SÉRIE METALMECÂNICA - ELETROMECÂNICA
PROCESSOS PROCESSOS DE MANUTENÇÃO MECÂNICA
CONFEDERAÇÃO NACIONAL DA INDÚSTRIA � CNI Robson Braga de Andrade
Presidente
DIRETORIA DE EDUCAÇÃO E TECNOLOGIA �DIRET� Rafael Esmeraldo Lucchesi Lucchesi Ramacciotti
Diretor de Educação e Tecnologia Júlio Sérgio de Maya Pedrosa Moreira
Diretor Adjunto de Educação e Tecnologia
SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL �SENAI� Conselho Nacional Robson Braga de Andrade
Presidente
SENAI – Departamento Nacional Rafael Esmeraldo Lucchesi Lucchesi Ramacciotti
Diretor-Geral Gustavo Leal Sales Filho
Diretor de Operações Sérgio Moreira
Diretor Adjunto
SÉRIE METALMECÂNICA - ELETROMECÂNICA
PROCESSOS DE PROCESSOS MANUTENÇÃO MECÂNICA
© 2014. SENAI – Departamento Nacional © 2014. SENAI – Departamento Regional de Santa Catarina
A reprodução total ou parcial desta publicação por quaisquer meios, seja eletrônico, mecânico, fotocópia, de gravação ou outros, somente será permitida com prévia autorização, por escrito, do SENAI. Esta publicação foi elaborada pela equipe do Núcleo de Educação a Distância do SENAI de Santa Catarina, com a coordenação do SENAI Departamento Nacional, para ser utilizada por todos os Departamentos Regionais do SENAI nos cursos presenciais e a distância. SENAI Departamento Nacional Unidade de Educação Prossional e Tecnológica – UNIEP SENAI Departamento Regional de Santa Catarina Núcleo de Educação – NED
FICHA CATALOGRÁFICA
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S491
Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial. Departamento Nacional. Processos de manutenção mecânica / Serviço Nacional de Aprendizagem Aprendizagem Industrial. Departamento Nacional, Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial. Departamento Regional de Santa Catarina. Brasília : SENAI/DN, 2014. 58 p. : il. color. (Série metalmecânica. metalmecânica. Eletromecânica) Eletromecânica)
1. Lubrificação e lubrificantes. lubrificantes. 2. Manutenção. 3. Mecânica. Mecânica. 4. Peças de máquinas. 5. Transformadores. Transformadores. I. Título. II. Série CDD 621.816 CDU 62-7
SENAI – DN
Sede
Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial Departamento Nacional
Setor Bancário Norte • Quadra 1 • Bloco C • Edifício Roberto Simonsen • 70040-903 • Brasília – DF • Tel.: (0xx61) 33179001 Fax: (0xx61) 3317-9190 • http://www.senai.br
Lista de fguras e quadros Figura 1 - Sistema típico de linha linha de transmissão – componentes componentes................................................ ........................ ........................................16 ................16 Figura 2 - Sistema típico de linha linha de transmissão – componentes componentes................................................ ........................ ........................................17 ................17 Figura 3 - Desmontagem de rolamento .............................................. ...................... ................................................ ................................................ ............................................18 ....................18 Figura 4 - Desmontagem de rolamento .............................................. ...................... ................................................ ................................................ ............................................18 ....................18 Figura 5 - Retirada do protetor................................................ ........................ ................................................ ................................................ ................................................ ....................................19 ............19 Figura 6 - Retirada do selo ................................................ ........................ ................................................ ................................................ ................................................ ............................................19 ....................19 Figura 7 - Marcação terminal e eixo deslizante ............................................. ..................... ................................................ ................................................ ................................20 ........20 Figura 8 - Separação terminal terminal e eixo............................................. ..................... ................................................ ................................................ ................................................ ............................20 ....20 Figura 9 - Retirada do selo ................................................ ........................ ................................................ ................................................ ................................................ ............................................20 ....................20 Figura 10 - Remoção do protetor ............................................... ....................... ................................................ ................................................ ................................................ ................................21 ........21 Figura 11 - Montagem do protetor protetor................................................ ........................ ................................................ ................................................ ................................................ ............................22 ....22 Figura 12 - Montagem do retentor ................................................ ........................ ................................................ ................................................ ................................................ ............................22 ....22 Figura 13 - Alinhamento Alinhamento terminal deslizante deslizante e eixo eixo................................................ ........................ ................................................ ............................................23 ....................23 Figura 14 - Montagem da vedação vedação ................................................ ........................ ................................................ ................................................ ................................................ ............................23 ....23 Figura 15 - União eixo transmissão................................................ ........................ ................................................ ................................................ ................................................ ............................23 ....23 Figura 16 - Montagem do rolamento ............................................... ....................... ................................................ ................................................ ................................................ ........................24 24 Figura 17 - Alinhamento Alinhamento furação................................................ ........................ ................................................ ................................................ ................................................ ................................25 ........25 Figura 18 - Aperto com com torquímetro torquímetro............................................. ..................... ................................................ ................................................ ................................................ ............................25 ....25 Figura 19 - Lubrificação do terminal ............................................. ..................... ................................................ ................................................ ................................................ ............................26 ....26 Figura 20 - Movimentação do conjunto .............................................. ...................... ................................................ ................................................ ............................................26 ....................26 Figura 21 - Aplicação graxa estriados ............................................... ....................... ................................................ ................................................ ................................................ ........................27 27 Figura 22 - Contato metal (maior (maior atrito).............................................. ...................... ................................................ ................................................ ............................................32 ....................32 Figura 23 - Contato por rolamentos rolamentos (atrito menor) menor) ............................................. ..................... ................................................ ................................................ ........................32 32 Figura 24 - Contato fluido (menor (menor atrito) atrito) ................................................ ........................ ................................................ ................................................ ........................................32 ................32 Figura 25 - Contato direito ou metálico metálico ............................................... ....................... ................................................ ................................................ ............................................33 ....................33 Figura 26 - Película de lubrificante ................................................ ........................ ................................................ ................................................ ................................................ ............................33 ....33 Figura 27 - Lubrificantes Lubrificantes sintéticos sintéticos ................................................ ........................ ................................................ ................................................ ................................................ ............................35 ....35 Figura 28 - Formulação da graxa ................................................ ........................ ................................................ ................................................ ................................................ ................................36 ........36 Figura 29 - Engrenagem cilíndrica de dentes retos retos ............................................. ..................... ................................................ ................................................ ........................39 39 Figura 30 - Engrenagens helicoidais ............................................. ..................... ................................................ ................................................ ................................................ ............................40 ....40 Figura 31 - Engrenagem cilíndrica e eixo sem fim ............................................... ....................... ................................................ ................................................ ........................41 41 Figura 32 - Engrenagem cônica de dentes retos retos .............................................. ...................... ................................................ ................................................ ............................41 ....41 Figura 33 - Engrenagens hipoides ............................................. ..................... ................................................ ................................................ ................................................ ................................42 ........42 Figura 34 - Semimancais ............................................... ....................... ................................................ ................................................ ................................................ ................................................ ........................44 44 Figura 35 - Mancal bucha .............................................. ...................... ................................................ ................................................ ................................................ ................................................ ........................45 45 Figura 36 - Mancais bipartidos ................................................ ........................ ................................................ ................................................ ................................................ ....................................45 ............45 Figura 37 - Mancais de rolamentos ............................................... ....................... ................................................ ................................................ ................................................ ............................46 ....46 Figura 38 - Forma construtiva de rolamento de rolo .............................................. ...................... ................................................ ............................................46 ....................46 Figura 39 - Ranhuras de lubrificação............................................. ..................... ................................................ ................................................ ................................................ ............................48 ....48
