcentagem de substituições de retentores por modelo de redutor GRÁFICO 5 Temperatura de operação e viscosidade do óleo lubrificante GRÁFICO 6 Viscosidade de referência do óleo lubrificante, rotação e diâmetro do rolamento do modelo BTM GRÁFICO 7 Viscosidade de referência do óleo lubrificante, rotação e diâmetro do rolamento do modelo BTM GRÁFICO 8 Viscosidade de referência do óleo lubrificante, rotação e diâmetro do rolamento do modelo BTM GRÁFICO 9 Relação de viscosidade GRÁFICO 10 Tendência da análise de vibração dos redutores de velocidade GRÁFICO 11 Substituição de retentor por ano 2008/ GRÁFICO 12 Consumo em litros de óleo lubrificante... 86

12 11 LISTA DE QUADROS QUADRO 1 Nomenclatura dos redutores de velocidade Benzlers e seus respectivos modelos QUADRO 2 Rotação e relação de transmissão de cada modelo de redutor de velocidade QUADRO 3 Demonstração da quantidade de vazamento e custo QUADRO 4 Quantidade de retentores usados nos redutores de velocidade entre os anos de 2008 até QUADRO 5 FMEA QUADRO 6 Termografia nos redutores de velocidade da prensa DUAL QUADRO 7 Termografia nos redutores de velocidade da prensa PO QUADRO 8 Relação de transmissão dos redutores de velocidade QUADRO 9 Tipo de óleo lubrificante e viscosidade QUADRO 10 Temperatura de operação e viscosidade do óleo lubrificante QUADRO 11 Nova viscosidade em relação a temperatura de operação QUADRO 12 Diâmetro médio BTM QUADRO 13 Diâmetro médio BTM QUADRO 14 Diâmetro médio BTM QUADRO 15 Relação de viscosidade para modelo BTM QUADRO 16 Relação de viscosidade para modelo BTM QUADRO 17 Relação de viscosidade para modelo BTM QUADRO 18 Tempo de estocagem de retentores e seus respectivos materiais QUADRO 19 Retentores e seus respectivos materiais de fabricação QUADRO 20 Retentores e seus respectivos materiais de fabricação QUADRO 21 Especificações dos retentores pelo manual Benzlers QUADRO 22 Especificações dos retentores pelo manual Benzlers QUADRO 23 Custo homem hora QUADRO 24 Custo Guindaste... 87

13 12 LISTA DE SIGLAS FMEA Análise do modo e efeito de falha RCFA Análise das causas raízes das falhas MASP Método de análise e soluções de problemas NBR Borracha de Acrilonitrila-Butadieno (Borracha nitrílica) FKM Borracha fluorada (Borracha viton) PTFE Politetrafluoretileno (Teflon) MCC Manutenção centrada na confiabilidade FTA Análise da árvore de falhas SAP Análise de Sistemas e Desenvolvimentos de Programas BA Diâmetro externo emborrachado UM Lado cortado na face frontal (FKM) SL Lado de pó (Vmáx.= 8 m/s) X7 Diâmetro externo ondulado

14 13 LISTA DE SÍMBOLOS Relação de viscosidade Viscosidade em serviço da película lubrificante no contato de rolagem Viscosidade de referência na dependência do diâmetro e do número de rotações Diâmetro médio do rolamento Diâmetro externo do rolamento Diâmetro interno do rolamento

15 14 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO JUSTIFICATIVA DELIMITAÇÃO DO TEMA FORMULAÇÃO DO PROBLEMA OBJETIVOS OBJETIVO GERAL OBJETIVOS ESPECÍFICOS HIPÓTESE METODOLOGIA CLASSIFICAÇÃO DA PESQUISA TÉCNICAS PARA COLETA DE DADOS FONTES PARA COLETA DE DADOS POSSIBILIDADE DE TRATAMENTO E ANÁLISE DOS DADOS APRESENTAÇÃO DO CONTEÚDO DAS PARTES REFERENCIAL TEÓRICO PROCESSO DA LINHA DE FIBRAS COZIMENTO DEPURAÇÃO PRÉ-BRANQUEAMENTO LAVAGEM BRANQUEAMENTO PROCESSO DAS PRESSAS DE LAVAGEM FUNCIONAMENTO DAS PRENSAS DE LAVAGEM DA LINHA DE FIBRAS I COMPONENTES DAS PRENSAS DE LAVAGEM DA LINHA DE FIBRAS I BACIA FLAPS TAMBORES CHUVEIROS ROSCA DE ALIMENTAÇÃO... 32

16 ROSCA DE DESCARGA CHOQUE ABSORVE MOTOR ELÉTRICO REDUTOR DE VELOCIDADE REDUTORES DE VELOCIDADE COMPONENTES DO REDUTOR DE VELOCIDADE EIXOS ENGRENAGENS ROLAMENTOS RETENTORES ELEMENTOS DE VEDAÇÃO RETENTOR ELASTÔMERO NITRÍLICA ELASTÔMERO FLUORADO (FKM) SPEEDI SLEEVE MANUTENÇÃO INDUSTRIAL CLASSIFICAÇÃO DA MANUTENÇÃO CORRETIVA PLANEJADA PREDITIVA TERMOGRAFIA COLETA DE DADOS DA TERMOGRAFIA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO DIAGNÓSTICOS A PARTIR DA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO LUBRIFICAÇÃO TIPOS DE ÓLEOS LUBRIFICANTES VISCOSIDADE FERROGRAFIA OU ANÁLISE DE ÓLEO LUBRIFICANTE MCC OU MANUTENÇÃO CENTRADA NA CONFIABILIDADE CONFIABILIDADE ANÁLISE DE FALHAS FMEA (ANALISE DE MODOS DE FALHA E EFEITOS) FTA (FAUT TREE ANALYSIS)... 56

17 16 3 ESTUDO DE CASO EMPRESA OBJETO DE ESTUDO APRESENTAÇÃO DOS DADOS ANÁLISE DOS DADOS RESULTADOS OBTIDOS CONCLUSÃO E RECOMENDAÇÔES CONCLUSÃO RECOMENDAÇÃO REFERÊNCIAS... 91

18 17 1 INTRODUÇÃO Desde a revolução industrial, as empresas estão em busca de conhecimentos para mitigar problemas relacionados à área industrial e tecnológica, visando aumento de produção com qualidade vinculada a redução de custos. Nestas circunstâncias, um dos fatores para o aumento de custos na manutenção industrial está relacionado aos problemas de vazamento de óleo lubrificante em equipamentos rotativos, neste caso, nos redutores de velocidade. Como assevera Silva (2008, p.54): É conhecido por redutor o conjunto de coroa e parafuso com rosca sem-fim ou de engrenagens acondicionado em uma carcaça com sistema de lubrificação e destinado a reduzir a velocidade. Engrenagem é conjunto de duas ou mais rodas dentadas. A engrenagem permite a redução ou o aumento do momento de torção, com perdas muito pequenas de energia, e o aumento ou redução de velocidades sem nenhuma perda, por não permitir patinação. Atualmente, as grandes indústrias utilizam estratégias de manutenção bem definidas, aliadas a uma política interna de manutenção baseada no conceito de confiabilidade, de maneira a reduzir seus custos através de práticas consolidadas que atuam de forma sistêmica nos pontos críticos dos seus ativos. Segundo Fernandes (2010, p. 2): Podemos entender manutenção como o conjunto de cuidados técnicos indispensáveis ao funcionamento regular e permanente de máquinas, equipamentos, ferramentas e instalações. Esses cuidados envolvem a conservação, a adequação, a restauração, a substituição e a prevenção. Essas técnicas são utilizadas em vários tipos de empresas, a fim de minimizar os custos de manutenção, evitando possíveis perdas de produção. Tais técnicas estão sendo empregadas para solucionar o problema existente de vazamentos de óleos lubrificantes pelos retentores nos redutores de velocidade da indústria como um todo.

19 18 O foco principal do estudo de caso está relacionado aos redutores de velocidade, situados nas prensas de lavagem instaladas na Linha de Fibras, em que há maior incidência das ocorrências de vazamentos. Nesse processo, a polpa de celulose passa por vários estágios de branqueamento até chegar à prensa, tendo como finalidade lavar e prensar a polpa de celulose diminuindo a porcentagem de água até chegar ao processo de Secagem. A importância de eliminar esse problema é de prevenir o desperdício de óleo lubrificante pelos retentores, o que diminui consideravelmente o custo anual com manutenção emergencial causada por quebras não programadas oriundas dos constantes vazamentos nos redutores de velocidade, eliminando ocorrências ambientais, riscos de acidentes, melhorando a conservação do ativo reduzindo o esforço de manutenção. Desta forma, para garantir a eficácia do método, algumas ferramentas podem ser empregadas para resolução de problemas, tais como FMEA (Análise do Modo e do Efeito da Falha); RCFA (Análise das Causas Raízes das Falhas); MASP (Método de Análises e Soluções de Problemas); FTA (Análise da Árvore de Falhas), Espinha de peixe (Ishikawa), entre outras. Nesse sentido, a finalidade é identificar que a perda de lubrificante, além de diminuir a vida útil do equipamento, ocasiona paradas emergenciais não programadas aumentando assim o custo com manutenção, reduzindo a disponibilidade do ativo e, sequencialmente, gerando perda de produção. 1.1 JUSTIFICATIVA O tema proposto justifica-se pela relevante importância que perfaz: as perdas de óleos lubrificantes, que geram aumento dos custos de manutenção; paradas emergenciais; consumo de óleo; perdas de produção; e, principalmente, a contaminação do meio ambiente, todos oriundos dos vazamentos de óleos lubrificantes. A realização do estudo de caso propõe identificar a causa raiz do vazamento do óleo lubrificante nos redutores de velocidade, contribuindo para uma

20 19 melhor manutenção e aumentando a confiabilidade e disponibilidade dos redutores de velocidade instalados nas prensas de lavagem localizada na Linha de Fibras em uma empresa de papel e celulose no extremo sul da Bahia. 1.2 DELIMITAÇÃO DO TEMA A identificação das causas do vazamento do óleo lubrificante pelos retentores utilizados nos redutores de velocidade instalados nas prensas de lavagem localizada na Linha de Fibras, no período de fevereiro de 2008 até o ano de 2013, em uma empresa de papel e celulose no extremo sul da Bahia. 1.3 FORMULAÇÃO DO PROBLEMA Atualmente falar em custo dentro de qualquer organização preocupa, principalmente quando este custo venha de algo que é considerado desperdício, entretanto, não sabendo o que provoca. Neste sentido busca-se responder o seguinte questionamento: Quais são as principais causas do excessivo consumo de óleo lubrificante nos redutores de velocidade das prensas de lavagem da linha de fibras? 1.4 OBJETIVOS OBJETIVO GERAL Esse estudo de caso tem como objetivo geral identificar as principais causas do excessivo consumo de óleo lubrificante nos redutores de velocidade das prensas de lavagem da linha de fibras, para evitar paradas emergenciais. Consequentemente, reduzir o custo de manutenção que ocorre devido à falha nos redutores bem como as perdas por paradas improdutivas.

