Influência do fio esmaltado nos retornos em garantia de motores elétricos

1
EQ-006 Confiabilidade de Produtos e Sistemas

INFLUÊNCIA DO FIO ESMALTADO NOS RETORNOS EM
GARANTIA DE MOTORES ELÉTRICOS.

Trabalho da cadeira EQ-006 “ Confiabilidade
de Produtos e Sistemas” apresentado no PECE
Programa de Educação Continuada da Escola
Politécnica da Universidade de São Paulo,
para avaliação de aproveitamento do curso

Cadeira: EQ-006
Professor: Dr. Gilberto F. M. de Souza.
Aluno: Marcelo Gandra Falcone.

São Paulo
2003

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RESUMO

O presente trabalho visa avaliar o aproveitamento na cadeira EQ-006 –
“Confiabilidade em Produtos e Sistemas” do PECE - Programa de Educação
Continuada da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, ministrada pelo
Professor Dr. Gilberto F. M. de Souza. Além disto o trabalho pretende sugerir de
maneira simples, para não especialistas, conceitos de Vida e Confiabilidade em
motores elétricos de indução, para ser aplicado como uma das ferramentas de gestão
de manutenção na tendência das exigências de mercado ou conhecimento de partes
de sistemas que utilizam este tipo de acionamento eletromecânico. O trabalho
procura agregar coerência e uniformidade de valores nas partes interessadas, para uso
didático ou profissional.

3

ABSTRACT

The present paper seeks to valuation in the discipline EQ-006". Reliability in
Products and Systems" of PECE - Program of Continuous Education of the Escola
Politécnica da Universidade de São Paulo, learned by the Teacher Dr. Gilberto F. M.
of Souza. Besides the paper intends to suggest in a simple way, for no specialists,
concepts of End-Of-Life and Failure in electric motors of induction, to be applied as
one of the tools of maintenance administration in the tendency of the market
demands or knowledge of parts of systems that use this type of electrical machine.
The present paper made analyses of wire influence in the returns in warranty of
electric motors.

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SUMÁRIO
1- INTRODUÇÃO................................................................................................. 05
2- CONCEITOS..................................................................................................... 06
2.1. Conceitos Gerais............................................................................................... 06
2.2. Confiabilidade em motores elétricos................................................................. 07
2.2.1 Conjunto máquina (motor).............................................................................. 08
2.2.2 Tampas............................................................................................................ 09
2.2.3 Mancais .......................................................................................................... 10
2.2.4 Rotor............................................................................................................... 10
2.2.5 Estator............................................................................................................. 11
2.2.6 Enrolamento.................................................................................................... 11
2.3. Cuidados durante a fabricação/manutenção...................................................... 12
2.3.1 Os defeitos das partes mecânicas.................................................................... 12
2.3.2 Os defeitos do processo de bobinagem........................................................... 13
2.3.3 Produto Acabado............................................................................................. 13
2.4. Vida Útil Efetiva dos Motores elétricos............................................................ 13
2.5. Curva de Vida do Fio Esmaltado.......................................................................14
3- ESTUDO DE CASO ......................................................................................... 16
3.1. Levantamento de dados. .................................................................................. 16
3.2. Análise preliminar das falhas............................................................................. 19
3.3. Análise das falhas e comportamento das mesmas...............................................20
3.4. Taxa de falhas no motor de indução....................................................................21
3.5. Distribuição de falhas e confiabilidade do motor de indução..............................21
3.6. Estudo da confiabilidade do enrolamento............................................................24
3.7. Estudo da confiabilidade do fio esmaltado no enrolamento................................27
4- CONCLUSÕES.................................................................................................. 30
5- BIBLIOGRAFIA.................................................................................................32