Quadro 1 - Especificações de torque .........................................................................................................................25 Quadro 2 - Quantidade de graxa .................................................................................................................................27 Quadro 3 - Dispersantes .................................................................................................................................................37 Quadro 4 - Classificação de viscosidade dos óleos lubrificantes para motor ..............................................43
Sumário 1 Introdução ..........................................................................................................................................................................9 2 Desmontagem e montagem de conjuntos mecânicos ...................................................................................11 2.1 Procedimentos de desmontagem .........................................................................................................11 2.1.1 Procedimentos para a correta lavagem das peças .......................................................12 2.1.2 Cuidados ao utilizar o ar comprimido na secagem das peças..................................13 2.2 Procedimentos de montagem de conjuntos mecânicos ..............................................................14 2.3 Exemplo de desmontagem .....................................................................................................................16 2.4 Montagem e instalação.............................................................................................................................22 2.4.1 Linha de transmissão ..............................................................................................................24 2.4.2 Terminais deslizantes estriados ...........................................................................................27 3 Lubrificação......................................................................................................................................................................31 3.1 Função do lubrificante ...............................................................................................................................31 3.2 Tipos de óleos básicos ...............................................................................................................................34 3.3 Noções de lubrificação de engrenagens industriais.......................................................................38 3.3.1 Tipos de engrenagens mais comuns ................................................................................39 3.3.2 Requisitos dos lubrificantes .................................................................................................42 3.3.3 Lubrificantes para mancais ....................................................................................................44 4 REFERÊNCIAS ...................................................................................................................................................................51 5 MINICURRÍCULO DO AUTOR ......................................................................................................................................53 6 Índice ..................................................................................................................................................................................55
Introdução
1 O termo inovação certamente está na agenda de um número cada vez maior de organizações, preocupadas em gerar importantes diferenciais para a sua própria sobrevivência em um ambiente globalmente competitivo. A inovação, naturalmente, acontece pela ação de pessoas, que com muita criatividade e apoiadas em um ambiente favorável, passam a desenvolver novos produtos, serviços e processos. Assim, nesta unidade curricular, você perceberá a importância dos procedimentos de montagem e desmontagem de conjuntos mecânicos, a importância dos lubrificantes para os componentes, formas para eliminação de atritos, tipos de lubrificantes e aditivos, seleção e armazenagem dos lubrificantes. No capítulo 2, você terá oportunidade de conhecer os procedimentos de desmontagem e montagem de conjuntos mecânicos. Você perceberá que esses procedimentos servem também como forma de organizar as etapas da manutenção e ajudar a finalizar a revisão, caso não seja o mesmo profissional que execute os procedimentos do início ao fim. Assim, uma função fundamental para os procedimentos de desmontagem e montagem é garantir uma padronização do serviço, independentemente se o profissional tenha muita ou pouca experiência. Já no capítulo 3, você estudará que a lubrificação nos equipamentos é de fundamental importância, pois evita o contato entre metais facilitando o deslizamento. No caso de rolamentos, por exemplo, ela garante o aumento da vida útil do equipamento. Muito bem! É hora de iniciar mais uma jornada de estudos! Seja muito bem- vindo à unidade curricular de Processos de Manutenção Mecânica e esteja preparado para libertar-se de paradigmas e ideias preconcebidas.
Desmontagem e montagem de conjuntos mecânicos
2 Antes de iniciar a etapa de desmontagem você precisa conhecer o equipamento ou componente no qual irá fazer a revisão. A organização no trabalho a ser realizado é de fundamental importância, pois caso você não consiga terminar o serviço antes da entrega do turno, outro profissional terá que terminar. Um fator fundamental a ser observado antes da desmontagem, e também para reduzir o tempo de revisão, é se antecipar e providenciar o reparo dos conjuntos mecânicos. Ao final deste capítulo, você terá subsídios para: •
fazer a desmontagem de conjuntos mecânicos de forma organizada;
•
compreender os procedimentos de montagem de peças.
Agora você conhecerá os procedimentos de desmontagem dos conjuntos mecânicos. Vamos lá!
2.1 PROCEDIMENTOS DE DESMONTAGEM Atente para algumas ações que devem ser seguidas em procedimentos de desmontagem: •
•
•
•
Para retirar os parafusos que estão travados ou oxidados utilize óleo desoxidante ou desengripante. Esse fluido penetra entre as roscas das porcas e dos parafusos atuando sobre a ferrugem e fazendo alívio nos apertos. Se, mesmo assim, você não conseguir soltar, pode usar um aquecedor ou maçarico a gás no parafuso para retirar a cola entre as roscas. Para apertos múltiplos de parafusos utilize o manual do fabricante; para soltá-los deve-se somente seguir a sequência inversa. Caso não tenha manual com foto ou sequência, é importante fazer um croqui ou tirar fotos da parte que será desmontada. Retire as peças e coloque-as de forma ordenada sobre a bancada, isso facilitará a montagem. Efetue marcações que registrem informações úteis para posterior montagem.
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PROCESSOS DE MANUTENÇÃO MECÂNICA
•
Retire sobras de cola, junta ou outros elementos de vedação do conjunto desmontado, deixando as superfícies de contato bem limpas, sem poeira, óleo ou resíduos da junta antiga. Caso isso não seja feito, poderá haver vazamento após a montagem.
FIQUE ALERTA
Sempre garanta que você ou qualquer outra pessoa vá conseguir montar corretamente os conjuntos. Para isso, use todos os artifícios possíveis, como marcações nas peças, desenhos e fotos. Assim, a etapa de montagem será muito mais rápida e vai garantir a eficácia do reparo.
2.1.1 PROCEDIMENTOS PARA A CORRETA LAVAGEM DAS PEÇAS Entre outras normas, a OHSAS 18001 Saúde e Segurança Ocupacional proibe o uso de solventes, gasolinas ou querosene para a limpeza das peças. Essa preocupação com o meio ambiente é muito importante e as empresas estão sendo cobradas de forma bastante rigorosa. Assim, o primeiro passo para a correta lavagem das peças é retirar a graxa ou sujeira com uma espátula, deixando-as limpas, após utilizar a máquina de lavar peça com produtos desengraxantes e pincel. Esse procedimento é importante para verificar possíveis defeitos ou falhas. A seguir, seguem alguns outros pontos a serem observados: •
•
•
sempre que utilizar a máquina de lavar peças, não se esqueça de usar óculos de proteção e luvas, equipamentos de proteção individual (EPI) obrigatórios; utilize pincel de cerdas duras para auxiliar a limpeza e faça a lavagem final no esguicho; para a secagem, retire as peças da máquina por alguns minutos e deixe-as escorrer em um local limpo. Use ar comprimido para terminar a secagem das peças.
A especificação da Série de Avaliação da Segurança e Saúde Ocupacional, OHSAS 18001, do inglês Occupational Health and Safety Assessment Series,
CURIOSIDADE
foi desenvolvida para definir as bases para auditoria e certificação. Ela foi criada em acordo com a ISO 9001 e a ISO 14001. No entanto, ela não fornece especificações detalhadas para o projeto de um sistema de gestão. (OHSAS 18001, 1999).
2 DESMONTAGEM E MONTAGEM DE CONJUNTOS MECÂNICOS
2.1.2 CUIDADOS AO UTILIZAR O AR COMPRIMIDO NA SECAGEM DAS PEÇAS Antes de iniciar a montagem de conjuntos você deve garantir a limpeza das peças, verificando se a mesma está seca e bem limpa, pois assim consegue-se observar a existência de trincas, desgastes, amassamentos. Seguem alguns cuidados que você deve ter ao utilizar ar comprimido: •
utilizar pressão baixa, em torno de 4 bar;
•
utilizar sempre óculos de proteção;
•
•
•
não usar o jato de ar comprimido no corpo, pode provocar a entrada de pequenas partículas nos poros da pele; após a limpeza, resguardar (proteger) conjuntos mecânicos expostos, conexões, aberturas para lubrificação etc.; separação das peças em lotes, conforme o estado em que se encontram. Essa separação se dará conforme o grau de reaproveitamento da peça.
Veja alguns exemplos: 1. Peças reaproveitáveis que não possuem defeitos. 2. Peças com defeito com possibilidade de recuperação. 3. Peças com defeito sem possibilidade de reaproveitamento. 4. Peças que deverão ser analisadas no laboratório. Normalmente as máquinas ou os equipamentos possuem manuais técnicos que fornecem informações como: a sua devida utilização, o modo de instalação, os circuitos elétricos, hidráulicos e pneumáticos, fotos ou desenhos de peças e conjuntos, sequência de montagem, plano de lubrificação, plano de manutenção e especificações técnicas. Porém, pode acontecer de não ter mais o manual ou ele estar incompleto, ou ser de interpretação difícil, ou escrito em língua estrangeira, adverso à compreensão do operador ou mantenedor. Muitas vezes isso acontece por se tratar de maquinário antigo ou por falta de conhecimento do pessoal da área de compras das leis do comércio internacional, que obriga o fabricante de qualquer máquina ou equipamento a fornecer o manual com todas as informações na língua do comprador, isto na hora da compra do equipamento novo.
