Planejamento e manutenção em bomba

Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial do Ceará – SENAI

Unidade Maracanaú

Departamento de Indústria

Emanoel da Costa Farias – Jean Bruno Gomes de Paiva – Marcos Aurélio daCosta Lopes Júnior– Cleber Danilo Dias de Araújo– Dyego da Silva Martins

Manutenção e Planejamento em Bomba Centrífuga

Maracanaú, Ceará

2015, rev.00

Emanoel da Costa Farias – Jean Bruno Gomes de Paiva – Marcos Aurélio da Costa LopesJúnior– Cleber Danilo Dias de Araújo– Dyego da Silva Martins

Manutenção e Planejamento em Bomba Centrífuga

Relatório apresentada ao Departamento deIndústria, Unidade Maracanaú, como partedos requisitos para conclusão do curso dequalificação profissional para a CompanhiaSiderúrgica do Pecém.

Orientador:

Coorientador:

Maracanaú, Ceará

2015, rev.00

Dedico este trabalho a Deus que possibilitou todos de estarem vivos e buscando seusobjetivos e a todos os familiares e amigos dos integrantes da equipe realizadora de todo o

processo de produção do trabalho.

Agradecimentos

Agradecemos a Companhia Siderúrgica do Pécem por promover em parceria como SENAI- Maracanaú este curso de qualificação profissional, aos professores envolvidosno processo durante as aulas e a toda turma de mecânica qe está neste processo ddequalificação.

ResumoEste trabalho realizou uma manutenção em uma bomba hidráulica do tipo centrífugado SENAI( Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial)- Maracanaú. Para isso foramrealizadas a montagem e desmontagem do equipamento, especificação dos componentes,análise de falhas e a elaboração de um planejamento para manutenção do equipamento.O processo aconteceu atráves de um trabalho em equipe entre os autores deste trabalho,conciliando trabalhos práticos no equipamento e pesquisas teóricas a livros e manuaisde fabricantes de bombas para colher material e dar embasamento ao planejamento e amanutenção efetuada na bomba hidráulica. Durante a formulação do seguinte trabalhobuscou-se aplicar os conceitos de manutenção estudados e propor melhorias ao equipamentopara que em funcionamento, o mesmo tenha disponibilidade total e atenda adequadamentea demanda solicitada por uma indústria.

Palavras-chave: Bomba hidráulica, Manutenção e Planejamento

AbstractThis work performed maintenance on a hydraulic pump centrifugal type SENAI (Senai)- Maracanaú. For this were carried out assembly and disassembly of the equipment,specification of components, failure analysis and the preparation of a plan for equipmentmaintenance. The process happened through teamwork between the authors of this work,combining practical work in equipment and theoretical research to books and manualspump manufacturers to gather material and give basis to planning and maintainer madein hydraulic pump. During the formulation of the next work we sought to apply themaintenance concepts studied and propose improvements to the equipment for operatingthe same have full availability and adequately meets the demand requested by the industry.

Key-words: Hydraulic pump, Maintenance and Planning

Sumário

1 INTRODUÇÃO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91.1 Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101.1.1 Objetivo Geral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101.1.2 Objetivos específicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2 DESENVOLVIMENTO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.1 Inspeção Inicial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.2 Desmontagem e especificação de componentes . . . . . . . . . . . 112.3 Análise de falhas no equipamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.4 Montagem do equipamento e ferramentas utilizadas . . . . . . . 152.5 Plano de mantenção do equipamento . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3 CONSIDERAÇÕES FINAIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

REFERÊNCIAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Lista de ilustrações

Figura 1 – Bomba Centrífuga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10Figura 2 – Conjunto mecânico do eixo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12Figura 3 – Remoção de rolamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12Figura 4 – Trincas em pistas e oxidação em rolamento . . . . . . . . . . . . . . . . 14Figura 5 – Ranhuras e pontos de oxidação do eixo . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14Figura 6 – Reparo em rotor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14Figura 7 – Reparo em carcaça . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15Figura 8 – Conjunto mecânico na base de instalação do equipamento . . . . . . . 15Figura 9 – Chaves usadas no trabalho . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Lista de tabelas

