Plolongar a vida util da Gear box

1. 1REWITEC GmbH
Maior performance para caixas de transmissão e
rolamentos.
ENERGIA EÓLICA | RODOVIÁRIO | MARÍTIMO | INDÚSTRIA
17/05/2016 1REWITEC®

2. 2REWITEC GmbHREWITEC GmbH
• REWITEC®
• Tribologia
• Produtos
• Industrias
• Tecnologia
• Sentient Science
• Exemplos de aplicações
• Testes científicos
• Conclusão
Conteúdo
17.05.2016

3. 3REWITEC GmbH 3REWITEC GmbH
EMPRESA E PRODUTOS
17.05.2016

4. 4REWITEC GmbHREWITEC GmbH
• Desenvolve, manufatura e distribui tratamentos para o refinamento de
superfícies em sistemas tribologicos, baseados em nano e micro partículas
(para transmissões, engrenagens e motores)
• Fundado em 2003 na cidade de Lahnau, estado de Hessia, na Alemanha
• Ampla rede mundial de vendas e parceiros comerciais
• Fundador e sócio-gerente: Stefan Bill
17.05.2016

5. 5REWITEC GmbHREWITEC GmbH
• Tribologia:
A ciência e tecnologia da interação de superfícies em movimento
relativo, e assuntos e práticas relacionados.
• Atrito:
Resistência que os corpos opõem quando se movem uns sobre os outros.
Várias formas (atrito estático, de deslizamento o atrito de rolamento e outros).
• Desgaste:
Desgaste (abrasão) é a perda progressiva de material (errosão de superfície)
devido ao movimento relativo entre a superfície e a substância com a qual
entra em contato, mediante fricção, rolagem, impacto, bem como ação
química ou térmica.
17.05.2016
Tribologia, atrito, desgaste
a
b

6. 6REWITEC GmbH 6REWITEC GmbH
17.05.201
6
Produtos

7. 7REWITEC GmbHREWITEC GmbH
Áreas de atuação:
17.05.2016
INDUSTRIA MARÍTIMO RODOVIÁRIOENERGIA EÓLICA
7

8. 8REWITEC GmbH
Rolamento Principal
Engrenagens principais
Rolamentos do gerador
Engrenagens de azimute
Engrenagem de passo
Rolamento de passo
17.05.2016
Exemplos de aplicação

9. 9REWITEC GmbHREWITEC GmbH
Fabricantes Modelo / tipo da turbina
AN Bonus 1.000 kW
DeWind D4 (600 kW), D6 (1.000 kW), D8 (2.000 kW)
Gamesa G47 (600 kW)
GE GE1.5 sl, GE 2.3, GE3.6
Goldwind 750 kW
HSW 1.000 kW
Jacobs 600 kW
NEC Micon 600 kW, 800 kW, 1.000kW
Nordex N43, N52, N54, N60, N80, S70, S77
REpower 5M
Siemens 1.000 kW, 1.300 kW
Suzlon Grease applications
Tacke TW80, TW600, TW1.500
Vestas V25, V39, V44, V47, V52, V66, V80, V90
17.05.2016
Turbinas eólicas tratadas

10. 10REWITEC GmbH
10
17.05.2016
Produto
Maior durabilidade
de caixas de
transmissão em
turbinas eólicas com
DuraGear® W100

11. 11REWITEC GmbH
Produto
17.05.201
6
Maior
durabilidade
para
engrenagens e
rolamentos com
GR400

12. 12REWITEC GmbH
Passo 3
Nova superfície metal-
ceramica
Melhora das propriedades
dos materiais em relação ao
as temperaturas e o desgaste.
Passo 2
Reação Química
As nanopartículas revestem as
superfícies metálicas nas áreas
do atrito.
Passo 1
Processo Químico-Físico
O produto usa o o lubrificante
como meio de transporte até
as áreas do atrito misto.
17.05.2016
O processo de revestimento