21 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Entender o funcionamento das prensas de lavagem e dos seus respectivos redutores de velocidade; Buscar técnicas que auxiliem no diagnóstico da falha no sistema prensa-redutor; Identificar as principais causas das falhas cuja consequência é o vazamento de óleo. 1.5 HIPÓTESES Uma vez funcionando as prensas de lavagem de forma inadequada, verifica-se que poderão ocorrer irregularidades devido ao excesso de polpa de celulose inserida na rosca da prensa, ocasionando, assim, o empenamento do eixo que impedirá a vedação pelo retentor. Técnicas como termografia e análise de óleo podem diagnosticar uma especificação incorreta do óleo lubrificante em relação à viscosidade, bem como quanto aos retentores, principalmente nos quesitos e material do elastômero. São causas a serem apontadas: a inadequada montagem do retentor no redutor, fazendo com que o mesmo não atinja uma vedação eficaz; a especificação errônea do retentor; e submissão do redutor a altas temperaturas. 1.6 METODOLOGIA Para que ocorra um trabalho que tenha cunho científico, a metodologia utilizada é peça fundamental, pois através desta foi possível traçar todos os passos a serem percorrido, bem como os tipos de pesquisa que são necessárias para que se tenha um resultado confiável.

22 CLASSIFICAÇÃO DA PESQUISA Para a realização deste estudo, a pesquisa classificou-se em exploratória e descritiva. Gil (1996, p. 45) comenta que pesquisa exploratória [...] têm como objetivo principal o aprimoramento de ideias ou a descoberta de intuições. Empregou-se também, a pesquisa descritiva por estar intimamente ligada à definição dos dados agregados ao trabalho. Buscando identificar, analisar as informações reunidas com base o conhecimento cientifico. Feita através do levantamento de dados ou observações de um fato, fenômeno e/ou processo selecionado (SANTOS, 2002). Justifica-se que foram escolhidas as pesquisas exploratórias e as descritivas, pois aumentam o conhecimento acerca do tema pesquisado e auxiliam na obtenção dos objetivos propostos na pesquisa TÉCNICAS PARA COLETA DE DADOS A pesquisa se baseou numa revisão bibliográfica em que a principal ferramenta foi o estudo de caso, utilizado com o fim de garantir a compreensão do tema pesquisado. Isso se deu através de uma investigação detalhada do processo, justificando-se o uso de tais instrumentos com base na fundamentação teórica apresentada na pesquisa que norteia o trabalho. Segundo Gil (2002, p. 44) a pesquisa bibliográfica [...] é desenvolvida com base em material já elaborar, constituído principalmente de livros e artigos científicos. O estudo de caso, de acordo com Gil (2002, p. 54) consiste no estudo profundo e exaustivo de um ou poucos objetivos. Utilizando ainda a pesquisa documental que de acordo com Gil (2002, p. 45) a pesquisa documental vale-se de materiais que não receberam ainda um tratamento analítico, ou que ainda podem ser reelaborados de acordo com os objetivos da

23 22 pesquisa. Justifica o uso desta técnica, face a necessidade de recorrer aos Manuais de equipamentos FONTES PARA COLETA DE DADOS No que tange à coleta de dados, fontes primárias e secundárias foram utilizadas para o desenvolvimento da pesquisa. Em relação às fontes primárias, os dados foram obtidos através de informações levantadas junto ao setor de manutenção da empresa. As fontes secundárias dizem respeito a livros, apostilas técnicas, artigos científicos, manuais de fabricantes, entre outras fontes que constituem a fundamentação teórica da pesquisa. Segundo Andrade (2001, p. 43): Fontes primárias são constituídas por obras ou textos originais, material ainda não trabalhado, sobre determinado assunto. Já as fontes secundárias referem-se a determinadas fontes primárias, isto é, são constituídas pela literatura originada de determinadas fontes primárias. [...] A diferença fundamental consiste em que as fontes primárias são constituídas de textos originais, com informações de primeira mão; as secundárias constituem-se da literatura a respeito de fontes primárias, isto é, de obras que interpretam e analisam fontes primárias POSSIBILIDADE DE TRATAMENTO E ANÁLISE DOS DADOS Após dar início à coleta de dados, foi possível obter algumas definições em torno do tema. Os dados foram descritos em um tipo de ferramenta utilizado na metodologia da análise de falha, em que foi possível verificar ocorrências através das ordens de manutenção. Nesse passo, vale destacar a quantidade de troca de retentores, decorrente do vazamento de óleo lubrificante, principalmente as trocas que envolvem os retentores do eixo de alta rotação. Outro ponto pesquisado relaciona-se às análises de óleo e termografias feitas nos redutores de velocidade das prensas de lavagem, de modo a se observar, quanto às ordens de manutenção, a inocorrência de óleo contaminado e aquecimento nos redutores.

24 23 Por fim, após obtenção dos dados necessários à análise dos fenômenos, foi montado um estudo de caso em que todas as informações foram utilizadas para identificação de falhas, através da ferramenta FMEA, a fim de demonstrar de forma prática a solução do problema. 1.7 APRESENTAÇÃO DO CONTEÚDO DAS PARTES O presente trabalho está dividido em cinco capítulos apresentados da seguinte forma: No capítulo 1 é feita a introdução, justificativa da escolha do tema, delimitação e formulação do problema, o objetivo geral e os específicos, a hipótese e a metodologia utilizada; No capítulo 2 é abordado o conceito teórico que fundamenta a importância da realização deste estudo de caso. No capítulo 3 é desenvolvida a apresentação, análise dos dados e posteriormente os resultados obtidos, através da pesquisa. No capítulo 4 aborda-se a conclusão do trabalho e as possíveis recomendações para pesquisas implementações futuras. E por fim, no quinto capítulo abordam-se as referências utilizadas no desenvolvimento deste trabalho.

25 24 2 REFERENCIAL TEÓRICO 2.1 PROCESSO DA LINHA DE FIBRAS De acordo com Santos (2009) é dividido em cinco etapas, sendo, o cozimento, depuração, pré-branqueamento, lavagem e branqueamento. Com base no que fora mencionado pelo autor, entende-se que o processo da linha de fibras é um processo muito importante para a fabricação do papel e da celulose, sendo dividido em várias etapas. Esse processo se inicia o cozimento do cavaco com a finalidade retirar ao máximo a lignina da polpa de celulose no digestor. Na próxima etapa tem-se o processo de depuração onde é separada a parte que não foi devidamente cozida na etapa anterior. Logo após a depuração inicia-se o processo de pré-branqueamento onde começa o ataque químico na polpa marrom para poder retirar ao máximo a lignina do processo. Na sequencia inicia o processo de lavagem da polpa para a retirada dos produtos químicos nas prensas e finaliza-se o processo no branqueamento que é responsável para garantir a máxima alvura da polpa COZIMENTO O cozimento é a etapa do processo que faz a deslignificação dos cavacos, (pequenos pedaços de madeira) para obter as fibras de celulose preservando as propriedades das fibras. Segundo Almeida; Gomide e Silva (2000, p. 4) deslignificação é a remoção de lignina expressa em relação ao teor original da madeira nas diferentes fases do cozimento [...]. Para o Manual GL&V SWEDEN referência (2009, p. 8), O cozimento é o processo principal de deslignificação para o material de madeira. O produto resultante do cozimento ainda contém lignina e não é completamente branco. O cozimento é seguido de lavagem (separação da pasta e do licor negro gasto) e de crivagem, (separação mecânica de nós e de objetos parecidos com madeira não desfibrados a partir da pasta aceitável).

26 25 O cozimento, apesar de ser um processo longo, não deverá quebrar as fibras durante o processo, para que o produto final tenha com a mais alta qualidade quando refere-se a resistência do produto DEPURAÇÃO No processo de depuração, a finalidade principal é eliminar rejeitos da polpa ao máximo. Conforme Santos (2009, p. 10), a depuração remove a maior quantidade possível de impurezas da polpa aceita, gerando um fluxo de rejeitos o mais concentrado possível, evitando assim a perda de fibras boas juntamente com os rejeitos PRÉ-BRANQUEAMENTO No processo de pré-branqueamento tem por finalidade dar continuidade aos processos anteriores na deslignificação. De acordo com a Santos (2009, p. 10) o pré-branqueamento tem por finalidade continuar a deslignificação da polpa em condições mais suaves em relação ao cozimento LAVAGEM A lavagem é o penúltimo processo da Linha de Fibras, nesta etapa, a polpa é lavada para retirar o resto de impurezas proveniente do dos processos anteriores. Conforme Santos (2009, p.10) a lavagem consiste em recuperar os produtos químicos utilizados no processo de deslignificação.

27 26 Desta maneira prepara a polpa de celulose para receber os produtos químicos do próximo estágio, é nesse processo que estão instalados as prensas de lavagem e consequentemente os redutores de velocidade que geraram o problema de vazamento de óleo lubrificante BRANQUEAMENTO O branqueamento é o ultimo estágio do processo, sendo ele o que define a alvura da polpa. No que reputa Azevedo (2011, p. 12): O branqueamento pode ser definido como um processo que visa branquear a polpa celulósica por meio da remoção e/ou modificação de substâncias químicas capazes de proporcionar cor à polpa. O objetivo principal do branqueamento é melhorar as propriedades 13 ópticas da polpa celulósica, considerando-se os seguintes parâmetros: a) mínima danificação da fibra; b) mínima formação de grupos carbonila, devido à oxidação de carboidratos; c) reduzida perda de rendimento; d) baixo custo e e) mínimo impacto ao meio ambiente. Nesse processo, a lignina, que é a substância que da cor escura a polpa, é quase que totalmente retirada juntamente com as resinas provenientes de processos anteriores, além de serem adicionados produtos químicos para ajuda no processo de branqueamento da polpa PROCESSO DAS PRENSAS DE LAVAGEM Segundo a Apostila de Treinamento Básico (2009) a prensa é projetada para desaguamento, lavagem e prensagem da polpa. Nesses processos das duas prensas de lavagem a polpa de celulose entra a uma pressão de 0,34 bar e a uma vazão de l/min de água. Assim, é possível constatar que no processo da lavagem existem duas prensas instaladas, a primeira é chamada de Sistema de lavagem pós-deslignificação onde tem por finalidade retirar e recuperar resíduos de produtos químicos usados nos processos de deslignificação por oxigênio, lavando a polpa de celulose por

28 27 deslocamento de filtrado, já a segunda é chamada de Sistema de Lavagem Dual tendo por finalidade retirar resíduos químicos da polpa de celulose lavando a mesma por deslocamento de filtrado. 2.2 FUNCIONAMENTO DAS PRENSAS DE LAVAGEM DA LINHA DE FIBRAS I De acordo com a Apostila de Treinamento Básico (2009) o funcionamento das prensas está através da redução do espaço entre o tambor e o flap, a polpa de celulose é comprimida e consequentemente desaguada, o líquido de lavagem é adicionado através de dois canais na bacia, o mesmo desloca o líquido da polpa. A consistência da polpa é aumentada por compressão mecânica provocada pelos tambores. O aumento final da consistência é realizado por pressão, atingindo o valor entre 30 e 32% da retenção da água durante a lavagem. De acordo com Kvaerner Pulping (2004), o principio de funcionamento da prensa de lavagem possui três diferentes estágios, desaguamento, lavagem e prensagem da polpa. A polpa de celulose é alimentada e distribuída ao longo de toda a rosca. Devido à pressão e ao perfil geométrico da bacia, a consistência da polpa aumenta em 15%. O liquido de lavagem é adicionado através de quatro câmaras equipadas com bicos na bacia, a lavagem desloca o produto químico do liquido original, fazendo a polpa atingir uma consistência de 30 a 35%. Para GL&V Sweden (2008, p. 3) as prensas de lavagem Compact Press foram concebidas para secagem, lavagem e prensagem de polpas de celulose em instalações de lavagem e de branqueamento. Para melhor compreensão quanto o que ora menciona, pode constar na figura 1.

