Relatório Final de Estágio

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Relatório Final de Estágio Técnico

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Relatório Final de Estágio

  1. 1. INSTITUTO FEDERAL DE ALAGOAS PRÓ-REITORIA DE EXTENSÃO – PROEX COODENADORIA DE EXTENSÃO / CIE-E RELATÓRIO FINAL DE ESTÁGIO AUTOR:FELIPE FELIXSANTOS COORDENADORIA DE MECÂNICA Prof. Orientador Petrucio Leopoldino de Assis Júnior Maceió, 09 de abril de 2015
  2. 2. FELIPE FELIX SANTOS RELATÓRIO FINAL DE ESTÁGIO Relatório final de estágio, apresentado para o Prof. Petrucio Leopoldino de Assis Júnior como parte das atividades para obtenção do título de Técnico em Mecânica pelo Instituto Federal de Alagoas Prof. Orientador Petrucio Leopoldino de Assis Júnior Maceió, 2015
  3. 3. AGRADECIMENTOS Agradeço à minha família, meu pai Arnaldo, minha mãe Genilda, meu irmão Roberto, minha cunhada Adriana e meus avós José Batista e Cícera Batista, por estarem a postos sempre que precisei e por todo o esforço que me permitiu a conclusão deste objetivo. Aos meus amigos de turma, que sempre me ajudaram nas horas mais difíceis e que ao meu lado estiveram nas melhores horas, e que os levarei para toda vida. Aos colegas de estágio, que em nenhum momento se recusaram a contribuir com o início de minha carreira e que me deram informações valiosas sobre coisas que eu não sabia. A todos os professores do IFAL e em especial ao Prof. Petrucio Leopoldino pela paciência e auxílio, e por ter aceitado meu trabalho. E a todos que contribuíram de forma direta ou indireta na conclusão desse curso.
  4. 4. LISTA DE ABREVIAÇÕES CNC – Comando Numérico Computadorizado JIS – Japanese Industrial Standards NLGI – National Grease Lubricating Institute EMPAT – Empresa Alagoana de Terminais SAE – Society of Automotive Engineer LA – Lado do Acoplamento LOA – Lado Oposto ao Acoplamento ME – Multi-estágio MTBF – Mean Time Between Failures LTI – Leitura Total do Indicador HB – Hardness Brinell ISO – International Organization for Standardization NBR – Norma técnica da Associação Brasileira de Normas Técnicas DIN – Deutsches Institut für Normung MTTR – Mean Time To Repair
  5. 5. LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 2.4.2 Concepção computadorizada da bomba Equipe 100-22 EQ2 (dois estágios) ----- 12 Figura 2.4.4.1 Figura esquemática do Principio da Ação e Reação -------------------------------- 14 Figura 2.4.4.2 Fórmula da velocidade tangencial ----------------------------------------------------- 16 Figura 2.4.4.3 Rotor, palhetas móveis e espigas de uma turbina a vapor Engequip 850 – ME--17 Figura 2.4.5 Método de medição de batimento radial entre centros ------------------------------- 18 Figura 2.4.6 Mancal de deslizamento gravemente danificado -------------------------------------- 20 Figura 3.3.1 Balanceadora digital horizontal dinâmica ---------------------------------------------- 24 LISTA DE TABELAS Tabela 2.3 Comparação da lubrificação com graxa e óleo -------------------------------------------- 9 Tabela 2.4.1 Padrões gerais para ajuste de rolamentos radiais (Norma JIS) ---------------------- 10 LISTA DE GRÁFICO Gráfico 2.4.4.1 Relação entre RPM e diâmetro do rotor --------------------------------------------- 17
  6. 6. SUMÁRIO 1° INTRODUÇÃO ----------------------------------------------------------------------------------------- 5 2° DESENVOLVIMENTO DO ESTÁGIO NA ÁREA DE MANUTENÇÃO -------------------- 6 2.1 – Evolução Histórica da Manutenção ------------------------------------------------------ 6 2.2 – Conceitos Teóricos de Manutenção ------------------------------------------------------ 7 2.2.1 – Tagueamento -------------------------------------------------------------------- 7 2.2.2 – Codificação ---------------------------------------------------------------------- 7 2.3 – Conceitos Teóricos de Lubrificação ----------------------------------------------------- 8 2.4 – Considerações Práticas dentro da Área de Manutenção -------------------------------9 2.4.1 – Manutenção em Bombas de Engrenagens Helicoidais Duplas --------- 10 2.4.2 – Manutenção em Bombas Multi-Estágio ----------------------------------- 12 2.4.3 – Manutenção em Bombas de Fuso -------------------------------------------13 2.4.4 – Manutenção em Turbinas a Vapor ------------------------------------------14 2.4.5 – Manutenção em Eixos Longos ---------------------------------------------- 18 2.4.6 – Manutenção em Mancais de Deslizamento --------------------------------19 2.4.7 – Manutenção em Máquinas Operatrizes ------------------------------------ 21 3° DESENVOLVIMENTO DO ESTÁGIO NA ÁREA DE OPERAÇÃO ----------------------- 22 3.1 – Operações em Torno Convencional ---------------------------------------------------- 22 3.2 – Operações em Torno CNC ---------------------------------------------------------------23 3.3 – Operações em Balanceadora Digital --------------------------------------------------- 24 4° DESENVOLVIMENTO DO ESTÁGIO NA ÁREA DE PROJETOE DESENHO --------- 25 4.1 – Evolução Histórica da Área de Projeto e Desenho ----------------------------------- 25 4.2 – Considerações Práticas dentro da Área de Projeto e Desenho ---------------------- 25 4.2.1 – Desenho da Base do Atuador Woodward ---------------------------------- 26 4.2.2 – Desenho dos Flanges --------------------------------------------------------- 26 4.2.3 – Desenho da Placa Móvel----------------------------------------------------- 27 4.2.4 – Desenho do Eixo da Bomba de Água -------------------------------------- 27
  7. 7. 4.2.5 – Desenho de Flange ------------------------------------------------------------ 27 4.2.6 – Desenho do Conjunto Motriz da Esteira Transportadora ---------------- 28 4.2.7 – Desenho da Tampa da Centrífuga ------------------------------------------ 28 4.2.8 – Desenho do Eixo de Comando ---------------------------------------------- 29 4.2.9 – Desenho do Trocador de Calor ---------------------------------------------- 29 4.2.10 – Desenho do Exaustor -------------------------------------------------------- 30 4.2.11 – Desenho do Eixo da Turbina a Vapor ------------------------------------ 30 5° CONCLUSÃO ----------------------------------------------------------------------------------------- 31 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ----------------------------------------------------------------- 32
  8. 8. 1° – INTRODUÇÃO Durante os anos de 2011 a 2014 vivi um processo de aprendizado que culminou na realização do estágio técnico obrigatório onde pude pôr em prática tudo que nesse período fora visto: desde um conhecimento mais básico, como uma simples medição; até um conhecimento mais avançado sobre funcionamento de turbinas a vapor. E isso foi fundamental para entender a sinergia entre um conhecimento adquirido em Instituto Federal, e o que é exigido pela empresa em um ambiente de concorrência. Em 2015 ingressei em um grande desafio: a realização do estágio, que foi feito nas dependências da empresa Engequip Turbinas a Vapor LTDA. Empresa alagoana fundada em 1992 na cidade de Maceió atuando no setor metalomecânico do estado, prestando seus serviços para empresas de área sucroalcooleira, química, petroquímica etc. tendo clientes espalhados por todo país. Conta com uma equipe de excelentes profissionais, grande parte deles, com mais de duas décadas de experiência na área adquirida em várias partes do país. Foram 4 (quatro) meses de trabalho e principalmente aprendizado sobre tudo que era importante para a minha área. Foram abertos novos conceitos técnicos e profissionais que antes não os conhecia. Vi o que era o cotidiano de uma empresa. Tive contato com manutenção, montagem, projeto e, sobretudo desenho mecânico, mas todas com a mesma importância. Participei na resolução de problemas e defeitos de bombas de diversas formas e de diversos fabricantes, de retificações de erros de eixos de muitas empresas, de montagem de turbinas a vapor, algumas de fabricação da Engequip e outras de concorrentes, de operação e manutenção de máquinas industriais e etc. Por fim, irei tratar por meio deste Relatório Final de Estágio das experiências, conhecimentos, técnicas, procedimentos e métodos aprendidos ou aperfeiçoados durante essa prática profissional e também sua ligação com todo o conteúdo teórico visto durante as aulas no Instituto Federal de Alagoas.