13. 13REWITEC GmbH 13REWITEC GmbH
SENTIENT SCIENCE
REWITEC® CÁLCULOS DA VIDA ÚTIL
17.05.2016

14. 14REWITEC GmbH
DigitalClone
Testes computacionais de sistemas
mecânicos e seus componentes
Sentient Science
CÁLCULOS DA VIDA ÚTIL
17.05.2016
Análise do efeito do
REWITEC® DuraGear® W100
sobre a vida útil de uma
caixa de transmissão GE
1.5MW Winergy 4410.2

15. 15REWITEC GmbH17.05.2016
Sentient Science
CÁLCULOS DA VIDA ÚTIL
Cálculos do aumento da vida
útil de:
• Engrenagem Planetária
• Engrenagem de alta
velocidade
• Rolamento Planetário
• Rolamento do estágio
intermediário
main shaft sun shaft interm. shaft 1
interm. shaft 2
output shaft
Localização dos componentes
da transmissão

16. 16REWITEC GmbH17.05.2016
Sentient Science
CÁLCULOS DA VIDA ÚTIL
DigitalClone Glossário
L10
Período de tempo (giros do rotor ou horas de funcionamento) em que em 10% dos componentes
idênticos ocorrerá uma falha, (probabilidade de falha 10% ou confiabilidade 90%).
L50
Período de tempo (giros do rotor ou horas de funcionamento) em que em 50% dos componentes
idênticos ocorrerá uma falha, (probabilidade de falha 50% ou confiabilidade 50%).
L90
Período de tempo (giros do rotor ou horas de funcionamento) em que em 90% dos componentes
idênticos ocorrerá uma falha, (probabilidade de falha 90% ou confiabilidade 10%).

17. 17REWITEC GmbH17.05.2016
Sentient Science
CÁLCULOS DA VIDA ÚTIL Engrenagem intermediária – dente
SEM Rewitec
COM Rewitec
SEM Rewitc
COM Rewitc
Fator de aumento da vida útil

18. 18REWITEC GmbH17.05.2016
Sentient Science
CÁLCULOS DA VIDA ÚTIL
Rolamento do eixo intermediário de alta
velocidade – anel interno
SEM Rewitc
COM Rewitc
SEM Rewitec
COM Rewitec
Fator de aumento da vida útil

19. 19REWITEC GmbH17.05.2016
Sentient Science
CÁLCULOS DA VIDA ÚTIL Aplicação do REWITEC® DuraGear®
W100 dentro de uma gama típica de
carga de vento:
• Risco de falha do rolamento do
planetário
• Economia de até $ 180,000 na
substituição da Gear box
Rolamento planetário – anel interno
SEM Rewitc
COM Rewitc

20. 20REWITEC GmbH17.05.2016
Sentient Science
CÁLCULOS DA VIDA ÚTIL
Cálculo GE 1.5MW Winergy 4410.2 em
um parque eólico com 50 turbinas
Aumento da vida útil
pelo fator 2.6 – 3.3!
ROI= 𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 𝑆𝑎𝑣𝑖𝑛𝑔𝑠 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑇𝑢𝑟𝑏𝑖𝑛𝑒𝑠 𝑤ℎ𝑒𝑟𝑒 𝑅𝐸𝑊𝐼𝑇𝐸𝐶 𝑎𝑝𝑝𝑙𝑖𝑒𝑑 * 100
Payback= 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑇𝑢𝑟𝑏𝑖𝑛𝑒𝑠 𝑤ℎ𝑒𝑟𝑒 𝑅𝐸𝑊𝐼𝑇𝐸𝐶 𝑎𝑝𝑝𝑙𝑖𝑒𝑑 ( 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑒𝑛𝑡 𝑉𝑎𝑙𝑢𝑒 𝑜𝑓 𝐴𝑣𝑜𝑖𝑑𝑖𝑛𝑔 𝐹𝑎𝑖𝑙𝑢𝑟𝑒 𝑝𝑒𝑟 𝑦𝑒𝑎𝑟 12)