29 28 Figura 1: Funcionamento da prensa de lavagem. Fonte: Santos (2009, p. 101). 2.3 COMPONENTES DAS PRENSAS DE LAVAGEM DA LINHA DE FIBRAS I Para Santos (2009) as prensas de lavagem da linha de fibras I possuem vários componentes, como bacia, flaps, tambores, chuveiros, roscas de alimentação e descarga, choque absorve, motores elétricos e redutores de velocidade. O funcionamento perfeito de cada elemento é imprescindível para a eficiência das prensas de lavagem e principalmente a produção de papel e celulose.

30 29 Figura 2: Elementos da prensa de lavagem. Fonte: Adaptado de Santos (2009, p. 23) BACIA A bacia circunda toda a parte inferior dos tambores, podendo ser abaixada permitindo fácil acesso para os serviços de manutenção. Para Kvaerner Pulping (2004, p.12), a bacia consiste de duas placas de aço inoxidável, integrados em uma construção autossustentável e forte, conforme figura 3. Figura 3: Imagem real da bacia. Fonte: Santos (2009, p. 28).

31 30 Essas bacias são projetadas com o intuito de segurar e auxiliam nas polpas que são prensadas pelos tambores FLAPS Os flaps circundam a lateral dos tambores, podendo ser afastados, permitindo fácil acesso para a manutenção. Para Kvaerner Pulping (2004, p.12), os flaps consistem de placas de aço inoxidável, tendo suas abas fixadas e articuladas, como consta na figura 4 abaixo. Figura 4: Imagem real do flap. Fonte: Fonte: Santos (2009, p. 35). Nota-se com base no menciona o autor as abas dos flaps são flexíveis e é possível ter um acesso fácil para a limpeza e manutenção caso muita polpa de celulose fique presa entre as abas e o tambor TAMBORES Os tambores estão alocados entre a bacia e os flaps, são eles que realizam a prensagem da polpa de celulose. De acordo com Kvaerner Pulping (2004, p.11), os tambores consistem num invólucro cilíndrico de apoio. Todas as partes dos

32 31 tambores estão em contato com o liquido, são feitos de aços inoxidáveis, possuindo rolamentos esféricos, como pode visualizar na figura 5. Figura 5: Imagem real do tambor. Fonte: Santos (2009, p. 41). Os tambores tem a função de realizar a prensa das polpas de celulose a fim de garantir o máximo desempenho na a retirada de umidade de produtos químicos CHUVEIROS Os chuveiros são usados para a lavagem da polpa de celulose nas prensas de lavagem, gerando uma importância significativa para o processo. Segundo Kvaerner Pulping (2004, p.14), a prensa de lavagem é equipada por dois chuveiros Spray Pipes entre as lâminas de raspagem, para a lavagem da polpa. Figura 6.

33 32 Figura 6: Imagem real Chuveiro de limpeza dos tambores. Fonte: Santos (2009, p. 49). Os chuveiros tem que estar sempre limpos, pois caso um deles estejam entupidos, causa um diferença na eficiência da lavagem da polpa de celulose ROSCA DE ALIMENTAÇÃO A rosca de alimentação consiste de uma câmara cilíndrica equipada com uma rosca rotativa para distribuição da polpa tendo a mesma distribuição de fluxo por toda extensão da prensa. De acordo com Kvaerner Pulping (2004, p.13), a rosca é de formato parafuso e é acionada por um motor elétrico através de um redutor. Figura 7: Imagem da rosca de alimentação. Fonte: Santos (2009, p. 51). São as roscas de alimentação que distribuem as polpas para a prensagem nos tambores.

34 ROSCA DE DESCARGA A rosca de descarga consiste de uma câmara com uma rosca rotativa para desagregar e transportar a polpa de celulose até a saída da prensa. Conforme Kvaerner Pulping (2004, p.12), a rosca de descarga transporta a polpa de celulose através de seu parafuso rotativo para a peça de ligação de saída. Figura 8: Imagem da rosca de descarga. Fonte: Santos (2009, p. 56). A rosca de descarga tem a função de retirar a polpa de celulose que já foi prensada e lavada para a saída da prensa de lavagem indo em direção as torres de estocagem CHOQUE ABSORVE O choque absorve é integrado ao sistema hidráulico de serviço, tendo como propósito absorver e prevenir a sobrecarga de pressão quando a polpa de celulose está sendo distribuídos entre os dois tambores que irão fazer a prensagem, possuem sensores para assegurar a correta posição dos tambores. Para Kvaerner Pulping (2004, p.12), o choque absorve tem a função e limitar a carga máxima, isso é feito por meio de uma pressão ajustada, ou seja, se a intensidade exceder o valor permitido, os tambores de choque irão mover. Para garantir que os tambores estão

35 34 em posição correta durante a operação é instalado o interruptor de limite em cada amortecedor. Figura 9: Imagem real do choque absorve. Fonte: Santos (2009, p. 73). O choque absorve é um dispositivo muito importante, pois o mesmo impede que os tambores sofram uma grande carga quando a polpa de celulose é jogada no tambor, absorvendo e prevenindo o impacto da carga MOTOR ELÉTRICO O motor elétrico é usado para rotacionar o redutor de velocidade e como consequência as roscas de alimentação e descarga, transformando energia elétrica em mecânica. Nesse sentido, Almeida (2004, p.1), leciona que, as máquinas elétricas são conversores rotativos que transformam energia elétrica continua em energia mecânica, ou vice-versa, utilizando-se dos fenômenos da indução e conjugados eletromagnéticos.

36 35 Figura 10: Imagem real do motor elétrico. Fonte: Adaptado de Santos (2009, p. 62). O motor elétrico é de suma importância no ramo industrial, pois o mesmo é utilizado para o funcionamento de equipamentos rotativos REDUTOR DE VELOCIDADE Os redutores de velocidade estão instalados entre os motores elétricos e as roscas de alimentação e descarga, tendo como objetivo reduzir a velocidade oferecida do motor elétrico e aumentar o torque para que a rosca consiga distribuir por completo a polpa de celulose na rosca de alimentação. Segundo Kvaerner Pulping (2004, p.13), os redutores de velocidade estão instalados com disco de contração no eixo das roscas, tendo como função a diminuição da rotação e o aumento de torque. Figura 11: Imagem real do redutor de velocidade (em vermelho). Fonte: Adaptado de Santos (2009, p. 62).

37 36 Pode-se concluir com base no que afirma o autor acima que os redutores de velocidade são equipamentos de grande importância para as prensas de lavagem, são eles que geram torque para as roscas de alimentação e descarga, por isso quando os mesmos sofrem algum tipo de intervenção ou falha significativa, à prensa de lavagem perde eficiência e como consequência a diminuição da produção. 2.4 REDUTORES DE VELOCIDADE Os redutores de velocidade são equipamentos responsáveis por grande redução de transmissões oferecida pelo motor elétrico, consequentemente aumentando o torque. Nesse sentido, Budynas e Nisbett (2008, p. 49), leciona que o redutor de velocidade deve transmitir a potência do motor a aplicação com a menor perda de energia possível, ao mesmo tempo que reduz a velocidade e, consequentemente, aumentando o torque. Existem vários tipos e modelos de redutores de velocidade, dentre eles estão os redutores de fabricantes como a Falk, Moventas, Sew, Voith, Flender, Kumera, Benzlers, etc. Figura 12: Modelo redutor de velocidade do fabricante Benzlers. Fonte: Benzlers (1999).

38 COMPONENTES DO REDUTOR DE VELOCIDADE Para Andrade (s.d., p ), ao abordar sobre os componentes do redutor de velocidade, destaca como elementos básicos, os seguintes: 1. Eixos: São usinados em aço médio carbono temperados e revenidos para a dureza especificada. 2. Engrenagens: São rodas dentadas com módulos padronizados por normas. Fabricadas em aço liga temperada em óleo e revenida. Tem formato cilíndrico de dentes retos, helicoidal ou cônico (pinhão), conforme o modelo do redutor. 3. Rolamentos: Elementos girantes de máquina que suportam o eixo com as engrenagens, possibilitando a eles o menor atrito possível ao girar. São utilizados rolamento radiais, axiais ou cônicos. 4. Retentores: Utiliza-se vedadores de borracha com molas, para reter o óleo da parte interna e evitar as infiltrações de contaminantes externos. 5. [...] 6. Respiro: Dispositivo que possibilita a saída e entrada do ar no redutor durante o trabalho, devido ao aquecimento e resfriamento (mudança de volume do ar). Alicerçado no entendimento do que menciona Andrade, nota-se que os elementos de máquina que consistem um redutor de velocidade são carcaça, eixos, engrenagens, parafusos, rolamentos, respiro, retentores ou labirintos. Os maiores problemas relacionados a redutores de velocidade estão ligados aos ajustes nas montagens de rolamentos e engrenagens, desgaste ou empenamento do eixo, vazamentos de óleo lubrificante pelo retentor e quando é aplicada uma sobrecarga durante o funcionamento do redutor. Tendo como alguns dos seus principais elementos citado abaixo: Eixos Engrenagens Rolamentos Retentores Respiro

39 EIXOS Os eixos são fabricados para sustentar os elementos de máquinas, fixos ou giratórios de um equipamento, seu movimento é juntamente com seus elementos de máquinas. Os eixos podem ser fabricados em aços ou ligas de aço, pois possuem melhores propriedades mecânicas. Para Shigley; Mischke; Budynas (2004, p. 864) o eixo é um membro rotativo geralmente de secção transversal circular, utilizado para transmitir potência ao movimento. Figura 13: Eixo de um redutor de velocidade. Fonte: (2013) Os eixos possuem uma grande importância, pois são eles que transmitem potencias a outros equipamentos ENGRENAGENS De acordo Shigley; Mischke; Budynas (2004, p. 628), as engrenagens fornecem momentos torcionais a eixos para gerar movimento e transmissão de potencia, e criam forças e momento que afetam o eixo e seus mancais.