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INFLUÊNCIA DO FIO ESMALTADO NOS RETORNOS EM
GARANTIA DE MOTORES ELÉTRICOS.
1- INTRODUÇÃO
O objetivo deste trabalho é analisar os retornos em garantia de motores elétricos de indução
através de uma coleta de dados e análise estatística, a influência do fio esmaltado no subsistema chamado isolação. O efeito pratico sobre isto se recai sobre o fato dos motores
elétricos serem o principal meio de acionamento de equipamentos industriais ou domésticos e
através dos estudos deste trabalho poderemos sugerir de maneira simples, para não
especialistas, conceitos de Vida e Confiabilidade em motores elétricos de indução, que podem
ser aplicados como uma das ferramentas de gestão de manutenção na tendência das exigências
de mercado ou para conhecimento de partes de sistemas que utilizam este tipo de acionamento
eletromecânico.
A ênfase do trabalho recai sobre os motores assíncronos de indução, particularmente os de
pequeno e médio portes, pois são os mais encontrados. Eles podem ser monofásicos ou
polifásicos, de rotor bobinado ou rotor em gaiola, de aplicações domésticas ou industriais.
A quantidade de motores de indução é tão grande em relação aos de corrente contínua, aos
síncronos e aos especiais que, provavelmente, eles atinjam 95% ou mais dos motores
instalados na indústria. Eles são de construção mais simples, robustos e seguros, e menos
suscetíveis às agressões do meio ambiente, principalmente os de rotor em gaiola. Mas nem
por isso deixam de necessitar de certos cuidados:
a) por cuidados iniciais entende-se um conjunto de verificações para concluir se o motor está
adequado e apto a ser instalado e executar os serviços a que se destina, tais como potencia,
tensão, freqüência, grau de proteção, efeitos de armazenamento (lubrificação, umidade,
contaminação), instalação elétrica (cablagem, chaves, reles de proteção, supervisório,
inversores, conversores, etc.), acoplamento, etc.;
b) por requisitos ambientais entende-se as verificações do local onde o motor será instalado
quanto à temperatura, pressão e agressividade química e mecânica do meio ambiente, visando
tanto a proteção do equipamento quanto a segurança, do ponto de vista elétrico e mecânico
das pessoas que trabalham com ele. É preciso verificar também o inverso, ou seja, o quanto o
motor agride o ambiente com emissão de gases, vapores, ruídos e vibrações. Neste ponto, os
motores elétricos são os mais favoráveis e, dentre eles, destacam-se os motores de indução,
que, quando bem projetados e construídos apresentam baixíssimo nível de vibração e tolerável
nível de ruído para a maioria das aplicações;
c) por manutenção periódica entende-se uma série de operações a que deve ser submetido o
motor, para que tenha sua durabilidade estatisticamente prolongada, ou seja, para que a
probabilidade de vida útil seja aumentada. Pode ser do tipo preditiva, preventiva ou corretiva,
tudo depende do custo benefício, que deve ser analisado em função do custo de manutenção e
do preço de aquisição do motor.

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Não podemos esquecer que motores elétricos são máquinas rotativas e os mancais
(rolamentos ou deslizamento) são componentes de desgaste (vida curta comparada aos demais
componentes, ou seja, por volta de 12.000 horas enquanto o resto dos componentes tem vida
estimada por volta de 80.000 horas)

Estes itens lembram um pouco o que se costuma fazer com o atleta que é candidato a uma
competição ou campeonato. O item "a" seria o exame médico inicial, o "check-up" a que é
submetido antes da convocação, para verificar suas possibilidades.O item "b" corresponderia
ao exame técnico das condições das pistas, dos campos e do rigor e exigências da competição.
E o item "c" pode lembrar as concentrações ou internações periódicas, de um ou alguns dias,
em uma clínica especializada para tratamento, relaxamento e retomada da plena forma física e
mental. Acreditamos que estes três itens, se bem conduzidos, podem garantir o sucesso, não
só do motor, mas também de quem cuida dele. Estes cuidados afetam diretamente a
Confiabilidade e a Vida do motor. Veremos na parte experimental que o numero de falhas
precoces por problemas de especificação e falta de cuidados iniciais é bastante acentuado.

2. CONCEITOS
2.1 Conceitos Gerais
As partes estruturais de um motor, como carcaça, núcleos magnéticos (pacote), tampas, caixas
de ligação, eixo e o barramento da gaiola, desde que bem cuidadas e usadas dentro das
especificações, têm vida muito longa. Só abordaremos aqui os motores elétricos de baixa
tensão, até 600 V.
Costuma-se dizer que, se não houvesse acidentes, estas partes consideradas estruturais seriam
praticamente eternas, coisa que não ocorre com escovas e mancais (sejam de rolamento ou de
escorregamento), que são denominados componentes de desgaste e, portanto, renováveis
periodicamente. Assim, o grande limitador de vida do motor elétrico é o enrolamento, ou
melhor, a isolação do enrolamento, tanto dos condutores (fios) entre si, como daqueles para a
massa. Os fatores limitantes da vida do isolante são de natureza química, mecânica, elétrica e
térmica.
Os agentes químicos/ambientais: podem ser de natureza gasosa, líquida ou sólida e de
altitude (pressão atmosférica). Atacam o material isolante, destruindo-o em pouco tempo ou
diminuindo lentamente suas características (seu poder dielétrico). O isolante acaba sendo
perfurado, devido ao potencial elétrico a ele aplicado. A água é um agente pernicioso, não por
si só, mas porque dissolve sais e outras substâncias que vão agir de maneira maléfica sobre o
isolante.
Os agentes mecânicos: dentre os que afetam a isolação, destacam-se os choques e as
vibrações provocadas pelo próprio motor (desbalanceamento) ou transmitidas ao mesmo
pelas estruturas externas. Outro agente mecânico é a erosão causada por pós-abrasivos
lançados pelo ventilador.