Tabela 1 – Especificação de componentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13Tabela 2 – Plano de manutenção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

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1 Introdução

A manutenção é um importante setor de uma indústria. Ela tem a função demanter todos os equipamentos em perfeito estado de funcionamento para atender asdemandas do setor de produção. Segundo Bristot et al. (2012), a manutenção tambémtem função estratégica de grande importância que reflete diretamente nos setores deoperação e logística e muitas empresas tem implementado políticas para dar a manutençãoimportância igual a outros setores.

As técnicas de manutenção são divididas basicamente em corretiva(planejada enao planejada), preventiva, preditiva, detectiva e engenharia de manutenção (KARDEC;NASCIF, 2001). As mais utilizadas pelas empresas no nosso estado são as manutençõescorretivas e preventivas, mas a manutenção preditiva está ganhando um maior espaço eimportãncia nas indústrias no estado e no Brasil.

De acordo com Kardec e Nascif (2001), os tipos de manutenções podem ser definidosda seguinte forma:

• A manutenção corretiva é a atuação para a correção da falha ou desempenho abaixodo esperado.

• A preventiva é a atuação realizada de forma a reduzir ou evitar a falha ou queda nodesempenho, obedecendo a um plano previamente elaborado, baseado em intervalosdefinidos de tempo.

• A manutenção preditiva é a atuação realizada com base em modificação de parâmetrode condição ou desempenho, cujo acompanhamento obedece a uma sistemática.

• A manutenção Detectiva é a atuação efetuada em sistemas de proteção buscandodetectar falhas ocultas ou não percepitíveis ao pessoal de operação e manutenção.

• A engenharia de manutenção é a busca pelas causas básicas do problema , modificarsituações permanentes de mau desempenho, desenvolver a manutenibilidade, darsuporte ao projeto, interferir tecnicamente nas compras, para evitar ficar consertandocontinuadamente.

As bombas são equipamentos presentes em quase todas as indústrias, elas trans-portam fluido de um local para outro nas instalações insdutriais e necessitam de umamanutenção e acompanhamento para que não falhem e atendam a demanda que a instalaçãonecessita.

Capítulo 1. Introdução 10

Figura 1 – Bomba Centrífuga

Segundo Houghtalen, Hwang e Akan (2013), as bombas são projetadas para conver-ter energia mecânica em energia hidráulica e podem ser divididas em duas categorias básicas:turbo hidráulicas e de deslocamento positivo. As bomba turbo hidráulicas movimentamfluidos com uma palheta rotativa e os tipos mais comuns são as bombas centrífugas, propul-soras e bombas a jato. As bombas de deslocamento positivo movimentam o fluido atravésdo deslocameto de máquinas como sistemas de engrenagens girando em um envólucrofechado ou um pistão movendo-se em um cilíndro fechado.

Dentro desses conceitos se justifica a aplicação de manutenção e desenvolvimentrode um plano de manutenção no equipamento do SENAI(Serviço Nacional de AprendizagemIndustrial do Ceará).

1.1 Objetivos

1.1.1 Objetivo Geral

Aplicar conceitos de manutenção em uma bomba hidráulica do tipo centrífuga,identificando problemas, apresentando soluções e elaborando um plano de manutençãopara o equipamento.

1.1.2 Objetivos específicos

- Montagem e desmontagem do equipamento.

- Identificação de falhas no equipamento.

- Espicificar componentes.

- Elaborar uma tabela de manutenção para o equipamento.