40 39 Figura 14: Engrenagem de um equipamento rotativo. Fonte: Lunardini Júnior (2013) As engrenagens são um dos elementos mais importantes de redutor de velocidade, pois a mesma transmite grandes torques, podendo ser usadas em vários tipos de equipamentos, como bombas de engrenagem, caixa de engrenagem, entre outros ROLAMENTOS Os Rolamentos são elementos girantes de máquina que suportam o eixo com as engrenagens, possibilitando a eles o menor atrito possível ao girar. De acordo Bolton (2010, p. 213), A função de um rolamento é guiar, com o mínimo de fricção e um máximo de precisão, o movimento de uma parte em relação à outra. [...] são projetados para resistir às forças ao longo de um eixo quando o movimento relativo é principalmente de rotação.

41 40 Figura 15: Rolamento. Fonte: angular_contact_ball_bearing_of_71824c_single_row_bearings_for_radial_load_and_axial_load html (2012/2013) RETENTORES Os retentores são vedantes utilizados para impedir á fuga do óleo ou graxa lubrificante de seu respectivo equipamento. São utilizados em equipamentos rotativos como redutores de velocidade, mancais de rolamento, cilindros e bombas hidráulicas, bombas centrífugas, entre outros. Neste sentido, conforme consta no Catálogo Sabó (2001, p. 6) o retentor tem função primordial reter óleos, graxas ou outros fluidos que devam ser contidos no interior de uma máquina ou um agregado mecânico. Figura 16: Retentor Freudenberg. Fonte: (2008)

42 ELEMENTOS DE VEDAÇÃO No meio industrial existem vários tipos de vedações como, selos mecânicos, juntas, anéis O ring, gaxetas e retentores. Podem atuar em diversos equipamentos, como tampas, motores, redutores de velocidade, bombas hidráulicas, válvulas e etc., A função primordial de um vedante é evitar o vazamento de algum fluido ou impedir que outros elementos insiram dentro do equipamento, conforme afirma Lordes (1996, p.114) que a vedação é o processo usado para impedir a passagem, de maneira estática ou dinâmica, de líquidos, gases e sólidos particulados (pó) de um meio para outro RETENTOR De acordo com Lordes (1996), o retentor é composto por um elastômero em forma de lábio e uma parte estrutural metálica, ou seja, uma mola que permite sua fixação na posição correta de trabalho. A função primordial de um retentor é reter óleo, graxa e outros produtos que devem ser mantidos no interior de uma máquina ou equipamento, aumentado à vida útil do rolamento e do equipamento. Figura 17- Funções principais de um retentor. Fonte: SKF retentores industriais (2009, p. 5). Conforme Lordes (1996, p.116) é composto essencialmente por uma membrana elastomérica em forma de lábio e uma parte estrutural metálica semelhante a uma mola que permite sua fixação na posição correta de trabalho, cujo objetivo é impedir

43 42 que o óleo e a graxa saíssem do meio interno para o meio externo, além de suportar variações de temperatura e pressão, de acordo com o elastômero que foi produzido. Para SKF (2009, p. 5) onde houver um rolamento, sempre haverá necessidade de vedação eficiente para protegê-lo, de modo que alcance sua vida útil e confiabilidade máxima. Neste sentido para cada situação é usado um retentor de material diferente, como, Viton (FKM), Nitrílica (NBR), Teflon (PTFE), entre outros, ou forma construtiva diferente ELASTÔMERO NITRÍLICA De acordo com Vargas (2005), os retentores de elastômero nitrílicos ou NBR são usados em máquinas e equipamentos. Geralmente são usados para vedar óleo mineral e graxas, caso haja compatibilidade química também pode ser usados para vedar óleos lubrificantes sintéticos ELASTÔMERO FLUORADA (FKM) Para Vargas (2005), os retentores de elastômero Viton ou FKM são usados onde exige maior resistência química e térmica. São utilizados em máquinas e equipamentos, frequentemente é utilizado para vedar lubrificantes sintéticos. Para melhor entendimento, pode ser visualizado na figura 18, as partes que compõe um retentor.

44 43 Figura 18 Retentor e suas repartições. Fonte: Lordes (1996, p.117). Ainda complementando quanto às partes que compõe o retentor no tocante as formas construtivas, conforme ilustra a figura 19. Figura 19: Exemplos de formas construtivas de retentores. Fonte: (2013) Para cada situação é recomendado uma determinada forma construtiva de retentores para maior eficiência de vedação do equipamento. 2.6 SPEEDI SLEEVE O speedi sleeve é um dispositivo utilizado quando o eixo apresenta algum desgaste na região de vedação, impedindo que o retentor execute sua função de vedar. De acordo a Apostila Nova Geração do Speedi Sleeve SKF (2012, p. 1), O SPEEDI-SLEEVE SKF é uma solução já comprovada para contornar problemas de eixos desgastados, sem a necessidade de desmontá-los ou

45 44 ter que especificar um novo tamanho para o retentor de reposição, ao mesmo tempo que oferece uma excelente superfície de vedação. A imagem abaixo demonstra o speedi sleeve instalado em um eixo. Figura20: Speedisleeve instalado no eixo. Fonte: Apostila Nova Geração do Speedi Sleeve SKF (2012, p.1). 2.7 MANUTENÇÃO INDUSTRIAL A manutenção industrial em outras palavras pode ser definida como sendo a técnica de preservar e manter os equipamentos e componentes em operação durante o maior intervalo de tempo possível e com o máximo rendimento, além de manter as características originais e vida útil do equipamento sem que o leve a falha. Para Kardec e Lafraia, (2009, p.48) manutenção pode ser definida como o conjunto das ações destinadas a manter ou recolocar um componente, equipamento ou sistema em um estado no quais funções podem ser cumpridas. Pode-se entender que a manutenção é de grande importância para uma indústria, a fim de garantir que o processo produtivo seja completamente efetivo.

46 45 Vale ressaltar ainda sobre a manutenção, quanto aos custos que precisam ser controlados, conforme Pereira (2011, p. 24), pode citar os três custos básicos: Pessoal, material e serviços, sendo que cada um deles deve estar dividido em trabalhos de melhorias (KAISEN), manutenção corretiva e preventiva. Também devemos levar em consideração indicadores como a disponibilidade dos equipamentos. Desta forma, o sistema de controle de custos deve se preocupar com as informações dos registros dos tempos em que o equipamento está disponível para operação. Entretanto, é importante também abordar sobre a classificação da manutenção, a qual contextualiza no item seguinte CLASSIFICAÇÃO DA MANUTENÇÃO De acordo com Siqueira (2012): Os tipos de manutenção podem ser classificados em relação à intervenção nos equipamentos, sendo identificadas como: Corretiva planejada e emergencial, Sensitiva ou Subjetiva, Preventiva, Preditiva, Proativa, Produtiva Detectiva. Assim, fica entendido que no ramo industrial as manutenções são primordiais para manter a disponibilidade e confiabilidade dos equipamentos garantindo assim a meta de produção estabelecida, visto que uma quebra inesperada acarretará numa redução ou cessamento momentâneo da produção. Para melhor compreensão quanto ao processo alguns tipos de manutenção são abordados nos itens seguinte.

47 CORRETIVA PLANEJADA A manutenção corretiva planejada ocorre quando é detectado um defeito, ou seja, quando o componente de um equipamento começa a apresentar desvios de sua função. Para Gurski (2002), a manutenção corretiva programada é consequência de uma análise preditiva, que detecta e acompanha um defeito durante um intervalo de tempo, programando uma futura intervenção sem que coloque em risco o equipamento. Uma manutenção planejada terá um custo menor, com maior qualidade e segurança do serviço, além de torná-lo mais rápido PREDITIVA A manutenção preditiva é realizada por meios de técnicas de medição para detectar defeitos antes de uma possível falha, de acordo com a norma da ABNT (apud PEREIRA, 2011, p. 124): É manutenção que permite garantir a qualidade de serviço desejada, com base na aplicação sistemática de técnicas, utilizando-se meios de supervisão centralizados ou de amostragem para reduzir ao mínimo a manutenção preventiva e diminuir a manutenção corretiva. Nesse sentido, Siqueira (2012, p.125), leciona que a inspeção preditiva consiste na verificação programada, por sentido humano ou instrumental, do estado de evolução de uma falha potencial, com o objetivo de detectar e corrigir antes da evolução para uma falha funcional. Esse tipo de manutenção é utilizado para diagnosticar se um elemento de algum equipamento apresenta um defeito, antes de uma possível falha.

48 TERMOGRAFIA A termografia é uma ferramenta utilizada na manutenção preditiva para analisar a temperatura de operação de um equipamento em funcionamento. No que objetiva Pereira (2011), a termografia é uma técnica de medição da distribuição ou sensoriamento remoto de temperatura da superfície de objetos ou componentes, a partir da detecção da radiação térmica ou infravermelha naturalmente emitida pelos corpos. A frequência da radiação infravermelha é imperceptível pelos olhos humanos, mais com ajuda de câmeras termográficas é possível visualizar os espectros em uma imagem denominada termograma. Os espectros termográficos são definidos por escalas de cores que variam do preto ao branco, passando através das tonalidades de violeta, azul, rosa, vermelho, laranja e amarelo. Abaixo segue foto termográfica de um motor elétrico para melhor entendimento. Figura 21: Inspeção termográfica em equipamento elétrico. Fonte: Nogueira e Reis (2010, p. 31) COLETA DE DADOS DA TERMOGRAFIA Quanto a coleta de dados para Pereira (2011), existem vários tipos de coletas de dados para a realização da termografia, sendo elas:

49 48 Pinturas sensíveis ao calor, ou seja, dependendo da temperatura que é exposta sua cor modifica. Câmera de vídeo termográfica, monocromática (preto e branco) e policromática (colorido). Pirômetro, é pistola composta por um laser que quando emitida em uma superfície quente, indica a temperatura em sua tela. Nota-se com base no que menciona o autor a importância dessa ferramenta para o bom desempenho do processo. 2.9 ANÁLISE DE VIBRAÇÃO De acordo com Tecnologia de Vibrações (2004), a análise de vibração é uma das principais técnicas usadas na manutenção preditiva, sendo uma das técnicas com maior custo beneficio em relação a outras. Com a realização da análise de vibração é possível identificar um defeito em seu estágio inicial, evitando uma falha prematura, garantindo assim a vida útil do equipamento. Essa análise é realizada por meio de um coletor que é colocado em um ponto de rotação, executando uma medição. Após medição os dados são transmitidos para um computador com software que analisa e gera interpretações gráficas das condições dos componentes rotativos do equipamento. Nesse sentido, Pereira (2011, p.130), observa que, [...] no diagnostico de defeitos em sistemas rotativos, é uma técnica aplicada há várias décadas, nos mais diversos segmentos industriais, para, por exemplo, detectar desbalanceamento de eixo e rolamento danificado. [...] esta técnica preditiva quando mal empregada, não traz os resultados esperados. Ante o que destaca Pereira (2011), fica evidenciado a importância do diagnóstico para que possa entender as variações quanto aos possíveis defeitos advindos do equipamento.