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PROCESSOS DE MANUTENÇÃO MECÂNICA
CASOS E RELATOS Desmontagem de um motorredutor Um bom exemplo a ser seguido na prática pode ser a desmontagem de um motorredutor. Antes da desmontagem e revisão, é preciso que você verifique no manual do fabricante quais são os componentes que deverão ser providenciados. A compra antecipada dos componentes fará com que você ganhe agilidade e reduza o tempo de manutenção. A manutenção de um motorredutor sem planejamento poderá deixar o equipamento parado caso seja desmontado sem a compra dos reparos antecipadamente.
Muito bem! Com os conjuntos mecânicos já desmontados e com as peças limpas e separadas conforme o grau de defeito, inicia-se a etapa de recuperação das peças que têm possibilidade de recuperação e substituição de peças ou conjuntos.
2.2 PROCEDIMENTOS DE MONTAGEM DE CONJUNTOS MECÂNICOS Para garantir a qualidade da revisão dos conjuntos mecânicos, você terá que identificar a existência de possíveis anormalidades e efetuar a recuperação antes da montagem. Portanto, antes de iniciar o processo de montagem, atente para alguns itens que devem ser observados: •
ajuste e usinagem de novas peças ou parte delas;
•
recuperação de roscas externas ou internas;
•
troca de elementos de fixação danificados;
•
substituição de peças ou conjuntos sem condições de utilização;
•
verificação da limpeza das peças;
•
aplicação de uma fina camada de óleo nas peças antes da montagem.
Feitas essas observações, pode-se iniciar a etapa de montagem de conjuntos mecânicos que é o processo inverso da desmontagem. Note que se a desmontagem foi realizada de forma organizada, ou substituindo os componentes danificados, a qualidade do trabalho realizado atenderá as expectativas do nosso cliente (produção). Existem dois tipos de procedimento de montagem no ambiente industrial:
2 DESMONTAGEM E MONTAGEM DE CONJUNTOS MECÂNICOS
a) Montagem em série – Utilizada nas indústrias em que ocorre a montagem seriada de peças em conjuntos mecânicos; b) Montagem não seriada – É a montagem realizada na bancada, peça a peça, feita pelo mantenedor. Após a conclusão das etapas de desmontagem e limpeza das peças, o passo seguinte é a montagem das peças e dos conjuntos. O principal objetivo é restabelecer a funcionalidade da máquina ou do equipamento, lembrando que o mantenedor é o principal responsável pelo perfeito desempenho da máquina após a montagem, devendo ele ter atenção redobrada nesse momento, focando sua atenção: •
•
•
•
•
na sequência correta das peças, acompanhando pelo manual técnico a ordem de montagem na seção de desenhos de conjunto; na verificação da qualidade das peças novas ou recuperadas a serem utilizadas, principalmente o dimensional; na verificação da limpeza das peças e do local da montagem; no exame de todas as peças antes da montagem, verificando suas posições nos conjuntos a serem montados; na verificação de marcações ou referências que ajudem a localizar o lado correto das peças que serão montadas, tendo o cuidado de não inverter a posição da peça.
Antes de você desmontar e/ou montar qualquer componente ou equipamento, preste atenção para alguns pontos fundamentais: •
•
•
•
entenda todas as instruções e os procedimentos antes de começar a assistência técnica nos componentes; observe avisos de Segurança, de Advertência e Cuidado contidos no manual do fabricante, pois ajudam a prevenir sérias lesões pessoais, danos a componentes, ou ambos; siga as instruções de instalação, manutenção e serviço para não perder a garantia do fabricante do componente; utilize ferramentas especiais quando necessário para ajudar a evitar ferimentos graves e danos aos componentes.
Lembre-se de que ao efetuar o teste de funcionamento dos subconjuntos e conjuntos, de acordo com o andamento da montagem, você deve verificar o perfeito funcionamento das partes.
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PROCESSOS DE MANUTENÇÃO MECÂNICA
2.3 EXEMPLO DE DESMONTAGEM A seguir, você verá um exemplo de desmontagem de um eixo cardan utilizado tanto na linha automotiva quanto nas indústrias para movimentação de conjuntos mecânicos. Na indústria, começou a ser utilizado devido à robustez do con junto de transmissão, fácil lubrificação e por sua movimentação ser com caixa de redução. Antes da instalação do eixo cardan para movimentação de sistema de transmissão, esses sistemas eram movimentados por sistemas hidráulicos que no caso de rompimento de uma mangueira agredia ao meio ambiente (solo) e quando utilizado ar comprimido também (ruído). Observe as figuras a seguir.
Conjunto deslizante padrão
Conjunto acoplador de eixo não deslizante
Transmissão
Terminal de saída
Terminal soldado
Tubo
Base de Kit rolamento rolamento central
Terminal deslizante
Terminal estriado
Retentor
Tampão
Protetor de aço
Selo mecânico
Figura 1 - Sistema típico de linha de transmissão – componentes Fonte: Meritor (2011)
Tubo
Terminal soldado
2 DESMONTAGEM E MONTAGEM DE CONJUNTOS MECÂNICOS
Conjunto acoplamento deslizante curto
Terminal de Terminal de Terminal de entrada saída saída Eixo dianteiro Terminal de Selo Terminal de eixo deslizante
Eixo traseiro
Componentes da junta universal Terminal Capa de rolamento
Parafusos Figura 2 - Sistema típico de linha de transmissão – componentes Fonte: Meritor (2011)
Vale ressaltar que com o crescimento da tecnologia nos tempos de hoje, muitos profissionais têm certa resistência na implantação desse novo conjunto. Porém, a instalação desses conjuntos de eixo cardan trará robustez para qualquer aplicação desde que seja avaliado por um profissional capacitado. De acordo com o manual de manutenção da Meritor, para desmontagem do eixo cardan, atente para alguns cuidados: 1. utilize uma bancada ou outra superfície plana para desmontar o sistema de transmissão; 2. as capas dos rolamentos do terminal estão presas por parafusos. Solte e remova-as com cuidado; 3. utilize um extrator de rolamentos para retirar o primeiro rolamento do terminal; Observe a figura a seguir.
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PROCESSOS DE MANUTENÇÃO MECÂNICA
Extrator de junta universal Tiger Tool número 10102
Bucha
Figura 3 - Desmontagem de rolamento Fonte: Meritor (2011)
4. remova o segundo rolamento, conforme a figura a seguir;
Figura 4 - Desmontagem de rolamento Fonte: Meritor (2011)
FIQUE ALERTA
Sempre apoie o eixo de transmissão quando você removêlo do terminal.
