Introdução
Empresas industriais ucranianas enfrentam a necessidade de aumentar a eficiência energética e reduzir custos operacionais. Equipamentos obsoletos do período soviético ou dos primeiros anos da independência frequentemente são equipados com rolamentos abertos com lubrificação manual ou centralizada periódica. Essas construções exigem controle constante, consomem energia excessiva devido ao atrito elevado e frequentemente falham devido à contaminação do lubrificante. Normas europeias atuais de eficiência energética, incluindo diretivas da UE sobre design ecológico, que estão cada vez mais integradas na base normativa ucraniana através de regulamentos técnicos, exigem a minimização das perdas por atrito e a redução de paradas imprevistas. A modernização de unidades de rotação através da transição para unidades de rolamento fechadas (sealed-for-life) é um passo crítico para a otimização da produção.
O principal argumento dos engenheiros conservadores soa assim: «O equipamento antigo ainda funciona, por que mudar algo que não quebrou?». No entanto, esse abordagem é incorreta do ponto de vista do custo total de posse (TCO). Mancais abertos exigem paradas regulares da linha para manutenção, custos com materiais lubrificantes e carregam o risco de falha catastrófica devido ao fator humano na lubrificação. Os engenheiros da UNITEC-D GmbH lidam diariamente com tarefas de fornecimento de componentes confiáveis para fábricas ucranianas, onde os paradas das linhas tecnológicas custam milhares de euros por hora.
Avaliação de sistemas obsoletos
Antes de tomar a decisão de retrofit, a equipe de engenharia da empresa está obrigada a realizar um audit dos componentes existentes. É necessário avaliar o estado dos locais de montagem, a presença de vazamentos de lubrificante e o tipo de carga. Abaixo estão os critérios de avaliação para os conjuntos de rolamentos obsoletos abertos:
| Critério de avaliação | Estado antigo (Rolamento aberto + Carcaça) | Limites permitidos para modernização |
|---|---|---|
| Frequência de manutenção | Cada 8–16 horas (adição de óleo) | Requer eliminação da mão de obra manual |
| Estado dos selos | Filtro ou labirinto, desgastado, permitem passar poeira | Desgaste do eixo na zona de vedação até 0,5 mm |
| Modo de temperatura | Acima de 75 °C devido a excesso de lubrificante ou atrito | Trabalho estável até 100 °C |
| Nível de vibração (ISO 10816) | Zona C ou D (> 4,5 mm/s RMS) | Redução da vibração para a Zona A ou B |
Avaliação do estado também inclui a análise das condições ambientais. Nas usinas de cimento, nas instalações do complexo minero-metalmecânico e nos departamentos de tratamento de água, o pó abrasivo e a umidade são os principais fatores destrutivos para sistemas abertos. Nesse ambiente, os nós fechados tornam-se a única solução técnica justificada.
Alternativas modernas
O padrão de solução de engenharia moderna para cargas médias são os conjuntos fechados de carcaça, por exemplo, a linha SKF FYTB 35 TF. Este conjunto é composto por uma carcaça de ferro fundido com bases e um rolamento de esferas com sistema de vedação eficiente. Na tabela abaixo está apresentado o comparativo entre a solução obsoleta (carcaça desmontável com rolamento aberto e vedação de anel) e o analogo moderno.
| Características técnicas | Conector de unidade obsoleto | Nó moderno (SKF FYTB 35 TF) |
|---|---|---|
| Tipo de construção | Corpo removível SNL + rolamento da série 12/22 | Corpo de fundição monolítica em ferro fundido com 4 parafusos e rolamento incorporado |
| Sistema de vedação | Labirinto ou de feltro (requer enchimento manual) | Selagem multietapa (triangular com mola e desviador de óleo) |
| Lubrificação | Periódico (graxa consistente através de rosca) | Lubrificação industrial para toda a vida útil (Sealed-for-life) |
| Montagem / Desmontagem | Requer centro exato das tampa, complexo | Unidade pronta para montagem, auto-centragem de anel esférico |
| Normas de Conformidade | ГОСТ / ISO 113 | ISO 3228, EN ISO 9001 (produção) |
| MTBF (Tempo Médio entre Falhas) | 8 000 – 12 000 horas | Mais de 35 000 horas em condições semelhantes |
Cálculo da rentabilidade (ROI)
Para fundamentar as investimentos antes do diretório da empresa realizaremos um cálculo detalhado de rentabilidade no exemplo de uma fábrica ucraniana de materiais de construção. É considerada a substituição de 10 unidades antigas do conjunto de transmissão do transportador.
- Quantidade de unidades: 10 pcs.
- Custo de um moderno conjunto (por exemplo, SKF FYTB 35 TF): 180 EUR. Investimentos gerais na aquisição: 1 800 EUR.
- Custos de montagem e parada da linha: 500 EUR.
- Custos de investimento gerais (CapEx): 2 300 EUR.
Economia com manutenção e consumo de energia por ano:
- Redução dos custos com graxa e trabalho manual (redução de horas-pessoa para aplicação e limpeza): economia de 650 EUR/ano.
- Exclusão de paradas de emergência devido ao travamento de rolamentos (2 incidentes por ano com 4 horas de parada cada, perdas devido à falta de produção – 1 200 EUR/hora): economia de 9 600 EUR/ano.
