Root Cause Analysis 5 min read

Análise de Fenômenos de Acoplamento: Desalinhamento, Sobrecarga de Torque e Rachaduras por Fadiga

Technical analysis: 02-137187-CCR 2520V17A5-1CC-22-R

Analyse van Couplingverschijnselen: Misalignering, Torque Overload en Fatigue Cracking - UNITEC-D Industrial MRO
De VICKERS 02-137187-CCR 2520V17A5-1CC-22-R is gescheurd door misalignering, torque overload en fatigue cracking. De analyse leidde tot correctieve maatregelen en een preventieve strategie. Ontdek de

Introdução

O VICKERS 02-137187-CCR 2520V17A5-1CC-22-R é um componente crítico na cadeia de produção de máquinas industriais. Numa fábrica no Benelux, uma paragem súbita de uma correia de produção foi causada pela falha deste acoplamento. A causa da falha levou a uma paralisação da produção de 4,5 horas e danos à aeronave adjacente. A inspeção técnica mostrou sinais claros de desalinhamento, sobrecarga de torque e trincas por fadiga. Esta análise fornece uma avaliação detalhada das causas e medidas corretivas.

Visão geral do componente

O VICKERS 02-137187-CCR 2520V17A5-1CC-22-R é um acoplamento eletromagnético com potência nominal de 17 kW e consumo de corrente de 22 A. Foi projetado para uso em ambiente com temperatura de -20°C a +60°C. O acoplamento é usado para transmitir a rotação de um motor a um mecanismo de acionamento, como uma bomba ou uma correia transportadora. Está em conformidade com NEN 3140 e ISO 1044. O sistema funciona a uma velocidade de rotação de 1700 rpm com uma velocidade máxima de 2000 rpm.

Casos de tempo de falha

A inspeção técnica apresentou os seguintes sintomas:

  • Mudança no ângulo de rotação entre o motor e o mecanismo de acionamento (desalinhamento radial de 0,15 mm)
  • Vibração com amplitude de 8,2 mm/s na faixa de frequência 1000-1200 Hz
  • Aumento da temperatura do acoplamento (máximo 68°C, 14°C acima da temperatura ambiente)
  • Rachaduras visíveis nas camadas de aço carbono do acoplamento
  • Aumento dos níveis de ruído (78 dB A, 10 dB acima do normal)
  • Mudança no torque de atuação (aumentou de 17 Nm para 22 Nm)

As observações foram registradas com um vibrômetro (Brüel & Kjær 4390) e um termômetro infravermelho (FLIR T1020). O desalinhamento foi medido com alinhador a laser (Kromek LCM-100).

Informações sobre a causa raiz

A análise dos casos de falha foi realizada utilizando o método dos 5 Porquês e um diagrama de Ishikawa. A causa da falha foi detectada pelas seguintes etapas:

  1. Por que o acoplamento está rompido? Porque houve rachaduras por fadiga.
  2. Por que há trincas por fadiga? Porque houve uma carga maior que a resistência do material.
  3. Por que houve uma carga maior? Porque houve uma sobrecarga de torque.
  4. Por que houve sobrecarga de torque? Porque o inversor não foi implementado corretamente.
  5. Por que o acionamento não foi feito corretamente? Porque houve desalinhamento.

O desalinhamento levou a uma distribuição desigual da carga no acoplamento, resultando em cargas de torção mais elevadas. Esta carga excedeu a resistência do material das camadas de aço carbono, levando à trinca por fadiga e, por fim, à falha do acoplamento.

Causas raiz identificadas

As seguintes causas foram identificadas com sua probabilidade e fundamentação:

  1. Desalinhamento (probabilidade: 65%) – Relatório nas medidas de desalinhamento radial de 0,15 mm.
  2. Sobrecarga de torque (probabilidade: 25%) – Carga aumentada de 17 Nm para 22 Nm.
  3. Fissuras por fadiga (probabilidade: 10%) – Evidência visual de trincas nas camadas de aço carbono.