  9. 9. 2° – DESENVOLVIMENTO DO ESTÁGIO NA ÁREA DE MANUTENÇÃO 2.1 – Evolução Histórica da Manutenção Desde a Revolução Industrial ocorrida pioneiramente no Reino Unido na segunda metade do século XVIII, a capacidade de produção da humanidade cresce. Através da criação das máquinas a vapor, tornou-se possível o desenvolvimento da industrial alicerçado pela industrial têxtil, que substituiu a antiga produção familiar pelos teares mecânicos. Já no século seguinte, XIX, as novas invenções tais como: o motor a explosão, a energia elétrica etc., ampliaram os horizontes da crescente indústria mundial. Tornou-se comum o uso de máquinas mais produtivas e sofisticadas que consequentemente tinham maiores custos de manutenção, que tornava qualquer período de inatividade por quebra ou manutenção não- programada essencialmente altos. Sendo assim, as empresas notaram que era necessário mais que bons operadores ou boas máquinas, eram necessários profissionais que cuidassem do bom funcionamento delas de forma exclusiva. Surgia assim, a manutenção industrial. Durante o século XX com a expansão do capitalismo mundial e eclosão da Primeira Guerra Mundial (1914 – 1918) e Segunda Guerra Mundial (1939 – 1945), a manutenção passou por uma revolução que lançou as bases da moderna manutenção industrial. Com a criação das primeiras técnicas de planejamento de serviços, com Taylor e Fayol, e em seguida o gráfico de Gantt, houve o aparecimento do controle lógico sobre os processos de manutenção que condicionou a tomada de decisões, programação e controle dos processos, gerando o mínimo possíveis de perdas com manutenção. A manutenção praticada durante o século XX, ainda pode ser dividida em 3(três) fases ou gerações:  1° Fase – Antes de 1940 Período que antecede a Segunda Grande Guerra, caracterizado pelo uso de manutenção corretiva e autônoma, e cuidados apenas para serviços básicos como a lubrificação e limpeza, feita pelo próprio operador.  2° Fase – 1940 a 1970 Imediato pós-guerra. A reconstrução da europeia demandava grandes níveis de produção e isso obrigou as corporações a melhorem produtividade através de melhorias em seus planos de manutenção, isso ocasionou a popularização da manutenção do tipo preventiva nos equipamentos.
  10. 10.  3° Fase – 1970 a 2000 Com a consolidação da indústria europeia houve a estabilização da produção e assim se esgotou a possibilidade de redução dos custos através do aumento da produtividade, então era preciso uma nova política de manutenção. Nessa fase começa a introdução de um tipo de manutenção baseada da condição do elemento: a manutenção preditiva. 2.2 – Conceitos Teóricos de Manutenção Na disciplina chamada “Manutenção Industrial” ministrada pelo Professor Sandro Beltrão, aprendemos o conceito básico, senão o mais básico de manutenção que é definido como: “Garantir a disponibilidade da função dos equipamentos e instalações de modo a atender umprocesso de produção/atendimento comconfiabilidade, segurança, preservação do meio ambiente e com custos adequados”. Também nessa disciplina aprendemos sobre os tipos de manutenção:  Autônoma  caracterizada pelo operador-mantenedor, ele mesmo opera e realiza a manutenção.  Corretiva  manutenção executada após a ocorrência da pane.  Preventiva  realizada em períodos previamente determinados.  Preditiva  consiste na aplicação de métodos de análise que visam avaliar a situação do elemento mecânico. 2.2.1 – Tagueamento A palavra de origem inglesa TAG, significa etiqueta de identificação. Hoje ele é base de identificação e controle dos ativos de uma unidade fabril. Ele serve para localizar determinado componente em uma unidade industrial, através de uma composição alfanumérica que discrimina sua base. 2.2.2 – Codificação É um código alfanumérico que define o todo equipamento, sistema ou instalação em uma fábrica. Juntamente com o Tagueamento, conseguimos localizar, planejar e programar a manutenção de racional e eficaz. Um TAG poderá contar com mais de uma Codificação, mas uma Codificação não pode ter mais de um TAG.
  11. 11. 2.3 – Conceitos Teóricos de Lubrificação Em tese o propósito da lubrificação é: prevenir o contato metálico direto entre duas superfícies em atrito. Os lubrificantes, através da sua função acima descrita, controlam o atrito, controlam o desgaste, controlam a temperatura, controlam a corrosão, removem os contaminantes, reduzem o ruído etc. Em outras aplicações para outras finalidades, os lubrificantes são agentes de transmissão de força, ajudam no amortecimento de choques, atuam como elementos de vedação etc. Ou seja, para uma gama de aplicações, existe uma gama de tipos de lubrificantes e métodos de lubrificação. Dentre as diversas classificações dos lubrificantes, eles podem classificar-se por seu estado físico:  Lubrificantes líquidos – são os mais empregados na lubrificação, podem ser subdivido em: Óleos minerais puros Óleos graxos Óleos compostos Óleos aditivados Óleos sintéticos  Lubrificantes pastosos (graxa) – são empregados onde os lubrificantes líquidos não executam as funções satisfatoriamente. Suas subdivisões são: Graxas de sabão metálico Graxas sintéticas Graxas à base de argila Graxas betuminosas Graxas para processo  Lubrificantes sólidos – são usados, geralmente, como aditivos de lubrificantes líquidos ou pastosos. Entre os mais empregados estão: Grafite Molibdênio Talco Mica  Lubrificantes gasosos – são empregos em casos especiais, quando não é possível a aplicações dos tipos convencionais. São muito usados os: Nitrogênio Gases halogêneos Ar
  12. 12. A tabela abaixo apresentada traz uma comparação entre os dois tipos de lubrificação mais usados: óleo e graxa. Tabela 2.3 Comparação da lubrificação com graxa e óleo A tabela 2.3 serve como explicação para a forte presença de lubrificação a óleo nos setores industriais e automotivo. Apesar das graxas apresentarem bons resultados de modo geral, a forte presença de conjuntos mecânicos que precisam elevada confiabilidade, bons rendimentos para refrigeração e também altas rotações; explicam a opção pela lubrificação a óleo. Nos casos de rolamentos, a hegemonia da graxa é considerável, pois eles precisam de baixa complexidade de manutenção, eficientes estruturas de vedação e também baixa perda de força. 2.4 – Considerações Práticas dentro da Área da Manutenção Durante os 4 (quatro) meses do estágio, as práticas de manutenção foram voltadas em sua maioria para bombas (engrenagens, helicoidais, multi-estágio, etc.), e turbinas a vapor e seus componentes (diafragmas, palhetas, reguladores de pressão, rotores, distribuidores e outros). Entretanto também realizamos serviços de manutenção em máquinas industriais de propriedade da própria Engequip, como por exemplo, troca das 2 (duas) rodas de atrito na mandrilhadora Varnsdorf modelo WHN 13.8 CNC; e também a troca do eixo de comando do carro transversal do trono Nardini NZ – 400 e por fim serviços de retificação de batimentos radiais como, por exemplo, no eixo de acionamento do exaustor de remoção de gases do cloro para a Braskem, e no eixo de acionamento da bomba para a Usina Caeté.