7

As ações térmica e elétrica sobre os isolantes são temas excessivamente longos e complexos
para serem tratados neste trabalho. Portanto, o que estamos apresentando é apenas um resumo
do que interessa, de um ponto de vista prático.

Os agentes térmicos: pode-se construir um motor quase perfeito no que diz respeito à
proteção contra pó, água, agentes mecânicos e químicos, e utilizá-lo sem sobrecargas em um
local extremamente limpo. Porém, é impossível protegê-lo contra o agente térmico
(temperatura de funcionamento). Contra este mal não há remédio: nenhuma isolação é eterna.
Todo motor apresenta perdas de potência (Watts) internamente. Essas perdas se transformam
em calor que aquece o enrolamento, produzindo uma elevação de temperatura em relação ao
ambiente, pois sem isso, o calor não se escoaria para fora do motor. A elevação de
temperatura possui efeito pernicioso sobre os isolantes: é o fenômeno denominado
envelhecimento térmico do dielétrico, onde o material de isolação perde lentamente seu
poder dielétrico. O isolante acaba sendo rompido (perfurado), deixando passar corrente em
algum ponto (curto-circuito entre condutores ou para a massa), de tal modo que, se não
houver uma proteção de ação rápida, as conseqüências podem ser desastrosas, com estouros,
fusão de condutores e até fusão parcial do pacote de chapas magnéticas.
É claro que, se a temperatura de funcionamento for muito elevada, em função de sobrecargas
ou devido ao projeto ou construção inadequados, o enrolamento pode se queimar
rapidamente, muito antes do que ocorreria pelo fenômeno de envelhecimento térmico, que é,
por natureza, um fenômeno lento. Estes casos são denominados queima acelerada e não
envelhecimento térmico. Enfim, pelo fato de a temperatura ser um fator limitador inexorável,
os motores (tanto os abertos como os blindados) são projetados com sistema de dissipação
(ventilação), adequado para que a elevação de temperatura esteja de acordo com o isolante
utilizado. Para se ter uma idéia da grande importância da temperatura na vida de um
enrolamento, é bom lembrar que apenas 10°C a mais de temperatura de funcionamento pode
reduzi-la à metade. Por exemplo: se o isolante utilizado é bom para suportar uma temperatura
contínua de 120°C, durante uma vida prevista de quatro anos, não se deve esperar mais que
dois anos de funcionamento se ele for submetido a 130°C.

Os agentes elétricos: é a sobretensão elétrica (tensão elétrica muito acima da nominal), que
pode ocorrer tanto de forma contínua (mais raro) como em forma de pulsos provocados por
oscilações na linha ou até por origem de descargas atmosféricas (raios). O potencial elétrico
aplicado ao isolante poderá ser de tal valor que ultrapasse o limite do poder dielétrico do
material, perfurando-o e provocando o curto-circuito.

2.2 Confiabilidade em motores elétricos.
Como mencionado na introdução para um motor elétrico operar com sucesso sem falhas
durante um período é necessário que ele seja especificado corretamente para a utilização, nos
requisitos de ambiente físico que envolve o equipamento, manutenção adequada, instalação,
operação, operador. Uma vez estabelecido os conceitos de adequação e aderência as
especificações, definimos que confiabilidade de um motor elétrico é a probabilidade do
mesmo operar sem apresentar falhas por um período especifico, por exemplo, operar sem
falha alguma entre paradas programadas para re-lubrificação ou troca de rolamentos.

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Abaixo na figura 1 podemos ver um desenho esquemático de um motor :

Figura 1 – Desenho esquemático de um motor, retirado do livro Máquinas de Corrente
Alternada, de Alfonso Martignoni, página 311.