11

2 Desenvolvimento

A metodologia utilizada neste trabalho começou com uma inspeção inicial doequipamento e pesquisa de materiais como manuais de bombas de fabricantes semelhantespara auxilio no entendimento do equipamento. Logo em seguida foi feita a desmontagemdo equipamento e a especificação dos componentes. Foi realizada também uma análisa daspartes do equipamento para identificação de falhas. Por último foi executada a montagemdo equipamento e com os dados colhidos foi elaborada uma tabela de manutenção. Aseguir cada seção terá a descrição dos métodos utilizados para elaboração deste trabalho.

2.1 Inspeção Inicial

O ambiente em que está inserido o equipamento é puramente didático, por isso, éimportante ressaltar que o mesmo não se encontra ligado a rede elétrica e não possui fluidoem suas partes internas, devido a fatores de segurança, para estudantes sem treinamentoobter contato com o equipamento. Mesmo dentro desse contexto no processo de inspeçãoforam levados em consideração esses fatores com o intuito de mostrar por completo umprocedimento para preparação de um serviço de manutenção.

Na inspeção inicial foi verificado se o fornecimento de energia foi desligado, se hátrincas visíveis na carcaça do motor e da bomba, vazamentos nas tubulações e por últimofoi verificado se havia desalinhamento entre os eixos do motor e da bomba.

2.2 Desmontagem e especificação de componentes

O processo de desmontagem do equipamento iniciou com a retirada da proteção doacoplamento e das tubulações auxiliáres. Após isso, removido o acoplamento de pratosrígidos, responsável pela transmissão de movimento para o eixo da bomba. O próximopasso foi a retirada dos parafusos de fixação da base do corpo espiral e dos parafusos quefixam o corpo espiral na tampa de pressão. Depois de removido o corpo espiral, foi retiradoo rotor através da remoção do parafuso central que fixa o rotor ao eixo.

Para facilitar o processo de manuseio e desmontagem do restante dos componentesdo equipamento, foi folgado a base do conjunto mecânico do eixo, presa a parte traseirada carcaça do rotor e, foi levado todo o conjunto para a bancada.

Na bancada foi retirada a tampa de pressão e, em seguida, retirada a luva protetorado eixo e a tampa de refrigeração. Em sequência foi removida as tampas de mancaisdianteira e traseira. Para remoção do eixo foi folgada a porca redonda com entalhes e a

Capítulo 2. Desenvolvimento 12

arruela trava que prendiam o rolamento. Por fim, foi removido o eixo e o rolamento. Oeixo foi retirado com a utilização de uma marreta de tecnil, para não danificar o mesmo, eo rolamento foi retirado com a utilização de um extrator de rolamentos da SKF.

Figura 2 – Conjunto mecânico do eixo

Figura 3 – Remoção de rolamento

Depois de desmontado o equipamento foi feito o levantamento das especificaçõesde compenentes. Esses componentes são utilizados em diferentes funções como união departes, vedação e diminuição de atrito entre partes girantes em movimento. As medidasforam executadas com o auxílio de um paquímetro mecânico com capacidade de mediçãode 150 mm e resolução de 0,05 mm(sistema decimal) e 1/128"(sistema inglês). Foram feitasmedições internas de porcas através das orelhas fixa e móvel do instrumento, mediçõesexternas com os encostos fixo e móvel dos bicos e também alturas com a haste deprofundidade. Os passos de rosca dos parafusos foram obtidos com a utilização de outroinstrumento, denominado verificador de roscas. Esse instrumeto de medição, possui váriaslaminas que servem como gabarito. Na prática as láminas são postas sobre a rosca dosparafusos, a lamina que encaixar perfeitamente sobre a rosca indicará o passo do filete e aquantidade de fios por polegada.