  13. 13. 2.4.1 – Manutenção em Bombas de Engrenagens Helicoidais Duplas A manutenção das bombas de engrenagens helicoidais duplas, pertencentes à Empresa Alagoana de Terminais – EMPAT, foram em quesito de quantidade, as mais importantes. As 6 (seis) bombas que até nós chegaram, não apresentavam defeitos e por isso analisamos seus componentes através de métodos de mensura de folgas, avaliação de desgaste dos elementos rolantes, e outros métodos; para em seguida realizarmos a troca ou o reparo de modo a permanecer de modo ativo durante toda safra que corresponde a cerca de 6 (seis) meses, de novembro a abril. Esse procedimento por nós adotado, se identifica dentro dos tipos de manutenção como preventivo. Dentre os pontos relevantes, destacamos os pontos “críticos” dentro da manutenção dessas bombas. Como é de se esperar, existem elementos que quase sempre necessitam de troca, encabeçando a lista temos os elementos de apoio, seguido pelos elementos de vedação e por fim, mas não menos importante, os elementos de transmissão. Classificados como elementos de apoio, todos os mancais de rolamentos tiveram de passar por retificações, a fim de corrigir suas folgas ou/e descontinuidades. Outro fato que chama a atenção, é a necessidade de grande precisão no dimensionamento dos rolamentos, tanto no seu ajuste quanto na qualidade de usinagem. Como podemos ver na tabela abaixo, a recomendação de ajuste para rolamentos radiais sem solicitações axiais e com carga estática é h6 (ajuste com interferência leve). Tabela 2.4.1 Padrões gerais para ajuste de rolamentos radiais (Norma JIS) Tratando agora dos elementos de vedação, como o próprio nome já indica, eles servem
  14. 14. para impedir a saída de fluido de um ambiente fechado e evitam a entrada de agentes externos. Nessas bombas,eles são representados pelas gaxetas, retentores e sobrepostas. As gaxetas é um exemplo de elemento de vedação que não se recomenda reuso. De modo geral, quando retiramos as gaxetas das bombas, elas estão danificadas (deformadas ou desgastadas), velhas e sujas. Para sua substituição usamos gaxetas de fibra mineral grafitadas, que apresentam elevada amplitude térmica de aplicação, são auto lubrificantes e dissipam consideravelmente o calor gerado na caixa de gaxeta. Quanto aos retentores, primeiramente analisamos suas condições, se estiverem em um estado aceitável, serão reutilizados, caso contrário são descartados e substituídos por novos com as mesmas características. As sobrepostas funcionam como “cadeado” para as gaxetas, mantendo as gaxetas alojadas em sua caixa. Algumas delas, precisam passar pela usinagem reduzindo sue diâmetro interno para em seguida lhe introduzir uma bucha que restaure seu diâmetro original. Devido a sua importância para o funcionamento da bomba, os elementos de transmissão são essenciais as mesmas. Marcando presença nas bombas através das engrenagens helicoidais e seus eixos, elas precisam estar perfeitamente alinhadas e suas folgas dentro dos limites recomendados pelos fabricantes. Sempre que se faz a manutenção dessas bombas, são medidas as folgas radiais e axiais entre as engrenagens condutoras e conduzidas, e também em relação à carcaça da bomba. Avaliando as medidas encontradas, tomamos as decisões que visam, se possível, melhorar o rendimento delas. Alguns eixos e carcaças apresentam uma folga considerável e precisam ser embuchados para eliminar suas folgas e recuperar suas condições ideias de funcionamento. Todas essas medidas, métodos e técnicas nada servem se não aplicamos a lubrificação adequada. Para nossas atividades na manutenção das bombas de engrenagens helicoidais duplas, usamos lubrificante do tipo pastoso (graxa), parafínico e a base de sabão de lítio. É macia e similar a manteiga. Sua capacidade de aderência à superfície metálica é boa, bom custo x benefício, estabilidade a altas temperaturas (até 300 C°) e sua solubilidade em água a torna como a nossa primeira opção, quando se trata de lubrificação. Através da classificação do NLGI podemos classificar a consistência da graxa. A graxa por nós usada é classificada como grau NLGI 2 (dois), se apresentando como graxa de estrutura média. É por meio dessas bombas, que o melaço produzido pelas 19 usinas em funcionamento de Alagoas é exportado para o exterior. Isso mostra a importância e a exigência para que os serviços nelas realizados sejam de excelente qualidade.
  15. 15. 2.4.2 – Manutenção em Bombas Multi-Estágio Qualquer bomba que apresente mais de um rotor é denominada multi-estágio. As bombas multi-estágio são classificadas como dinâmicas (turbo – bomba), elas se caracterizam pela criação de duas regiões distintas: uma de alta pressão e outra de baixa pressão. O líquido ao passar pelos rotores é jogado para a periferia, criando uma zona de alta pressão, o oposto acontece na região de entrada no rotor onde o vazio criado pela expulsão do liquido fomenta uma zona de baixa pressão. Esse aumento de pressão é gerado pelo aumento progressivo da área do canal, que faz com que a velocidade reduzida e a pressão aumente, com base no teorema de Bernoulli. Nos 4 (quatro) meses de estágio, foi realizada a manutenção de uma bomba multi- estágio de dois rotores (EQ2) fabricada pela empresa paulista EQUIPE modelo 100 – 22. Estes serviços de manutenção de natureza preventiva, foram feitos principalmente onde estão mais vulneráveis a entrada de agentes externos, como: rotores, luvas e gaxetas. Figura 2.4.2 Concepção computadorizada da bomba Equipe 100-22 EQ2 (dois estágios) No início da etapa de desmontagem, encontramos vestígios de pedras, palhas e resíduos de cana de açúcar que provavelmente foram os responsáveis pelo péssimo estado de conservação dos rotores. Para corrigi-los tivemos de aplicar solda nos pontos que apresentavam cavidades causadas através de impacto e em seguida avaliar suas dimensões para verificar se o calor gerado pelo processo de soldagem alterou suas medidas. Em caso de alteração de suas medidas, foi necessário desempena-lo para só assim retornar para as suas funções dentro da bomba. As luvas é um elemento de apoio muito utilizado em bombas dinâmicas, sendo preciso, muito utilizado em eixos de bombas dinâmicas. O ritmo de trabalho intenso das bombas faz com que os problemas de desgaste do eixo se intensifiquem. Para reduzir e até corrigir esse indesejável efeito, são usadas as buchas. Geralmente as buchas, assim como os rotores, nos chegam danificadas polos mesmos motivos. Existem situações em que trabalham em mancais de
  16. 16. apoio então só retificamo-las. Outras operam atreladas a mancais de deslizamento e rolamento e outros componentes, essas tivermos de fabricar novas, para recuperarmos seus diâmetros e comprimentos. De modo geral, as buchas que trabalho livre são fabricadas em bronze (liga metálica que temcomo base o cobre e o estanho e proporções variáveis de outros elementos) e as buchas que trabalham relacionadas a outros componentes são fabricadas em aço SAE 1020. A troca das gaxetas em qualquer serviço de manutenção de bombas é primordial. Entre os defeitos comum estão a grande deformação nos anéis posicionados junto à sobreposta, e também desgaste na superfície externa da gaxeta. As hipóteses que possam explicar os fatos descritos no primeiro e segundo caso são: excesso de pressão na instalação da sobreposta; e necessidade de uma interferência entra as gaxetas e sua caixa de acomodação, respectivamente. Para finalizar as atividades de manutenção de bombas multi-estágio, restou apenas analisar as condições de montagem da mesma. Para referenciar seus elementos mecânicos, tomamos como base o lado oposto ao acoplamento (LOA). Em seguida medimos as distâncias entre a extremidade LOA do eixo e a face LA do mancal de rolamentos, do mesmo modo em relação aos centros dos estágios, a face LOA do mancal de deslizamento e a extremidade do eixo no lado LA. A importância dessa etapa se dá pela necessidade de precisão para garantir o bom funcionamento delas. Terminada essa fase, restou apenas monta-las para assim, prosseguirem para o setor de pintura onde lhes foram dados os cuidados finais. A importância de bombas multi-estágio para usinas de açúcar e álcool é enorme. Sua função varia desde uma simples aplicação até uma mais complexa, como por exemplo: a lavagem da cana recém-chegada dos canaviais, até a alimentação de uma caldeira. Sua boa capacidade de pressurização e vazão torna-as, um dos tipos de bombas mais comuns nas usinas do país. 2.4.3 – Manutenção em Bombas de Fuso Através do movimento sincronizado de 2 (dois) ou 3 (três) parafusos helicoidais, o fluido que entra na câmara de bombeio é arrastado devido ao movimento de rotação e também pela ação da geometria dos filetes para uma das extremidades, onde é bombeado para outra câmara de alta pressão. São bombas pequenas, mas que apresentam grande capacidade de vazão e pressurização. A bomba Netzsch modelo 2LN, apresenta capacidade de vazão em torno de 320 m³/h e pressão de 8 bar (115 psi). O problema começa na medição real dessas variáveis numa bomba do mesmo modelo pertencente à Usina Sumaúma. Ela perdera sua capacidade de pressurização, sendo enviada para fazermos o reparo devido. Começamos medindo suas folgas radiais e axiais. Logo, encontramos uma diferença de medidas considerável entre os diâmetros do eixo e o diâmetro das buchas de sustentação da
  17. 17. mesma. Para corrigir esse defeito, fabricamos novamente as buchas de bronze com o objetivo de adequar o conjunto de fusos ao alinhamento do corredor de bombeamento da carcaça. Através das informações contidas nos catálogos do fabricante, foi possível sabermos as folgas necessárias para o funcionamento da bomba, e assim garantirmos um serviço de qualidade. Elas são bombas apresentam grandes vantagens de manutenção como: sistema de lubrificação do contato entre os fusos e a carcaça feita pelo próprio fluido bombeado, rolamentos hidrodinâmicos, entre outras, que na prática se traduzem em uma longa vida útil. Geralmente sua manutenção não é muito diferente do que a descrita acima. Tendo como base o histórico de manutenção, a melhoria do bronze das buchas poderia aumentar ainda mais seu MTBF, reduzindo assim, custos com manutenção. 2.4.4 – Manutenção em Turbinas a Vapor Presentes em diversos setores industriais, elas são máquinas térmicas que utiliza a energia cinética e de pressão do vapor em energia mecânica sob a forma de torque e velocidade de rotação. Elas funcionam regidas pelo principio da Ação ou Reação. Imaginemos duas situações: a primeira onde temos um expansor móvel dirigindo um jato de vapor numa certa direção. A força de reação gerada pela entrada do vapor irá provocar o deslocamento do expansor¹ e ascensão do peso W, mas em sentido contrário a saída do jato de vapor. Essa situação ilustra o Principio da Reação. Agora pense em uma situação onde o expansor seja fixo e dirija um jato de vapor contra um anteparo móvel. A força de ação do jato provocará o deslocamento do anteparo móvel na direção do jato, levantando o peso W. Assim temos o Principio da Ação. Figura 2.4.4.1 Figura esquemática do Principio da Ação e Reação ¹ Expansores nas turbinas a vaporsão pequenos orifícios montados em arcos ou anéis que são responsáveis pelo aumento da velocidade e redução da pressão do vapor.
