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1 - APRESENTAÇÃO
Com o advento dos equipamentos industriais, capazes de produzir grandes
potências em altas rotações, visando atender o crescente desenvolvimento das
indústrias, fez-se necessário a elaboração de técnicas sofisticadas de manutenção
com o intuito de assegurar a confiabilidade operacional de máquinas, equipamentos
e instalações.
Entre as várias técnicas desenvolvidas, faremos menção a de ALINHAMENTO
ENTRE EIXOS, ocupando importância fundamental, uma vez que o resultado de
pesquisas estatísticas revela que o DESALINHAMENTO é responsável por 60% das
paradas de equipamentos por quebras ou desgaste acentuados, pois uma máquina
desalinhada, reduz a vida útil de seus componentes. Pesquisas indicam que mais de
90% das máquinas estão trabalhando com tolerâncias abaixo das recomendadas.
Neste Treinamento, serão apresentados técnicas, conceitos, métodos,
procedimentos e cuidados para garantirmos um adequado ALINHAMENTO entre
eixos, tanto em fases de novas instalações bem como na manutenção corretiva,
obtendo como resultado o aumento da vida útil de componentes e equipamentos,
maior confiabilidade operacional de equipamentos e instalações e redução dos
custos de Manutenção, bem como aprimoramento Técnico Pessoal.
Johnatan Santiago
MANSERV MANUTENÇÃO
2 - INSTALAÇÕES DE EQUIPAMENTOS
Mesmo o ALINHAMENTO entre eixos executado dentro das tolerâncias aceitáveis, pode implicar em forte vibração nos equipamentos rotativos se houver irregularidades em suas instalações. Neste caso, a vibração pode ser causada por DESALINHAMENTOS entre MANCAIS ou entre os MANCAIS e os EIXOS. Tais desalinhamentos são provocados pelo tensionamento dos equipamentos em bases não devidamente planas ou pelas tensões inerentes de tubulações mal instaladas.
2.1 - FUNDAÇÃO
É construída normalmente de concreto e tem as seguintes funções;
- Apoiar e fixar a base metálica (SKID) dos equipamentos.
- Absorver parcialmente as vibrações.
- Isolar parcialmente as vibrações entre acionadores e acionados.
- Minimizar a transmissibilidade das vibrações para outros equipamentos.
2.1.1 - CUIDADOS COM AS FUNDAÇÕES
- Devem ter superfície suficiente para apoiar as máquinas.
- Suas massas devem obedecer às relações:
- 3 vezes a massa das máquinas, para equipamentos rotativos.
- 5 vezes a massa das máquinas, para equipamentos alternativos.
- Devem ser dotados de CALÇOS metálicos de apoio para a base metálica.
- Devem apresentar CALÇOS metálicos instalados próximos e em ambos os lados de cada CHUMBADOR.
2.2 - BASES METALICAS
- Devem ser coplanares.
- Devem ser niveladas através de SHIMS calibrados instalados sobre os CALÇOS das fundações, com leituras de níveis de precisão (0,02 mm/div).
- Devem ser apertadas e torqueadas nos chumbadores, após a cura dos mesmos.
- Devem apresentar rigidez adequada.
- Devem ser protegidas contra corrosão através de pintura.
- Devem ser dotadas de DISPOSITIVOS DE ALINHAMENTO (macacos roscados) para facilitar as movimentações necessárias ao alinhamento.
2.3 Desalinhamento: Esse desvio sai caro
Apesar do desbalanceamento ser considerado por muitos como a principal causa de vibração, na verdade 70 a 75% dos problemas de vibração são causados por desalinhamento. O processo de deterioração da máquina se dá na seguinte seqüência:
- Todo elemento rotativo possui um desbalanceamento residual (eliminá-lo requer um procedimento de alto custo só justificável para equipamentos críticos, tais como equipamentos nucleares).
- Este pequeno desbalanceamento é amortecido (absorvido) pelos elementos dos rolamentos, que possuem folgas da ordem de 1,3 μm, o que significa em termos práticos, nenhuma folga.
- Quando um equipamento é operado com desalinhamento, os esforços cíclicos causam desgaste excessivo nos mancais. Logo o desgaste transforma-se em folga excessiva entre os elementos dos rolamentos que dessa forma não fornecem mais o amortecimento necessário para restringir dos elementos rotativos.
