MANUTENÇÃO INDUSTRIAL

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1 FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA Centro de Ensino Técnico e Profissionalizante Quintino ESCOLA TÉCNICA ESTADUAL REPÚBLICA DEPARTAMENTO DE MECÂNICA MANUTENÇÃO INDUSTRIAL Prof. Décio Martins Pereira 2004

2 E.T.E.R MECÂNICA 2 ÍNDICE: Definição de Manutenção Pág. 3 Tipos de Manutenção Pág. 3 Manutenção Corretiva Pág. 3 Manutenção Preventiva Pág. 4 Programa de Manutenção Preventiva Pág. 6 Manutenção Preditiva ou Cíclica Pág. 7 Técnicas Preditivas Pág. 10 Monitoração Subjetiva Pág. 11 Monitoração Objetiva Pág. 11 Monitoração Contínua Pág. 11 Práticas de Manutenção Moderna Pág. 11 Conceitos Básicos da TPM Pág. 11 Objetivos da TPM Pág. 12 Terceirização de Serviços de Manutenção Pág. 12 Dificuldades para Terceirizar Pág. 12 Vantagens da Terceirização Pág. 12 Desvantagens da Terceirização Pág. 13 Sistemas Automatizados para Manutenção Pág. 13 Organização de um Setor de Manutenção Pág. 14 Indústrias de Grande Porte Pág. 14 Indústrias de Médio Porte Pág. 15 Organograma Pág. 15 Dotação de Recursos Humanos Pág. 16 Máquinas e Equipamentos para Manutenção Pág. 16 Indústrias de Pequeno Porte Pág. 17 Lubrificação Pág. 17 Óleos Lubrificantes Pág. 17 Viscosidade Pág. 18 Ponto de Fluidez Pág. 19 Ponto de Fulgor Pág. 19 Aditivos Pág. 19 Graxas Lubrificantes Pág. 20 Lubrificação Organizada Pág. 20 Métodos Gerais de Lubrificação Pág. 21 Método Manual Pág. 21 Lubrificação por Agulha Pág. 21 Lubrificação por Mecha Pág. 21 Método do Copo Conta-Gotas Pág. 21 Lubrificação por Anel Pág. 21 Lubrificação por Colar Pág. 22 Lubrificação por Banho de Óleo Pág. 22 Lubrificação por Estopa (Almofada) Pág. 22 Lubrificação por Salpico ou Borrifo Pág. 22 Lubrificação por Gravidade Pág. 22 Lubrificação por Bombas Múltiplas Pág. 22 Lubrificação por Graxa Pág. 23 Mancais Pág. 23 Rolamentos Pág. 24 Desmontagem de Rolamentos Pág. 27 Montagem de Rolamentos Pág. 28 Sistemas de Vedação Pág. 29 Retentores Pág. 30

3 E.T.E.R MECÂNICA 3 DEFINIÇÃO DE MANUTENÇÃO: Manutenção é o conjunto de técnicas destinadas a conservação de instalações e equipamentos, com o máximo de rentabilidade e dentro dos requisitos de segurança. TIPOS DE MANUTENÇÃO CORRETIVA OU CURATIVA PREVENTIVA PREDITIVA OU CÍCLICA MANUTENÇÃO CORRETIVA É AQUELA QUE SE FAZ NECESSÁRIA QUANDO OCORREM FALHAS NO EQUIPAMENTO OU FIQUE DEMONSTRADO SEU FUNCIONAMENTO IRREGULAR. EXEMPLO: Quebrou o parafuso de um acoplamento, o serviço de manutenção, simplesmente faz a troca do parafuso, sem se preocupar como as causas e defeitos que ocasionaram a falha. Esse tipo de manutenção é incorreto e pode resultar em prejuízos econômicos. Suponhamos que o parafuso não foi feito com aço adequado, nessas condições vai quebrar muitas vezes, retirando o equipamento de operação, causando atrasos na produção. Suponhamos que haja tranco no acoplamento ou vibração indesejável. Se essas causas não forem pesquisadas, as falhas continuam. Apesar de ser incorreto, este tipo de manutenção é muito praticado, devido a falta de pessoal técnico qualificado. Por razões de ordem econômica, ocorre também este tipo de manutenção. Um equipamento velho, já com sua vida útil vencida está sujeito a grande incidência de manutenção corretiva. (QUEBROU, CONSERTOU) Vejam por exemplo, o infeliz que compra um carro com mais de 20 anos. A peças dos automóveis tem tempo de vida limitado. Os rolamentos das rodas, os tambores dos freios, as correias dentadas, os amortecedores, etc. Um carro muito velho terá quase todos os itens com a vida vencida... assim a incidência de quebrou-consertou será epidêmica. Nos equipamentos industriais acontece o mesmo, se por motivos econômicos financeiros não se faz uma boa manutenção ou não se troca o equipamento na época devida, a incidência de manutenção corretiva será alarmante, com graves prejuízos a produção. Este tipo de manutenção mostra um custo desprezível no seu início. Com a continuidade das operações, os equipamentos vão se deteriorando, ocorrendo avarias que se tornam freqüentes e de custo elevado.