21. 21REWITEC GmbH17.05.2016
Sentient Science
CÁLCULOS DA VIDA ÚTIL
Cálculos:
Economia Total, Retorno de Investimento (ROI) em 50 turbinas eólicas GE 1.5MW Winergy
4410.2
Até $ 166.250 de
economia
Taxa de retorno de
investimento (ROI) em até
49%
Recuperação do
investimento
meses

22. 22REWITEC GmbH 22REWITEC GmbH
EXEMPLOS DE
APLICAÇÕES
ENERGIA EÓLICA | RODOVIÁRIO
MARÍTIMO | INDUSTRIA
17.05.2016

23. 23REWITEC GmbHREWITEC GmbH17.05.2016 23
Pitting no flanco do dente
Pitting no flanco do dente depois 6
semanas:
• Menos estresse para o flanco do
dente
• Redução da rugosidade da superfície
e da força de atrito
• Melhor desempenho da capacidade
de carga
antes
depois
Exemplo de uma aplicação:
Revestimento e análise da transmissão de uma turbina eólica GE 1.5 SL

24. 24REWITEC GmbHREWITEC GmbH17.05.2016 24
Pitting no flanco do dente
Pitting no flanco do dente depois 6
semanas:
• Menos estresse para o flanco do
dente
• Redução da rugosidade da superfície
e da força de atrito
• Melhor desempenho da capacidade
de carga
antes
depois
Exemplo de uma aplicação:
Revestimento e análise da transmissão de uma turbina eólica GE 1.5 SL

25. 25REWITEC GmbH
depoisantes
antes depois
17.05.2016
Exemplo de uma aplicação:
Revestimento e análise da transmissão de uma turbina eólica GE 1.5 SL

26. 26REWITEC GmbHREWITEC GmbH
Declínio do nível de vibrações (rugosidade na área da engrenagem) sobre as ondas sazonais da tendência de vibrações:
• I. Redução do nível de vibrações em até 20 %
• II. Redução do nível de vibrações em até 31 %
Aplicação do REWITEC®Tendências sazonais: nível superior
das vibrações sem REWITEC®
Declínio do nível de vibrações na curva de
tendências sazonais.
Adicional declínio do nível das
vibrações na curva de tendências
sazonais seguinte
-20 %
-31 %
17.05.2016
Exemplo de uma aplicação:
Revestimento da transmissão de uma turbina Tacke TW600 (Monitoramento das Condições por CMC
GmbH)
I.
II.

27. 27REWITEC GmbHREWITEC GmbH
Exemplo de uma
aplicação:
Adição
REWITEC®
Objetivo da aplicação:
• Proteção contra desgaste de uma
transmissão N60 com aplicação de
REWITEC® em Maio 2014
• Análise através da SKF Maintenance
Services GmbH
• Proteção contra desgaste futuro e
prolongamento da vida útil
Resultado depois 2 meses:
• O relatório apresenta uma diferença
significante. Parada das vibrações de
alto nível, declínio da frequência de
danos das dentes das engrenagens.
17.05.2016

28. 28REWITEC GmbH
Cálculo da eficiência econômica 1)
Cálculo da eficiência econômica com o tratamento
REWITEC®
Custo de substituição de uma gear box de uma turbina eólica
antes do uso de REWITEC®:
100.000€/por transmissão * 1,5 gear box/ano * 5 anos =
750.000€
Custo de 3 tratamentos com REWITEC® durante 5 anos:
3*2.500€/turbina= 7.500€/turbina (em 5 anos)
7.500€/turbina* 25 turbinas= 187.500€
Economia usando REWITEC®:
750.000€ - 187.500€ = 562.500€
1) conforme relato do cliente MBT que usa REWITEC® desde 2010 em 25
turbinas eólicas TW600
17.05.2016

29. 29REWITEC GmbH 29REWITEC GmbH
TESTES CIENTÍFICOS
REWITEC® EM AÇÃO
17.05.2016

30. 30REWITEC GmbH
Teste de desgaste
em uma bancada de
rolagem com 2
discos
Diretor do Instituto Prof. Dr.-Ing.-Paul Feinle
Gerenet do Laboratório Dr. Markus Grebe
Competence Center of
Tribology
Mannheim-Alemanha
Testes Científicos
17.05.2016
„Tribologia é a ciência e
tecnologia da interação de
superfícies em movimento
relativo, e assuntos e práticas
relacionados “