2.2.1 Motor
Como podemos ver na figura um motor elétrico constitui-se basicamente de :
 Estator;
 Enrolamento;
 Rotor;
 Tampas;
 Mancais;
O conjunto motor elétrico tem como principais falhas (falhas mais comuns):
 Motor não arranca (não parte, ou não vira)
 Vibração ou ruído
 Perda de potencia ou velocidade
 Aquecimento

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Na próxima pagina veremos na figura 2 uma tabela com as principais falhas e causas
possíveis

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Figura 2 – Tabela retirada da apostila “motores de indução volume II”, Ensaios e Defeitos, de
Aureo Gilberto Falcone e Marcelo Gandra Falcone, pagina 35.
2.2.2 Tampas
Constituídas normalmente de:
 Tampa mancal principal (L.A. e L.O.A.);
 Tampinha externa do alojamento do mancal (L.A. e L.O.A.);
 Tampinha interna do alojamento do mancal (L.A. e L.O.A.).
O conjunto das tampas tem como principais falhas (falhas mais comuns):
 Quebra ou deformação mecânica dos rebaixos;
 Ovalização;
 Desgaste criando folgas excessivas;
 Quebras ou deformação.

2.2.3 Mancais:
Normalmente são:
 Buchas de deslizamento ou
 Rolamentos.
O conjunto mancais tem como principais falhas (falhas mais comuns):
 Desgaste;
 Vibração ou ruído;
 Oxidação;
 Falhas de lubrificação.

2.2.4 Rotor:
Como podemos ver na figura 3 um rotor constitui-se basicamente de:
 Eixo;
 Núcleo Magnético;
 Barramento;
 Anéis de curto circuito.

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Figura 3 – Desenho esquemático de um rotor, retirado do livro Máquinas de Corrente
O conjunto rotor tem como principais falhas (falhas mais comuns):
 Quebra ou deformação mecânica do eixo;
 Vibração ou ruído magnético proveniente de núcleo solto;
 Abertura de solda ou fundição dos anéis de curto;
 Soltura dos pesos de Balanceamento
 Abertura ou rompimento de barras
 Desgaste dos colos de mancais.
2.2.5 Estator:
Como podemos ver na figura 4 um estator constitui-se basicamente de :
 Carcaça;
 Núcleo Magnético;
 Caixa de Bornes;
 Enrolamento;

Figura 4 – Desenho esquemático de um motor, retirado do livro Máquinas de Corrente
O conjunto estator tem como principais falhas (falhas mais comuns):
 Quebra ou deformação mecânica da carcaça ou pés / falhas dimensionais
 Vibração ou ruído magnético
 Mau contato/quebra nos bornes
 Falhas de enrolamento

2.2.6 Enrolamento
Como podemos ver na figura 5 um Enrolamento constitui-se basicamente de :
 Condutores(fio esmaltado);
 Cunha de fechamento (esteca);
 Filme isolante para massa e entre camadas;
 Verniz;

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Figura 5 – Ilustração de enrolamento retirada da apostila “motores de indução volume II”,
Ensaios e Defeitos, de Aureo Gilberto Falcone e Marcelo Gandra Falcone, pagina 35.
O conjunto do enrolamento tem como principais falhas (falhas mais comuns):
 Ruptura do isolamento entre bobina e chapa do núcleo do estator;
 Variação na resistência;
 Solda aberta;
 Curto entre espiras;
 Curto entre fases;
 Condutor cortado ou interrompido;
 Isolamento danificado (trinca, fissuras)
 Protetor térmico danificado
 Fuga do protetor para o enrolamento
 Isolamento envelhecido por ação térmica;

2.3 Cuidados durante a fabricação e/ou manutenção:
A implementação de inspeções, testes e ensaios durante o processo de fabricação ou
manutenção visam o aumento da confiabilidade. A eficiência dos produtos na fabricação ou
na manutenção é extremamente necessária e inevitável para atingir índices de qualidade
(evitar retrabalho) e evitar falhas precoces.
2.3.1 Os defeitos das partes mecânicas (carcaça, núcleos magnéticos, tampas, tampinhas e
eixo) podem apresentar são:
Dimensionais em geral:
 Tolerâncias de ponta de eixo;
 Tolerâncias de rasgo de chaveta;
 Tolerâncias de chavetas;
 Tolerâncias e centralização de colos de mancais;
 Tolerâncias e centralização dos rebaixos, furação dos pés e altura até o centro da
carcaça;
 Tolerâncias e centralização de cubos das tampas;
 Tolerâncias e centralização de rebaixos das tampas;
 Tolerâncias e centralização do assento de mancais;
 Folga de tampinhas internas e externas.