4 E.T.E.R MECÂNICA 4 MANUTENÇÃO PREVENTIVA Entende-se como manutenção preventiva, aquela que exige a retirada de funcionamento de um equipamento que até então não manifesta nenhum sinal de falha, para atender critérios baseados em tempo de serviço. A manutenção preventiva envolve inspeções periódicas dos equipamentos, para evitar avarias graves, ou ainda reparar os equipamentos, enquanto seus defeitos estiverem num estágio inicial. Quando ainda não existe a manutenção preventiva e resolve-se implantá-la, os custos inicialmente podem ser elevados. Entretanto, com o passar do tempo, e a continuidade da execução do programa de Manutenção Preventiva, o custo é reduzido substancialmente. PROGRAMA DE INSPEÇÕES Para elaborar um bom programa de inspeções, torna-se necessário: 1. Descrição do Equipamento Baseado em informações constantes no manual do fabricante, abre-se fichas individuais, com dados técnicos das máquinas ou equipamentos. Como sugestão podemos adotar modelos similares ao anexo. 2. ESTABELECER A FREQUÊNCIA DAS INSPEÇÕES A freqüência das inspeções é determinada por diversos fatores: 2.1 Grau ou profundidade da intervenção: Deve-se levar em conta a experiência adquirida no passado, optando-se então por executar manutenção parcial ou total. 2.2 Origem do Equipamento: Deve ser considerada a procedência do equipamento, se é de fabricação nacional ou importada, visto que o nacional permite facilidades na obtenção de peças. 2.3 IDADE dos equipamentos Os mais antigos estão mais sujeitos a falhas, face a fadiga e envelhecimento dos materiais. 2.4 Condições de Trabalho Existem equipamentos que não podem ficar parados ou devem obedecer a horários estabelecidos pelo cliente. (EQUIPAMENTOS DE AEROPORTOS)

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6 E.T.E.R MECÂNICA 6 3. ITENS DE INSPEÇÃO Pela experiência adquirida, procura-se estabelecer os itens da máquina que devem ser inspecionados. ESTA DEFINIÇÃO vai permitir: 3.1 Planejamento de peças de reposição, com base nos conhecimentos adquiridos e no histórico das intervenções. 3.2 Catalogar as firmas ou mão-de-obra especializada existente no local, que possam ser contratadas para execução dos serviços. PROGRAMA DE MANUTENÇÃO PREVENTIVA Os programas de manutenção preventiva, nas indústrias que não param anualmente dando férias coletivas, são elaborados seguindo a um cronograma cujo acompanhamento é feito individualmente para cada equipamento. Existem programas software, já comercializados, que facilitam a implantação de um programa de manutenção preventiva. Para cada caso da aplicação de recursos tradicionais nas indústrias podemos sugerir a implantação de um programa modesto mais eficiente, conforme modelo da folha 8. Este modelo será renovado a cada ano. O PROGRAMA atenderá a freqüências de intervenções semanais, mensais e anuais.

7 E.T.E.R MECÂNICA 7 MANUTENÇÃO PREDITIVA OU CÍCLICA As indústrias que já utilizam com sucesso a manutenção preventiva, podem aplicar a manutenção preditiva, que se constitui no mais completo e correto sistema de manutenção. Nesse sistema, com auxílio de equipamentos, detectores mais sofisticados, pode-se determinar se está na hora de abrir a máquina e trocar um componente, antes que venha a falhar. Os aparelhos que auxiliam neste tipo de manutenção são bastante variáveis e de diversos fabricantes. SENSORES de ruídos - MOTOSCÓPIO SENSORES de temperatura - TERMOPARES SENSORES de vibração - MECATESTER MEDIDORES de rotação ESTROBOSCÓPIOS - TACÔMETROS DETECTORES de fissuras / trincas / tensões RAIO X Magnaflux INFRAVERMELHO ULTRASOM RAIOS GAMA Esses equipamentos são fornecidos, com manuais e boa literatura técnica, permitundo ao operador sua correta aplicação na medição. Na página 8, podemos visualizar, a análise de vibração em uma bomba centrífuga, testada nos pontos A, B e C, com previsão para troca de rolamentos.

8 E.T.E.R MECÂNICA 8 Motoscópio - É um estetoscópio usado por médicos, com a diferença de que o sensor de recepção é de construção diferente. Este sensor é construído com uma ponta de metal cilíndrico, afilada na extremidade. Encostando este sensor em mancais, consegue-se notar se há barulho manifestado por falta de lubrificante, por sujeira, por deformação, etc. Seu manuseio, transporte e estocagem devem ser cuidadosos para evitar quebra, deformação, depósitos de sujeira, etc. Registradores Medem a amplitude das vibrações, permitindo avaliar a sua magnitude. Medem, também, a sua freqüência, possibilitando identificar a fonte causadora das vibrações. Os registradores podem ser analógicos ou digitais, e estes últimos tendem a ocupar todo o espaço dos primeiros.

9 E.T.E.R MECÂNICA 9 Sensores ou captadores Existem três tipos de sensores, baseados em três diferentes sistemas de transdução mecânico-elétricos: Sensores eletrodinâmicos: detectam vibrações absolutas de freqüências superiores a 3 Hz (180 cpm). Sensores piezelétricos: detectam vibrações absolutas de freqüências superiores a 1 Hz (60 cpm). Sensores indutivos (sem contato ou de proximidade): detectam vibrações relativas desde 0 Hz, podendo ser utilizados tanto para medir deslocamentos estáticos quanto dinâmicos.

10 E.T.E.R MECÂNICA 10 Vibrator (Mecatester) É um instrumento que mede os níveis de vibração em máquinas e equipamentos, e, no nosso caso, em motores, geradores, transformadores, painéis e outros, e para mancais indica ainda o tempo aproximado de vida dos rolamentos, e isto tendo como base a vibração do mancal. É necessário efetuar a medição nos mancais com e sem carga ou transmissão para se chegar a um resultado confiável. Junto ao aparelho, o fornecedor sempre envia um manual de instruções e as curvas para comparação. Para o caso de motores e correlatos, é ideal que a aplicação desta medição seja efetuada como inspeção periódica programada, a fim de evitar defeitos em plena operação, ou ao menos reduzir a incidência destes. Devemos ter todos os cuidados requeridos para um instrumento, com relação ao seu manuseio, transporte e estocagem. A manutenção preditiva tem como objetivo prevenir falhas nos equipamentos, permitindo a operação contínua do equipamento, pelo maior tempo possível. A realidade da Manutenção Preditiva é PREDIZER as condições dos equipamentos. Quando o grau de degradação se aproxima do limite previamente estabelecido, é tomada a decisão de intervenção. TÉCNICAS PREDITIVAS A avaliação das condições dos equipamentos é feita através da medição ou monitorização de parâmetros. Esse monitoramento pode ser feito de 3 formas: Monitoração subjetiva. Monitoração objetiva. Monitoração contínua.