31. 31REWITEC GmbH
Run 11Run 10
Teste 10: Agip Blasia 320 sem REWITEC® Teste 11: Agip Blasia 320 comREWITEC®
Run 10 Run 11
Runingtime hours Runingtime hours
17.05.2016
Testes Científicos
Desgaste em uma bancada de
rolagem com 2 discos – Óleo de
transmissão sintético

32. 32REWITEC GmbH
Revestimento REWITEC®
17.05.2016
Imagens de microscopia eletrônica de varredura (SEM)
após
teste de 60 horas - comparação 1:1:
Sem REWITEC® Com REWITEC®
Testes Científicos
Desgaste em uma bancada de
rolagem com 2 discos – Óleo de
transmissão sintético

33. 33REWITEC GmbH
Após 6o horas de testes com óleo sintético
Agip SX320*:
*Universidade de Mannheim
17.05.2016
Testes Científicos
Desgaste em uma bancada de
rolagem com 2 discos – Óleo de
transmissão sintético
20% de redução das
temperaturas em transmissões
e rolamentos*
33% menos atrito em
transmissões e
rolamentos*
50% menos rugosidade
em superfícies
metálicas*

34. 34REWITEC GmbH
Rz, antes = 2,389 µm Rz, depois = 1,663 µm (-30
%)
Ra, antes = 0,360 µm Ra, depois = 0,285 µm (-21
%)
Castrol Optigear X320 sem REWITEC®
17.05.2016
Testes Científicos
Desgaste em uma bancada de
rolagem com 2 discos – Óleo de
transmissão sintético

35. 35REWITEC GmbH
Rz, antes = 2,389 µm Rz, depois = 1,129 µm (-53 %)
Ra, antes = 0,360 µm Ra, depois = 0,180 µm (-50 %)
Castrol Optigear X320 com adição de REWITEC® após19 horas e 39 minutos
17.05.2016
Testes Científicos
Desgaste em uma bancada de
rolagem com 2 discos – Óleo de
transmissão sintético

36. 36REWITEC GmbH
Rz, antes = 2,389 µm Rz, depois = 1,024 µm (-57 %)
Ra, antes = 0,360 µm Ra, depois = 0,151 µm (-58 %)
Castrol Optigear X320 com REWITEC®
17.05.2016
Testes Científicos
Desgaste em uma bancada de
rolagem com 2 discos – Óleo de
transmissão sintético

37. 37REWITEC GmbH17.05.2016
Rz antes = 2,00 µm Rz depois = 1,18 µm (-41 %)
Ra antes = 0,22 µm Ra depois = 0,123 µm (-44 %)
• Redução da rugosidade da superfície (Ra) em até 44 %
• Redução da força de atrito em até 37 %
Mobilgear SHC XMP 320 com adição de REWITEC® após 19 horas e 39 minutos
Testes Científicos
Desgaste em uma bancada de
rolagem com 2 discos – Óleo de
transmissão sintético

38. 38REWITEC GmbH17.05.2016
Rz antes = 2,00 µm Rz depois = 1,52 µm (-24 %)
Ra antes = 0,22 µm Ra depois = 0,129 µm (-41 %)
• Redução da rugosidade da superfície (Ra) em até 41 %
• Redução da força de atrito em até 36 %
Castrol Optigear Synthetic X320 com adição de REWITEC® após 19 horas e 39 minutos
Testes Científicos
Desgaste em uma bancada de
rolagem com 2 discos – Óleo de
transmissão sintético

39. 39REWITEC GmbH17.05.2016
Rz before= 2,00 µm Rz after= 0,91 µm (-55 %)
Ra before= 0,22 µm Ra after= 0,100 µm (-54 %)
• Redução da rugosidade da superfície (Ra) em até 54 %
• Redução da força de atrito em até 43 %
Klübersynth GEM 4-320N com adição de REWITEC® após19 horas e 39 minutos
Testes Científicos
Desgaste em uma bancada de
rolagem com 2 discos – Óleo de
transmissão sintético