  18. 18. Basicamente as turbinas se baseiam em dois modelos de expansores: convergentes e convergentes-divergentes. A grande diferença se encontra na porcentagem de pressão de vapor na descarga em relação à pressão de vapor na admissão. Sendo que nos expansores convergentes, são sempre usados quando a pressão de descarga é maior ou igual a 53% da pressão de admissão. E os expansores convergente-divergentes são usados sempre que a pressão de descarga for menor que 53% da pressão de admissão. O elemento básico de uma turbina é o Rotor. Nele são alocadas ao redor de sua circunferência as hélices, lâminas e em nosso caso as palhetas. Os expansores transformam a energia de pressão do vapor em energia cinética, que em seguida é transformada em energia mecânica, produzindo uma força tangencial que impulsiona o rotor fazendo-o girar. Essa velocidade de rotação e torque é transmitida ao eixo, para acionar um compressor, uma bomba, um gerador elétrico, etc. Os serviços de manutenção em turbinas a vapor são custosos e por isso sua operação deve ser feita dentro dos parâmetros estipulados pelo fabricante. A manutenção corretiva deve ser abolida extinta dos históricos de manutenção se tratando de turbinas a vapor. Os riscos envolvidos após a falha de qualquer um dos componentes das turbinas podem ser fatais para seus operadores, por isso manutenção corretiva não cabe para turbinas a vapor. A manutenção preventiva pode, as vezes, não ser recomendada. Algumas turbinas apesar de estarem com uma grande quantidade de horas de trabalho, seus componentes se encontram em bom estado de conservação. Vários fatores contribuem para isso, mas destacamos um: a operação racional. Às vezes as turbinas funcionam beirando a sua capacidade de funcionamento, o que gera um desgaste desnecessário de suas peças, acarretando um aumento dos custos de manutenção que consequentemente elevam os custos finais, reduzindo a competitividade da empresa no acirrado mercado brasileiro. Por isso recomendamos a adoção de técnicas de manutenção preditiva, que avaliem os “sintomas” de possíveis falhas, que lancem mão de tarefas como: inspeção diária, medição e análise de vibrações, medição e análise de folgas, medição e interpretação das temperaturas da água usada no arrefecimento dos mancais, análise de lubrificantes, rotina sensitiva, etc. Com isso conseguiremos reduzir custos desnecessários com manutenção sem embasamento técnico. A turbina alvo de nossa abordagem fora enviada da usina Estiva, pertencente à empresa Biosev, que faz parte do grupo francês Louis Dreyfus. É uma TX-ME – 0110, fabricada pela empresa alagoana Texas. Sua função consiste em acionar um dos ternos da moenda. Os serviços de manutenção realizados nela foram de natureza primária ou simples. Apenas os elementos que mais se desgastam foram trocados ou corrigidos. Os labirintos, os mancais de rolamento e deslizamento e rolamentos. Os labirintos são elementos de vedação que estão diretamente em contato com o movimento do eixo, por isso seus filetes de bronze sofrem desgaste e necessitam de troca. Na
  19. 19. maioria dos casos, apenas seus filetes são trocados, porém outros após passar pelo processo de jateamento apresentam cavidades ou pontos de desgaste indesejáveis. Para a turbina em questão, apenas tivemos de trocar os filetes velhos por novos. Nos mancais de deslizamento tivemos que depositar metal – patente à base de chumbo, com o objetivo de aumentar seu diâmetro interno para em seguida usina-lo, recuperando sua dimensão anteriormente alterada pelo desgaste de atrito. Isso foi feito para os 2 (dois) mancais de deslizamento presentes na turbina. Já em relação ao mancal de rolamento, foi feita uma pequena remoção de pequenos pontos de oxidação em sua superfície externa com uma lixa 120 (120 grãos por centímetro quadrado). O rolamento usado no LOA na turbina, de referência 1224M (auto-compensador de uma carreira de esferas e furo cilíndrico) teve der substituído por outro idem. A aparição de zonas de descascadas diametralmente opostas na pista interna, provavelmente causadas pelo desalinhamento de uma ou duas de suas pistas em relação à outra, levou a condenação do mesmo. O péssimo estado de conservação da pista não interferiu no estado das esferas, mesmo com a presença dessa grave falha as esferas não se desgastam excessivamente, tato em pontos localizados quanto em sua superfície geral. Devido as suas características construtivas, é recomendável estabelecer um limite para a velocidade tangencial nos rotores das turbinas a vapor fabricadas pela Engequip. Nossa recomendação é que a velocidade tangencial nos centros das palhetas móveis seja menor ou igual a 200 m/s. Essa recomendação serve para turbinas a vapor de ação de qualquer potência, diâmetro do rotor, altura das palhetas, etc. Através da aplicação da fórmula indicada na figura abaixo, encontramos a relação entre diâmetro dos rotores e velocidade tangencial. Figura 2.4.4.2 Fórmula da velocidade tangencial O gráfico 2.4.4.1 mostra esta relação, notemos que ele obedece à recomendação de velocidade tangencial máxima. Considere a velocidade tangencial constante, igual a 180 m/s.