- O passo final ocorre quando alguém bem intencionado detecta a vibração e solicita o balanceamento ou a substituição da unidade defeituosa. Assim, sem um diagnóstico correto, trabalho extra desnecessário é realizado. A estatística mostra que a percentagem de retrabalho é de 12%, o que gera um aumento exponencial dos custos. O desalinhamento além de destrutivo para o equipamento, também é dispendioso em termos do consumo de energia elétrica. Não é incomum encontrar uma diferença de 3 a 4 ampéres entre a potência despendida para acionar um equipamento corretamente alinhado e um desalinhado. Um exemplo de cálculo apresentado abaixo mostra que um motor de 100 Hp com um consumo extra de 2 ampéres consome em um ano R$ 690,00 (seiscentos e noventa reais) a mais de energia elétrica.
- Conectar os semi-acoplamentos, mantendo defasados de 180º as chavetas entre si, para minimizar o desbalanceamento.
- Balancear os acoplamentos que giram em rotações maiores que 3600 RPM, conforme recomendações das normas ISO 1940 e ISO 5406.
- Manter um GAP AXIAL, de acordo com as recomendações do fabricante.
- Ajustar o GAP AXIAL em MOTORES ELÉTRICOS após posicionar o eixo motor no seu centro magnético.
- Motores elétricos com mancais de deslizamento e grande jogo axial, necessitam de ACOPLAMENTOS DE ENGRENAGENS COM DENTES PROLONGADOS.
3 - ALINHAMENTO ENTRE EIXOS DE EQUIPAMENTOS ROTATIVOS
3.1 - DESALINHAMENTO
Devido as grandes potências e rotações de certos equipamentos rotativos, o desalinhamento entre seus eixos provoca danos:
- Nos próprios acoplamentos (superaquecimento e quebras).
- Nos Selos Mecânicos (falhas, quebras).
- Nos Mancais (desgaste, trancamentos).
- Nos eixos (empenamentos, fadiga).
- Nos equipamentos (maior vibração, menor performance operacional). 3.2 - TIPOS DE DESALINHAMENTOS
- PARALELO OU RADIAL
Ocorre quando as linhas do centro de rotação dos eixos são paralelas entre si.
- ANGULAR OU AXIAL
Ocorre quando as linhas do centro de rotação dos eixos são oblíquas entre si. Pode projetar-se nas direções HORIZONTAL e VERTICAL.
- COMBINADO OU MISTO
É a ocorrência simultânea entre os desalinhamentos RADIAL e AXIAL.
3.3 - INSTRUMENTOS E DISPOSITIVOS PARA ALINHAMENTO
- RELÓGIO COMPARADOR
Mede a posição d centro de rotação de um eixo em relação ao outro.
- CUIDADOS
- Empregar relógios em boas condições, onde o movimento do sensor é suave e sem trancamentos.
- Ajustar o ZERO de leitura do relógio, aproximadamente no centro do curso do seu sensor.
- Posicionar o sensor perpendicularmente à linha de centro do eixo para leituras radiais.
- Posicionar o sensor perpendicularmente ao plano da face do acoplamento, para leituras axiais.
- Efetuar a leitura dos relógios com o equipamento MÓVEL apertado na base.
- PÉ-MANCO, manter os relógios zerados e afrouxar um parafuso por vez do MÓVEL, observando as alterações nas leituras dos relógios.
- Colocar SHIMS no pé que, quando afrouxado, provocar alterações nos relógios.
- Após cada leitura do relógio, retornar à posição inicial para confirmar a leitura zerada. Se o zero inicial não se repetir, inspecionar os dispositivos e o equipamento MÓVEL quanto a folgas e flexões.
- CALÇOS OU SHIMS
São lâminas de espessura calibrada inseridas sob os pés do equipamento para posiciona-lo na altura desejada.
- CUIDADOS
- Empregar calços de aço inoxidável em ambientes corrosivos (calços de aço carbono ou latão se degradam mais facilmente com o tempo, prejudicando o alinhamento).
- Recortar os calços no tamanho de toda a superfície de assentamento do pé do equipamento.
- Não instalar número maior de 3 calços por pé, para evitar flexibilidade e a não permanência do alinhamento.
- Remover totalmente possíveis rebarbas originadas no corte dos calços.