40. 40REWITEC GmbH
• Gráfico vermelho: sem REWITEC®
• Gráfico azul: com adição de REWITEC® após 20 horas
• Gráfico verde: com REWITEC® adicionado desde o início
• Redução da rugosidade da superfície (Ra) em função de desgaste em
até 58 %
• Redução da força de atrito em até 43 %17.05.2016
Testes Científicos
Desgaste em uma bancada de
rolagem com 2 discos – Óleo de
transmissão sintético

41. 41REWITEC GmbH
REWITEC® na bancada
de testes de rolamentos
FE-8
Competence Center of
Tribology
Mannheim-Alemanha
17.05.2016
Testes científicos
FE-8 teste –
Óleo de transmissão sintético

42. 42REWITEC GmbH
Imagens microscópicas de elementos rolantes do rolamento, Castrol X320 sem adição de
REWITEC®
Imagens microscópicas de elementos rolantes do rolamento, Castrol X320 com adição de
REWITEC®
Ampliação: 200xAmpliação: 50xAmpliação: 20x
Ampliação: 50x Ampliação: 200xAmpliação: 20x
17.05.2016
Testes científicos
FE-8 teste –
Óleo de transmissão sintético

43. 43REWITEC GmbH17.05.2016
Testes científicos
FE-8 teste –
Óleo de transmissão sintético
Imagens S.E.M. de elementos rolantes do rolamento, Castrol X320 sem
REWITEC®
Imagens S.E.M. de elementos rolantes do rolamento, Castrol X320 com
REWITEC®

44. 44REWITEC GmbH
Ampliação: 200xAmpliação: 50xAmpliação: 20x
Ampliação: 50x Ampliação: 200xAmpliação: 20x
17.05.2016
Imagens microscópicas o anel do rolamento, Castrol X320 sem adição de REWITEC®
Imagens microscópicas o anel do rolamento, Castrol X320 com adição de REWITEC®
Testes científicos
FE-8 teste –
Óleo de transmissão sintético

45. 45REWITEC GmbH17.05.2016
Imagens S.E.M. do anel do rolamento, Castrol X320 sem REWITEC®
Imagens S.E.M. do anel do rolamento, Castrol X320 comREWITEC®
Testes científicos
FE-8 teste –
Óleo de transmissão sintético

46. 46REWITEC GmbH
Teste 1: Castrol X320 sem REWITEC® Teste 2: Castrol X320 com REWITEC®
Resultados:
Avaliação:
• 17 % menos desgaste com o uso de REWITEC®
• Superfície mais lisa
Redução de peso
1)
Rolamento
1
0,318
g
Rolamento
2
0,326
g
Total 0,644
g
Redução de peso
1)
Rolamento
1
0,269
g
Rolamento
2
0,266
g
Total 0,535
g
17.05.2016
Testes científicos
FE-8 teste –
Óleo de transmissão sintético
1) Perda de material pelo atrito (desgaste na superfície)

47. 47REWITEC GmbH
Teste 1: Castrol X320 sem REWITEC® Teste 2: Castrol X320 com REWITEC®
Resultados:
17.05.201
6
Testes cientícifos
FE-8 teste –
Óleo sintético para turbinas eólicas, Nano Focus
AG

48. 48REWITEC GmbH
Teste 1: Castrol X320 sem REWITEC® Teste 2: Castrol X320 com REWITEC®
Resultados:
17.05.201
6
Testes cientícifos
FE-8 teste –
Óleo sintético para turbinas eólicas, Nano Focus
AG

49. 49REWITEC GmbH
Teste 1: Castrol X320 sem REWITEC® Teste 2: Castrol X320 com REWITEC®
Resultados:
17.05.201
6
Testes cientícifos
FE-8 teste –
Óleo sintético para turbinas eólicas, Nano Focus
AG

