1. Introdução
As falhas catastróficas de acionamento nas empresas industriais ucranianas geralmente começam com desvios imperceptíveis à primeira vista na operação dos elementos de conexão. Em outro caso de nossa prática de engenharia, em uma fábrica de cimento na região de Dnipropetrovsk, a montagem do transportador para dosagem de materiais inertes parou. Durante a inspeção programada, o mecânico de plantão registrou uma queda crítica de pressão no sistema hidráulico para 45 bar em vez dos 140 bar nominais, acompanhada de aumento de vibração na frequência de 50 Hz e vazamento de fluido de trabalho ao longo do eixo. Os diagnósticos preliminares indicaram a falha do motor hidráulico DANFOSS OMR160 (código 151-0714, antigo 1510213) e a destruição do acoplamento elástico do acionamento. Neste artigo, realizaremos uma análise forense completa da falha com base nos padrões ISO e DSTU.
2. Visão geral do componente
O motor hidráulico DANFOSS OMR160 é um motor gerotor de baixa velocidade e alto torque (LSHT). É instalado como parte do acionamento do dispensador tipo parafuso e opera sob cargas cíclicas com frequência de rotação de até 770 rpm e pressão operacional de até 175 bar (pressão de pico de até 225 bar). O torque do eixo do motor hidráulico é transmitido à caixa de engrenagens por meio de uma embreagem manual com elementos de poliuretano.
Condições normativas de funcionamento conforme documentação técnica do fabricante:
- Temperatura do fluido operacional (óleo hidráulico ISO VG 46): de -30 °C a +80 °C.
- Viscosidade cinemática: ideal 20–75 mm²/s, mínimo 4 mm²/s.
- Pressão radial máxima no eixo: depende do ponto de aplicação da força (até 1100 N a uma distância de 15 mm do flange).
- Deslocamento axial permitido dos eixos: dentro de ±0,5 mm.
3. Base de evidências de recusa
O conjunto desmontado foi enviado ao nosso laboratório para exame. A inspeção visual e instrumental revelou os seguintes defeitos:
- Condição de acoplamento: Os elementos de poliuretano (rodas dentadas) são completamente destruídos, transformando-se em uma massa polimérica viscosa devido à destruição térmica. Os semi-acoplamentos de ferro fundido cinzento apresentam vestígios de desgaste por impacto e retificação axial.
- Condição do eixo do motor hidráulico DANFOSS OMR160: A parte estriada do eixo apresenta desgaste assimétrico em um lado do perfil do dente até uma profundidade de 0,8 mm. A folga radial no rolamento de agulhas dianteiro excede a folga nominal em 4 vezes (0,25 mm em vez de 0,06 mm).
- Dados de controle de vibração (antes do acidente): O valor máximo de vibração na direção vertical na caixa do rolamento da caixa de engrenagens foi registrado em 11,4 mm/s (correspondente à zona D "Inaceitável" de acordo com ISO 10816-3). Um aumento no nível de vibração nas rotações do eixo indicou desalinhamento.
- Termografia: registros do scanner 12 horas antes do desligamento mostraram um aumento local na temperatura na área de acoplamento para +92 °C.
- Desmontagem do motor hidráulico de emergência e instalação de uma nova unidade DANFOSS OMR160 (151-0714) original.
- Substituição do acoplamento por um novo com elementos de poliuretano com dureza 98 Shore A (conforme DIN 53505).
- Realização de centralização precisa de eixos utilizando dispositivo laser com tolerância de desvio radial não superior a 0,05 mm (de acordo com as normas ISO 14253-1).
- Lavagem da linha hidráulica e substituição de elementos filtrantes (finura de filtração β20(c) ≥ 200 por ISO 16889).
- Implementação de controle termográfico trimestral de acoplamentos e conjuntos de mancais.
- Mudança para conexões aparafusadas com fixadores roscados de resistência média e controle da força de aperto com torquímetro durante cada PPR.
- Instalação de sensores de vibração para monitoramento contínuo da condição do inversor de acordo com os requisitos da EN ISO 20816-1.
- Inspeção visual do acoplamento: Verifique se há poeira de borracha/polímero ou rachaduras na caixa protetora.
- Controle de temperatura: Meça a temperatura do corpo do acoplamento com um pirômetro (norma: até +50 °C acima da temperatura ambiente).
- Análise de vibração: Certifique-se de que o nível de vibração no motor hidráulico não exceda 4,5 mm/s de acordo com o padrão ISO 10816-3.
- Verificação dos fixadores: Verifique o torque de aperto dos parafusos do flange do motor hidráulico OMR160 (torque de aperto dos parafusos M12 da classe 8,8 — 85 Nm).