50 49 Para tanto, torna-se necessário que aborde sobre o diagnóstico a partir da análise de vibração DIAGNÓSTICOS A PARTIR DA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO Segundo Pereira (2011), os principais problemas captados pelo coletor da análise de vibração são: Desbalanceamento Desalinhamento Empenamento Folga Defeitos em engrenagens Defeito em rolamentos Ressonância Com base no que menciona o autor, fica evidente que a partir da análise é possível detectar com mais clareza os defeitos em cada ponto acima mencionado LUBRIFICAÇÃO Os lubrificantes são substâncias utilizadas para diminuir a fricção em superfícies sólidas. Por serem substâncias incompressíveis, formam uma película protetora em volta do componente para evitar o contato sólido sólido, amortecendo os impactos ocasionalmente ocorridos durante os movimentos, para que não ocorra desgaste prematuro, corrosão, aquecimento do equipamento e liberação de partículas sólidas. Nesse sentido, Pereira (2011, p.88), observa que, A principal função de um lubrificante é formar uma película que impedira um contato direto entre duas superfícies que estão em contato e movendo-se entre si. Com isso, reduz-se o atrito a níveis mínimos, exigindo um menor esforço e, consequentemente, evitando o desgaste prematuro.

51 50 Partindo deste pressuposto, torna-se necessário que entenda sobre os tipos de óleos, conforme passa-se a contextualizar no próximo tópico TIPOS DE ÓLEOS LUBRIFICANTES Como assevera Pereira (2011, p. 89) os óleos lubrificantes são divididos em quatro grupos sendo: Óleos minerais; Óleos graxos; Óleos compostos e Óleos sintéticos. Trazendo para a realidade do estudo e dos redutores de velocidade das prensas de lavagem, o óleo utilizado é do tipo mineral. Sendo, assim dando maior ênfase. Pereira (2011, p. 89), observa que os óleos minerais: São óleos obtidos a partir da destilação do petróleo. Suas propriedades dependem da natureza do óleo cru. [...] Apresentam grandes variações em suas características, de acordo com o processo, como viscosidade, volatilidade, resistência à oxidação etc. São os mais utilizados e os mais importantes em lubrificação. Para Mind (2004), o óleo mineral é obtido do petróleo através do seu refino, sendo que sua estrutura molecular pode ser classificada como óleos parafínicos ou naftênicos. Para Carreteiro e Belmiro (2006, p.19) os óleos básicos minerais são os mais comuns para emprego em lubrificação. Os óleos minerais são obtidos do petróleo e, consequentemente, suas propriedades relacionam-se à natureza do óleo cru que lhes deu origem e ao processo de refinação empregado. Com essa definição, observa-se a necessidade de também abordar quanto a viscosidade do produto VISCOSIDADE Para Ming (2004), a viscosidade é o conceito físico que mede o atrito entre as moléculas de um lubrificante, sendo ela um dos fatores com maior relevância na hora de decidir qual tipo de óleo será utilizado para cada equipamento.

52 51 Ainda de acordo com Mind (2004), dependendo da velocidade de rotação de cada equipamento, um tipo de lubrificante será utilizado, ou seja, quanto maior sua velocidade, menor deverá ser sua viscosidade, quanto maior a viscosidade, maior será a perda de potência. A temperatura é um fator de grande impacto para a viscosidade, já que quanto maior for a temperatura de operação de um equipamento, maior deverá ser a viscosidade do óleo lubrificante a ser empregado. No que reputa Carreteiro e Belmiro (2006, p.35), A viscosidade é a propriedade mais importante dos óleos lubrificantes, sendo definida como a resistência ao escoamento que s fluidos apresentam. [...] Também considero importantes às propriedades antiferrugem e antioxidantes, pois existem elementos de máquinas girantes que se encontram em contato com locais úmidos ou sujeitos a tal. Pereira (2011, p. 89) diz que, a viscosidade de um fluido é a propriedade que determina o valor de sua resistência ao cisalhamento. A viscosidade é devida, primariamente, à interação entre as moléculas do fluido. Para um equipamento rotativo a viscosidade de um óleo lubrificante é muito importante para manter seus componentes internos com uma vida útil maior. Por isso a especificação do óleo lubrificante tem que ser muito bem analisada para ser utilizada em algum equipamento FERROGRAFIA OU ANÁLISE DE ÓLEO LUBRIFICANTE De acordo com Mind (2004), a análise de óleo lubrificante ou ferrografia é uma técnica de medição muito utilizada na manutenção preditiva, é de extrema importância, pois com ela é possível monitorar os desgastes de uma máquina. Mesmo quando o equipamento é lubrificado corretamente, são produzidas partículas metálicas, principalmente ferrosas, inferiores a 25 mícrons. A ferrografia é baseada no principio em que toda máquina sofre um desgaste, gerando particulados. Essa técnica consiste na determinação da severidade de como estão às partículas encontradas em amostras de óleos ou graxas lubrificantes. Análise é realizada por

53 52 meio de amostras colhidas com a máquina em operação, sendo analisadas as partículas de desgastes (limalhas) e verificando a severidade das mesmas. Furlanetto, Garetti e Macchi (2007, p.72), dizem que, A presença de restos de metal em óleos lubrificantes de equipamentos com partes móveis é um indicador seguro do desgaste das partes. A análise do teor de metal dos óleos (Ferrografia) é, portanto, um poderoso método de investigação de desgaste. [...] Esta técnica é também efetivamente usada em máquinas de grande porte, tais como (turbinas, redutores de velocidade, fábricas de papel contínuo, etc.) em que o volume de óleo no jogo é muito grande, enquanto que a formação de partículas é relativamente pouca. Alicerçados no que mencionam os renomados autores, a análise é fundamental, pois através desta é possível constatar se há alguma alteração na composição do óleo, caso ocorrendo, torna-se evidente que está acontecendo algo que precisa ser revisto MCC OU MANUTENÇÃO CENTRADA NA CONFIABILIDADE A manutenção centrada na confiabilidade é um método estruturado para desenvolver-se a melhor estratégia de manutenção para um processo ou um dado equipamento, permitindo avaliar as criticidades das falhas, além de selecionar o tipo de manutenção para os modos de falha identificados. Segundo Siqueira (2012, p. 9), a generalidade dos conceitos e técnicas da MCC são aplicáveis, atualmente, a qualquer sistema, independente da tecnologia onde seja necessário manter a funcionalidade de processos ou ativos físicos. Complementando Johnston (apud RAPOSO, 2005, p. 26) simplifica um pouco mais ao descrever a MCC como um processo de análise e decisão que busca otimizar tarefas de manutenção.

54 CONFIABILIDADE O estudo da confiabilidade surgiu com a necessidade de crescimento das indústrias. A confiabilidade tem tido um grande avanço na função manutenção das empresas, com o intuito de aumentar a disponibilidade dos equipamentos. Pode se dizer que a definição de confiabilidade é a probabilidade de um sistema cumprir adequadamente ao seu propósito especificado, por um determinado período de tempo predeterminado sem falhas (PEREIRA, 2011). Na visão de Pereira (2011, p.15), confiabilidade: É a probabilidade de um equipamento operar, sem falhas, durante um período de tempo predeterminado. A determinação da confiabilidade deve sempre estar associada a um período de tempo. À medida que se aumenta o tempo de avaliação, maior é a chance de acontecerem falhas, ou seja, menor será a confiabilidade da máquina ou do ferramental. Complementando Gurski (2002, p. 9) define: Confiabilidade é uma medida estatística (probabilidade), determinada pelo grau de admissibilidade abaixo da qual a função não é mais satisfatória (falha), dentro deum determinado tempo definido (ou seja, em intervalos diferentes de tempo, haverá diferentes níveis de confiabilidade), e sob condições definidas de uso (o mesmo equipamento sujeito a duas condições diferentes de uso apresentará diferentes confiabilidades em cada caso). Na área de manutenção a confiabilidade é umas das mais importantes palavras, ou seja, significa que todo equipamento que se faz manutenção correta à confiabilidade de sua operação sem quebra terá que ser a maior possível ANÁLISE DE FALHAS Todo equipamento está suscetível a falhar em algum momento, por isso, existe um estudo que analisa as falhas ocorridas, sendo este, a análise de falhas, que é um método muito utilizado pelas empresas para identificar a causa raiz de uma falha ocorrida em um equipamento. O propósito principal da análise de falha é definir o que deverá ser feito e o tipo de manutenção que deverá ser empregada, a fim de

55 54 evitar futuras falhas e paradas emergenciais, o que afeta significativamente nos custos de uma empresa. Além disso, através da Análise de Falhas cria-se um banco de dados para que em projetos futuros não ocorram os mesmos erros, funcionando assim como ferramenta de trabalho (PINTO, 2004). Para Pinto (2004, p.8), ao explicar a Análise de Falhas, afirma que, Os objetivos principais da metodologia de análise de falhas são: Estruturar a planificação das manutenções preventivas, preditivas e proativas de acordo com os modos de falha predominantes em cada equipamento e a análise dos riscos representativos ao sistema. Assegurar o controle das causas fundamentais identificadas para cada modo de falha, e minimizar seu impacto sobre o funcionamento do sistema (aumento do tempo médio entre falhas de um equipamento). Amparar as análises de confiabilidade e as tomadas de decisões em trabalhos de planejamento da manutenção e eliminação de perdas produtivas. Auxiliar as estratégias de formação dos efetivos de manutenção através da observação das necessidades observadas durante as análises das falhas já vivenciadas ou potenciais. Complementa Pinto (2004) que para a identificação de falhas existem ferramentas que auxiliam o trabalho, sendo as principais: Diagrama de causa e efeito (Ishikawa) Método dos 5 Porquês FTA (Faut Tree Analysis)Análise da Árvore de Falha, FMEA (Failure Mode And Effects Analysis), Análise de Modos de Falha e Efeitos. Para melhor entendimento passa-se a abordar de forma mais detalhada o FMEA e o FTA, nos tópicos seguintes FMEA (ANALISE DE MODOS DE FALHA E EFEITOS) No que reputa Siqueira (2012) O método FMEA (Analise de Modos de Falha e Efeitos) é uma ferramenta que estuda várias funções de uma instalação de um equipamento ou na correção de um projeto como, função, falha funcional, modo de falha, causa da falha, efeito da falha e criticidade ou severidade do efeito. Na MCC é