5. para poder trabalhar no munhão livre do alojamento, deslize o terminal para um dos lados; 6. para poder remover a junta universal, deslize o terminal na direção OPOSTA; 7. repita esta ação da etapa 2 até a etapa 6 para separar o terminal deslizante da linha de transmissão. Para a desmontagem da junta universal você deve ter alguns cuidados:
2 DESMONTAGEM E MONTAGEM DE CONJUNTOS MECÂNICOS
1. soltar e remover os parafusos dos dois rolamentos restantes no terminal do sistema de transmissão; 2. sacar os rolamentos. Se necessário, usar um extrator de rolamento comercial para remover os rolamentos dos mancais do terminal; 3. trabalhar nos munhões para a retirada da cruzeta do terminal soldado; 4. repetir da etapa 1 até a etapa 3 para a remoção da junta universal em cruz do terminal deslizante. Outra ferramenta essencial usada para a desmontagem é o martelo de bronze ou sintético.Vale destacar que a utilização de um martelo de aço pode soltar pedaços de uma peça podendo ocasionar graves lesões corporais e danos aos componentes. Observe alguns passos a seguir: 1. use um martelo de bronze ou cobre e um punção para bater o protetor para fora do selo deslizante. Tenha cuidado para não danificar o protetor;
Martelo Punção
Figura 5 - Retirada do protetor Fonte: Meritor (2011)
2. use uma chave de fenda para forçar o selo para fora do sulco no terminal deslizante;
Figura 6 - Retirada do selo Fonte: Meritor (2011)
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PROCESSOS DE MANUTENÇÃO MECÂNICA
3. com o uso de um punção marque as seções do terminal deslizante e do eixo deslizante para garantir que você possa remontá-las em suas posições originais conforme figura a seguir;
Figura 7 - Marcação terminal e eixo deslizante Fonte: Meritor (2011)
4. puxe separando as seções do terminal deslizante e eixo deslizante, conforme figura a seguir;
Figura 8 - Separação terminal e eixo Fonte: Meritor (2011)
5. a figura a seguir mostra como retirar o selo de vedação;
Figura 9 - Retirada do selo Fonte: Meritor (2011)
2 DESMONTAGEM E MONTAGEM DE CONJUNTOS MECÂNICOS
6. para retirar o protetor, veja as instruções na figura que segue;
Figura 10 - Remoção do protetor Fonte: Meritor (2011)
Portanto, após a desmontagem, efetue a limpeza completa de todos os componentes com desengraxantes que não agridam o meio ambiente. O segundo ponto a ser observado é a existência de desgaste nos componentes, caso exista, não poderá ser montado desta maneira, providencie a substituição do componente. Seguindo esses passos corretamente é possível garantir que as peças não serão danificadas e o processo de montagem ficará muito mais fácil.
CASOS E RELATOS Montagem e Desmontagem com Organização é Igual à Qualidade. Júlio trabalhou por vários anos como mecânico de manutenção em uma pequena empresa. Sempre fez as coisas do mesmo jeito, que foi a forma como ele havia aprendido nos primeiros anos de trabalho. Recentemente, ele recebeu uma proposta irrecusável para trabalhar em uma grande empresa. Na primeira semana, ele recebeu todos os procedimentos de trabalho, mostrando como deveria ser feita cada atividade da manutenção. Inicialmente, Júlio não gostou muito daquilo, pensando que todos os seus anos de experiência não poderiam ser substituídos por um monte de papel, mas com o tempo ele percebeu que seguindo os procedimentos, a atividade era concluída em menos tempo e ficava muito mais fácil quando ele tinha que passar instruções para um colega de outro turno.
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2.4 MONTAGEM E INSTALAÇÃO Conforme você estudou, sempre que desmontar algum componente é importante efetuar a limpeza das peças, analisar, recuperar ou substituir as peças danificadas. Agora, acompanhe um exemplo de montagem do eixo de transmissão ou eixo cardan. 1. Instale um novo protetor no terminal deslizante, conforme figura a seguir:
Figura 11 - Montagem do protetor Fonte: Meritor (2011)
2. Instale o novo retentor no pescoço do eixo estriado e tome cuidado para que a vedação seja instalada virada para BAIXO, ou seja, para o lado oposto ao estriado. Caso a vedação ficar virada para o estriado, o retentor não terá a função de vedação.
Diâmetro pequeno
Diâmetro grande
Protetor
Figura 12 - Montagem do retentor Fonte: Meritor (2011)
3. Utilize uma bancada para alinhar o eixo estriado e a cruzeta observando as marcas de referência feitas durante a desmontagem.
2 DESMONTAGEM E MONTAGEM DE CONJUNTOS MECÂNICOS
Marcas de referência
Figura 13 - Alinhamento terminal deslizante e eixo Fonte: Meritor (2011)
4. Certifique que o eixo estriado e as ranhuras estejam totalmente encaixadas conforme figura e fixe a vedação na ranhura.
Figura 14 - Montagem da vedação Fonte: Meritor (2011)
5. Gire a vedação/o retentor. Se girar levemente, ela está instalada corretamente. Atenção: se a vedação não girar com facilidade, será necessário remover e reinstalar. 6. Instale o protetor de aço sobre o retentor com a mão conforme a figura anterior e se não encaixar, não utilizar martelo. Verifique se o selo está instalado corretamente. Repita a etapa 5. 7. Force o eixo de transmissão e a cruzeta um contra o outro conforme a figura a seguir.
Figura 15 - União eixo transmissão Fonte: Meritor (2011)
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PROCESSOS DE MANUTENÇÃO MECÂNICA
Seguindo as etapas apresentadas, o eixo de transmissão será montado com a qualidade necessária, garantindo o bom funcionamento do resto do conjunto. Fique atento, sempre que um componente ou conjunto for revisado por você, antes de levá-lo para montagem, é necessário que o mesmo seja testado para garantir a boa funcionalidade. No exemplo do eixo cardan, você pode efetuar os testes de movimentação do eixo de transmissão e da cruzeta conforme a figura anterior. A seguir, seguem algumas dicas para o bom funcionamento da linha de transmissão.
2.4.1 LINHA DE TRANSMISSÃO Tendo terminado a montagem do eixo cardan, é necessário montar a linha de transmissão. Após montado, o rolamento não poderá ficar com aperto excessivo e/ou com desalinhamento para não danificar os rolos de agulhas. Os itens a seguir mostram como fazer esta montagem da forma correta. A capa do rolamento deve ser retirada para verificar se os rolamentos de agulha estão no lugar, se não estiverem ou estiver faltando algum, substitua a capa. Utilize um martelo de cobre ou latão para inserir levemente a capa de rolamento completamente no furo do terminal.
Figura 16 - Montagem do rolamento Fonte: Meritor (2011)
Os orifícios da placa de cobertura devem estar alinhados com a orelha do terminal de acordo com a figura a seguir.
2 DESMONTAGEM E MONTAGEM DE CONJUNTOS MECÂNICOS
Parafusos
Figura 17 - Alinhamento furação Fonte: Meritor (2011)
Se a placa de cobertura não fechar rente à superfície do terminal, verifique se o rolamento agulha está alinhado com a capa do rolamento. Com o auxílio de um torquímetro aperte os parafusos alternadamente conforme a figura a seguir.
Figura 18 - Aperto com torquímetro Fonte: Meritor (2011)
Após a etapa anterior, verifique as especificações corretas de torque, conforme o quadro a seguir. LINHA DE TRANSMISSÃO SÉRIES
“A” POLEGADAS �mm�
DIÂMETRO DA ROSCA POLEGADAS
ESPECIFICAÇÕES DE TORQUE IB�FT �Nm�
16N
5.31 (134.87)
5/16-24
26-35 (35-47)
17N
6.09 (154.69)
3/8-24
38-48 (51-65)
176N
7.00 (177.8)
3/8-24
38-48 (51-65)
18N
7.55 (191.77)
3/8-24
38-48 (51-65)
Quadro 1 - Especificações de torque Fonte: Meritor (2011)
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PROCESSOS DE MANUTENÇÃO MECÂNICA
Concluída a instalação no terminal, lubrifique as juntas universais no ponto de graxa até que ela flua dos selos de rolamento em todos os quatro munhões. Use graxa com aespecificação NLGI 2 com aditivo EP, esta graxa possui lubrificante à base de sabão de lítio, com elevada estabilidade mecânica para serviços severos. Observe a figura a seguir.
Nova graxa deve fluir pelos quatro selos
Mostrado sem os terminais para facilitar a visualização
Figura 19 - Lubrificação do terminal Fonte: Meritor (2011)
Se a graxa não expurgar dos selos, siga as seguintes orientações: 1. Mova o conjunto para CIMA e para BAIXO ou LADO A LADO, enquanto você aplica graxa com pistola de pressão pneumática.
Figura 20 - Movimentação do conjunto Fonte: Meritor (2011)
2. Solte os parafusos de rolamento e adicione graxa até que ela vaze pelos selos. 3. Aperte os parafusos.
Se a graxa ainda não purgar de todos os quatro selos de munhão e se você não encontrar o problema, então substitua a junta universal.
