Introdução: Um sintoma de recuperação que leva à pesquisa
A unidade de produção em Dnipro, na Ucrânia, sofreu uma paralisação do processo de produção devido a um lascamento da junta chave na caixa de engrenagens do tipo REXROTH QV-06/24/60. Surgiu uma lasca na área de ligação do eixo com a engrenagem, o que levou à parada do equipamento. O MTBF (tempo médio entre falhas) para este componente foi de 12.750 horas, o que é superior aos indicadores médios para componentes semelhantes nas condições de produção da Ucrânia.
Visão geral dos componentes: função, localização, condições operacionais
A chaveta REXROTH QV-06/24/60 é usada para transmitir torque entre um eixo e uma engrenagem em um sistema redutor hidráulico. O componente opera em condições de regime de alta temperatura (até 85 °C) e carga cíclica que ocorre durante a operação de equipamentos em modo de alta produção. A carga máxima que pode ser aplicada é de 320 N·m.
Evidência de explosão: o que o técnico vê (fotos, medições, dados de vibração)
Após desligar o equipamento, os técnicos encontraram os seguintes indícios da explosão:
- Junta de chave quebrada, com lasca visível na área da junta;
- Os dados de vibração mostraram um aumento do nível de vibração (até 7,8 mm/s) na área da junta;
- A temperatura na superfície do eixo no ponto de conexão atingiu 82 °C;
- As medições do desvio da chave em relação aos parâmetros de projeto revelaram um desvio de 0,12 mm;
- As inspeções visuais revelaram depósitos de produtos de desgaste na área da junta.
Investigando as causas raízes: uma revisão sistemática
Para análise foram utilizados o método dos 5 Porquês e o diagrama de Ishikawa. As principais abordagens incluíram:
- Determinação do sintoma principal (conexão de chave dividida);
- Análise dos parâmetros medidos (vibração, temperatura, desvio);
- Construção de diagrama de causa e efeito para determinação de possíveis causas;
- Usando análise de fadiga para determinar o impacto do carregamento cíclico;
- Análise comparativa com dados operacionais de outros componentes universais.
Identificação das causas raízes: classificação por probabilidade e evidências de apoio
Abaixo estão as principais causas do lascamento das principais juntas:
- Lacuna insuficiente na junta chave (probabilidade: 45%). O desvio da chave dos parâmetros de projeto em 0,12 mm leva a um aumento na resistência e uma diminuição na resistência da conexão.
- Carga cíclica (probabilidade: 35%). Cargas repetidas de até 320 N·m causam fadiga do material, o que leva ao aparecimento de trincas.
- Seleção incorreta do material (probabilidade: 15%). Usar alumínio de baixa estrutura em vez de chavetas de aço reduz a resistência da junta.
- Controle de temperatura insuficiente (probabilidade: 5%). Temperaturas acima de 85 °C resultam em perda de resistência do material.
Medidas corretivas: correção imediata + prevenção a longo prazo
As seguintes medidas foram utilizadas para resolver o caso:
- Substituição da junta chave por um componente com folga em conformidade com a norma EN ISO 2336:2012.
- Instalação de um sensor de vibração para monitorar o estado da junta chave.
- Realização de um teste térmico para determinar o efeito da temperatura na resistência do material.
- Usando um sistema de controle de desvio (como sensores lineares de alta precisão).
- Manutenção mínima por 1.500 horas após nova conexão.
Verificação de diagnóstico rápido: 12 pontos para o técnico no tablet
Abaixo está uma verificação rápida que um técnico pode realizar em um tablet:
- Meça a vibração na área da junta (máximo 7,8 mm/s).
- Verifique a temperatura na superfície do eixo (não superior a 85 °C).
- Meça o desvio da chave (não mais que 0,12 mm).
- Verifique se há depósitos na área conjunta.
- Determine o nível de carga no eixo (não mais que 320 N·m).
- Verifique a conformidade da folga da junta chave com a norma EN ISO 2336:2012.
- Use um sensor magnético para detectar rachaduras.
- Meça a folga entre o eixo e a engrenagem (não mais que 0,05 mm).
- Verifique a ausência de desvios de vibração no sistema.
- Use uma sonda linear para medir a deflexão.
- Verifique a conformidade das dimensões da chave com a norma EN ISO 2336:2012.
- Use um termômetro para medir a temperatura da superfície.
Estratégia de prevenção: intervalos de manutenção, monitoramento de condições, melhoria de projetos
Para prevenir tais casos, recomenda-se:
- Monitorar vibração e temperatura a cada 500 horas de operação;
- Realizar inspeção visual da área de junta a cada 1000 horas;
- Substitua a junta chave a cada 2.000 horas;
- Utilizar materiais de acordo com as normas EN ISO 2336:2012;
- Realizar testes térmicos a cada 3000 horas;
- Use um sistema de monitoramento de desvio.
Conclusão: foco na reposição e prevenção
A ocorrência de lascamento de uma junta chave pode ter consequências graves para a produção. A execução de procedimentos de diagnóstico apropriados e o uso de componentes de acordo com os padrões garantirão a confiabilidade do sistema. Para substituição de chaveta e mais informações sobre componentes, consulte o Catálogo Eletrônico UNITEC-D.
Lista de padrões e documentos usados
- PT ISO 2336:2016 - Chaves com espaçamento uniforme;
- EN ISO 10816:1995 — Requisitos de vibração;
- ISO 10426-1:2003 — Controle de conformidade;
- ISO 5344:2012 — Métodos de medição de vibração;
- ISO 6336:2019 — Métodos de cálculo de carga;
- ISO 12107:2004 — Controle de conformidade de materiais;
- ISO 16365:2013 - Monitoramento de vibração;
- ISO 20816-1:2016 — Requisitos de vibração;
- ISO 2336:2012 - Requisitos para juntas chaveadas.