  20. 20. Gráfico 2.4.4.1 Relação entre RPM e diâmetro do rotor A análise desse gráfico mostra que ao contrário do que pensam as pessoas sem nenhum embasamento teórico, as turbinas a vapor que conta com rotores de menos diâmetro são mais eficazes sempre que queremos altas velocidades de rotação. Já as turbinas a vapor com rotores de grandes diâmetros (Figura 2.4.4.3) não são boa fontes de altas velocidades tangenciais, mas essa “deficiência” pode ser atenuada com a utilização de um sistema de polias ou rodas dentadas. Por outro lado, turbinas grandes são boas opções quando queremos torque, por isso geralmente são usadas em acionamento de ternos de moenda de açúcar (como a turbina TX-ME – 0110), acionamento de geradores, entre outras aplicações. Por sua vez, turbinas de menor torque são usadas em acionamento de bombas d’água, compressores de diversos tipos, e outras utilidades. Figura 2.4.4.3 Rotor, palhetas móveise espigasde uma turbina a vapor Engequip 850 – ME 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 450 650 850 RotaçõesporMinuto-RPM Diâmetro do Rotor [mm] Reta de Relação RPM x Ø do Rotor
  21. 21. 2.4.5 – Manutenção em Eixos Longos Os eixos são elementos mecânicos rotativos ou estacionários (eixos-árvores flexíveis), de secção transversal usualmente circular onde são montados outros elementos mecânicos, geralmente esses elementos são de transmissão. Os eixos são apoiados por mancais, de deslizamento ou rolamento. Normalmente apresentam secção transversal maciça e rasgos para inserção de chavetas. Eixos são elementos solicitados a esforços de flexão, compressão/tração ou torção, que atuam individualmente ou de forma simultânea. Essas solicitações modificam sua forma, e sendo assim, alteram seu funcionamento. Durante a fabricação de sólidos de revolução (eixos, cilindros, furos, por exemplo), ocorrem variações em suas formas e posições, o que provoca erros de ovalização, conicidade, excentricidade, etc. em relação aos seus centros. Tais erros são aceitáveis até certo limite, desde que não comprometa seu funcionamento. Esses erros também dificultam a adoção de um referencial, um eixo de simetria. Essa pequena variação leva a desvios envolvendo a superfície medida, superfície de referencia e linha de centro teórica. Para adotar um conceito para esse fenômeno, foi definido os desvios de batimento, podendo ser divididos basicamente em 2 (dois) tipos: radial e axial. Batimento é a variação máxima admissível da posição de um elemento, considerado ao girar a peça a uma rotação em torno de um eixo de referência, sem que haja deslocamento axial. No mês de fevereiro de 2015, recebemos 2 (dois) eixos, um deles enviado pela petroquímica Braskem, e o outro pela Usina Caeté. Eles tinham em comum o mesmo problema: apresentavam batimento radial acima do recomendado. Em ambos os casos, adotamos o método de medição de batimentos radiais entre centros. A figura a seguir demonstra-lo de modo esquemático. Usamos um dos furos de centro presentes nos eixos para guiarmo-los na castanha do torno mecânico, e o outro para alocarmos no cabeçote móvel. A grande vantagem desse método, é que podemos encontrar do modo mais correto possível à linha de centro, tornando a LTI mais precisa. Figura 2.4.5 Método de medição de batimento radial entre centros No eixo trazido pela Braskem, encontramos 8 (oito) décimos de milímetros de batimento radial em uma das regiões. Através do uso da prensa hidráulica conseguimos reduzir
  22. 22. esse índice para cerca de 3,2 décimos de milímetros. A partir daí por motivos diversos, não conseguimos decrescer mais ainda essa medida, sempre que aumentávamos a carga aplicada ele reagia contrariamente. A solução para esse impasse não poderia ser outra, além de facearmos o eixo adotando um batimento mínimo padrão, fabricamos as luvas necessárias para retificação das medidas originais. O eixo enviado pela Usina Caeté nos reservava muito trabalho e sobretudo paciência. O empeno era tão grande que não precisamos pôr o relógio comparador, sendo preciso, era incríveis 4 (quatro) milímetros de desvio. Empenos dessa magnitude não são causados por esforços mecânicos de funcionamento normais, mas sim por falta de inspeção ou má manipulação e armazenagem. Foram mais de 15 (quinze) horas aplicando carga no eixo em seguida levando para medi-lo no torno, com esse esforço conseguimos reduzir para 1 (um) milímetro seu empeno. Aplicamos o mesmo procedimento usado no eixo de acionamento do exaustor da Braskem, usinando o eixo tendo como padrão a menor medida do batimento radial e sem seguida fabricando a luva. As luvas, através de pequenas modificações, também foram submetidas ao método de medição de batimentos radias entre centros. Com isso garantimos que o eixo e as luvas estejam dentro do especificado pela recomendação quanto ao seu uso. Ao final dos serviços medimos com o auxilio do relógio comparador os batimentos radiais em ambos os eixos: no eixo do exaustor conseguimos reduzir de 8 (oito) décimos de milímetro para 1,7 décimos de milímetro; já no eixo de acionamento da bomba atenuamos de 4 (quatro) milímetros para 1,9 décimos de milímetros em uns pontos, e em outros para 2,3 décimos de milímetros. Dessa forma conseguimos por os batimentos radiais abaixo dos 0,25 milímetros recomendados, levando em consideração sua aplicação. 2.4.6 – Manutenção em Mancais de Deslizamento Os mancais de deslizamento são elementos de apoio que tem a função de servir de suporte, principalmente para eixos. Através da introdução de buchas, casquilhos e metal- patente, visamos reduzir o desgaste no eixo causado pelo contato eixo-mancal. O uso desse tipo de mancal está relacionado à sua utilidade, eles apresentam vantagens quando comparado aos mancais de rolamento, como: capacidade de resistência ao choque, menor custo de fabricação, menor precisão na relação eixo-mancal e suportam grandes cargas. A presença do metal-patente garante que o eixo não seja o alvo de desgaste,e essa é sua missão. Mas se esse desgaste se apresentar de forma demasiada, ele deverá ser investigado. Comparando a sua dureza Brinell (30 HB) com a do aço SAE 1020 (170 HB) – o aço mais comum na fabricação mecânica –, vemos que se houver qualquer caso de erro durante os
  23. 23. processos na fabricação até os ajustes na lubrificação, o metal será totalmente sacrificado. Foi o que aconteceu com o mancal de deslizamento enviado pela Usina Agropaulo, localizada no município de Ceará-Mirim no estado do Rio Grande do Norte. Os mancais como podemos visualizar (Figura 2.4.6), se apresentava com grandes desgastes na parte inferior do mesmo. Isso nos leva a pensar que essa grave anomalia foi causada por falhas em suas dimensões e ajustes em relação ao eixo. Como podermos ver na figura abaixo, o eixo gira em sentido anti-horário, mas erradamente as ranhuras foram feitas em local inadequado, acima do chanfro do lado direito a imagem. O recomendável é que a localização das ranhuras de lubrificação esteja na parte superior do mancal e situada a 90° da linha de centro do mesmo. Ao nos determos em observar os chanfros de forma mais detalhada, nos encontramos com outro erro: a presença de “quinas vivas” nos chanfros dificulta a circulação do lubrificante na superfície interna do mancal. Mancais que são usados para apoiar eixos robustos – como o nosso – apresentam uma tendência de “expulsão” do óleo lubrificante, e isso é mais um agravante. Figura 2.4.6 Mancal de deslizamento gravemente danificado Para devolver a capacidade de operação do mancal, tivemos primeiro de usinar a superfície externa para retirarmos cavidades causadas pela sequência de equívocos na montagem e operação. Feito isso, tivemos de depositar novamente metal-patente para criarmos um diâmetro que possa ser novamente usinado a fim de recuperar as medidas que se ajustam corretamente com o eixo por ele apoiado. Com o intuito de evitar erros na localização dos chanfros e das ranhuras de lubrificação, confeccionamo-las, da forma correta. São técnicas e recomendações simples, mas que fazem toda diferença. Por meio delas, podemos garantir que o elemento mecânico tenha uma vida útil mais longa, reduzindo custos e ganhando em eficiência operacional.
  24. 24. 2.4.7 – Manutenção em Máquinas Operatrizes As maquinas operatrizes são essenciais para o funcionamento das empresas que atuam no ramo metalomecânico. Elas são um conjunto mecânico responsável pelos movimentos de remoção do sobre-metal para confeccionar um determinado elemento ou peça. Existe na indústria uma variedade de máquinas operatrizes, como: torno convencionais e CNC, fresadoras, plainas, furadeiras, máquinas de eletro erosão, etc. Mas nesse parágrafo vamos nos deter em especialmente 2 (duas): mandrilhadora e torno convencional. Primeiramente sobre a mandrilhadora Varnsdorf modelo WHN 13.8 CNC. Durante a execução dos serviços nesta máquina, o operador notou que no momento que a mesa se deslocava acontecia uma pequena mudança na velocidade de avanço. Essa descontinuidade poderia ocasionar uma situação que indesejável, onde a qualidade das peças por ela processada seria afetada. E posteriormente se transformar em um problema mais grave, comprometendo outros componentes. Então começamos a desmonta-la para encontrarmos a raiz do problema, à medida que executávamos a desmontagem, em paralelo analisávamos o estado dos seus componentes. Até encontrarmos 2 (duas) rodas de atrito que estavam seriamente desgastadas. Não tivemos escolhas, a não a ser a troca desse componente. E assim fizemos, a trocamo-las, realizamos a limpeza de seus componentes que também comtemplou a lubrificação dos mesmos. Feito isso, remontamos a mandrilhadora e testamo-la: ao deslocarmos a mesa no eixo Y, a mesma não apresentou a redução em seu deslocamento. E assim, a mandrilhadora retomou sua disposição para o setor de fabricação da empresa. Já em relação ao torno convencional Nardini NZ-400 o problema era o inverso: durante o deslocamento do carro transversal, foi observada certa oposição ao movimento. Logo quando o problema foi descrito pelo operador da máquina ao mecânico, já existia uma suspeita sobre que o eixo de comando era a causa desse empecilho. Depois da desmontagem do carro transversal, o estado do eixo de comando não deixava dúvidas de sua culpa no problema descrito: ele apresentava sinais de desgaste nas localidades de seus apoios, e em seus filetes estriados estavam altamente desgastados de modo que a sua largura de 3 (três) milímetros, se reduzira a 1 (um) milímetro. Então realizamos sua troca e ao solicitarmos seu movimento no eixo X do torno, não foi mais percebida a resistência anteriormente encontrada. Esses serviços foram somente a troca de seus elementos danificados. É importante frisar que na maioria dos serviços de manutenção, são necessárias apenas modificações e/ou adaptações que sanam seus defeitos. Nos casos descritos acima, não é possível realizar essas adaptações, pois se tratam de elementos de precisão e consequentemente necessitam de troca. Então devemos criar o senso crítico capaz de avaliar cada situação e criar a melhor solução, para não sermos meros trocadores de peças ou técnicos mecânicos de improviso.