2 DESMONTAGEM E MONTAGEM DE CONJUNTOS MECÂNICOS
2.4.2 TERMINAIS DESLIZANTES ESTRIADOS Todo componente ou equipamento, após revisado por você e instalado, deve ser lubrificado antes de iniciar funcionamento, já que a graxa ou o óleo utilizado para a montagem não garante a total lubrificação da peça. Acompanhe um exemplo: Para que a lubrificação dos estriados seja aplicada correta e adequadamente, o conjunto deslizante deve ser totalmente desmontado antes de aplicar a graxa. Segundo o Manual de Eixo Cardan (2011), a graxa deve ter a especificação O-634-B, NLGI Grade 2 com aditivo EP ao ponto de graxa do terminal deslizante.
Figura 21 - Aplicação graxa estriados Fonte: Meritor (2011)
Para a lubrificação dos eixos, é importante você saber que a quantidade de graxa varia de acordo com o tamanho ou modelo de série da linha de transmissão. Para evitar o uso em excesso de graxa, quando o conjunto estiver totalmente desmontado, siga as recomendações do quadro a seguir. LINHA DE TRANSMISSÃO SÉRIES
VOLUME DE GRAXA
NÚMERO DE BOMBAS
17N
0.7 oz (20 grams)
4-6
176N
0.7 oz (20 grams)
4-6
18N
1.1 oz (30 grams)
6-8
Quadro 2 - Quantidade de graxa Fonte: Meritor (2011)
Lembre-se de que o excesso de graxa é desperdício e a mesma será expulsa para fora do terminal podendo até danificar as vedações.
27
28
PROCESSOS DE MANUTENÇÃO MECÂNICA
RECAPITULANDO Neste capítulo, você estudou os processos de desmontagem e montagem de conjuntos mecânicos e como a utilização das ferramentas corretas e a organização são importantes para a manutenção eficaz. No capítulo a seguir, você conhecerá uma importante parte da manutenção, a lubrificação. Vamos adiante!
2 DESMONTAGEM E MONTAGEM DE CONJUNTOS MECÂNICOS
Anotações:
29
Lubrifcação
3 A lubrificação, procedimento fundamental para manutenção e integridade dos equipamentos, elimina o atrito entre duas partes metálicas permitindo que ambas deslizem melhor por meio da película lubrificante. Perceba que ela é uma ação preventiva, pois é um dos principais fatores que influenciam nos equipamentos e que permite que os mesmos funcionem em perfeitas condições. Vale ressaltar que o lubrificante contém aditivos para melhorar sua qualidade e também prolongar a vida útil e cada fornecedor de lubrificante possui uma característica individual e define uma coloração diferente para graxa ou óleo. Ao final deste capítulo, você terá subsídios para: •
entender a diferença entre os tipos de lubrificantes;
•
conhecer os aditivos existentes e suas funções;
•
identificar os tipos de sistemas de transmissão e engrenagens;
•
compreender os requisitos para os lubrificantes específicos para as engrenagens e outros sistemas de transmissão.
Inicialmente, você estudará a função dos lubrificantes.
3.1 FUNÇÃO DO LUBRIFICANTE A principal função de um lubrificante é a formação de uma película que impede o contato entre duas superfícies de metal que se movem entre si. Com isso, o atrito entre as partes é reduzido a níveis mínimos, exigindo uma menor força e evitando o desgaste das peças. Com a evolução dos lubrificantes, estes passaram a acumular novas funções como proteção contra a corrosão, auxílio à vedação, transferência de calor e retirada de produtos indesejáveis do sistema, entre outras.
32
PROCESSOS DE MANUTENÇÃO MECÂNICA
Figura 22 - Contato metal (maior atrito) Fonte: Chevron (2005)
O contato por rolamento faz com que os dois blocos de aços deslizem um sobre o outro com menor atrito e, em consequência disso, diminuem os esforços de deslocamento, conforme figura a seguir.
Figura 23 - Contato por rolamentos (atrito menor) Fonte: Chevron (2005)
Observe na próxima figura que os metais são separados pela película de fluído (óleo) que também reduz os esforços em caso de movimento.
Figura 24 - Contato fluido (menor atrito) Fonte: Chevron (2005)
3 LUBRIFICAÇÃO
Perceba que o movimento relativo entre corpos sólidos, líquidos ou gasosos origina um atrito, que produz calor representando uma perda de energia. De acordo com informações da Internacional Lubrificantes Especiais (2014), no funcionamento de qualquer máquina, ocorre o fenômeno conhecido como atrito metálico nas partes animadas de movimentos relativos. Nesse caso, é importante minimizar esse atrito para, consequentemente, reduzir a perda de energia, diminuir o ruído por desgaste de peças e eliminar risco de quebras das mesmas. O uso de lubrificantes no deslizamento de duas peças metálicas, por exemplo, forma uma película que, além de favorecer o deslizamento entre as peças diminui o aquecimento, o ruído e o desgaste. Isso porque essa película exerce uma função de lubrificação. Com relação ao movimento relativo entre duas superfícies metálicas, cumpre distinguir dois casos: 1. Contato direito ou metálico.
Corpo 1
Corpo 2
Figura 25 - Contato direito ou metálico Fonte: Chevron (2005)
Note que, na figura anterior, existem duas superfícies em movimento relativo, sem lubrificação de espécie alguma e o atrito é então diretamente proporcional à força aplicada contra as superfícies. 2. Separação completa pela interposição de uma película lubrificante.
Corpo 1
fluído
Corpo 2
Figura 26 - Película de lubrificante Fonte: Chevron (2005)
33
34
PROCESSOS DE MANUTENÇÃO MECÂNICA
Neste segundo caso, perceba que ocorre o deslizamento com fluido, em que deve existir entre as superfícies uma película de espessura maior que a soma das alturas das maiores rugosidades das duas superfícies a serem lubrificadas. As principais vantagens do uso de uma lubrificação fluida são: •
redução de desgaste;
•
diminuição das perdas por atrito;
•
aumento da segurança de operação.
Perceba que a lubrificação é uma parte extremamente importante da manutenção preventiva. Mas o excesso de lubrificação pode ser prejudicial. Ele gera desperdício de lubrificante, sujeira e alguns tipos de lubrificantes podem corroer materiais como borracha e plástico. Para evitar desperdício na lubrificação, consulte o manual do fabricante, pois nele deverá conter a quantidade de graxa ou óleo a ser aplicada e a maneira correta de aplicação.
FIQUE ALERTA
Em qualquer meio de movimentação a lubrificação é de suma importância para o bom funcionamento. Um bom exemplo para você entender melhor é o funcionamento de um automóvel, quando as trocas de óleo são feitas conforme o manual do fabricante, o veículo trabalha normalmente. A partir do momento que colocarmos qualquer óleo, não respeitarmos a quilometragem para troca de óleo, o veículo começará a apresentar problemas e você estará contaminando o meio ambiente com possíveis poluições.
Agora que você entendeu o processo de atrito e o papel dos lubrificantes, veja os tipos de óleos existentes.
3.2 TIPOS DE ÓLEOS BÁSICOS Segundo Moura (1978, p. 443), os lubrificantes podem ser divididos em: óleos minerais, graxos, compostos, sintéticos e graxas. Conheça as principais car acterísticas de cada um deles.
Minerais
São óleos obtidos a partir da destilação do petróleo. Suas propriedades dependem da natureza do óleo cru, cuja composição é muito variada. É formado por um
3 LUBRIFICAÇÃO
grande número de hidrocarbonetos e, com isso, o lubrificante pode apresentar variação de características na viscosidade, volatilidade e resistência à oxidação. Os óleos minerais são os mais utilizados e os mais importantes em lubrificação.
Graxos
São óleos de origem vegetal ou animal. Foram os primeiros lubrificantes a serem utilizados, e satisfaziam as modestas necessidades da época em que predominava a tração animal. Atualmente, são pouco recomendados principalmente por não suportarem temperaturas elevadas, oxidando-se facilmente, tornando-se rançosos e formando ácidos. A industrialização progressiva dos centros de produção tornou imperativa sua substituição por produtos derivados do petróleo.
Compostos
São misturas de óleos minerais e graxos. Certas aplicações especiais requerem muitas vezes o uso de óleos compostos, que confere ao produto obtido maior oleosidade e maior facilidade de emulsão em presença de vapor. Utilizados em equipamentos como perfuratrizes e cilindros a vapor.