11 E.T.E.R MECÂNICA 11 MONITORAÇÃO SUBJETIVA A monitoração subjetiva, são aquelas acompanhadas há muitos anos pelo pessoal da manutenção, independente da existência de instrumentos. Através da visão, audição, olfato e tato, pode o técnico monitorar as condições do equipamento. Deve-se entretanto certificar-se das condições de segurança, antes de usar os sentidos. Um supervisor pode auscultar um equipamento, com uma caneta, um estetoscópio, etc... Quem nunca viu alguém colocar a mão sobre um mancal ou motor e em seguida diagnosticar A temperatura está muito alta, ou a temperatura esta muito boa. MONITORAÇÃO OBJETIVA É o acompanhamento feito com base em medições utilizando equipamentos ou instrumentos especiais. Para isso é fundamental: - Que o pessoal seja habilitado. - Que os instrumentos estejam aferidos e calibrados. - Haja pessoal capaz de interpretar os dados coletados. MONITORAÇÃO CONTÍNUA É adotada em situações que os equipamentos são de alta responsabilidade. Os dispositivos que monitoram, geralmente soam alarmes uma vez atingido o valor limite estipulado. Os equipamentos podem ser parados logo após os alarmes. São sistemas automatizados e sua aplicação deverá ser justificada. E muito usado em Usinas Termelétricas, Usinas Nucleares. PRÁTICAS DE MANUTENÇÃO MODERNA Em 1970, surgiu a TPM, Manutenção Produtiva Total (Total Productive Maintenance) em virtude de fatores econômicos sociais, que imprimiram ao mercado, exigências cada vez mais rigorosas. As empresas foram então obrigadas a: - Eliminar desperdícios. - Obter melhor desempenho das máquinas. - Reduzir interrupções. CONCEITOS BÁSICOS DA TPM - Cada um deve exercer auto controle. - A minha máquina deve ser protegida por mim. - Homem, máquina e empresa devem ser integrados. - A manutenção dos meios de comunicação deve ser preocupação de todos.

12 E.T.E.R MECÂNICA 12 OBJETIVOS DA TPM A TPM objetiva a eficácia da empresa através de maior qualificação das pessoas e melhoramentos nos equipamentos. O perfil dos empregados deve ser adequado com treinamento / capacitação. Os operadores devem executar atividade de manutenção de forma espontânea (lubrificação, regulagem, etc.). O pessoal da manutenção deve executar tarefas na área mecatrônica. Os engenheiros devem desenvolver equipamentos que não exijam manutenção. Os operadores passam a executar tarefas mais simples, que antes eram executadas pelo pessoal da manutenção, tais como: lubrificação, limpeza, ajustes de gaxetas, medição de vibração e de temperatura,troca de lâmpadas, sintonia dos controladores, limpeza e troca de filtros, permanecendo a equipe de manutenção com tarefas de maior complexidade. Outro conceito importante na filosofia da TPM é o da Quebra Zero, A máquina não pode parar durante o período em que foi programada para operar. Entre as medidas fundamentais para conquista da quebra zero, podemos alinhar: - Limpeza da área, asseio, lubrificação e ordem. - Obedecer as limitações do equipamento. - Recuperar equipamentos envelhecidos. - Sanar deficiências de projeto. - Desenvolver o elemento humano. TERCEIRIZAÇÃO DE SERVIÇOS DE MANUTENÇÃO Na verdade, terceirização é uma prática bem antiga de contratar serviços de terceiros. Porque terceirizar? - VOCAÇÃO: Atividades que são consideradas meio para a contratante, para o prestador de serviços são atividades fim. - EFICIÊNCIA: É impossível ser especialista em tudo, principalmente numa época de maior diversidade tecnológica. - UTILIZAÇÃO: Mantém-se em alguns casos, mão de obra e recursos sem ampla utilização. DIFICULDADES PARA TERCEIRIZAR - Poucas empresas capacitadas. - Falta de cultura de parceria. - Cartelização de alguns setores. - Maior incidência de acidentes na contratada. VANTAGENS DA TERCEIRIZAÇÃO - Aumento da qualidade. - Redução de custos. - Redução de áreas ocupadas. - Melhor atendimento.

13 E.T.E.R MECÂNICA 13 - Redução de estoques. DESVANTAGENS DA TERCEIRIZAÇÃO - Redução da especialização própria. - Aumento da dependência de terceiros. - Aumento do risco de passivo trabalhista. SISTEMAS INFORMATIZADOS PARA MANUTENÇÃO É possível encontrar no mercado uma ampla gama de softwares, que atendem desde a manutenção de uma pequena fábrica, como sistemas bastante sofisticados para atender a grandes empresas. Muitos aplicativos foram desenvolvidos originalmente em plataforma de DOS, hoje já convertidos para o ambiente do Windows. A tabela a seguir fornece a título de informação, alguns programas disponíveis no mercado nacional. Nome Comercial do Software AMOS-D ARTEMIS CHAMPS CMC COMAC DELTA COMPASS ENGEMAN GERCOM MAC ATIVE MAIN SERVER MANTEC MÁXIMO MMS OOPS PLACOM SIAM SIEM SIGMA SIM SMI TEROMAN Empresa Spectec / Moerbeck D&ISI Thornix Informática PTC SetUP Boone and Moore Chips Informática Compuscience SAM-Sist. de Automação da Manutenção Engequal Semarpi Sistemas MIPS Sistemas Inter-Unde Engenharia Química Falcon Systems Micro Consult MR Bachelany Adm. e Informática. M&F Consultoria e Projetos. Petrobrás Astrein Informática SPES Engenharia de Sistemas. Promon Engenharia / SD Scicon