  25. 25. 3° – DESENVOLVIMENTO DO ESTÁGIO NA ÁREA DE OPERAÇÃO A operação é uma das áreas mais importantes em uma indústria metalúrgica. Nela operadores e suas máquinas moldam os elementos usados na área de montagem e manutenção da empresa. Neste Relatório Final de Estágio consideremos por operação, qualquer processo de fabricação mecânica com o auxílio de máquinas. 3.1 – Operações em Torno Convencional Podemos considerar o torno convencional como a máquina operatriz mais importante em uma fábrica. Com ele, podemos obter sólidos de revolução de diversas formas para diferentes finalidades. Nesses 4 (quatro) meses de estágio, as operações em torno foram importantíssimas, nela foram aperfeiçoadas as competência como: medição, leitura de desenhos técnicos e técnicas de operação. Nos próximos parágrafos iremos analisar condições e meios dos elementos mecânicos fabricados em tornos convencionais. Parafusos são elementos de fixação classificados como elementos móveis, devido a sua capacidade de serem colocados ou retirados sem sofrer qualquer dano. Em dezembro de 2014, fabricamos diversos parafusos, alguns com rosca métrica (ISO) normal e outros com rosca whitworth normal (BSW). A diferença entre esses 2 (dois) tipos de roscas se encontra em seus ângulos formados pelos filetes, nas roscas métricas esse ângulo vale 60°, e nas roscas whitworth vale 55°. A abertura das roscas se constitui na etapa que devemos ser mais atenciosos, pois é necessária uma boa agilidade do operador. A manufatura de parafusos é norteada por uma série de recomendações, como: profundidade do furo broqueado, profundidade do furo roscado, comprimento útil de penetração do parafuso, diâmetro passante, etc. Além dessas, as recomendações também se estendem até as características construtivas das roscas, como: altura do filete, passo, ângulo de abertura dos vales, entre outras. O conjunto dessas informações é vital para construção desses elementos. Apesar do grande número de normas e informações que orientam a fabricação do parafuso, eles são elementos fáceis de fabricar o que evita a presença de erros que condenem a sua utilização. Dentre as técnicas mais importantes de retificação em máquinas ou equipamentos mecânicos está a inserção de buchas. Por elas, podemos recuperar o diâmetro de superfícies desgastadas, corrigindo assim problemas relacionados à folga. Sua fabricação exige grande precisão, tanto em relação ao elemento onde será apoiada quanto ao elemento que irá envolver. Por isso, fazemos uso constante de equipamento de medição que resolução de até 0,02 milímetros, como micrômetros externos, relógios comparadores e súbitos.
  26. 26. Outro componente mecânico bastante fabricado em tornos convencionais são os labirintos. Eles são classificados como elementos de vedação e são comumente usados em bombas centrifugas radiais e em turbinas a vapor, ambas representam o carro chefe dos serviços realizados em nossa empresa. Todos os labirintos por nós fabricados foram feitos em alumínio, um material dúctil e anticorrosivo, que lhe confere vantagem quando aplicados, especialmente em turbinas a vapor devido ao contato com vapor de água a altas temperaturas. Também foi fabricado um eixo para bomba centrifuga radial multi-estágio, com 2 (duas) secções roscadas (com rosca de perfil triangular, métrica normal com 14 fios por polegada). Ele foi fabricado em aço SAE 1020. Para esta fabricação tivemos de abrir os furos de centros com o auxílio de uma broca de aço rápido, e também usar uma luneta devido ao seu considerável comprimento. Mas a abertura de roscas ou a abertura dos furos de centros não é a parte que gostaríamos de chamar a atenção, mas sim a inevitabilidade de precisão em suas dimensões. Além disso, existe a possibilidade de aparição de batimentos radiais e por isso lançamos mão da luneta. O uso de micrômetros e relógios comparadores são constantes e necessários. Desvios próximos a 0,05 milímetros não são tolerados e isso torna a produção do eixo bastante exata, de modo a torna-lo de excelente qualidade e alta confiabilidade, potencializado sua vida útil. 3.2 – Operações em Torno CNC Torno CNC é basicamente um torno com controle numérico computadorizado construído inicialmente para produção de peças de revolução ou cilíndrica que vem dotado de duas bases as quais são chamadas de barramento sobre as quais correm dois eixos sendo um o eixo X (eixo que determina o diâmetro da peça) e outro o eixo Z (eixo que determina o comprimento da peça), a fixação da peça é feita por castanhas fixada em uma placa que vem acoplada ao eixo central da máquina o qual é chamado de eixo arvore, e também podemos usar o ponto que é fixado em um corpo que normalmente fica no barramento do eixo Z na posição contraria a placa e a luneta que fica entre a placa e ponto que é geralmente usada para fixar peças longas. Após a produção do programa, basta apenas dar inicio a reprodução do mesmo. Para a reprodução dos ciclos de desbaste e acabamento interno de 2 (duas) buchas o torno CNC Romi modelo Multiplic 40 levou apenas 1:52 segundos para cada uma. O ganho fantástico de produtividade compensa todos seus custos de manutenção e operação. Em seguida tivemos apenas de dar início ao ciclo de desbaste e acabamento interno. O material que era o bronze, também ajuda, por que nos dá a possibilidade de aceleração do ciclo reduzindo seu tempo sem sacrificar as ferramentas de corte.
  27. 27. 3.3 – Operações em Balanceadora Digital Essa operação realizada no inicio do estágio obrigatório, durante a primeira semana de dezembro de 2014. Durante a execução dos serviços de manutenção preventiva, é necessária a avaliação de todos os componentes do equipamento, nesse caso, o equipamento era uma bomba centrífuga radial multi-estágio, e o componente a ser avaliado era o eixo onde se localizava os rotores da bomba. Elementos girantes acoplados a eixos são alvos certos de processo de balanceamento. Levando em consideração o histórico e o público-alvo da Engequip, esses “conjuntos girantes” eram majoritariamente eixos de bombas centrifugas, rotores de exaustores,cestos de açúcar,etc. Para a execução dos serviços de balanceamento foi usada uma balanceadora digital horizontal dinâmica, similar à mostrada na figura abaixo. Figura 3.3.1 Balanceadora digital horizontal dinâmica Ao apoiarmos o eixo nos cavaletes da balanceadora, temos de medir a distância dos rotores até eles, para em seguida informarmos a máquina o valor da distância encontrado. Feito isso, devemos ligar a balanceadora na rotação de trabalho do eixo do rotor. Em seu painel aparecem os pontos de desbalanceamento e sua massa em gramas. Existem 2 (dois) métodos de correção de desbalanceamento: podemos escolher entre adicionar massa através de solda ou remover massa através de atrito. Para eixos pequenos ou que trabalham sobre precisão não é recomendada aplicação de solda. No caso do eixo do rotor da bomba, tivemos apenas de retirar massa com o auxílio de uma esmerilhadora, de modo a equilibrar as diferenças de massa em opostos planos. Quando terminamos de executar esse objetivo, liberamos o eixo para o setor de montagem da empresa. A simplicidade deste serviço é imensa, mas sua importância é imensa.