Sintéticos
De acordo com o Manual da Indústria Petrobrás (1999), os lubrificantes sintéticos são “criados” em laboratório por processo de polimerização, especialmente para oferecer características especiais de viscosidade e resistência a temperaturas elevadas ou muito baixas, de forma a atender aplicações especiais em algumas indústrias. Esses lubrificantes são de custo bastante alto, devendo, portanto, ser empregados apenas em casos específicos que não possam ser atendidos pelos lubrificantes minerais.
Óleos Básicos
Aditivo
Figura 27 - Lubrificantes sintéticos Fonte: Chevron (2005)
Produto Final Óleo Petróleo
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36
1
PROCESSOS DE MANUTENÇÃO MECÂNICA
ADITIVOS:
São produtos químicos que, adicionados aos óleos, aumentam a eficiência dos mesmos reforçando-lhes ou mesmo conferindo-lhes características necessárias às exigências das máquinas modernas.
CURIOSIDADE
Você sabia que, na antiguidade, o petróleo foi usado para fins medicinais? Ele era conhecido como óleo de pedra, óleo mineral ou óleo de nafta. Já o lubrificante para rodas de carruagens e suporte de vela dos navios era a gordura animal.
Graxas
As graxas são dispersões estáveis de sabões, a maioria metálicos em óleos minerais. Apresentam-se em função do tipo de sabão empregado, podendo apresentar textura fibrosa, untuosa ou amanteigada. Alcançam suas estabilidades (fator importantíssimo para sua conservação) com adição de agentes estabilizantes específicos tais como a glicerina, ácidos graxos, água, entre outros. Essas dispersões são fabricadas de modo a se obter produtos semifluidos ou pastosos que possam ser aplicados como lubrificantes nos pontos em que seria pouco prático ou impossível o emprego de óleos – uma vez que estes, em virtude de seu estado físico (líquido), não ficariam retidos – ou onde a graxa possa proporcionar vedação suficiente.
Sabão Produto Final (Graxa) Óleo Mineral
Aditivo
Figura 28 - Formulação da graxa Fonte: Chevron (2005)
SAIBA MAIS
Para saber mais sobre lubrificação de elementos de máquinas consulte o livro: PETROBRÁS. Lubrificantes: fundamentos e aplicações. Rio de Janeiro (RJ), 1999.
Dispersantes / Detergentes
Os dispersantes são aditivos 1 sem cinzas com alto poder de remover e dispersar resíduos sólidos. Os dispersantes também são capazes de manter em suspensão uma gama limitada de tamanhos de partículas. Já os detergentes, com menor poder dispersante, possuem cinzas devido à presença de metais em sua composição. São capazes de manter em suspensão
3 LUBRIFICAÇÃO
partículas de vários tamanhos, tendo sob este ponto de vista maior eficácia em relação aos dispersantes. Observe, no quadro a seguir, os tipos de dispersantes, seu mecanismo e sua estrutura. DISPERSANTE
MECANISMO
METÁLICO
Um filme adsorvido de moléculas do
Partículas Pequenas
dispersante evita a coagulação das
(0-200 A)
Micelas.
Partículas Grandes
A superfície carregada evita a coagu-
(500-1500)
lação das Micelas.
SEM CINZAS (Baixo Peso molecular) Partículas de até 500A
ESTRUTURA
Um filme espesso de moléculas de dispersante, ligados à partículas por pontes de hidrogênio, evita a coagulação da molécula. Um filme espesso de grupos de
POLIMÉRICO
dispersante, ligados à particulas por
Partículas de 0 à 1000A
pontes de hidrogênio, evita a coagulação da Micela. Quadro 3 - Dispersantes Fonte: Chevron (2005)
CASOS E RELATOS Mancal do motor Exaustor Acabamento
Em um estudo feito nos mancais de uma máquina, verificou-se que um deles apresentava uma temperatura de 102°C, sendo que a temperatura máxima permitida é de 90°C. O mancal foi submetido a uma análise de vibração e não foi encontrado nenhum defeito. A causa provável deste aumento de temperatura é o excesso de graxa. No caso deste mancal, foi observado que após a eliminação da graxa excedente, a temperatura caiu para 70°C. Na temperatura de 102°C, o mancal não se danifica, mas a graxa que fica dentro dele perde as propriedades lubrificantes. (MECATRÔNIA ATUAL, 2013).
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PROCESSOS DE MANUTENÇÃO MECÂNICA
De acordo com o Manual da Petrobrás Distribuidora S.A. Lubrificantes (1999), quando um lubrificante contém aditivos detergentes/dispersantes, fica escuro poucas horas após ter sido colocado no motor. Muitos mecânicos e motoristas não compreendem este fenômeno, que é normal e benéfico ao motor, e reclamam indevidamente da qualidade do óleo. Muito bem! Nesta seção você estudou as formas de atrito e a importância da lubrificação correta para a manutenção. A seguir, veja como as engrenagens e os sistemas de transmissão mecânica funcionam e quais são os lubrificantes adequados para esses elementos de máquinas.
3.3 NOÇÕES DE LUBRIFICAÇÃO DE ENGRENAGENS INDUSTRIAIS Um dos mais importantes elementos de máquinas, as engrenagens, também precisam de lubrificação adequada. Elas formam conjuntos (um par no mínimo) de rodas dentadas destinados à transmissão de movimento e potência. No par de rodas dentadas, a de menor número de dentes é chamada pinhão e a de maior coroa. Na linguagem corrente, as próprias rodas dentadas são denominadas engrenagens. A teoria das engrenagens baseia-se na dos roletes, pois as engrenagens ou rodas dentadas nada mais são do que roletes dispondo de saliências e reentrâncias que se conduzem mutuamente. As saliências e reentrâncias dão origem aos chamados dentes da engrenagem.
CURIOSIDADE
De acordo com o site Guias OESP, os chineses foram os inventores das primeiras engrenagens, que eram usadas nas máquinas de fabricação de cerâmica. Mas elas só se tornaram elementos imprescindíveis na idade média, quando os primeiros relógios começaram a ser desenvolvidos. Atribui-se a Leonardo da Vinci a invenção da engrenagem cônica.
Você estudou na seção anterior que os lubrificantes utilizados para sistemas de transmissão e engrenagens podem ser óleo ou graxa, dependendo da aplicação. Lembre-se de que a graxa é composta de sabão com óleos minerais, porém em sistema de transmissão o óleo ficará gotejando no chão e, no caso de engrenagens, será lubrificada por banho. O nível de óleo deverá ser de até 1/3 do reservatório.
3 LUBRIFICAÇÃO
Nesse contexto, a importância da lubrificação no sentido de prevenir falhas no desempenho de engrenagens deve ser enfatizada. A lubrificação adequada inclui: a) o uso do produto recomendado pelo fabricante; b) manutenção do óleo limpo e livre de materiais estranhos; c) manutenção do suprimento adequado de lubrificantes. A seleção de um lubrificante é uma decisão altamente complexa, baseada no tipo de engrenagem, tipo de carga, velocidade, temperatura de operação, potência transmitida e razão de redução. Entretanto, o óleo para engrenagens executa basicamente os mesmos serviços que em outras peças em movimento: limpando, refrigerando, lubrificando e, ao evitar o contato metal-metal, reduzindo o atrito e o desgaste.
3.3.1 TIPOS DE ENGRENAGENS MAIS COMUNS
As engrenagens são órgãos de contato direto e movimento misto: rolamento e deslizamento. Sua finalidade é transmitir o movimento de rotação de um eixo para o outro, modificando a velocidade e permitindo a transmissão de potência elevada. Na sequência, você conhecerá alguns tipos de engrenagens mais comuns, acompanhe.
Cilíndricas de dentes retos
Transmitem o movimento entre eixos paralelos. São de funcionamento um tanto ruidoso porque os dentes entram em contato entre si e se separam de uma só vez, em todo o comprimento de seu fIanco. O movimento entre os dentes é principalmente de rolamento.