O desalinhamento foi a causa mais provável, seguido pela sobrecarga de torque. As rachaduras por fadiga foram resultado do carregamento irregular.

Ações Corretivas

As seguintes ações corretivas foram sugeridas para cada causa:

  1. Desalinhamento – Correção com alinhador a laser (Kromek LCM-100) e reinstalação do acoplamento. Verifique a velocidade de rotação e a qualidade do rolamento.
  2. Sobrecarga de torque – Verifique o inversor e garanta uma carga equilibrada. Use um dinamômetro para medir a carga.
  3. Rachaduras por fadiga – Substitua o acoplamento por um novo VICKERS 02-137187-CCR 2520V17A5-1CC-22-R. Verifique se há danos nas camadas de aço carbono.

A correção do desalinhamento é a medida mais urgente, seguida da redução da sobrecarga de torque. A substituição do acoplamento deve ser realizada para prevenção de recorrência.

Lista de verificação de diagnóstico rápido

A lista de verificação a seguir pode ser usada pelos técnicos em um tablet na oficina:

  1. Meça o desalinhamento radial com um alinhador a laser (máx. 0,1 mm).
  2. Verifique a temperatura do acoplamento com um termômetro infravermelho (máx. 65°C).
  3. Indique a amplitude de vibração (máx. 6 mm/s).
  4. Verifique os níveis de ruído (máx. 75 dB A).
  5. Meça a carga no acoplamento com um dinamômetro (máx. 18 Nm).
  6. Verifique as camadas de aço carbono quanto a rachaduras ou danos.
  7. Verifique os rolamentos quanto a desgaste ou danos.
  8. Verifique o inversor quanto a desvios ou desequilíbrio.
  9. Verifique o motor quanto a superaquecimento ou desgaste.
  10. Verifique o mecanismo de acionamento quanto a danos ou desgaste.
  11. Verifique a instalação quanto a aperto ou irregularidade.
  12. Verifique a área quanto a danos ou choques.

Estratégia de Prevenção

Para reduzir o risco de falha do acoplamento, devem ser tomadas as seguintes medidas preventivas:

  1. Realize inspeções mensais com alinhador a laser e termômetro infravermelho.
  2. Realize o monitoramento anual da condição com um vibrômetro e um dinamômetro.
  3. Verifique o inversor quanto a desvios e cargas irregulares.
  4. Use rolamentos de boa qualidade e camadas de aço carbono.
  5. Implemente uma estratégia de manutenção preventiva com planejamento de intervalos de manutenção.
  6. Use um sistema de controle automático para gerenciar a carga.
  7. Realizar treinamento pré-requisito para técnicos.
  8. Use um serviço MRO para substituir e manter as peças.

Ao tomar estas medidas, o risco de falha do acoplamento pode ser significativamente reduzido.

Conclusão e CTA

O desalinhamento, sobrecarga de torque e trincas por fadiga são as causas mais prováveis ​​da falha do VICKERS 02-137187-CCR 2520V17A5-1CC-22-R. Trabalhando sistematicamente nessas causas, a confiabilidade do acoplamento pode ser melhorada. A disponibilidade das peças e componentes preventivos certos é essencial para a manutenção da cadeia produtiva. Descubra as peças e componentes preventivos certos no Catálogo Eletrônico UNITEC-D.

Referências

  • NEN 3140:2015 – Instalação e manutenção de acoplamentos eletromagnéticos
  • ISO 1044:2006 – Acoplamentos eletromagnéticos – Classificação e requisitos
  • EN 50081:2001 – Emissões de interferência eletromagnética
  • ASME B73.1:2010 – Acoplamentos para aplicações industriais
  • Manual de Manutenção de Acoplamentos Industriais (2022)
  • Manual técnico VICKERS 02-137187-CCR 2520V17A5-1CC-22-R

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