  28. 28. 4° – DESENVOLVIMENTO DO ESTÁGIO NA ÁREA DE PROJETO E DESENHO 4.1 – Evolução Histórica da Área de Projeto e Desenho Desde o início da humanidade, o homem busca representar o que está em sua volta, inicialmente com formas geométricas planas ou simples traços nas paredes das cavernas. Os egípcios e maias a realidade passou a ser representada de uma forma mais complexa, com desenhos e palavras mais avançados. À medida que as civilizações foram avançando, os desenhos foram se assemelhando com fotografias. Mas foi durante o Renascimento que apareceram os primeiros desenhos técnicos. No século XVII, o matemático e desenhista francês Gaspar Monge (1746 – 1818) criou um sistema utilizado na engenharia militar com o uso de projeções ortogonais, ou seja, um sistema capaz de representar as três dimensões de um objeto, com precisão, em superfícies planas. Esse sistema foi publicado em 1795, cujo título era “Geometria Descritiva”, conhecida como método de monge ou geometria mongeana, é usado como a base da linguagem do desenho técnico. Essa geometria passou a retirar a expressão artística do desenho, caracterizando-o com uma linguagem técnica e precisa. Sua metodologia consiste em utilizar a épura (técnica capaz de representar o volume de um sólido) para visualizar objetos situados no infinito. Por volta do século XIX, com a Revolução Industrial, a Geometria Descritiva precisava ser normalizada para que a comunicação pudesse ser feita em nível internacional. Assim, a Comissão Técnica TC 10, da ISO, cumpriu esse papel e tornou a Geometria Descritiva a principal forma de linguagem gráfica da engenharia e da arquitetura, sendo chamada de desenho técnico. 4.2 – Considerações Práticas dentro da Área de Projeto e Desenho Foram 446,5 horas de estágio, muitas dessas voltadas para esta área. Foram diversas peças, como: base de atuador, flanges, placa móvel, eixos de bombas, eixo de esteira transportadora, eixo de comando de torno, eixo e rotores de turbina a vapor, tampa de centrifuga de açúcar, trocador de calor, exaustor, etc. A necessidade de seguir a risca as normas técnicas nacionais como a NBR e estrangeiras como a alemã DIN, torna esta área desafiadora. Para verificarmos se as cotas presentes nos desenhos estavam corretas,fizemos comparações entre as medidas presentes nos objetos alvos de nosso projeto, com as medidas presentes nos desenhos
  29. 29. técnicos feitos no software AutoCAD versão 2013, desenvolvido pela empresa americana Autodesk. Na maioria dos casos é imprescindível a execução de sólidos em 3D (três dimensões), pois através dele examinamos detalhes de construção e montagem de suas peças ou extraímos as vistas com o auxílio de ferramentas do software, obtendo assim, desenho em 2D (duas dimensões) que devido a sua complexidade não seria possível desenhar de modo perfeito. O processo de gerar uma imagem com sombra de como um objeto poderia ver-se sob determinadas condições de luz, e em base a um determinado conjunto de materiais, é chamado de "renderização". Ele é extremamente comum nos desenhos de arquitetura, mas seu o uso em desenhos e projetos mecânicos também é frequente. Nessa unidade deste Relatório Final de Estágio, veremos a aplicação destes casos em detalhes. 4.2.1 – Desenho da Base do Atuador Woodward A elaboração do desenho de base do atuador foi extremamente simples. Afinal tivemos apenas de fazer o levantamento das medidas de uma base do atuador original que se encontrava na empresa, usando paquímetros, micrômetros externos, pente de roscas e súbito para obtermos o rascunho. Para desenharmos a base em 2D no software AutoCAD, apenas transferimos as dimensões presentes no rascunho para o computador, assim os flanges superior e inferior com seus devidos furos roscados e o furo central passante não-roscado foram devidamente representados. Nesse caso não houve a necessidade de criação do sólido em 3D, pois a base do atuador não apresentava um grande número de detalhes, e por esse motivo a conclusão do desenho em 2D já foi suficiente para seu arquivamento. 4.2.2 – Desenho dos Flanges O consócio Tomé Ferrostaal nos enviou 6 (seis) flanges que tinham espessuras de: 1”, 1 ½”, 2”, 2 ½”, 3” e 4”. O que levou o envio desses flanges foi à necessidade de fabricação de outros dos mesmos modelos. A partir dos flanges originais, coletamos as medidas que serviram de base do desenho técnico em 2D para a fabricação dos novos. Com o auxílio do pente de roscas, paquímetros, micrômetros, goniômetros encontramos as medidas que nos interessava para a confecção dos rascunhos que serviram de fonte de pesquisa para a elaboração dos desenhos em 2D no AutoCAD. Como os flanges seriam construídos em um só tarugo de Monel (liga metálica constituída majoritariamente por Níquel e Cobre) configurando assim uma peça única, não havia a necessidade de constituição de um sólido em 3D para vermos detalhes de montagem.
  30. 30. 4.2.3 – Desenho da Placa Móvel No mês de janeiro desse ano nos foi trazido um molde para plástico feito em ferro fundido. Ele apresentava trincas que chegavam a medir 1 (um) milímetro de largura, e se estendiam em toda a região central do molde. A forma de funcionamento propicia a aparição dessas trincas, os esforços de natureza cisalhante em lados opostos justificam esse fenômeno. Então a solução seria reforçar a placa móvel de modo que as forças cisalhantes não pudessem mais comprometer a integridade do molde. Esse reforço foi feito com o auxílio de uma placa móvel de 4” de espessura e 1790 milímetros de comprimento, com 8 furos vazados não- roscados com 2 (dois) diferentes diâmetros: o maior medindo 2” e o menor medindo 1 3/8”. Esses furos serviram para a introdução de pinos que tinham a dupla função de guiar e fixar a placa móvel no molde. Também foram inseridos 2 (dois) parafusos do tipo prisioneiros que se estenderam de um lado ao lado oposto da placa móvel. A placa móvel foi fabricada em aço SAE 1045. Para delinear essa placa, lançamos mão de pente de roscas, paquímetros, micrômetros, trena e súbito. Primeiramente fizemos os rascunhos detalhando o que era de interesse para o desenho final. Com os rascunhos em mãos já prontos, podemos dar início à produção do desenho da placa móvel em 2D. Ela não apresentava grandes detalhes que tornassem necessária a concepção do sólido em 3D. Sendo assim, apenas o desenho em 2D já era suficiente para o envio para darem início a produção da placa. 4.2.4 – Desenho do Eixo da Bomba de Água Devido a desgastes e cavidades defeituosas presentes em um eixo usado em uma bomba de água Equipe 100-22 EQ2 (dois estágios) foi inevitável à confecção de um desenho mecânico que norteasse as operações de produção em torno convencional de um novo eixo, que foi fabricado em um tarugo de aço SAE 1020. Para isso deveríamos pesquisar as medidas das secções de diferentes diâmetros, dimensões das roscas e por fim o comprimento total do eixo desgastado e por intermédio de pente de roscas, paquímetros, micrômetros e trena traçarmos um croqui que contivesse todos os detalhes para sua correta fabricação. Como se tratava apenas de uma reprodução de um eixo já existente e também não houve nenhuma alteração de suas dimensões, não foi necessária a constituição de um desenho que apresentasse o eixo sólido em 3D no AutoCAD. 4.2.5 – Desenho de Flange Esse flange foi entregue pelo consórcio Tomé Ferrostaal com o objetivo de realizarmos serviços de usinagem no mesmo. Para esse fim, foi necessária à presença de um desenho que
  31. 31. fornecesse para o operador do torno convencional todas as alterações que seriam feitas no flange. Devido a suas grandes dimensões tivemos de usar equipamentos de medida de grande capacidade, em especial um paquímetro de 1000 milímetros. Além desse, usamos outros paquímetros de diferentes tamanhos. Foram também usados micrômetros, trena e súbito. Através dele conseguimos as medidas que constaram no rascunho que foi a base da criação do desenho final. Levando em consideração as medidas encontradas e presentes no rascunho, fizemos as alterações indispensáveis para a execução dos serviços de usinagem no flange. Como não havia a necessidade de montagem ou a presença de detalhes de relevância na usinagem, fixemos apenas as vistas em 2D do flange. E seguida liberamos o desenho para o setor de operação onde puderam dar início à usinagem do flange. 4.2.6 – Desenho do Conjunto Motriz da Esteira Transportadora Nos fins do mês fevereiro recebemos esse conjunto formado por um eixo e um tambor. Devido a desgastes na superfície externa do tambor que funciona em contato com a esteira transportadora de açúcar, tivemos de faceá-lo para retirarmos uma camada de borracha que o envolvia. Feito isso, colhemos todas as medidas iniciais do conjunto em um rascunho. A presença de áreas desgastadas na superfície metálica do tambor tornou necessária a execução de serviços de usinagem em sua superfície externa. Então pesquisamos novamente as novas dimensões para enviarmos ao cliente, no caso a EMPAT. Usando paquímetros, micrômetros e trena, o dimensionamos. A criação do desenho foi necessária apenas para fins de arquivamento e notificação para o cliente. Por isso o desenho em 2D era a nossa meta final de execução do trabalho, e quando atingimo-la damos por encerrado o mesmo. 4.2.7 – Desenho da Tampa de Centrifuga O passo inicial para a execução desse desenho não foi diferente dos outros: tivemos de mensurar uma tampa original mesmo estando em mau estado de conservação, para obtermos suas medidas construtivas. Fazendo uso de paquímetros e goniômetros, fizemos um rascunho que continha essas informações. Analisando de um modo geral esse serviço, podemos considera-lo simples, pois não apresentava detalhes que propiciassem erros; por outro lado, podemos considera-lo trabalhoso, devido ao grande número de dentes de apoio que são puderam ser obtido com confecção de um sólido 3D. Usando uma ferramenta presente no AutoCAD chamada Snapshot extraímos as