- DISPOSITOVOS DE FIXAÇÃO DOS RELÓGIOS
Existe uma série de dispositivos tais como:
- BASES MAGNÉTICAS
- BASES DE CORRENTE
- HASTES ROSCADAS
- CUIDADOS
- O principal cuidado com os dispositivos é garantir a perfeita fixação e rigidez dos mesmos, para evitar erros de leitura dos instrumentos de alinhamento.
- DEMAIS FERRAMENTAS ÚTEIS
- Lanterna.
- Tesoura para corte de calços (SHIMS).
- Espelho para possibilitar a leitura dos relógios em posições difíceis.
- Macacos mecânicos.
- Alavancas, para movimentação da máquina.
- Torquímetro, para aperto dos parafusos de fixação na base.
- Micrômetro, para aferição dos SHIMS.
- Papel milimetrado, para execução dos gráficos.
- Régua e escala.
- Máquina calculadora.
- INSTRUMENTOS DE ALINHAMENTO ÓTICO (ALINHADOR A LASER)
Este instrumento será descrito com mais detalhes em capítulo posterior.
5 - MÉTODOS DE ALINHAMENTO
DIÂMETRO E FACE MÉTODO DE LEITURA AXIAL LASER
5.1 - MÉTODO DIÂMETRO E FACE
- INDICAÇÕES E OBSERVAÇÕES:
- É o método mais popular e indicado para máquinas de pequeno porte, principalmente.
- Indicado para distâncias curtas entre acoplamentos e maiores diâmetros de leitura.
- Podem ser usadas hastes fixadas nos flanges dos acoplamentos para ampliar o diâmetro de leitura. Neste caso os dois semi-acoplamentos devem ser girados em conjunto.
- O método é baseado em cálculos de desalinhamento radial e axial através da semelhança de triângulos.
- POSICIONAMENTO DOS RELÓGIOS:
Empregam-se dois relógios, um para leituras radiais e outro para leituras axiais. Os relógios sempre serão zerados na parte superior para leituras verticais e um dos lados para leituras horizontais.
- FÓRMULAS
Sendo: ØL = Diâmetro de leitura D1 = Distância entre plano de leitura e o pé LA do equipamento móvel. D2 = Distância entre o plano de leitura e o pé LOA do equipamento móvel. P1 = Correção no pé LA. P2 = Correção no pé LOA. La = Leitura AXIAL. Lr = Leitura RADIAL.
- DESALINHAMENTO ANGULAR AXIAL
OBS: Manter o relógio sempre na máquina móvel.
- DESALINHAMENTO RADIAL O componente radial do desalinhamento é Lr tanto para P1 com para P2. 2
CORREÇÕES TOTAIS (ANGULAR E RADIAL)
PARA ALINHAMENTO VERTICAL:
“P” POSITIVO (+): Acrescentar calços. “P” NEGATIVO (-): Retiar calços.
PARA ALINHAMENTO HORIZONTAL:
“P” POSITIVO (+): Deslocar o Móvel para o lado em que os relógios foram zerados. “P” NEGATIVO (-): Deslocar o Móvel para o lado oposto ao que os relógios foram zerados.
- EXERCÍCIO:
1 - Calcular as correções do desalinhamento VERTICAL nos pés dianteiros e traseiros, com base nos dados abaixo:
Sendo: ØL = 150 mm D1 = 180,4 mm D2 = 789,1 mm
Resp.: P1 = 0,79 mm P2 = 2,42 mm
Conclusão: Os pés dianteiros estão mais baixos (0,79 mm) devendo ser acrescentados calços. Os pés traseiros estão mais baixos (2,42 mm) devendo ser acrescentados calços.
2 - Calcular as correções do desalinhamento VERTICAL e HORIZONTAL nos pés dianteiros e traseiros, com base nos dados abaixo:
Sendo: ØL = 203 mm D1 = 254 mm D2 = 432 mm
Resp.: P1 (VERTICAL) = -0,8 mm (retirar calços) P2 (VERITCAL) = -1,65 mm (retirar calços) P1 (HORIZONTAL) = + 0,045 mm (deslocar para o sentido do zero) P2 (HORIZONTAL) = + 0,258 mm (deslocar para o sentido do zero)
- CUIDADOS NOS CÁLCULOS DE DIÂMETRO E FACE E LEITURAS AXIAIS
1 – Antes de iniciar os cálculos, confirme se os valores de leituras dos relógios estão corretos.