50. 50REWITEC GmbH
Vários óleos sintéticos para
turbinas eólicas na bancada
de testes SRV (oscilação
linear de alta frequência)
parâmetros de
medição:
Frequência da
oscilação:
50 Hz/1mm
Temperatura do
óleo:
T = 80°C
Força normal:
FN = 300N
Duração do teste:
2 h
Competence Center of
Tribology
Mannheim-Alemanha
17.05.2016
Testes cientícifos
FE-8 teste –
Óleo de transmissão sintético

51. 51REWITEC GmbH
0.057 0.055
0.1
0.109
0.113 0.111 0.112
0.081
0.113
0.139
0.105
511 512 512 497
642 647
536
693
570
1060
540
0
200
400
600
800
1000
1200
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0.14
0.16
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Coeficiente médio de atrito Desgaste [µm]
Coeficiente de atrito Desgaste
[µm]
Óleos sintéticos para turbinas eólicas
17.05.2016
Testes científicos - Teste SRV
11 óleos para turbinas eólicas,
Viscosidade 320mm²/s a 40°C

52. 52REWITEC GmbH
Motor elétrico
Banho de óleo
que pode ser
aquecido
Contato tribológico
(esfera de rolamento
sobre placa plana de
aço)
Sistema de molas
para ajustar a força
Micro Tribómetro
17.05.2016
Testes Científicos
Teste pino-disco
Óleo de transmissão sintético

53. 53REWITEC GmbH
Procedimento de medição:
I. Amaciamento ate obtenção de
condições estáveis das interfaces
II. Adição de REWITEC®
III. “2º amaciamento”: melhora dos
contatos tribológicos devido aos efeitos
de REWITEC®
IV. Novas condições estáveis das
interfaces são estabelecidos
V. Diferença entre os níveis de atrito
antes e depois da adição de
REWITEC® :
Redução do atrito devido ao
Adição de REWITEC®
(representação esquemática de medição típica)
Redução do atrito
devido a ação de REWITEC®
Amaciamento inicial
dos contatos
Condições estáveis
após o amaciamento
inicial
2º amaciamento
Valores serão demostrados
mais adiante – foco nesta região
Atritorelativo
17.05.2016
Testes Científicos
Teste pino-disco
Óleo de transmissão sintético

54. 54REWITEC GmbH
Parâmetros de
medição:
Rotação:
1500 RPM
Temperatura do
óleo:
T = 70°C
Força normal:
FN = 20N
17.05.2016
Testes Científicos
Teste pino-disco
Óleo de transmissão sintético
Tempo (h)
Tempo (h)
Tempo (h)
Tempo (h)
Redução de atrito: -19%
tempo = 0,09h
Redução de atrito: -9%
tempo = 2,69h
Redução de atrito: -20%
tempo = 1,93h
Redução de atrito: -19%
tempo = 4,31h
Atritorelativo
Atritorelativo
Atritorelativo
Atritorelativo

55. 55REWITEC GmbHREWITEC GmbH
Recomendações, parceiros e clientes
17.05.2016

56. 56REWITEC GmbH 56REWITEC GmbH
RESUMO
17.05.2016

57. 57REWITEC GmbH17.05.2016 57REWITEC GmbH
Menos atrito e temperaturas mais baixas em sistemas tribológicos:
 Menos estresse e desgaste em transmissões e rolamentos
 Maior eficiência
 Menos estresse para os lubrificantes
 Maior confiabilidade e disponibilidade, sem paralisação
 Mais ganhos e redução dos custos → Maior Retorno do
Investimento

58. 58REWITEC GmbH 58REWITEC GmbH
MUITO OBRIGADO
PELA SUA ATENÇÃO
17.05.2016

59. 59REWITEC GmbH
REWITEC GmbH
Dr.-Hans-Wilhelmi-Weg 1
35633 Lahnau, Deutschland
Telefon: +49 (0) 6441 / 445 99-0
E-Mail: info@rewitec.com
www.rewitec.com
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R. Const. Sebastião Soares Souza Nº 40
29101-350 Vila Velha ES - Brasil
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60. 60REWITEC GmbH
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Candelária,
59065-555 Natal - RN (Brasil)
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