14 E.T.E.R MECÂNICA 14 ORGANIZAÇÃO DE UM SETOR DE MANUTENÇÃO Na implantação de um setor de manutenção deve-se levar em consideração o PORTE DA INDÚSTRIA, AS ÁREAS DISPONÍVEIS, OS RECURSOS FINANCEIROS, O QUE A FÁBRICA ESTÁ PRODUZINDO, Nº DE TURNOS EM OPERAÇÃO, ETC. ASSIM DEVE-SE EM PRIMEIRA INSTÂNCIA, CLASSIFICAR E IDENTIFICAR QUAL O TAMANHO DA INDÚSTRIA. TAMANHO DAS INDÚSTRIAS 1 INDÚSTRIA DE GRANDE PORTE (mais de 1000 empregados); 2 INDÚSTRIA DE MÉDIO PORTE (50 a 1000 empregados); 3 INDÚSTRIA DE PEQUENO PORTE (até 50 empregados). 1 INDÚSTRIAS DE GRANDE PORTE Nas indústrias de grande porte, tais como Cia Siderúrgicas, Indústrias Petroquímicas, Indústrias de Papel, Indústrias de Cimento, Estaleiros, etc. As unidades de manutenção são muito desenvolvidas, e ainda assim às vezes alguns serviços de manutenção e reparos são feitos em firmas de terceiros (serviços terceirizados). Algumas indústrias preferem ter seus recursos super dimensionados, estendendo sua atuação na manutenção e reparos de suas filiais e subsidiárias. As unidades de manutenção recebem um tratamento especial, tendo vida própria, autonomia e áreas independentes, dedicadas somente à manutenção e reparos. Normalmente, são unidades de manutenção pesada, equipadas com máquinas operatrizes de grande capacidade. O setor de manutenção das grandes companhias possui capacidade para atender à manutenção e reparos em peças de grande peso e dimensões. Uma indústria do porte da LIGHT, por exemplo, deve ter em seu parque industrial, TORNO VERTICAL com mesa de grande diâmetro para executar reparos em TURBINAS. Os estaleiros devem ter TORNOS HORIZONTAIS com grande distância entre pontas para usinagem e reparos em eixos propulsores, etc. Um organograma para atender ao nível de manutenção de uma empresa do porte da LIGHT poderia ser:

15 E.T.E.R MECÂNICA 15 2 INDÚSTRIAS DE MÉDIO PORTE Nas indústrias de médio porte, nas quais se enquadram a maioria das metalúrgicas, o setor de manutenção é implantado, dentro da área da própria fábrica. Geralmente a escolha recai sobre uma área com fácil acesso a todas instalações fabris, com amplas aberturas para movimentação de máquinas e equipamentos. As instalações devem ter ainda um bom pé direito (distância entre o solo e o teto), dotadas de talhas ou guinchos para movimentação de cargas, montagem e desmontagem de peças e posicionamento nas máquinas operatrizes. ORGANOGRAMA Dependendo do tipo da indústria, normalmente é feita a separação da manutenção em duas atividades; mecânica e elétrica, estabelece-se também as funções e grau de hierarquia dos empregados, definindo quem é quem e como se interelacionam os chefes e os subordinados. Uma indústria metalúrgica que comercializa e produz armários de aço, tem em sua estrutura, uma boa quantidade de prensas e motores elétricos, além de outros equipamentos mecânicos e elétricos. Nessas condições pode-se pensar em implantar um setor de manutenção dividido em parte mecânica e parte elétrica.

16 E.T.E.R MECÂNICA 16 DOTAÇÃO DE RECURSOS HUMANOS Na indústria de médio porte, o setor de manutenção deve ser comandado por um TÉCNICO ou ENGENHEIRO COM BONS CONHECIMENTOS de manutenção, mecânica e elétrica. Na seção mecânica, cabe a posição de um encarregado de mecânica, com ótimos conhecimentos de mecânica, ascendência sobre os demais subordinados, além de boa dose de liderança. Nos demais postos de serviço devemos ter: - TORNEIROS MECÂNICOS - FREZADORES - MECÂNICOS E AJUDANTES - AJUSTADORES - LUBRIFICADORES Os mecânicos, ajudantes e ajustadores devem ter aptidão para operar outras máquinas auxiliares (plaina, furadeiras...). Na seção elétrica, cabe a posição de um encarregado da elétrica, com ótimos conhecimentos de eletricidade, ascendência sobre os demais subordinados, além de liderança. Nos demais postos de serviço podemos ter: - Eletricistas - Eletrotécnicos - Enrolador de motores - Soldadores MÁQUINAS E EQUIPAMENTOS PARA MANUTENÇÃO Diversas máquinas, equipamentos, aparelhos de teste, devem fazer parte das oficinas mecânicas e elétricas. Serão úteis para detectar os defeitos, desmontar as máquinas, executar os reparos, montar, testar, lubrificar, mantendo o ciclo produtivo sem interrupção. - TÔRNO MECÂNICO, ESMERIL, PRENSA HIDRÁULICA; - FRESADORA, AQUECEDORES PARA AJUSTAGEM; - PLAINA LIMADORA, TANQUES PARA LAVAGEM; - FURADEIRA, MÁQUINA DE SOLDA, SOLDA OXI-ACETIL; - BANCADAS DE TESTE CARREGADOR DE BATERIAS;