56 55 utilizado para identificar, avaliar, documentar e priorizar o impacto potencial de cada falha funcional, buscando a causa raiz de cada modo de falha. Para Mcdermott; Mikulak e Beauregard (1996, p. 3), relatam que, Uma FMEA é um método sistemático de identificação e prevenção de problemas de produto e de processo antes que eles ocorram. FMEA de são focados em prevenção de defeitos, melhorar a segurança e aumentar a satisfação do cliente. Idealmente, FMEAs são conduzidas no design do produto ou fases de desenvolvimento do processo, embora a realização de um FMEA em produtos e processos já existentes também podem produzir grandes benefícios. De acordo com Romeiro Filho (2011, p. 329), o FMEA: É uma técnica analítica para identificar e documentar de forma sistemática falhas em potencial, de maneira a elimina-las ou reduzir sua ocorrência, por meio de um processo de aplicação estruturado. Geralmente esse processo é utilizado no estágio de desenvolvimento de novos produtos, embora possa ser usada também para produtos regulares, processos novos ou implantados. O modelo de formulário (figura 22) foi colocado abaixo para melhor visualização e compreensão. Figura 22: Modelo de formulário FMEA Fonte: Siqueira. (2012, p.65)

57 56 O FMEA é utilizado para entender melhor o equipamento e seus respectivos componentes, mostrando suas funções, modos e efeitos de suas prováveis falhas FTA (FAUT TREE ANALYSIS) O FTA é uma ferramenta de análise de falhas, que interliga uma falha a outra de modo hierárquico. É uma técnica analítica da confiabilidade, oferecendo uma base objetiva para a análise da falha. Visa melhorar a confiabilidade de equipamentos e processos por intermédio da análise sistemática de possíveis falhas e suas consequências, sendo adotadas medidas corretivas e preventivas (GUERRERO; ROZENFELD, 1999). De acordo com Guerrero e Rozenfeld (1999, p. 1), O diagrama da árvore de falhas mostra o relacionamento hierárquico entre os modos de falhas identificados no FMEA. O processo de construção da árvore tem início com a percepção ou previsão de uma falha, que a seguir é decomposto e detalhado até eventos mais simples. Dessa forma, a análise da árvore de falhas é uma técnica top-down, pois parte de eventos gerais que são desdobrados em eventos mais específicos. Multas análises de falhas são explicadas por esse modelo, pois o mesmo pode ser iniciado pelo principal problema que ocorreu.

58 57 3 ESTUDO DE CASO 3.1 EMPRESA OBJETO DE ESTUDO A pesquisa do estudo de caso teve inicio 2012, entretanto, os dados são documentados desde A razão da pesquisa alicerça na grande quantidade de vazamento de óleo lubrificante ocorrido nos redutores de velocidade da marca Benzlers, instalados nas duas prensas de lavagem da marca Compact Press situados no processo da linha de fibras em uma empresa de papel e celulose no extremo sul da Bahia. 3.2 APRESENTAÇÃO DOS DADOS Com base nos documentos analisados, foi possível constatar que no ano de 2006 ocorreu uma modificação na linha de fibras I, com a obtenção da instalação das prensas de lavagem para o aumento de eficiência na retirada dos produtos químicos com a lavagem da polpa de celulose. Após constatação in loco, foi possível detectar que as prensas de lavagem PO e DUAL são equipamentos de suma importância para o processo de lavagem da polpa de celulose e por isso a sua parada acarreta em uma grande perda para o processo. Todas as duas prensas funcionam em um regime de 24 horas por dia e todos os seus componentes necessitam ter um funcionamento perfeito para o seu trabalho. O problema encontrado em um de seus componentes era o vazamento óleo lubrificante pelos retentores dos redutores de velocidade das duas prensas de lavagem. Nas prensas PO e DUAL estão instalados 12 redutores de velocidade, sendo oito na PO e quatro na DUAL, tendo três modelos diferentes, o BTM 82, BTM 92 e o BTM 102.

59 58 O quadro 1 abaixo mostra as respectivas nomenclaturas dos redutores com seus respectivos modelos: Quadro 1: Nomenclatura dos redutores de velocidade Benzlers e seus respectivos modelos. Fonte: Autoria própria Os BTM 82 e BTM 92 estão instalados nas roscas de alimentação e os BTM 102 estão instalados nas roscas de descarga. A diferença das posições instaladas dos redutores de velocidade se deve a diferença de relação de transmissão. Como as roscas de descarga são maiores que as roscas de alimentação o torque exigido deverá ser maior, conforme pode ser visualizado no quadro 2. Quadro 2: Rotação e relação de transmissão de cada modelo de redutor de velocidade. Fonte: Autoria própria Os vazamentos de óleo lubrificante nos redutores de velocidade estavam ocorrendo desde 2008, porém esse valor de óleo lubrificante desperdiçado só foi contabilizado a partir do mês de fevereiro de 2012 com o auxilio do lubrificador da área da linha e fibras I. A partir desses dados foi possível ter uma média de vazamento de óleo lubrificante nos redutores de velocidade em um período de cinco meses, compreendendo

60 59 fevereiro a junho de No estudo foi constatado que dos 12 redutores de velocidade, 6 estavam com vazamento de óleo lubrificante pelo retentor, tendo uma média de 97,34 l/mês de óleo lubrificante desperdiçado, gerando um gasto de R$ 3.040,25 durante os cinco meses contabilizados, conforme quadro 3. Quadro 3: Demonstração da quantidade de vazamento e custo Fonte: Autoria própria Figura 23: Vazamento de óleo lubrificante pelo retentor. Fonte: Autoria própria Para completar o nível de óleo lubrificante no redutor de velocidade BTM 82, BTM 92 e BTM 102 usam-se respectivamente, 19,5, 28 e 47 litros. Os valores se devem a posição H1 que os redutores de velocidade se encontram instalados, conforme figura 24.

61 60 Figura 24: Posições de instalação do redutor de velocidade. Fonte: Benzlers 1999, p. 5). Figura 25: Quantidade óleo por modelo de redutor de velocidade Fonte: Benzlers 1999, p. 4). Sendo substituídos 84 retentores com média de 16,8 intervenções anuais, ou seja, 1,4 vezes por mês. Esses são dados obtidos através das ordens de manutenção de cada redutor de velocidade, entre os anos de 2008 até o julho de 2012, podendo ser visto no quadro 4.

62 Quantidade de substituições 61 Quadro 4: Quantidade de retentores usados nos redutores de velocidade entre os anos de 2008 até Fonte: Autoria própria utilizando o Sistema da empresa objeto de estudo Abaixo seguem gráficos 01, 02 e 03, evidenciando a quantidade de intervenções e substituições dos retentores dos redutores das prensas de lavagem DUAL e PO entre os anos de 2008 a Substituições de retentores RV1 RV2 RV3 RV4 RV5 RV6 RV7 RV8 RV9 RV10 RV11 RV12 Gráfico 01: Quantidade de retentores usados nos redutores de velocidade entre os anos de 2008 até Fonte: Autoria própria utilizando o Sistema da empresa objeto de estudo

63 Quantidade de Substituição Qunatidade de retentores 62 Quantidade de retentores de entrada e saída RV1 RV2 RV3 RV4 RV5 RV6 RV7 RV8 RV9 RV10RV11RV12 RET. ENTRADA RET. SAÍDA Gráfico 2: Quantidade de retentores de entrada e saída nos redutores de velocidade entre os anos de 2008 até Fonte: Autoria própria utilizando o Sistema da empresa objeto de estudo Quantidade de substituições de retentores por ano Substituição de Retentores Gráfico 3: Quantidade de retentores substituídos anuais. Fonte: Autoria própria utilizando o Sistema da empresa objeto de estudo Analisando os dados obtidos pode constatar que no gráfico 4, evidencia que o redutor de velocidade de modelo BTM 82 é o que apresenta maior percentual de troca de retentor, ou seja, 60%. 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 60% 30% 10% BTM 82 BTM 92 BTM 102 Modelos de Redutores Gráfico 4: Porcentagem de substituições de retentores por modelo de redutor. Fonte: Autoria própria.

64 63 Para identificar o que estava causando o vazamento de óleo lubrificante nos redutores de velocidade Benzlers, foi montado um FMEA com o objetivo de identificar, analisar e priorizar os potenciais modos de falha do processo, levando em consideração os efeitos das falhas e levantando todas as suas possíveis causas e um FTA para identificar as principais causas da falha. Para melhor visualizar tais ocorrências é mostrado no quadro 05. As notas no que se refere a severidade, ocorrência e detecção podem varias de 1 à 10, sendo 1 a nota com menor grau de criticidade e 10 com maior grau de criticidade de acordo com as tabelas 1, 2 e 3. Tabela 1: Índice de severidade de acordo com as notas ÍNDICE DE SEVERIDADE EFEITO DA SEVERIDADE 1 NENHUM 2 MUITO MENOR 3 MENOR 4 MUITO BAIXO 5 BAIXO 6 MODERADO 7 ALTO 8 MUITO ALTO 9 PERIGOSO COM AVISO PRÉVIO PERIGOSO SEM 10 AVISO PRÉVIO Fonte: Autoria própria CRITÉRIO DE SEVERIDADE NENHUM EFEITO IDENTIFICADO, OU INCOVENIÊNCIA INSIGNIFICANTE DEFEITO APONTADO APENAS POR CLIENTES ACURADOS, OU O PRODUTO/SERVIÇO PODE SER RETRABALHADO SEM SUCATEAMENTO. DEFEITO EVIDENCIADO EM 50% DOS CLIENTES, OU UMA PARTE TEM DE SER RETRABALHADA FORA DO LOCAL DE ORIGEM DEFEITO NOTADO NA MAIORIA DOS CLIENTES, OU OS PRODUTOS DEVEM PASSAR POR CRITÉRIO DE SELEÇÃO ITEM DE CONTROLE COM NÍVEIS DE DESEMPENHO REDUZIDO, OU TODA A PRODUÇÃO TEM DE SER REPARADA FORA DA LINHA CLIENTE INSATISFEITO, OU PARTE DA PRODUÇÃO É SUCATEADA OU COM REPARO MENOR QUE 1/2 CLIENTE MUITO INSATISFEITO, OU PARTE DA PRODUÇÃO É SUCATEADA OU COM REPARO DE 1/2 A 1 HORA ITEM INOPERÁVEL, OU TODA A PRODUÇÃO DEVE SER SUCATEADA OU COM REPARO ACIMA DE 1 HORA ENVOLVE NÃO CONFORMIDADE COM A LEGISLAÇÃOGOVERNAMENTAL COM AVISO PRÉVIO, OU PODE POR EM PERIGO A INTEGRIDADE FÍSICA ENVOLVE NÃO CONFORMIDADECOM A LEGISLAÇÃO GOVERNAMENTAL SEM AVISO PRÉVIO, OU PODE POR EM PERIGO A INTEGRIDADE FÍSICA DO TRABALHADOR SEM AVISO ANTECIPADO.