Tabela 1 – Especificação de componentes

Tipo do elemento Especificações QuantidadeRolamento 3210 1Rolamento 7903 B 2

Selo mecânico - 1Porca sextavada 3/4"x 10 fios por polegada 12

Parafuso prisioneiro 3/4"x 3 3/8"x 10 fios porpolegada 12

Parafuso sextavado 5/8"x 1"11 fios por polegada( rosca esquerda) 1

Porca de aço sextavadachata 5/8"x 11 fios por polegada 4

Porca de aço sextavada 5/8"x 11 fios por polegada 4



Porca redonda com entalhes 45 mm x 64 mm 1Arruela aranha 45 mm 1

Retentor 50,9 x 32,7 x 11 1Retentor 75,9 x 48,7 x 11,5 1

Parafuso sextavado 5/16"x 1"x 16 fios porpolegada 12

Parafuso sextavado comrosca parcial

5/8"x 1 1/2"x 11 fios porpolegada 4

Parafuso allen roscaparcial 10 x 70 x 1,5 (mm) 8

Parafuso allen rosca total 1/4"x 1"x 20 fios porpolegada 6

Parafuso sextavado roscatotal

1/4"x 1"x 20 fios porpolegada 8

Porca 1/4"x 20 fios porpolegada 8

2.3 Análise de falhas no equipamento

Durante o processo de manutenção foi observado que alguns componentes apresen-taram falhas e necessitariam ser substituídos ou feito reparos. Entre os defeitos encontradospodemos citar falhas nas pistas internas e externas de rolamentos, contaminações e oxidaçãocomo mostra a figura 4. Esses defeitos encontrados são fontes causadoras do aumento devibração e aquecimento excessivo dos rolamentos e outras partes do equipamento duranteseu funcionamento. A contaminação do rolamento pode levar a oxidação de outras partese gerar riscos ou marcas no eixo.

O eixo da bomba, representado na figura 5, mostra pontos de oxidação e um


Figura 4 – Trincas em pistas e oxidação em rolamento

pequeno risco superficial. Esta falha pode ser corrigida facilmente com um processo depolimento. Foi observado também, que o rotor e o corpo espiral já haviam sido reparados,pois, apresentavam pontos de solda com uma baixa qualidade. Isso poderia ser outro fatorcausador de vibração excessiva em todo o conjunto mecânico, mostrando que seria melhora substituição do rotor.

Figura 5 – Ranhuras e pontos de oxidação do eixo

Figura 6 – Reparo em rotor


Figura 7 – Reparo em carcaça

2.4 Montagem do equipamento e ferramentas utilizadas

Antes da montagem do equipamento foi feita uma limpeza e lubrificação das peças.Após isto a montagem iniciou com o encaixe do rolamento na carcaça e em seguida foiposto o eixo junto com outros dois rolamentos e fixadas as tampas dos mancais. Emseguida foi posto a tampa de resfriamento e a luva do eixo. Todo o conjunto montado,descrito anteriormente, foi unido a tampa de pressão e o rotor foi fixado no eixo. Todo oconjunto foi removido da bancada para a base em que o equipamento foi instalado.

Figura 8 – Conjunto mecânico na base de instalação do equipamento

Na local de instalação do equipamento, foi fixado o corpo espeiral na tampa depressão. Após a montagem do corpo espiral, foi feito o alinhamento entre o eixo domotor elétrico e o eixo conectado ao rotor da bomba. Por último foi encaixado e fixadoo acoplamento de pratos rígidos aos eixos e protegido pela colocação da proteção deisolamento do acoplamentto.

Para a execução dos serviços de manutenção foram utilizados ferramentas maiscomuns como chave de boca, combinadas e allens, mas também foram usadas ferramentasespeciais que geralmente não são adquiridas pelas empresas. As ferramentas utilzadasforam:


• Chave combinada 24 mm;


• Chave allen 8 mm;

• Chave allen 6 mm;

• Chave radial 8;

• Chave canhão 14 mm;

• Chave de boca fixa 1 1/4";


• Chave de fenda 24 mm;

• Conjunto da SKF para instalação de rolamentos ( Ref: TMFT33);

• Conjunto para remoção de rolamentos (Ref: TMIP30-60);

Figura 9 – Chaves usadas no trabalho

2.5 Plano de mantenção do equipamento

Com o intuito de melhorar e manter a disponibilidade do equipamento, foi feito aelaboração de um planejamento de manutenção para a bomba utilizada neste trabalho.O resultado deste planejamento está apresentado em forma de tabela, para facilidade doentendimento.