17 E.T.E.R MECÂNICA 17 - GUINCHOS, TALHAS, JOGO COMPLETO DE FERRAMENTAS; - APARELHOS PARA LEITURAS / MEDIÇÕES / TESTES (TEMPERATURA, ROTAÇÃO, VIBRAÇÃO, TRINCA, FALHAS); - EQUIPAMENTOS E ACESSÓRIOS PARA LUBRIFICAÇÃO. 3 INDÚSTRIAS DE PEQUENO PORTE Nas indústrias de pequeno porte, o sistema de manutenção continua válido, apenas os recursos devem ser adaptados à situação. Haverá apenas uma oficina de manutenção englobando tanto a parte mecânica como elétrica. O responsável pela manutenção será o mesmo homem responsável pela produção. Os equipamentos são mais modestos e quando necessário recorre-se a serviço de terceiros. Pode-se inclusive, programar o uso das máquinas de produção, para recuperação de peças, bem entendido que fora do período normal de trabalho. Uma sistemática que tem dado bons resultados é utilizar uma pequena bancada dotada de rodas, gavetas e torno morsa, que será entregue ao mecânico. As bancadas móveis serão completadas com ferramentas básicas e ficarão sob responsabilidade do mecânico. Alguns reparos podem ser feitos na própria bancada ou transportados para local mais conveniente. LUBRIFICAÇÃO Os lubrificantes podem ser classificados em: 1. Lubrificantes líquidos (óleos); 2. Lubrificantes semi-sólidos (graxas); 3. Lubrificantes sólidos (GRAFITE bissulfeto de molibdênio, politetra-flúor-etileno PTFE) Óleos lubrificantes O petróleo é a principal matéria prima para produção de óleos lubrificantes. Do petróleo são obtidos os óleos básicos de composição variada, pertencentes a 3 classes: parafínicos, naftênicos e aromáticos que chamamos genericamente de óleos minerais. Na mesma classificação de lubrificantes líquidos temos os óleos graxos e os óleos sintéticos.

18 E.T.E.R MECÂNICA 18 Os óleos de origem parafínica, como o próprio nome indica, são provenientes de petróleo que possuem base parafínica e no processo de destilação geram boa quantidade de parafina. Os óleos de origem naftênica são obtidos a partir de petróleo de origem naftênica, e seu processamento gera boa quantidade de asfalto. Os óleos aromáticos não são adequados para fins de lubrificação. Os óleos parafínicos e naftênicos são bons para lubrificação. Esses óleos conforme e emprego, ora são adequados, ora tem contra-indicação. Não há pois, sentido dizer-se que um óleo é melhor que outro. Os óleos de origem vegetal e animal são chamados de óleos graxos (não confundir com graxas). O uso dos óleos graxos não é tão difundido quanto os minerais, face a sua falta de resistência à oxidação, tornando-se facilmente rançosos. A única vantagem dos óleos graxos é a sua capacidade de aderência a superfícies metálicas. Os óleos sintéticos são indicados em indústrias e instalações militares onde as condições de trabalhos são as mais severas possíveis. etc. Os óleos sintéticos são obtidos por síntese química, tais como silicones, ésteres de silicato, Características Viscosidade: É a dificuldade encontrada pelo óleo, em escoar ou vazar através de uma placa ou orifício. A viscosidade é, portanto, uma grandeza a ser medida. Uma substância é dita de alta viscosidade, quando é grossa e tem dificuldade de escoar, como o melaço de cana, leite condensado, etc. Uma substância é dita de baixa viscosidade, quando é fina, escoa com facilidade tal como a água, o querosene, etc. A viscosidade dos óleos é medida através de aparelhos chamados viscosímetros. As unidades mais usuais são o centistokes e o saybolt. CST Centistokes é mais usada em lubrificantes de baixa viscosidade (querosene, óleo diesel, etc). SSU Saybolt é mais usada em lubrificantes de alta viscosidade. Ilustramos a seguir os viscosímetros mais usados pelos laboratórios:

19 E.T.E.R MECÂNICA 19 Viscosímetro Saybolt. Efetuando-se a medição pelo aparelho Saybolt (ASTM D-88) a viscosidade é indicada pelo tempo, em segundos, necessário para que 60cm3 de óleo escorra completamente, através um orifício de 1,765 mm de diâmetro, sob ação da gravidade, a uma determinada temperatura. Viscosímetro Engler. O principio é o mesmo. O volume é 200 cm 3 e o tempo que leva para escorrer, em segundos, é convertido em graus Engler, dividindo-se seu valor, pelo do tempo gasto por um igual volume de água para escoar-se nas mesmas condições, a uma determinada temperatura. Ponto de Fluidez (PONTO DE CONGELAÇÃO) O ponto de fluidez, ou ponto de congelação vem a ser a temperatura mínima na qual o óleo ainda flui (escoa). Ponto de Fulgor O ponto de fulgor de um óleo é a menor temperatura na qual o vapor desprendido inflamase momentaneamente, ao se aplicar uma chama, formando um lampejo (flash). Óleos com ponto de fulgor abaixo de 150 C não devem ser empregados para fins de lubrificação. Aditivos Os aditivos são compostos químicos que adicionados aos óleos básicos, reforçam algumas de suas qualidades, ou lhes concedem novas, ou eliminam propriedades indesejáveis. Alguns modificam propriedades físicas: índice de viscosidade, espuma, ponto de fluidez, outros modificam propriedades químicas, tais como inibidores de oxidação detergentes, agentes de extrema pressão e outros.