65 64 Tabela 2: Índice de ocorrência de acordo com as notas. ÍNDICE DE FALHAS PROBABILIDADE DE FALHA TIPO DE FALHAS 1 REMOTA FALHA IMPROVÁVEL 2 BAIXA RELATIVAMENTE POUCAS 3 BAIXA RELATIVAMENTE POUCAS 4 MODERADA FALHAS OCASIONAIS 5 MODERADA FALHAS OCASIONAIS 6 MODERADA FALHAS OCASIONAIS 7 ALTA FALHAS FREQUENTES 8 ALTA FALHAS FREQUENTES 9 MUITO ALTA FALHAS PERSISTENTES 10 MUITO ALTA FALHAS PERSISTENTES Fonte: Autoria própria. Tabela 3: Índice de detecção de acordo com as notas. ÍNDICE DE DETECÇÃO DETECÇÃO CRITÉRIO 1 QUASE CERTAMENTE CONTROLE CERTAMENTE DETECTARÁ FORMAS DISCREPANTES ANTES DE SER ACIONADO ETAPAS INICIAIS DO PROCESSO 2 MUITO ALTA CONTROLE QUASE CERTAMENTE IRÁ DETECTAR NO PRÓPRIO PROCESSOINICIADO, COM INTERVENIÊNCIA IMEDIATA NO LOCAL. 3 ALTA 4 MODERADAMENTE ALTA 5 MODERADA 6 BAIXA 7 MUITO BAIXA 8 REMOTA 9 MUITO REMOTA 10 QUASE IMPOSSÍVEL Fonte: Autoria própria. DETECÇÃO DE FALHAS, COM BOAS CHANCES, ATRAVÉS DE RESULTADOS (PRODUTOS/SERVIÇOS) DISCREPANTES, OU AINDA NO FORNECIMENTO,SELEÇÃO, INSTALAÇÃO, VERIFICAÇÃO DE ITENS COMPONENTES. DETECÇÃO DAS FALHAS É FEITA EM OPERAÇÕES SUBSEQUENTES DOPROCESSO E NA VERIFICAÇÃO DO PRIMEIRO RESULTADO, TENDO BOAS CHANCES DE DETECÇÃO CONTROLE É BASEADO EM MEDIÇÕES POR VARIÁVEIS, OU MEDIÇÕESPASSA-NÃO PASSA EM 100% DOS PRODUTOS QUE DEIXAM O PROCESSO, DETECTANDO ANOMALIAS. CONTROLE É ALCANÇADO COM MÉTODOS GRÁFICOS, TAIS COMO CEP, PODENDO DETECTAR ANOMALIAS. CONTROLE É ALCANÇADO COM DUPLA INSPEÇÃO VISUAL, TENDO POUCA CHANCE DE DETECÇÃO. O CONTROLE É ALCANÇADO SOMENTE COM INSPEÇÃO VISUAL,TENDO TB. POUCA CHANCE DE DETECÇÃO. O CONTROLE É ALCANÇADO SOMENTE COM A VERIFICAÇÃOALEATÓRIA, TENDO POSSIBILIDADES DE NÃO DETECÇÃO. NÃO PODE DETECTAR OU O RESULTADO NÃO FOI VERIFICADO,COM CERTEZA ABSOLUTA DE NÃO DE DETECÇÃO.

66 FMEA ANÁLISE DOS MODOS E EFEITOS DA FALHA 65

67 66

68 67

69 68 Quadro 5: FMEA Fonte: Autoria própria Abaixo expõe a figura 26, em que encontra-se as possíveis falhas as quais encontram-se destacadas em vermelho, falhas estas que vinham proporcionando o desperdício no que se refere ao vazamento de óleo lubrificante.

70 69 Figura 26 Fluxograma - FTA Fonte: Autoria própria

71 70 Com o FMEA e o FTA, foi possível analisaras possíveis causas dos vazamentos de óleo lubrificante nos redutores de velocidade. Em seguida simultaneamente foram realizadas as termografias, análises de óleo e análise de vibração. As termografias foram feitas em junho de 2012, conforme consta no quadro 4,a partir de uma câmera termográfica, sendo realizada em todos os redutores de velocidade das prensas de lavagem. As análises de termográficas foram realizadas durante dois dias de cada semana, nas terças feiras e nas quintas feiras, todas no horário entre 12h00min e 13h00min. O horário escolhido foi pelo fato de ser a hora onde a temperatura ambiente está mais alta. Abaixo é possível ver a termografia nos três modelos de redutores de velocidade, conforme figura 27 abaixo. Modelo de Redutores Benzlers Termografia BTM 82 BTM 92 BTM 102 Figura 27:Termografias nos três modelos de redutores de velocidade Benzlers. Fonte: Autoria própria Nos redutores de modelo BTM 82 a temperatura de operação estava com média de 66,4 C, para os modelos BTM 92 a temperatura de operação estava com média de 60,6 C e nos modelos BTM 102 a temperatura de operação estava com média de 59,2 C. Abaixo seguem as temperaturas encontradas nos três modelos de redutores de velocidade em cada uma das prensas, Dual e PO.

72 71 Quadro 6: Termografia nos redutores de velocidade da prensa DUAL. Fonte: Autoria própria PRENSA LAVADORA PO REDUTORES Modelo Temperatura ( C) de operação dos redutores de velocidade Benzlers 5/6/2012 7/6/ /6/ /6/ /6/ /6/ /6/ /6/2012 3/7/2012 5/7/2012 Média C 125RS208R BTM 82 79,4 76,9 81,5 80,7 79, ,9 82,1 79,7 80,6 79,9 124RS052R BTM 82 60,3 59,9 61,2 60,7 59,9 61,3 62,4 58,7 61,7 62,8 60,9 124RS053R BTM ,1 67,1 65,7 65,5 66,6 66,2 66,5 66,4 65,8 66,1 125RS207R BTM 82 65,6 66,8 67,4 65,9 65,9 66,5 66,1 66,7 66,3 65,9 66,3 125RS220R BTM 82 60,6 59,8 60,6 60,9 59,7 60,3 61,4 59, ,8 60,6 124RS055R BTM 82 64,5 64,8 63, ,3 64,9 63,9 65,5 64,8 64,6 64,5 124RS056R BTM ,3 55,8 56,3 56,9 57, ,6 55,6 55,8 56,2 56,4 125RS211R BTM ,5 58,3 58,2 57,4 58,1 57,3 57,2 57,1 58, ,8 Quadro 7: Termografia nos redutores de velocidade da prensa PO. Fonte: Autoria própria Realizando a análise termográfica foi possível identificar que, à medida que o modelo do redutor variava o tamanho, sua média de temperatura de operação estava menor. Isso se deve ao fato da relação de transmissão dos redutores de velocidade de modelo maior, ser maior, ou seja, a rotação do eixo de baixa é menor, impactando em uma temperatura menor, conforme especificado no quadro 8. Quadro 8: Relação de transmissão dos redutores de velocidade Fonte: Autoria própria Para saber se estas temperaturas impactariam no vazamento de óleo lubrificante, foi pesquisado qual o tipo de óleo lubrificante estava sendo usado em todos os redutores de velocidade instalados nas prensas de lavagem e suas respectivas viscosidades, conforme quadro 9.

73 72 Quadro 9: Tipo de óleo lubrificante e viscosidade. Fonte: Autoria própria Sabendo o tipo de óleo lubrificante, foi possível identificar junto à temperatura de operação se o mesmo perderia muito sua propriedade viscosa, isso prejudicaria o retentor na sua vedação. O óleo lubrificante utilizado redutores de velocidade citados no decorrer do trabalho estão de acordo com o que o manual Benzlers sugere ISO VG 220 mineral (1999, p. 4). Para identificar se a viscosidade do óleo lubrificante estava adequada para a operação do redutor de velocidade foi utilizado o cálculo de relação de viscosidade junto ao gráfico do mesmo. (FAG, 1999, p.42). A relação de viscosidade depende da viscosidade em serviço da película de lubrificante no contato de rolagem e a viscosidade de referencia na dependência do diâmetro do rolamento e do número de rotações. (FAG, 1999, p.42). Pode-se dizer que a relação de viscosidade se dá pela formula: Sendo um valor adimensional.

74 73 A viscosidade em serviço da película de lubrificante no contato de rolagem é encontrada com a temperatura de operação do redutor de velocidade e viscosidade do óleo lubrificante utilizado de acordo com o quadro 10 e gráfico 5 abaixo. Conforme dito acima a viscosidade do óleo utilizado é de ISO VG 220. Para essa análise utilizou-se as temperaturas médias para cada modelo de redutor de velocidade. Modelo de Redutor de velocidade Viscosidade do óleo lubrificante Temperatura média de operação BTM 82 ISSO VG ,4 C BTM 92 ISSO VG ,6 C BTM 102 ISSO VG ,2 C Quadro 10: Temperatura de operação e viscosidade do óleo lubrificante. Fonte: Autoria própria Gráfico 5: Temperatura de operação e viscosidade do óleo lubrificante Fonte: FAG (1999) Para a nova viscosidade aproximadamente encontrada temos os seguintes resultados no quadro 11, abaixo.