  32. 32. vistas em 2D a partir de um sólido 3D. Sem essa ferramenta, a precisão do desenho estaria seriamente comprometida, já que estamos falando de 90 dentes de apoio. 4.2.8 – Desenho do Eixo de Comando Durante a execução dos serviços de usinagem, o operador notou a existência de uma força que se opunha ao movimento do carro transversal no eixo X. Não precisamos nem ver o estado dos elementos mecânicos que compunha o carro transversal para diagnosticarmos que o defeito estava no eixo de comando. Ao jugarmos o estado de conservação do mesmo, confirmamos a até então suspeita, e a solução não poderia ser outra diferente da substituição do eixo de comando. Para solicitarmos a fabricação do eixo, deveríamos primeiro ter o desenho em mãos. Então pesquisamos as medidas do eixo usando paquímetros e micrômetros, e as transferimos para um rascunho para em seguida desenharmos o eixo nas vistas 2D, desse modo não havia necessidade de constituirmos um sólido em 3D. 4.2.9 – Desenho do Trocador de Calor Devido a alterações nas medidas presentes um trocador de calor já existente, foi necessária à produção de um novo desenho que contivesse essas alterações. Essas modificações localizaram-se principalmente nas tampas de entrada e saída da água, no corpo e nos apoios dos 152 tubos. Em relação aos comprimentos dos tubos vazados tivemos apenas de aumentar seu comprimento. Para recolhermos as medidas do trocador original para uns rascunhos, usamos paquímetros, micrômetros e trena. Com essas medidas em mãos, as adaptamos para a atual demanda do mesmo. Como podemos notar ao lermos o parágrafo anterior a esse, o trocador de calor é constituído de diversos componentes, e por força das alterações nele promovidas, foi precisa a confecção de um sólido em 3D para analisarmos as condições de montagem do mesmo. Terminada a confecção do sólido em 3D, usamos 2 (duas) ferramentas de desenho presentes no AutoCAD, são chamadas de Slice e Snapshot. A função da primeira ferramenta é cortar sólidos para obtermos sólidos em corte. Quanto à segunda ferramenta já conhecemos sua função. O uso da ferramenta Slice é indispensável por através do meio-corte por ela gerado, visualizamos detalhes de construção e montagem de sólidos, e essa foi à finalidade de obtermos os sólidos. Em seguida usamos a ferramenta Snapshot, obtendo assim as vistas em 2D a partir do sólido 3D do trocador de calor. Com os desenhos em mãos, os enviamos para o setor de montagem para darem início a montagem do mesmo.
  33. 33. 4.2.10 – Desenho do Exaustor A empresa Braskem solicitou a fabricação de um exaustor de desgasagem de cloro. Esse exaustor foi fabricado com base em outro exaustor antigo por ela enviado. Então fizemos a pesquisa das medidas do exaustor velho e em seguida as passamos para uns rascunhos, para fazermos esse levantamento, usamos paquímetros, trena e goniômetro. O exaustor é um equipamento com grande número de detalhes, e isso inviabiliza a confecção dos desenhos em 2D usando apenas comandos de linhas através das cotas. Por esse motivo, produzimos o exaustor em 3D e conseguinte usamos a ferramenta Slice e Snapshot. Devido às características de montagem desse equipamento, o dividimos em diversas partes usando a ferramenta Slice, e em seguida usamos a ferramenta Snapshot para obtermos as vistas em 2D. Assim facilitamos a montagem e produção de suas diversas peças. Com as vistas e detalhes já em 2D, organizamos e corrigimos as propriedades das linhas que fizeram parte do desenho, para assim centralizarmos corretamente na folha de plotagem que foi entregue ao setor de produção e montagem, para iniciarem a montagem. Feito isso, declaramos terminada a confecção do mesmo. 4.2.11 – Desenho do Eixo da Turbina a Vapor A necessidade da alteração do rendimento em uma turbina a vapor levou a adequação das medidas do eixo dos rotores da mesma. Algumas dimensões não foram alteradas e essas tivemos de colhê-las no eixo não alterado da turbina a vapor, usando paquímetros, micrômetros e trenas. Quanto às outras medidas alteradas, tomamos como base as medidas nos enviadas através de um croqui, para assim, darmos início a confecção do desenho somente em 2D. Desse modo, não precisamos usar as ferramentas mais complexas, como Slice e Snapshot e também não tivemos de construir sólidos em 3D, e isso tornou esse serviço bastante rápido e lhe atribuiu certa facilidade. Ao organizarmos e centralizarmos de forma correta na folha, o tagueamos e em seguida o arquivamos em uma pasta com a devida finalidade.
  34. 34. 5° – CONCLUSÃO Nesses 4 (quatro) meses de estágio obrigatório tive contato com todas as áreas que fazem parte da área de mecânica. A experiência e o conhecimento adquirido com os profissionais da área da manutenção, operação e projeto e desenho foram essenciais para ampliação da minha visão sobre o setor. Dentro da área da manutenção o contato com recomendações e métodos que para mim eram até então desconhecidos foi de grande valia. Diante de todas as situações e problemas que para mim foram apresentadas desenvolvi a capacidade de entender as causas que levaram ao defeito, desenvolvi também a capacidade de selecionar de maneira inteligente a melhor solução e por fim, desenvolvi também a capacidade de orientar e recomendar boas práticas para otimização do tempo de vida útil dos equipamentos. Na mesma área da manutenção pude reconhecer erros ou procedimentos indesejáveis na gestão de ativos ou programação da execução dos serviços da área. A vivência na área de operação foi de uma importância extraordinária: o aprimoramento de técnicas de operação e medição foi valioso para o início da minha carreira. Algumas dúvidas relacionadas à operação foram sanadas. Através da operação dos tornos convencionais e CNC (todos eles diferentes dos usados no laboratório de máquinas operatrizes do IFAL) tive contato com a fabricação de peças bastante complexas e de grande precisão em suas medidas como o eixo da bomba da centrifuga radial multi-estágio e também com programação da fabricação de peças em torno CNC. Toda essa “breve” experiência serviu para ampliar a minha confiança e visão sobre esse setor da empresa. Por fim, mas não menos importante, irei expor agora a expertise adquirida na área de desenhos e projetos. Podemos considerar essa área como o cérebro de uma empresa metalomecânica. Nela pude desenvolver uma espécie de “visão espacial” dos elementos mecânicos. A teoria vista no IFAL foi essencial para o meu bom êxito na área, diariamente vi e vivi os assuntos que foram apresentados durante os 4 (quatro) anos de estudo no IF. Os meus avanços nesta área foram incríveis, tenho a percepção que estou apto para cumprir, se caso eu desejar, a função de desenhista cadista. A instrução nas aulas de grandes professores durante o tempo vivido no IFAL, a presença ao meu redor de grandes profissionais durante o estagio na Engequip, foram os fatores decisivos para o sucesso do início da minha carreira. Conclusivamente acredito que o conhecimento adquirido nesses 4 anos e 3 meses se perpetuará pelo resto da minha carreira, e termino essa fase como um técnico em mecânica, mas um técnico com a visão voltada para o futuro.
  35. 35. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS VIANA, Herbert Ricardo Garcia. PCM, planejamento e controle de manutenção. Rio de Janeiro: Qualitymark Ed., 2002. PETROBRAS/CONTEC.Norma N-1278 – algarismos e letras para identificação de equipamentos. SANTOS,Valdir Aparecido dos. Manual prático de manutenção industrial. São Paulo: Ícone, 2007. Provenza, Francesco. Projetista de máquinas. São Paulo: Editora F.Provenza,Ed. 71°, 1990. http://www.sopetra.com.br/manutencao_lubrificacao_graxa.php http://www.dequi.eel.usp.br/~tagliaferro/Bombas.pdf https://fabioferrazdr.files.wordpress.com/2008/08/turbinas-a-vapor.pdf http://adm.online.unip.br/img_ead_dp/35114.PDF https://web.fe.up.pt/~tavares/ensino/CFAC- G/Downloads/Apontamentos/Toleranciamento%20Geometrico.pdf http://www.clubedaeletronica.com.br/Mecanica/Metrologia%20TC-2000/metr27.pdf

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