20 E.T.E.R MECÂNICA 20 GRAXAS Lubrificantes Graxa é uma combinação semi-sólida de produtos de petróleo e um sabão, resultando em um produto com qualidades lubrificantes. De acordo com o tipo de sabão, podemos ter: Graxas de cálcio, sódio, alumínio, bário, lítio, etc. Existem ainda graxas especiais de grafita, bi-sulfeto de molibidênio, etc. Graxa de cálcio Sua grande vantagem é a resistência à água porém não agüenta calor (até 70 C). Graxa de sódio Sua principal vantagem é a boa resistência a calor (120 C) Graxa de alumínio Sua resistência à temperatura é baixa, se assemelha a graxa de cálcio, tem boa resistência a água. É usada com sucesso como graxa de chassis. Graxa de lítio As graxas de lítio atendem a maioria dos requisitos de lubrificação, temperatura até 150 C, e resistência à água, tendo aplicação múltipla. Graxas grafitadas e com bi-sulfeto de molibdênio mantém boas qualidades lubrificantes sob altas temperaturas e pressões. LUBRIFICAÇÃO ORGANIZADA A implantação de sistemas organizados na manutenção reduz os custos de manutenção. A lubrificação perfeita é a conjugação de 6 (seis) fatores: tipo certo, qualidade certa, quantidade certa, condição certa, local certo e ocasião certa. Planejamento da lubrificação - Levantamento de todos pontos a serem lubrificados (nome do equipamento, localização, partes a lubrificar, freqüência de aplicação) - Escolha dos lubrificantes recomendados - Calendário de lubrificação Diário (D) Semanal (S) Quinzenal (2 SEMANAS) Mensal (M) Bimestral (2M) Trimestral (3M) Semestral (6M) Anual (A) Bianual (2A) CADA 2 ANOS

21 E.T.E.R MECÂNICA 21 MÉTODOS GERAIS DE LUBRIFICAÇÃO A escolha de um tipo ou outro de lubrificante depende do desenho da máquina, das solicitações a que as peças estão sujeitas e da facilidade de garantir a lubrificação, mesmo em lugares difíceis ou quase inacessíveis. Entre os vários métodos destacamos: 1) Método manual - É geralmente efetuado utilizando almotolia (fig. 1). É um método de lubrificação pobre, de resultados escassos; além disso, serve para óleos bastante fluidos ou tomados dos fluidos por aquecimento, Usa-se também lubrificação a pincel, método este que serve para máquinas pouco solicitadas (fig. 2). 2) Lubrificação por agulha (fig. 3) - Utilizado principalmente para lubrificar mancais, este método consiste em uma agulha cônica, que fica no fundo do copo que contém o óleo, com a ponta apoiada sobre o eixo. Com a rotação do eixo, a agulha recebe pequenos movimentos que permitem o escoamento do óleo. A lubrificação é automática, terminando quando cessa o movimento. Serve para óleos bastante fluidos, devido à pequena folga entre o canal e a agulha. 3) Lubrificação par mecha (fig. 4) - Consta de um copo contendo lubrificante, no qual está mergulhada uma mecha, geralmente algodão. A transferência do óleo para a máquina se dá por capilaridade. O método não é automático, somente cessando quando se remove a mecha. Serve também para óleos de grande fluidez. 4) Método do copo conta-gotas (fig. 5) - Apresenta a vantagem de ser possível regular a intensidade da lubrificação, de acordo com a velocidade das peças móveis. Uma agulha regulável manualmente permite a passagem de mais ou menos óleo, de acordo com a necessidade. Este sistema serve para óleos de baixa e média viscosidade. 5) Lubrificação por anel (fig. 6) - Este método é muito difundido e o lubrificante permanece em uso durante muito tempo. O óleo fica contido num reservatório abaixo do mancal, na parte inferior, sendo levado para a parte superior pelo movimento do anel, arrastado pela rotação do eixo. Este método serve para óleos finos ou de baixa viscosidade. Quando se quer uma lubrificação mais efetiva, o anel pode ser substituído por uma corrente.

22 E.T.E.R MECÂNICA 22 6) Lubrificação por colar (fig. 7) - Tem, basicamente, o mesmo esquema que o anterior, com a diferença de que o colar é fixo ao eixo. Este método é usado para máquinas e deve utilizar óleos de alta viscosidade. Quando a máquina se movimenta em baixa rotação, o colar pode ser substituído por um sistema de pequenas "caçambas" que pescam o óleo no reservatório inferior, descarregando-o num reservatório superior, par onde flui, através de pequenos canais, ao eixo. 7) Lubrificação por banho de óleo (fig. 8) - Este tipo de lubrificação é usado em máquinas muito pesadas, geralmente de eixo vertical (ex: turbinas), Usa-se também para mancais que sustentam a hélice do motor de avião. 8) Lubrificação por estopa (almofada) (fig, 9) - É muito usado para lubrificar os mancais dos vagões ferroviários. A estopa é embebida em óleo bastante viscoso e fica em contato com o eixo, transferindo, por capilaridade, o lubrificante ao mancal. O inconveniente desse método consiste em que a estopa tende a vitrificar a parte diretamente em contato com o eixo, o que obriga a substituí-la freqüentemente. 9) Lubrificação por salpico ou borrifo (fig. 10) - É o método mais utilizado, geralmente nos motores de combustão interna, para lubrificar as peças móveis dentro do cárter. O óleo é contido num reservatório inferior, dentro do qual ficam as partes móveis. Pelo movimento dessas partes, o óleo é salpicado, atingindo todas as partes que devem ser lubrificadas. Este método só serve para máquinas de alta rotação e para óleos de viscosidade relativamente baixa. Em motores maiores é usado como complemento da circulação forçada do óleo. 10) Lubrificação por gravidade (fig. 11) - Existe normalmente uma bomba de óleo que leva o lubrificante do reservatório inferior até o reservatório superior, passando por um filtro que retém as impurezas. Do reservatório superior o óleo, por gravidade e através de canais apropriados, atinge todas as partes móveis da máquina. 11) Lubrificação por bombas múltiplas - No caso de máquinas sujeitas a fortes solicitações, a lubrificação é feita por um sistema de êmbolos, sendo que cada êmbolo envia o óleo a uma parte determinada. Existe em cada êmbolo um parafuso de regulagem, podendo assim lubrificar as partes da máquina com quantidades variáveis de óleo, de acordo com a