Figura 29 - Engrenagem cilíndrica de dentes retos Fonte: Teixeira e Ruas (2006)
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PROCESSOS DE MANUTENÇÃO MECÂNICA
Cilíndricas de dentes inclinados ou helicoidais
Transmitem o movimento entre eixos angulares ou paralelos. Possuem uma maior superfície de contato porque mais de um dente de cada engrenagem está simultaneamente em contato com os dentes da outra, sendo este contato iniciado e perdido gradativamente, proporcionando desta forma um funcionamento mais suave e uma diminuição das vibrações e da fadiga. O movimento entre os dentes é principalmente de deslizamento no caso de eixos angulares e de rolamento no caso de eixos paralelos.
Figura 30 - Engrenagens helicoidais Fonte: http://portuguese.alibaba.com/product-free/helical-gearboxes-speed-reducer-gear-reducer-smooth-quiet-durable-103599346.html
Cilíndricas com eixo sem fim
Existe uma ação para reduzir o contato entre os dentes do eixo sem fim, em que será acoplado o motor para fazer o movimento da coroa (engrenagem maior), com tendência de remover a película produzida pelo lubrificante e em que as engrenagens funcionem em temperaturas elevadas e sofrem desgastes consideráveis.
3 LUBRIFICAÇÃO
Figura 31 - Engrenagem cilíndrica e eixo sem fim Fonte: http://eurobotica2012.blogspot.com.br/2012/04/engrenagens-encontro-i.html
Cônicas de dentes retos
São utilizadas para mudar a direção do movimento entre eixos concorrentes. Seu emprego e suas restrições são semelhantes às cilíndricas de dentes retos.
Figura 32 - Engrenagem cônica de dentes retos Fonte: http://reioraculo.blogspot.com.br/2011_04_01_archive.html
Hipoides
Possuem eixos não concorrentes e permitem reduções de potência e velocidades maiores que as demais, suportam cargas maiores sem a necessidade de aumentar o tamanho das engrenagens. O movimento principal entre os flancos dos dentes é o de deslizamento.
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PROCESSOS DE MANUTENÇÃO MECÂNICA
Figura 33 - Engrenagens hipoides Fonte: http://fastmotos.com/2011/03/lancamento-yamaha-xt1200z-super-tenere-2012/
3.3.2 REQUISITOS DOS LUBRIFICANTES
As condições de temperatura e velocidade de funcionamento das engrenagens interferem na seleção do lubrificante adequado. Desta forma, como regra geral, quando a temperatura de trabalho é alta e a velocidade de funcionamento é baixa, deve-se optar por um óleo de alta viscosidade e por um sistema de lubrificação por esguicho ou splash. Já nos casos em que a temperatura é baixa e a velocidade é alta, deve-se selecionar um lubrificante de baixa viscosidade e um sistema de lubrificação pressurizado. Quando as engrenagens estão trabalhando em condições específicas, os lubrificantes precisam atender, no mínimo, as exigências a seguir: •
•
proteger o equipamento contra ferrugem (presença de umidade); suportar cargas mecânicas sem que ocorra desgaste nem controle das peças, mesmo em condições de extrema pressão;
•
reduzir a formação de espuma estável (agitação e aeração do sistema);
•
reduzir sua oxidação (aeração e temperaturas elevadas).
A Sociedade dos Engenheiros Automotivos dos Estados Unidos, da sigla em inglês SAE (Society of Automotive Engineers), classifica os óleos lubrificantes pela sua viscosidade, a qual é indicada por um número. Quanto maior este número, mais viscoso é o lubrificante. Observe no quadro a seguir a classificação de viscosidade SAE dos óleos lubrificantes utilizados na indústria.
3 LUBRIFICAÇÃO
GRAU DE VELOCIDADE SAE
TEMP MAX P/ VISCOSIDADE DE 150.000 Cp �ºC�
VISCOSIDADE A 100ºC �cSt�
MAX
MIN
70 W
-55
4,1
-
75 W
-40
4,1
-
80 W
-26
7,0
-
85 W
-12
11,0
-
90
-55
13,5
-
140
-
24,0
24,0
250
-
41,0
41,0
Quadro 4 - Classificação de viscosidade dos óleos lubr ificantes para motor Fonte: Texaco (2014)
Os graus de viscosidade SAE dos óleos lubrificantes para engrenagens automotivas não devem ser confundidos com os graus de viscosidade SAE dos óleos lubrificantes para motor apresentados anteriormente. Um óleo lubrificante para engrenagem e um óleo lubrificante para motor que possuam a mesma viscosidade terão graus de viscosidade SAE diferentes, de acordo com suas respectivas tabelas. Por exemplo, um óleo lubrificante com viscosidade igual a 14,0 cSt (Centistoke) a 100°C poderá ser um óleo lubrificante para engrenagem SAE 90 ou um óleo para motor SAE 40, conforme sua formulação e finalidade.
FIQUE ALERTA
É muito importante conhecer as características de trabalho antes de escolher o lubrificante. Velocidade, intermitência e temperatura de trabalho são fatores que irão influenciar na escolha.
A ISO (Internacional Organization for Standardization) também estabeleceu um sistema de classificação de viscosidade aplicável a óleos lubrificantes industriais que, à semelhança da classificação SAE, não considera qualquer outra característica além da viscosidade. No caso do grau ISO, as faixas de viscosidade cinemática de referência são a 40ºC. Essa classificação, que já é usada pela maioria das companhias de petróleo para identificação dos graus de viscosidade de seus óleos industriais, permitiu aos fornecedores e usuários de lubrificantes, assim como fabricantes de equipamentos, a utilização de um sistema comum e uniforme na recomendação e seleção de óleos lubrificantes industriais para qualquer aplicação.
43
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PROCESSOS DE MANUTENÇÃO MECÂNICA
3.3.3 LUBRIFICANTES PARA MANCAIS
Os mancais, encontrados obrigatoriamente em todas as máquinas, são suportes que mantêm as peças, geralmente eixos, em posição ou entre limites, permitindo seu movimento rotativo. Dentre a grande variedade de tipos de mancais, os principais são: planos, semimancais, de bucha, bipartidos ou de duas partes e de rolamentos. Observe, na sequência, as principais características de cada um deles.
Mancais planos
São constituídos de metais mais macios que o dos eixos, que são de maior custo e de mais difícil substituição. Os metais geralmente empregados nos mancais são o metal patente, o bronze e as ligas de ferro ou cobre com chumbo. Podem subdividir de acordo com sua forma em semimancais, mancais de bucha de duas partes e quatro partes.
Semimancais
Segundo Moura (1978), semimancais são peças que não envolvem o eixo na totalidade de sua circunferência. Uma aplicação típica desse mancal está nos eixos de vagões ferroviários.
Figura 34 - Semimancais Fonte: http://www.silc.ind.br/products.php?product=Cavalete-Dianteiro-do-Mancal-%28-SC%252d01.160-%29
De bucha
O mancal de bucha consiste numa só peça, em forma de um tubo. É usado nos pinos de êmbolos de motores de combustão interna, em que a bucha é fixada à biela. São muitas vezes chamados de bronzina.
3 LUBRIFICAÇÃO
Figura 35 - Mancal bucha Fonte: CEDUP (2014)
Bipartidos ou de duas partes
Formados por duas seções unidas por parafusos, são muito usados nas bielas de motores. Encontram-se geralmente nas máquinas a vapor, suportando o eixo do volante.
Figura 36 - Mancais bipartidos Fonte: http://www.ropecas.com.br/item/distribuicao-autorizada-seal-master
Mancais de rolamentos
São aqueles em que o modo principal de movimento é o rolante. São compostos por dois anéis concêntricos, tendo entre eles os elementos rolantes e separadores ou espaçadores. Enquanto o material usado para a fabricação de mancais planos é sempre mais macio do que o aço, ocorre exatamente o contrário nos mancais de rolamentos, cujo material é formado de aço extremamente duro e polido. Isso porque, em um mancal desse tipo, um pequeno rolo ou uma pequena esfera tem que suportar o peso inteiro do conjunto, enquanto que, em um mancal plano, a carga é distribuída sobre uma área bem maior.