Inicialmente para elaboração deste planejamento buscou-se o manual do fabricanteda bomba, mas devido ao equipamnto ser muito antigo, não foi encontrado manual físicodo equipamento no SENAI(Serviço Nacional de Aprendizagem Industial do Cearál). Aplaqueta de identificação do equipamento não se encontra no mesmo, isso impediu que


fosse identificado o fabricante e que o manual fosse encontrado via internet. A solução foicomparar o equipamento a vários manuais de fabricantes disponibilizados na internet eutilizar o mais semelhante à bomba utilizada. Foram consultados também, livros de gestãoda manutenção para dar embasamento teórico a tabela proposta.

A tabela apresenta orientações de verificações segundo o manual da KSB (2007), queé uma bomba semelhante a utilizada neste trabalho e determina períodos de tempo paracada verificação. Analisando o que mostra o planejamento proposto, pode ser identificadoconceitos de manutenções preventivas e preditivas. O conceito preventivo do planejamentose evidencía pela atuação efetuada antes da falha e em intervalo de tempo definido. Já aidéia preditiva se mostra através de verificações o observações de queda em parâmetros doequipamento como, análise de ruídos e vibrações, temperatura em partes do equipamentoe pontos de operação.

Atendendo a essas indicações é possível evitar a falha e a queda de desempenho dabomba, garantindo total disponibilidade para atender a demanda que uma indústria possaexigir do equipamento.

Tabela 2 – Plano de manutenção

Pontos de Supervisão Tipos de supervisãoSemanal Mensal Semestral Anual

Ponto operação da bomba XPressão de sucção. XVibrações e ruídos anormais XNível de óleo XVazamentos das gaxetas ( se houver) XTemperatura dos mancais XIntervalo de troca de óleo XParafusos de fixação da bomba, do acionadore da base X

Alinhamento do conjunto bomba-acionador XLubrificação do acoplamento( quando aplicável ) X

Substituir engaxetamento se necessário( quando aplicável ) X

Verificar selo mecânico, se suas faces não estãodesgastadas, arranhadas ou quebradas.Substituir se necessário

X

Desmontar a bomba para manutenção.Após limpeza inspecionar estado dos mancais,das juntas, dos rotores e a o acoplamento.

X

18

3 Considerações Finais

Através deste trabalho realizado na oficina do SENAI-Maracanaú, foi efetuada adesmontagem e montagem de uma bomba centrífuga e foi possível com a prática realizada,adquirir conhecimento do equipamento e seus componentes.

Foi possível a proximidade com a avaliação de falhas em componentes, mediçõescom instrumentos para especificar peças, equipamentos especiais para o trabalho demanutenção, propor soluções para as falhas encontradas e um planejamento de manutençãoe sua execução.

Como fruto da execução do processo de manutenção e de uma pesquisa teórica,foi possível a elaboração de uma tabela que aplica conceitos da manutenção preventiva epreditiva. Essa tabela teve o objetivo de melhora da disponibilidade do equipamento, deseu rendimento e também organização para o processo de manutenção.

Como aprendizado do processo como um todo, podemos citar o planejamento, aboa comunicação entre os integrantes da equipe e todo o conhecimento teórico sobre oequipamento, troca de componentes e a troca de experiências entre todos os envolvidos naconstrução do trabalho.

Meneses et al. (2012) aaaaaaaaaa.

Batista et al. (2010) bbbbbbbbbb.

Moreira et al. (2014) ccccccccccc.

Anastácio et al. (2014) ddddddd.

Queiroz e Gomes (2001) eeeeee.

C. et al. (2011) ffffff.

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Planejamento e manutenção em bomba

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