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Inspeção durante a fabricação de acordo com desenhos (dimensional).
Solda:
 Conformidade/Continuidade;
 Bolhas;
 Respingo.
Inspeções:
 Visual;
 Liquido penetrante.
Fundidos:
 Bolhas;
 Fissuras.
Inspeção por líquido penetrante após usinagem.
Núcleo magnético:
 Dimensional,
 Perdas;
 Fixação.
Inspeção por alicate de perdas e dimensional padrão
Balanceamento:
 Vibração.
Inspeção feita no próprio processo.
2.3.2 Os defeitos do processo de bobinagem:
Choque (mau isolamento entre bobina e chapa do estator), variação na resistência, solda mal
feita, ligações invertidas, sentido de rotação errado, curto entre espiras, fio fora da ranhura,
curto entre fases, foi cortado ou interrompido, ligação errada, isolamento dobrado, isolamento
danificado, protetor térmico danificado, fuga do protetor para o enrolamento.
Os testes que são realizados estão descritos abaixo e estão na ordem de execução:
 Medição de resistência ôhmica;
 Teste de tensão aplicada AC (Hipot AC);
 Teste de tensão aplicada DC (Hipot DC);
 Teste de Surto Elétrico (Surge Test);
 Teste de protetor térmico;
 Teste do sentido de rotação.
2.3.3 Produto acabado
Após a montagem os ensaios de rotina que devem ser executados para verificação da
conformidade do produto com a especificação:
 Ensaio de Verificação da resistência ôhmica
 Ensaio de Resistência de Isolação
 Ensaio de determinação do Índice de polarização
 Ensaio de Tensão suportável
 Ensaio em Vazio
 Ensaio de Rotor bloqueado
 Ensaio de Pintura
 Verificação Visual final

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2.4 Vida útil efetiva dos motores elétricos:
Conforme mostrado até aqui, as causas e influências que dão origem ao envelhecimento do
sistema isolante dos motores de indução, são múltiplas.
“Envelhecimento” significa uma mudança nociva à capacidade de isolar do sistema isolante.
A natureza desta mudança pode ser muito variada. As propriedades de um sistema isolante, as
quais são influenciadas pelo envelhecimento, dependem do tipo de esforço (stress) e do tipo
de material que está sendo usado. Os esforços que produzem envelhecimento, chamados de
“fatores de envelhecimento”, podem ser divididos normalmente em quatro tipos básicos:
Elétricos, térmicos, mecânicos e químicos, como já vistos neste trabalho. A falha efetiva do
sistema isolante significa o rompimento da rigidez dielétrica dos isolantes sólidos, colocando
em curto-circuito as partes energizadas. A vida útil efetiva pode ser determinada medindo o
tempo necessário para o rompimento completo do dielétrico do sistema isolante. Fazendo isto
em tempo real tornar-se-ia muito exaustivo, considerando que seja esperado uma duração
normal de alguns anos. Por isto, o processo de envelhecimento normalmente é acelerado em
laboratório de testes, para reduzir o tempo de vida.
Isto é feito usualmente aumentando a amplitude do tipo de um esforço (fator limitante da
vida) sob estudo. Quando são disponíveis dados suficientes de envelhecimento, aspectos
estatísticos podem ser considerados. Acelerando o processo de envelhecimento para um dado
tipo de esforço é possível que um outro tipo de esforço que também cause envelhecimento
passe a ser dominante, ou ainda que as mudanças no processo de envelhecimento sejam não
lineares em função do aumento da amplitude do esforço. Desta forma, as extrapolações devem
ser feitas com muita prudência, visto que podem conduzir a resultados errados. Os ensaios de
envelhecimento, diante das dificuldades apresentadas, são validos para efeito comparativo,
visto que nestes casos nenhuma extrapolação precisa ser feita e os materiais, métodos e
processos podem ser comparados em condições idênticas. Os sistemas isolantes, os quais são
expostos a diversos fatores limitantes da vida podem, adicionalmente ao envelhecimento
produzido por cada fator, experimentar o envelhecimento devido aos efeitos da sinergia. Os
efeitos da sinergia são devidos à interação entre os diferentes fatores limitantes.
Portanto, a estimativa do tempo de vida útil efetiva de um dado motor, em função da
multiplicidade de fatores limitantes, é uma tarefa altamente complexa, onde interagem os
efeitos devidos às variações nos processos construtivos, aqueles em função das reações físicoquímicas dos materiais isolantes envolvidos, a temperatura e todos os fatores ambientais
relacionados com as contaminações e umidade. Além disso, em função das inter-relações
entre os diversos fatores limitantes da vida, aparece o efeito da diminuição de tempo de vida
em função do aumento de componentes. Diversos modelos foram criados para representar o
comportamento de cada fator limitante da vida e permitir avaliar o tempo de vida esperado. O
cálculo teórico através da aplicação das equações que governam os diversos fatores limitantes,
em função da complexidade, se não permite exatamente estimar a vida útil esperada de forma
absoluta, pelo menos permite tirar conclusões comparativas valiosas, já que pode mostrar as
tendências esperadas para cada caso, como, o grande limitador de vida do motor elétrico é o
enrolamento, ou melhor, a isolação do enrolamento, tanto dos condutores (fios) entre si, como
daqueles para a massa, a formulação esta associada ao comportamento deste, ou seja, neste
trabalho iremos adotar como fator limitante de vida fio esmaltado.

