1. Introdução
Durante a operação do transportador de correia em uma mina de beneficiamento, a mudança de turno registrou um deslocamento crítico da correia para a direita na ramificação de alimentação. O desvio do eixo da correia excedeu 75 mm em relação à posição nominal na largura da correia de 1200 mm. Isso resultou em danos significativos na borda da correia contra a estrutura metálica da estrutura fixa e na parada de emergência da linha. Inspeções anteriores indicavam um nível elevado de vibração no tambor motor e um ruído específico na zona do nó de alimentação. Como engenheiro-chefe da UNITEC-D GmbH, realizei uma inspeção técnica detalhada para identificar as causas profundas da desestabilização da trajetória da correia.
2. Visão do componente e condições de operação
Sistema de esteira trabalha em modo 24/7, transportando minério de ferro abrasivo com densidade aparente de 1,8 t/m³. No nó de tração e acionamento estão instalados nós de alta precisão conforme especificação Parker PCG/10/SI/G5x0,4-PCG, que garantem tração estável e transmissão de torque. Parâmetros de funcionamento do nó:
- Velocidade da correia: 2,5 m/s.
- Tensão nominal da correia: 45 kN.
- Temperatura de ambiente de trabalho: de -20 °C a +40 °C (arranques invernais a -15 °C).
- Ângulo de desvio das rolamentos superiores: 35°.
- Recursos normativos dos unidades de rolamento (L10h): 40 000 horas.
Condições de exploração são classificadas como ISO 50102 como pesadas: alta umidade, presença de poeira fina de minério e cargas dinâmicas variáveis constantemente.
3. Provas de falha
Visão visual e inspecção instrumental revelaram as seguintes anomalias:
- O desgaste da borda direita da faixa na extensão de 42 metros atingiu até 35% da espessura inicial.
- Medição do ranhura radial do tambor motriz com o indicador do tipo relógio mostrou desvio de 1,8 mm (com tolerância de ISO 10816-3 não superior a 0,5 mm).
- Análise de vibração nas planos vertical e horizontal nos corpos de rolamentos mostrou valores pico de velocidade de vibração 11,2 mm/s (categoria de estado do equipamento conforme ISO 10816-3: "Não aceitável").
- Desigualdade de tração das ramificações direita e esquerda dos hidrocilindros da estação de tração era de 14% com a diferença permitida de 3%.
- Temperatura do nó de rolamento Parker PCG/10/SI/G5x0,4-PCG atingiu 78 °C, o que excede em 30 °C o modo estacionário.
4. Estudo das Causas Raiz
Para determinar a cadeia de eventos que levou à falha, foi utilizado o método do diagrama de Ishikawa (Ishikawa diagram) e o análise dos cinco porquês (5 Whys). As hipóteses principais concentraram-se na deformação mecânica das estruturas, desgaste dos mancais e violação da simetria de carga.
- Por que a fita se deslocou para a direita? Devido à distribuição desigual das forças laterais de tração e ao deslocamento lateral do centro de gravidade da carga.
- Por que ocorreu o desbalanceamento lateral? Devido ao desalinhamento do eixo de rotação da série de rolamentos e ao ecentricidade da polia de tensão.
- Por que ocorreu o eixo excêntrico do tambor? Devido ao travamento do rolamento no corpo Parker PCG/10/SI/G5x0,4-PCG, devido à expansão térmica e entrada de poeira abrasiva.
- Por que o pó entrou no rolamento? Devido à degradação dos anéis de vedação em contato durante o período invernal com variações de temperatura.
- Por que o selo foi danificado? Devido à ausência de lubrificação regulamentada com graxa plástica de acordo com o cronograma de manutenção e ressonância vibracional.