23 E.T.E.R MECÂNICA 23 viscosidade do mesmo, com a velocidade de rotação e com as cargas às quais as peças estão sujeitas. Este método permite uma lubrificação muito boa, mas é mecanicamente mais complicado. 12) Lubrificação por graxa (fig. 12) - Pode ser usado o copo "Stauffer", o copo graxeiro, ou então efetuar-se a lubrificação introduzindo a graxa nos pinos graxeiros, por meio da pistola pneumática (usada em postos de gasolina). No caso do copo "Stauffer", é necessário tomar cuidado com o enchimento do copo, para evitar as bolhas de ar. MANCAIS Os mancais são basicamente suportes ou guias de partes móveis. São elementos comuns em todas as máquinas. Classificação dos mancais Mancais deslizantes quando uma superfície desliza sobre outra. Ex: carro do torno deslizando sobre o barramento. Mancais radiais mancais que suportam carga perpendicular ao eixo em rotação. Podem ser inteiriços, como um tubo, ou bipartidos, sendo em ambos casos chamados de buchas. Mancais de escora (encosto) são aqueles destinados a absorver cargas axiais.

24 E.T.E.R MECÂNICA 24 Materiais para mancais Os mancais são construídos com metais mais moles, que permitem sua substituição quando apresentam desgaste. Tal procedimento visa proteger o eixo, peça mais cara. Os mancais possuem o diâmetro um pouco maior que o do eixo. Essa diferença chamada de folga, permite a formação da cunha e da película de óleo lubrificante. Metal patente (Babbit) Composição 89% de estanho (Sn), 9% de antimônio (Sb) e 2% de cobre (Cu). Mancais porosos São obtidos de material esponjoso de chumbo, bronze, ferro, aço ou alumínio. São capazes de reter óleo em cerca de 25% do seu volume. São empregados em casos em que é difícil alimentar o lubrificante. Mancais de bronze liga com 80% de cobre, 10% de estanho 10% de chumbo, muito isada na fabricação de casquilhos. Diversos tipos de bronze (de 79 a 89% de cobre, e de 6 a 11% de estanho) são muito usados em mancais. Mancais de Teflon, Nylon e Resinas Fenólicas costumam ser empregados em pequenas cargas e baixas velocidades, sem lubrificação. Aço e Ferro fundido também podem ser usados em menos escala na confecção de mancais, tendo como inconveniente a pouca capacidade de se ajustar ao eixo. ROLAMENTOS São mancais especiais em que a principal forma de movimento é rolante. Compõe-se de dois anéis entre os quais existem elementos rolantes e separadores. Tipos de rolamentos: - Quanto à construção, se dividem em 3 grupos: a) De esferas quando os corpos rolantes são esferas. b) de agulhas quando os corpos rolantes são de pequeno diâmetro e comprimento grande.

25 E.T.E.R MECÂNICA 25 c) de rolos quando os corpos rolantes são formados de cilindros, cones truncados ou barriletes. - Quanto à aplicação podem ser: radiais, axiais e mistos, podendo ainda ser autocompensadores ou não. 1) Nos rolamentos radiais a carga é perpendicular ao eixo. Os rolamentos radiais não suportam cargas axiais: Exemplos: Rolamento de esferas 2) Rolamentos Axiais EXEMPLOS: - Rolamento de escora CARGA // ao eixo - Rolamento axial de rolos (autocompensadores) 3) Rolamentos mistos Suportam cargas axiais e radiais. EXEMPLOS: Os rolamentos autocompensadores são montados quando é necessário absorver cargas originadas por desalinhamento.

26 E.T.E.R MECÂNICA 26 Característica: O anel externo desloca-se em relação à linha 0; devido a isto,é capaz de absorver cargas originadas por desalinhamento (veja figura abaixo). Alguns fabricantes: SKF, FAG, INA e TINKEN. Vida útil dos rolamentos em horas Tipo de máquina Vida nominal (horas) Instrumentos e aparelhos de uso ocasional, carros de corrida. 500 Máquinas de carga intermitente cuja parada não provoca conseqüências sérias: agrícolas e domésticas, guinchos, máquinas operadas manualmente e motores de caminhões. Máquinas cuja parada provoca conseqüências sérias: máquinas auxiliares, transportadores, motores diesel ferroviários e de máquinas de construção e eixos de vagões. Máquinas que trabalham 8 horas por dia com carga parcial: redutores e elevadores. Máquinas que trabalham 8 horas par dia com plena carga: máquinas industriais, ventiladores, guindastes, motores e laminadoras. Máquinas que trabalham 24 horas por dia: compressores, bombas, elevadores de minas, máquinas de navios, geradores de força e locomotivas. Máquinas cuja parada provoca conseqüências desastrosas: usinas de força, de tratamento de água, fábricas de papel e de cimento e bombas de minas Rolamentos Com Furos Cônicos Os rolamentos autocompensadores são os que geralmente apresentam esta característica. Imagine a seguinte situação:

27 E.T.E.R MECÂNICA 27 Se tivéssemos que deslocar um rolamento do ponto A, teríamos que levá-lo através de pancadas, até que atingisse o ponto desejado e isto poderia ocasionar problemas. Sugestões: 1) Se fizéssemos com que ele entrasse folgado, também iríamos ter problemas. 2) Poderíamos aquecê-lo, no entanto não seria muito recomendado, devido à distância. 3) Usar o Rolamento Com Furo Cônico (Recomendado). Os Eixos Também são cônicos? Não. Esse tipo de rolamento vem acompanhado de bucha de fixação, arruela e porca. Esses três componentes, mais o rolamento, formam o conjunto. Nota: Bucha de fixação: furo paralelo e parte externa cônica. MONTAGEM Coloca-se a bucha de fixação (cônica) no furo do rolamento; em seguida, introduza a arruela de segurança até que ela encontre resistência e finalmente rosqueie a porca. Deslize o conjunto sabre o eixo até o ponto desejado e depois aperte, "rosqueie" a porca, travando a bucha no eixo. DESMONTAGEM DE ROLAMENTOS 1) Desmontagem de rolamento com interferência no eixo. A desmontagem é feita com saca-polias. As garras de ferramenta deverão ficar apoiadas no anel interno. Quando não for possível alcançar o anel interno, o saca-polias poderá ser aplicado na face externa do anel. Entretanto é importante que o anel externo seja girado para evitar danos no rolamento.