- Controle de vazamento: Inspecione a vedação do manguito do eixo do motor hidráulico para ver se não há vazamentos de óleo.
- Temperatura do óleo: Verifique a temperatura operacional do fluido hidráulico no tanque (máximo +65 °C).
- Diferença de pressão no filtro: Leia os indicadores do indicador de contaminação no filtro de drenagem (a diferença não deve ultrapassar 2,5 bar).
- Ruídos e pulsações: Ouça o funcionamento do motor hidráulico usando um estetoscópio para detectar ruídos de cavitação.
- Regulamentos para substituição de peças de desgaste: Os elementos de acoplamento de poliuretano devem ser substituídos a cada 12.000 horas de operação ou quando for atingido 25% de desgaste das superfícies de trabalho. O tempo médio até falha (MTBF) para motores hidráulicos da série OMR é de pelo menos 25.000 horas, sujeito ao cumprimento da pureza do fluido de trabalho de acordo com a norma ISO 4406 (classe 20/18/15).
- Monitoramento de condições: a implementação de análise espectral de vibração permite a detecção de desgaste e desalinhamento de rolamentos em um estágio inicial (300 a 500 horas antes da falha crítica).
- Seleção de componentes: Ao atualizar linhas, sempre use componentes certificados de acordo com os regulamentos técnicos CE e UkrSEPRO.
- ISO 10816-3: Vibração mecânica — Avaliação da vibração da máquina por meio de medições em peças não rotativas.
- ISO 4406: Potência do fluido hidráulico — Fluidos — Método para codificação do nível de contaminação por partículas sólidas.
- DSTU EN ISO 14121-1: Segurança da máquina. Avaliação de risco.
- Documentação Técnica Danfoss Power Solutions: Motores Hidráulicos Série OMR, Folha de Dados 520L0324.
- Manual de Tecnologia de Fluidos Hidráulicos, 2ª Edição, George E. Totten.
4. Análise sistemática da causa raiz
Para determinar a cadeia de eventos que levou ao acidente, foram utilizadas a metodologia de análise de árvore de falhas (Fault Tree Analysis) e a análise dos “5 Porquês”.
Por que 1? A inserção de poliuretano do acoplamento quebrou.
Por que 2? A temperatura na zona do acoplamento excedeu +90 °C, o que levou ao derretimento do poliuretano.
Por que 3? Ocorreu deformação cíclica excessiva dos elementos devido ao deslocamento angular e radial dos eixos do motor hidráulico e eixos de caixa de engrenagens.
Por que 4? Durante a última instalação, os eixos não foram centralizados pelo método a laser e os parafusos do flange do motor hidráulico afrouxaram o aperto devido à vibração.
Por que 5? Falta de regulamentação para verificação de torque de conexões roscadas e controle de centralização em reparos planejados e preventivos (PR).
5. Causas raízes identificadas (classificação por probabilidade)
| A causa raiz | Probabilidade | A evidência |
|---|---|---|
| 65% | Desgaste assimétrico das estrias do eixo OMR160, aquecimento do acoplamento, destruição das vedações. | |
| 20% | Vestígios de corrosão por contato no flange de apoio, aperto irregular da rosca. | |
| 15% | A viscosidade do óleo caiu abaixo de 15 mm²/s devido ao superaquecimento da estação de petróleo a +74 °C. |
6. Ações corretivas
Para eliminar as consequências do acidente e prevenir a sua recorrência, foi desenvolvido um conjunto de medidas urgentes e estratégicas.
Correção imediata:
Prevenção a longo prazo (prevenção a longo prazo):
7. Lista de verificação de diagnóstico rápido para pessoal técnico
Use esta lista de verificação durante suas rondas semanais em um tablet ou dispositivo móvel:
8. Estratégia para evitar recusas
Para garantir o funcionamento ininterrupto dos equipamentos nas empresas ucranianas, devem ser observados os seguintes intervalos e procedimentos regulamentares:
9. Conclusão
O acidente do acionamento baseado no motor hidráulico DANFOSS OMR160 comprovou que ignorar as regras básicas de centralização e monitoramento periódico do estado dos acoplamentos leva inevitavelmente a curtos tempos de parada do equipamento. Uma abordagem sistemática ao diagnóstico, o cumprimento dos requisitos das normas ISO e a utilização de peças sobressalentes originais de alta qualidade permitem alcançar a máxima fiabilidade das linhas de produção. Para obter uma seleção de motores hidráulicos, vedações e componentes de engrenagens originais, visite o Catálogo Eletrônico UNITEC-D.