75 74 Modelo de Redutor de velocidade Temperatura média de operação Nova viscosidade BTM 82 66,4 C 54 mm²/s BTM 92 60,6 C 78 mm²/s BTM ,2 C 81 mm²/s Quadro 11: Nova viscosidade em relação a temperatura de operação. Fonte: Autoria própria Para encontrar a viscosidade de referencia na dependência do diâmetro do rolamento é preciso calcular o diâmetro médio do rolamento dm que depende do diâmetro externo D e diâmetro interno d. A formula é do dm é dada por: Abaixo segue quadro 12 com os cálculos do diâmetro médio do rolamento para cada modelo de redutor de velocidade, considerando os rolamentos e as do eixo de alta rotação (entrada) e eixo de baixa rotação (saída). No gráfico 6 abaixo é indicado junto ao diâmetro médio a viscosidade referencia alta e a de baixa. BTM 82 Rolamentos Modelo D d dm Baixa rotação RS Alta rotação RS ,5 Quadro 12: Diâmetro médio BTM 82 Fonte: Autoria própria e as rotações dos eixos de

76 75 Gráfico 6: Viscosidade de referência do óleo lubrificante, rotação e diâmetro do rolamento do modelo BTM 82 Fonte: FAG (1999) BTM 92 Rolamentos Modelo D d dm Baixa rotação ,5 Alta rotação Z ,5 Quadro 13: Diâmetro médio BTM 92 Fonte: Autoria própria Gráfico 7: Viscosidade de referência do óleo lubrificante, rotação e diâmetro do rolamento do modelo BTM 92 Fonte: FAG (1999)

77 76 BTM 102 Rolamentos Modelo D d dm Baixa rotação Alta rotação Z ,5 Quadro 14: Diâmetro médio BTM 102 Fonte: Autoria própria Gráfico 8: Viscosidade de referência do óleo lubrificante, rotação e diâmetro do rolamento do modelo BTM 102 Fonte: FAG (1999) Após encontrar aproximadamente a viscosidade de referencia para cada modelo de redutor de velocidade e a viscosidade em serviço da película de lubrificante no contato de rolagem em relação à temperatura de operação, foi possível calcular a relação de viscosidade para cada modelo, indicado no quadro 15 abaixo. BTM 82 Rolamentos Modelo Baixa rotação RS , Alta rotação RS1 54 9,5 5, Quadro 15: Relação de viscosidade para modelo BTM 82 Fonte: Autoria própria

78 77 BTM 92 Rolamentos Modelo Baixa rotação ,83871 Alta rotação Z ,8 Quadro 16: Relação de viscosidade para modelo BTM 92 Fonte: Autoria própria BTM 102 Rolamentos Modelo Baixa rotação , Alta rotação Z ,1 Quadro 17: Relação de viscosidade para modelo BTM 92 Fonte: Autoria própria Gráfico9: Relação de viscosidade Fonte: Autoria própria Analisando as relações de viscosidade com o diagrama de relação de viscosidade acima, é possível afirmar que o óleo lubrificante está agindo de maneira eficiente, pois a relação de viscosidade encontrada para o óleo lubrificante ISO VG 220, está sendo maior que o parâmetro a 0,4, recomendado pela FAG (FAG 1999, p.44). Fator ideal = Com esses parâmetros de medição conclui-se que os rolamentos estão sendo lubrificado perfeitamente, o que não acarretará nenhuma anormalidade como,

79 78 aquecimento dos componentes e eixos, vibração elevada e consequentemente o desgaste dos retentores do redutor de velocidade. Em relação à análise de óleo realizada por uma empresa especializada, foi possível detectar que não houve nenhuma anomalia encontrada no óleo lubrificante, como limalha, carbonização, água, entre outras. Também foi realizada a análise de vibração para verificar se os redutores de velocidade estavam com a vibração suficiente para causar o vazamento de óleo lubrificante. Essas análises só começaram a ser realizadas em 2010 através de uma empresa especializada. Para essa pesquisa, foram adquiridos dados desde 2010 até Junho de Abaixo segue a tendência da análise de vibração realizada para cada modelo de redutores de velocidade, gráfico 10. Gráfico 10: Tendência da análise de vibração dos redutores de velocidade. Fonte: Autoria própria com base no sistema da ABB (terceirizada, 2012). Com auxilio de uma empresa especializada foi possível analisar o gráfico de tendência de vibração nos redutores de velocidade, sendo possível visualizar que os picos mais altos apresentados no gráfico estão relacionados a problemas de fixação dos parafusos do motor elétrico com o redutor e de velocidade ou sobrecarga de polpa de celulose nas roscas de alimentação das prensas de lavagem.

80 79 Abaixo segue figura 28 com a falta de parafuso de fixação do motor elétrico com o redutor de velocidade. Figura 28: Falta de parafuso de fixação do motor com o redutor de velocidade Fonte: Autoria própria À medida que iria substituindo os retentores nos redutores de velocidade, foi possível identificar o desgaste na área de vedação. Em alguns casos o desgaste foi causado pelo ressecamento do retentor, em outras palavras, a borracha do retentor fica dura e como a forma de vedação é feita sobre pressão, pode ter causado o desgaste no eixo. Com todas as possíveis causas definidas, verificou-se que o eixo com desgaste e a especificação inadequada do retentor foram os principais causadores dos vazamentos de óleo lubrificante. Sendo assim foi possível analisar com mais detalhes os retentores que foram utilizados nos redutores de velocidade das prensas de lavagem. À medida que eram retirados os redutores de velocidade e enviados a oficina mecânica, identificou-se que os retentores utilizados eram de fabricantes automotivos, ou seja, não são recomendados para uso em equipamentos industriais.

81 80 Outro fator relevante que estava impactando no vazamento de óleo lubrificante é que os retentores estavam com tempo de estocagem elevado no almoxarifado, causando um ressecamento na borracha de vedação. O retentor é feito de vários tipos de elastômeros diferentes, tendo uma vida útil em relação ao tempo de estocagem. Quadro 18 Tempo de estocagem de retentores e seus respectivos materiais. Fonte: Vargas (2005, p.11.62). Os retentores que foram utilizados nos redutores de velocidade, estavam com a borracha de vedação ressecada, conforme figura 29, abaixo. Figura 29: Trincas características de ressecamento. Fonte: Autoria própria. Foi identificado que o material de fabricação do retentor não era compatível com a situação dos redutores de velocidade instalados nas duas prensas, ou seja, para cada temperatura de operação do óleo lubrificante no redutor de velocidade existe um tipo de elastômero a ser utilizado, neste caso os que estavam sendo utilizados

82 81 eram os de nitrílica, que é inapropriado para tal tipo de operação, são inadequados quando sofrem de ataque de vapor de água, conforme quadro 19 abaixo. Quadro 19: Retentores e seus respectivos materiais de fabricação. Fonte: Vargas (2005, p ). A forma construtiva do retentor também influencia na vedação que o mesmo realiza no redutor de velocidade. É de extrema importância analisar seu material de fabricação, pois cada tipo suporta uma temperatura de trabalho diferente, nesses casos os retentores encontrados eram de nitrílica que suportam temperaturas até 100 C, conforme quadro abaixo. Apesar de suportarem a temperatura média de operação (62,06 C) dos redutores de velocidade, o mesmo não suporta ataque de vapor de água. Quadro 20: Retentores e seus respectivos materiais de fabricação. Fonte: Vargas (2005, p. 2.23).

83 82 Conforme o manual Benzlers (1999, p. 21) os retentores a serem utilizados para cada modelo de redutor de velocidade estão destacados na tabela abaixo. Quadro 21: Especificações dos retentores pelo manual Benzlers. Fonte: Benzlers (1999, p. 21). Para melhor entendimento foi montado um quadro com os dados de cada retentor de seu respectivo redutor de velocidade, conforme segue abaixo: MODELO DE RETENTORES REDUTOR ALTA ROTAÇÃO QUANTIDADE BAIXA ROTAÇÃO QUANTIDADE BTM X130X12 A VITON 1 120X150X12 A 4 BTM X150X12 A 1 130X160X12 BAUM 4 BTM X160X12 BAUM 1 140X170X12 A 4 Quadro 22: Especificações dos retentores pelo manual Benzlers. Fonte: Autoria própria. Analisando um dos retentores destacado acima no quadro 21, foi possível identificar que a nomenclatura BAUM é da referencia Freudenberg, empresa especializada em fabricação de retentores. 3.3 ANÁLISE DOS DADOS Ao analisar os dados mostram-se as razões pelas quais foram utilizados os retentores e os speedi sleeve s. Vale ressaltar que para a especificação do retentor, foram avaliadas as características físicas de operação do redutor de velocidade, como: Temperatura de operação Ataque de vapor de água Tipo de elastômero (borracha) do retentor

84 83 Proteção contra partículas suspensas ao ar Compatibilidade com óleo mineral (lubrificante) Para todas as dimensões destacadas (quadro 22) o tipo de retentor estudado para ser utilizado foi do modelo BAUMSLX7 do fabricante Freudenberg (Figura 30). Figura 30: Retentor BAUMSLX7 Fonte: Vargas (2005, p. 1.10) O retentor de modelo BAUMSLX7 possui as seguintes características de operação de acordo com Vargas (2005, p. 1.10), através do catálogo Simrit: Borracha Fluorada (Viton) Classe de temperatura de -25 C até +160 C Compatível com óleo mineral Guarda pó (Impossibilita a entrada de partículas suspensas do ar) Resistente a ataque de vapor de água Melhor deslocamento com alguma vibração no eixo Diante as características apresentadas pelo modelo do retentor, o mesmo foi instalado em todos nos três modelos de redutores de velocidade das prensas de lavagem, conforme desenho técnico abaixo (BENZLERS, 1999, p. 6).

85 84 Figura 31: Posição do retentor do eixo de alta rotação. Fonte: Benzlers, (1999, p. 7) Figura 32: Posição do retentor do eixo de baixa rotação. Fonte: Benzlers, (1999, p. 6) Constatou-se que alguns dos redutores de velocidade apresentaram desgaste na área de vedação onde fica instalado o retentor no eixo, para isso foi utilizado um dispositivo chamado speedi sleeve, conforme figura 33.

86 85 Figura 33: Speedi Sleeve e a ferramenta de instalação. Fonte: Autoria própria A instalação do speedi sleeve está localizada na região onde o eixo apresenta desgaste na área de vedação, figura 34, tendo como função compensar a perda de material do eixo, contribuindo para uma melhor vedação do retentor. Esta constatação, vem corroborar com o que destaca SKF (2012, p. 1) [...] contornar problemas de eixos desgastados, [...] ao mesmo tempo que oferece uma excelente superfície de vedação. Figura 34: Speedi sleeve instalado no eixo do redutor de velocidade BTM 82. Fonte: Autoria própria O speedi sleeve foi um dispositivo de grande importância, pois permitiu que o retentor continuasse exercendo sua função de vedação, não havendo necessidade

87 Qtd de Substituição 86 imediata da metalização do eixo, sendo postergada uma possível retirada do eixo para reparo externo, gerando aumento de custo de manutenção. 3.4 RESULTADOS OBTIDOS Como foi demonstrado no estudo de caso, muito retentores foram utilizados desde 2008 até 2012, tendo uma queda significativa no ano de 2013, além da diminuição do vazamento de óleo lubrificante, conforme gráficos 11 e 12. SUBSTITUIÇÕES DE RETENTORES POR ANO 2008/ Gráfico 11: Substituição de retentor por ano 2008/2013 Fonte: Autoria própria Buscando evidenciar o resultado alcançado de forma diferenciada, o gráfico 12, mostra a queda de forma vertiginosa do desperdício de óleo lubrificante nos redutores de velocidade nas prensas de lavagem. Gráfico 12: Consumo em litros de óleo lubrificante Fonte: Autoria própria