5. Causas raiz definidas
| Causa primeira | Probabilidade (%) | Provas de confirmação |
|---|---|---|
| Imobilidade do eixo de rolamento (ângulo de ataque alterado) | 40% | Rastros de atrito nos suportes, desvio de eixos de 2,5° |
| Falha do conjunto de rolamentos Parker PCG/10/SI/G5x0,4-PCG | 30% | Superioridade de temperatura (78 °C), vibração 11,2 mm/s |
| Eixo de excêntricidade e desgaste do revestimento do tambor | 20% | Rotação radial 1,8 mm, traço de contato desigual com a fita |
| Carregamento excêntrico de minério através de um túnel deslocado | 10% | Visão visual do material na fita: no lado direito, 30% mais massa |
6. Ações corretivas
Para a recuperação da funcionalidade do transportador e para prevenir novas falhas, foi desenvolvido um complexo de medidas térmicas e construtivas:
- Reparação urgente: Substituir o conjunto de rolamentos desgastado por um novo kit original Parker PCG/10/SI/G5x0,4-PCG de acordo com as instruções do fabricante. Realizar o balanceamento e a ajustagem da posição das polias motora e de tração com precisão de alinhamento de eixos não inferior a 0,2 mm por metro de comprimento.
- Prevenção de longo prazo: Instalar rolamentos de centro automáticos a cada 50 metros nas ramificações de alimentação e de retorno. Ajustar a geometria da carcaça de alimentação para garantir a distribuição simétrica do material. Converter o sistema de lubrificação para modo automático de dosagem de graxa conforme os padrões ISO 6743-9.
7. Cartão de diagnóstico rápido (para tablet do mecânico)
Use esse checklist durante o inspecionamento semanal da linha de transporte.
- [ ] Verificar o estado visual das bordas da fita (ausência de desgaste e rasgos).
- [ ] Medir a temperatura dos carcaças dos rolamentos com pirômetro (os valores não devem exceder 65 °C).
- [ ] Realizar medição expressa do nível geral de vibração no bloco de acionamento (limiar de alarme: 4,5 mm/s).
- [ ] Avaliar o estado dos selos dos mancais em relação a vazamento de óleo ou contaminação por poeira mineral.
- [ ] Verificar a liberdade de rotação das rolamentos vazios manualmente (ausência de travamento e ruídos estranhos).
- [ ] Medir o nível de tensão da correia conforme a escala da bomba hidráulica (desvio de pressão < 3%).
- [ ] Verificar a verticalidade e a horizontalidade dos eixos das rolamentos com nível laser.
- [ ] Limpar o resíduo de material da superfície dos tambores de transmissão e de tensão.
8. Estratégia de Prevenção
Para atingir o índice MTBF no nível de mais de 15 000 horas é necessário implementar os seguintes padrões de manutenção:
- Monitoramento de Condição (Condition Monitoring): Instalar sensores de vibração contínuos e marcas termográficas nos nós Parker PCG/10/SI/G5x0,4-PCG, com transmissão de dados para o sistema de controle do setor.
- Intervalos de TO: Realizar o alinhamento geodésico completo das estruturas metálicas do transportador a cada 6 meses. As operações de lubrificação devem ser realizadas a cada 500 horas de uso com graxa de alta temperatura de acordo com DIN 51825 (KP2N-20).
- Armazenamento de CH: Manter um estoque de reserva de componentes críticos (mancais, selos, rolamentos de apoio) no depósito regional para acesso operacional.
9. Conclusão
Análise mostrou que o deslocamento da correia foi causado por uma combinação de fatores: perda de precisão de rotação devido à degradação do rolamento Parker PCG/10/SI/G5x0,4-PCG e alteração da geometria da roda de apoio. O cumprimento do regulamento de alinhamento e a substituição oportuna dos componentes desgastados garantem o funcionamento contínuo do equipamento. Para a seleção de peças originais e componentes certificados, acesse UNITEC-D E-Catalog.
10. Referência
- ISO 10816-3: Vibração mecânica — Avaliação da vibração da máquina por meio de medições em partes não girantes.
- ISO 50102: Equipamento de manipulação mecânica contínua — Requisitos de segurança e compatibilidade eletromagnética.
- DSTU EN 620:2019: Convejores de ação contínua. Requisitos de segurança e compatibilidade eletromagnética para sistemas de transporte de materiais granulados.
- Parker Hannifin: Manual Técnico para Componentes de Movimento Linear e Transmissão PCG Série.
- Manual de Manutenção SKF: Melhores Práticas para Lubrificação e Alinhamento de Rolamentos de Conveyors.