28 E.T.E.R MECÂNICA 28 2) Desmontagem de rolamento com interferência na caixa do rolamento. Nesse caso ele deverá ser desmontado com auxílio de um tubo metálico. Quando o rolamento é autocompensador, pode-se girar o miolo do rolamento e usar o saca-polias diretamente sobre o anel externo. 3) Desmontagem de rolamentos montados sobre buchas. Os rolamentos autocompensadores são montados geralmente com buchas de fixação. A ilustração mostra os elementos: porca de fixação, arruela de trava, rolamento e bucha de fixação. A desmontagem deve ser efetivada com auxílio de um tubo metálico. MONTAGEM DE ROLAMENTOS 1 Rolamentos montados no eixo - Lubrificar o assento do rolamento - Posicionar o rolamento sobre o eixo. Utilizar um tubo metálico e martelo somente no tubo que está adaptado ao anel interno. aplicar os golpes de - Caso exista furo roscado na ponta do eixo, usar porca, parafuso e calço para montar.

29 E.T.E.R MECÂNICA 29 - Caso tenha prensa ou balancim, usar na montagem de rolamentos pequenos e médios. - Se os rolamentos forem grandes ou haja uma ajustagem mais forte entre o eixo e o rolamento será necessário aquecer os rolamentos, em banho de óleo, mesmo temperatura entre 100 e 120 C, e colocá-los rapidamente no eixo antes de esfriarem. Se o rolamento for do tipo de lubrificação permanente, ele não deverá ser aquecido conforme descrito anteriormente. O aquecimento remove o lubrificante e o rolamento sofrerá danos. Para rolamentos que apresentam lubrificação permanente, recomenda-se esfriar o eixo onde eles estão acoplados. Alertamos, no entanto, que se rolamento prender o ato da montagem, esfriando, dificilmente será removido sem dano. 2 Montagem de rolamentos com interferência na caixa Os passos são os mesmos recomendados para montagem dos rolamentos em eixo. - Usar um pedaço de tubo metálico contra a face do anel externo, após lubrificar as partes a serem montadas. - Cuidar para que o rolamento não fique desalinhado em relação a caixa. - Utilizar uma prensa hidráulica ou mecânica. - Aquecer a caixa para montagem de rolamentos grandes. S istemas de Vedação Vedação consiste em impedir a passagem de maneira gases, ou sólidos em partículas (pó) de um meio para outro. estática ou dinâmica, de líquidos,

30 E.T.E.R MECÂNICA 30 É importante que o material do vedador seja compatível com o produto a ser vedado para que não haja uma reação química entre eles. Materiais usados na vedação: - Juntas de borracha: vedações empregadas em partes estáticas, muito usadas em flanges. - Anéis de borracha (ring): são vedadores de partes estáticas ou dinâmicas, podem ser comprados em tamanhos padronizados ou, confeccionados colando-se as extremidades. São muito usados em vedações de cilindros hidráulicos. - Juntas de papelão, empregadas em partes estáticas, como tampa de caixas de engrenagens. - Juntas metálicas, são destinadas à pressões e altas temperaturas. vedação de equipamentos que operam com altas - Juntas de Teflon, empregadas em produtos com ar, óleo e água suportando até 260 C. - Juntas de amianto, material empregado na vedação de fornos suportando altas temperaturas e ataques químicos de muitos produtos. Atualmente face os problemas de saúde atribuídos ao amianto, substitui-se quando couber por junta cerâmica. - Juntas de cortiça, empregada em vedações estáticas de produtos como ar, óleo e água, muito usadas em vedações de carter. Retentores São dispositivos destinados a evitar vazamentos ou entrada de impurezas em máquinas. É composto essencialmente por uma membrana elastométrica em forma de lábio e uma parte estrutural metálica semelhante a 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 da máquina. A figura ao lado mostra um retentor entre um mancal e um eixo. Tipos e perfis de retentores Existem vários perfis de retentores. Como a vedação se dá através da interferência do lábio sobre o eixo, cria-se uma condição de trabalho que provoca atrito e a conseqüente geração de calor na área de contato, levando o material do retentor ao desgaste. A escolha correta do material do retentor reduz o atrito e o desgaste. Os tipos mais usuais de materiais dos retentores são: Borracha nitrílica, Poliacrílica, Silicone e Flúorelastômero. Recomenda-se pré-lubrificar os retentores na hora da montagem, de forma a facilitar a instalação perfeita do retentor no alojamento.

31 E.T.E.R MECÂNICA 31 Montagem do retentor no alojamento - A montagem do retentor no alojamento deverá ser efetuada com auxílio de prensa. - A superfície de apoio e o retentor deverão ter diâmetros próximos para evitar dano na montagem. Montagem de retentor no eixo Os cantos dos eixos devem ter chanfros para facilitar a entrada do retentor. Caso não haja chanfros ou não se possa executá-los, recomenda-se o uso de uma luva de proteção para o lábio. Cuidados na substituição Sempre que houver desmontagem do retentor, recomenda-se sua substituição por um novo. Quando o retentor for torçado, mantendo-se o eixo velho, recomenda-se que o lábio do retentor novo não venha a trabalhar no sulco formado pelo retentor antigo.