- Redução do consumo de energia graças à menor resistência dos selos de nova geração (redução da carga no motor de acionamento de 15 kW em 1,5%, operação de 7000 horas por ano, custo da energia elétrica de 0,15 EUR/kW·h): economia de 236 EUR/ano.
A economia anual total é: 650 + 9 600 + 236 = 10 486 EUR. O período de recuperação (Payback Period) é calculado pela fórmula:
Período ROI = (CapEx / Economia anual total) * 12 meses = (2 300 / 10 486) * 12 = 2,6 meses.
As investições são recuperadas em menos de três meses, após o que a empresa obtém lucro líquido e maior confiabilidade da linha.
Plano de implantação
Para minimizar o impacto da modernização no processo produtivo, as obras são executadas segundo um plano passo a passo claro:
- Planejamento e auditoria: Fixação dos parâmetros geométricos de eixos, verificação de diâmetros (tolerância h6 ou j7 para mancais modernos), alinhamento das janelas de manutenção programada.
- Forneço de componentes: Compra de componentes certificados através de fornecedores confiáveis, tais como UNITEC-D GmbH, que garante a autenticidade dos produtos e a disponibilidade de documentação de acompanhamento conforme o padrão EN ISO 9001.
- Desmontagem e preparação: Parada da linha, remoção dos nós antigos, limpeza detalhada da alça do eixo dos produtos de desgaste e corrosão, verificação do eixo quanto a batimento (batimento permitido não superior a 0,03 mm).
- Montagem: Instalação de novos conjuntos (por exemplo, SKF FYTB 35 TF) sem desmontagem prévia do corpo, alinhamento com sistemas de centragem laser de acordo com os padrões ISO.
- Trabalhos de partida: Partida de verificação em vazio, verificação do nível de vibração e controle térmico por termografia dos carcaços durante as primeiras 4 horas de operação.
Problemas técnicos e suas soluções
Durante o retrofit, os engenheiros frequentemente se deparam com certos desafios. Os mais comuns são:
- Desgaste da porca do eixo: Se o antigo rolamento causou danos ao eixo, o local de montagem apresenta microdefeitos. Solução: tratamento mecânico do eixo com rebaixamento e aplicação de composto reparador polimérico ou revestimento térmico seguido de lixamento até o diâmetro nominal de 35 mm.
- Incompatibilidade dos orifícios de montagem: As distâncias entre eixos dos velhos corpos nacionais podem diferir dos equivalentes europeus ISO. Solução: uso de placas de transição ou perfuração de novos orifícios na estrutura com cálculo prévio das cargas conforme os padrões DSTU.
Estudo de caso (Case Study)
Objeto: Transportador de correia da linha de alimentação de matérias-primas de uma fábrica de cimento na Ucrânia.
Problema: Falha dos mancais abertos a cada 3-4 meses devido à entrada de poeira de clinquer. A lubrificação regular não apresentou resultados, pois o abrasivo misturava-se com a graxa e agia como pasta que desgastava os eixos.
Solução: Realizada a substituição completa dos mancais abertos pelos mancais de corpo SKF FYTB 35 TF com selos integrados de alta eficiência.
Resultados (KPI após 12 meses de operação):
- MTBF aumentou de 2 500 horas para mais de 35 000 horas (ausência de falhas por ano).
- Custos de manutenção reduzidos em 100% nesta zona (total eliminação da lubrificação periódica).
- Linhas simples através de problemas mecânicos reduzidas de 32 horas por ano para 0 horas.
Recepção e validação
Após a conclusão da montagem dos conjuntos de rotação, é realizado o controle de recepção de acordo com as normas vigentes. As medições de vibração são realizadas de acordo com os requisitos DSTU ISO 10816.. A temperatura do conjunto de rolamento estabiliza-se após 2-3 horas de funcionamento sob carga e não deve exceder 65 °C em relação à temperatura ambiente de 20 °C. É emitido o ato de validação técnica, assinado pelo engenheiro-chefe da empresa.
Conclusão
A transição dos antigos rolamentos abertos para soluções modernas sem manutenção com selos integrados é um passo economicamente justificável para a indústria ucraniana. Redução dos custos de manutenção técnica, eliminação dos riscos de paradas de emergência e economia de recursos energéticos garantem uma rápida recuperação do investimento. Para a seleção de componentes originais, tais como SKF FYTB 35 TF, e obtenção de consultoria de engenharia profissional dos especialistas da UNITEC-D GmbH, visite UNITEC-D E-Catalog.
Referência Bibliográfica
- Catálogo Geral SKF, Publicação 10000 EN, Rolamentos e Unidades de Casa de Rolamento.
- ISO 3228:2013 — Rolamentos — Carcaças com flanges — Dimensões limites e tolerâncias.
- DSТU ISO 10816-1:2005 — Vibração. Avaliação da vibração de máquinas com medições em partes não giratórias.
- Diretiva da União Europeia sobre design ecológico 2009/125/EC relativa ao equipamento de consumo de energia.
- Regulamento Técnico de Segurança de Máquinas (Decreto do Conselho de Ministros da Ucrânia № 62).