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PROCESSOS DE MANUTENÇÃO MECÂNICA
Figura 37 - Mancais de rolamentos Fonte: http://silwasferramentaria.mercadoshops.com.br/mancal-com-rolamento-para-eixo-30mm-10xJM
Mancais de rolamentos são fabricados com uma precisão muito grande, devendo ser colocados na máquina de tal forma que se mantenham as condições ideais de operação desse componente. A deformação nas pistas e nos roletes pode ocorrer com cargas de serviço muito altas; o calor gerado por esse fato, acrescido do calor gerado pelo atrito, tem que ser dissipado em parte pelo lubrificante. Os mancais de rolamentos são compostos de quatro partes: I. pista interna; II. pista externa; III. elementos rolantes (esferas, cilindros); IV. separador dos elementos rolantes (gaiola).
Figura 38 - Forma construtiva de rolamentos de esferas Fonte: http://portuguese.balljointbearings.com/china-needle_roller_bearings_of_axial_cylindrical_roller_bearings_with_ open_ends_closed_ends-311255.html
3 LUBRIFICAÇÃO
SAIBA MAIS
Para aprofundar seus conhecimentos, consulte o livro Acoplamento motor carga: guia básico. Eletrobrás [et al.]. Brasília: IEL/NC, 2008. Você pode encontrar uma versão em PDF em: . Acesso em: 25 set. 2014.
Com relação à lubrificação, as principais propriedades para a escolha do tipo de lubrificante para mancais são: a viscosidade (ou a consistência), a transferência de calor, a vedação e a bombeabilidade. Portanto, tenha em mente que: a) O óleo tem uma mobilidade maior que a graxa e, portanto, transfere calor muito mais facilmente. As graxas são limitadas normalmente a situações em que o calor gerado pelo atrito em mancais é relativamente baixo, como nos casos de mancais planos de baixa rotação e de mancais de rolamentos até média velocidade, ou seja, onde o calor não tem que ser necessariamente retirado do equipamento. b) A bombeabilidade do óleo é bem maior que a da graxa. A queda de pressão ao longo de tubulações é bem menor quando se usa óleo. c) O uso de graxas em ambientes de muita poeira é vantajoso, pois ela age como vedante nas extremidades do mancal. Em mancais de rolamento, é absolutamente necessário que não haja contaminação por poeira. d) Em equipamentos de uso esporádico a lubrificação a óleo de mancais pode causar problemas de vazamento e, quando o equipamento estiver em uso, pode haver uma quantidade insuficiente para uma lubrificação ideal. Nesses casos, a graxa oferece maior proteção. e) Quanto maior a carga, maior a preferência pelas graxas em virtude de sua maior capacidade de manutenção da película lubrificante. Óleos com aditivo de extrema pressão também podem ser usados nestes casos. Com relação às folgas, ou seja, o espaço entre o eixo e o mancal, ela permite a dilatação e a distorção dessas duas peças em função do calor e do esforço a que estão sujeitas. Essa folga é aproveitada também para a introdução e distribuição do lubrificante e para facilitar a formação da película de óleo. Vale ressaltar que uma folga excessiva ocasiona vibração no eixo, enquanto que uma folga insuficiente impede a entrada do lubrificante. Você pode estar se perguntando: e com relação ao ponto de aplicação do óleo? Lembre-se de que o eixo cria forte pressão hidráulica ao girar velozmente; essa pressão está localizada na parte baixa do mancal, que fica um pouco à esquerda, se o sentido de rotação for horário, ou à direita se o sentido for o inverso. Assim,
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PROCESSOS DE MANUTENÇÃO MECÂNICA
para a introdução do óleo, deve ser escolhido um ponto em que a pressão no mancal seja mínima, isto é, na parte de cima do mancal, levando em consideração que diferentes disposições de mancais aliadas a fatores externos podem alterar as zonas de pressão máxima e mínima. O trabalho de distribuir o óleo pelo eixo pode ser muito facilitado com o emprego de chanfros e ranhuras cortadas e localizadas corretamente, sempre na zona de baixa pressão, como você pode observar na figura a seguir:
Figura 39 - Ranhuras de lubrificação Fonte: http://www.4shared.com/web/preview/doc/QT2Zvzek
As ranhuras existentes nos mancais bipartidos, vistos anteriormente, são de fundamental importância para a lubrificação do sistema. O óleo ou a graxa penetram por estes canais espalhando o lubrificante por toda a extensão do mancal prolongando a vida útil do equipamento. Como você viu, a lubrificação tem diversos detalhes que precisam ser observados. Lubrificar não é apenas colocar óleo ou graxa, mas também entender o funcionamento e a aplicação de cada elemento de máquina de forma a escolher e aplicar o lubrificante adequado.
3 LUBRIFICAÇÃO
RECAPITULANDO Neste capítulo, você estudou os principais tipos de engrenagens, rodas dentadas e mancais e também conheceu os lubrificantes existentes para cada tipo específico. Todos esses conhecimentos devem ser agregados aos conhecimentos de gestão da manutenção. O bom gestor vai conhecer e entender a especificidade de cada área, diferenciando custo de investimento.
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REFERÊNCIAS CEPSA. Armazenagem e manuseamento de lubrificantes. Disponível em: . Acesso em: 05 set. 2014. CEDUP. Mancais de Deslizamento. Disponível em:
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MINICURRÍCULO DO AUTOR Elson Marcio Manarin é Técnico em Mecânica, Técnico em Eletrotécnica, graduado em Tecnólogo de Manutenção Industrial e Pós-graduado em Engenharia de Manutenção, atua na área de Planejamento de Manutenção em uma indústria multinacional desenvolvendo trabalhos para prevenção de quebras de equipamentos, buscando quebras “zero” e “zero” perdas na fabricação dos produtos por paradas de equipamentos com problemas de manutenção. Possui mais de 22 anos de atuação em área de manutenção de equipamentos como: extrusoras, termoformadoras, injetoras, processos de rotomoldagem, cromagem, prensas, moinhos e atualmente é líder de pro jeto de implantação de RCM na manutenção e desenvolvimento de trabalhos com visão estratégica em redução de custos na manutenção.
ÍNDICE A Ar comprimido 12, 13, 16
D Desengraxantes 12, 21 Desmontagem 9, 11, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 21, 22, 28 Dispersantes 36, 37, 38
E Eixo cardan 16, 17, 22, 24, 27 Engrenagens 31, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 49
I Instalação 13, 15, 16, 17, 22, 26
L Linha de Transmissão 16, 17, 18, 24, 25, 27 Lubrificação 9, 13, 16, 26, 27, 28, 31, 33, 34, 35, 36, 38, 39, 42, 47, 48 Lubrificante 9, 26, 31, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 42, 43, 44, 46, 47, 48, 49
M Mancais 19, 37, 44, 45, 46, 47, 48, 49 Montagem 9, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 21, 22, 23, 24, 27, 28 Munhões 19, 26
O OHSAS 12 Óleo 11, 12, 14, 27, 31, 32, 34, 35, 36, 43, 47, 48
S Secagem 12, 13
V Viscosidade 35, 42, 43, 47
DIRETORIA DE EDUCAÇÃO E TECNOLOGIA � DIRET Rafael Esmeraldo Lucchesi Ramacciotti
Diretor de Educação e Tecnologia
SENAI � DEPARTAMENTO NACIONAL Unidade de Educação Profissional e Tecnológica - UNIEP Felipe Esteves Pinto Morgado
Gerente Executivo de Educação Profissional e Tecnológica Nina Rosa Silva Aguiar
Gerente de Educação Profissional e Tecnológica Sinara Sant’Anna Celistre
Gestora do Programa SENAI de Capacitação Docente Nathália Falcão Mendes
Analista de Desenvolvimento Industrial
SENAI � DEPARTAMENTO REGIONAL DE SANTA CATARINA Selma Kovalski
Coordenação do Desenvolvimento dos Livros no Departamento Regional Raphael da Silveira Geremias
Gerência de Educação no SENAI em Joinville Carla Micheline Israel
Coordenação do Projeto Michele Antunes Corrêa
Coordenação Técnica de Desenvolvimento de Recursos Didáticos Ademir José dos Santos
Elaboração Celso Picolli Filho
Revisão Técnica Sabrina Paula Soares Scaranto
Design Educacional Tatiane Hardt
Ilustrações e Tratamento de Imagens Diagramação