15

2.5 Curva de vida do fio esmaltado (fornecido pela Pirelli fios esmaltados)

16

3. ESTUDO DE CASO
3.1 Levantamento de dados
Utilizando os conceitos do curso EQ-006 “Confiabilidade de Produtos e Sistemas” vamos
fazer uma analise da confiabilidade do sistema no período de garantia, por meio da
representação dos diagramas de bloco e de tabela de falhas.
Os componentes básicos que podem gerar falhas críticas no motor são:
 Estator;
 Enrolamento;
 Rotor;
 Tampas;
 Mancais.

Estamos propondo um modelo com os componentes dispostos em série conforme figura 6:
Mancal

Estator

Rotor

Enrolo

Tampas

Figura 6 – Componentes do motor dispostos em série
As falhas dos componentes acima são independentes e a confiabilidade Rs(t) do sistema
motor é dada por:
, onde n=5.
Subdividindo o sistema e analisando o Enrolamento temos:
Os componentes básicos que podem gerar falhas críticas no enrolamento são:
 Fio esmaltado;
 Papel isolante;
 Verniz.
Eles atuam em modelo proposto na forma disposta conforme figura 7:
Verniz
Fio
Esmaltado
Isolante
Para a parte experimental foi feito um levantamento através de um banco de informações de
unidades retornadas durante 42 meses. Neste banco de informações constam as unidades
produzidas e as unidades de retorno pelos clientes para analise de garantia. Todo motor que
retorna sofre uma analise para verificação do tipo de falha, as causas possíveis e se é
realmente garantia ou não. Foram anotadas 124 falhas para 2426 unidades produzidas
correspondentes a estas falhas no período.

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Tabela 1 tipo de falha e tempo até as falhas
Problema
Constatado
rotor errado
Mancal
falha isolação
Sobrecarga
fora de norma
Dimensional
Dimensional
mancal
mica desconforme
Dimensional
Dimensional
enrolado errado
falha isolação
sobrecarga
mancal fundido
Dimensional
Dimensional
pintura
acabamento
mancal fundido
Dimensional
mancais
falha isolação
Dimensional
balanceamento
falha isolação
dimensional
mancal
mancal
mancal fundido
mancal fundido
mancal
falha isolação
falha isolação
montagem
sobrecarga
falha isolação
dimensional
falha isolação
mancais
torque baixo
Falha isolação
Torque baixo
Falha isolação
Falha isolação
Falha isolação

Causa
Constatada
projeto do rotor
montador
operador cliente
operador cliente
especificação errada
montador
montador
enrolador
enrolamento
operador cliente
montagem
levantamento errado
especificação
faltou oleo no cliente
levantamento errado
montador
manuseio
flexão do rotor
fio esmaltado
motor encolheu ???
fornecedor de rolamento
balanceamento
instrução de uso
operador cliente
balanceamento
fio esmaltado
fio esmaltado
montador
enrolador
fornecedor de rolamento
comutador ( fornecedor)
operador cliente
operador cliente

tempo de Uso tempo
em Meses
em horas
0,033
24
0,033
24
0,0333
24
0,0333
24
0,0333
24
0,0333
24
0,0333
24
0,0333
24
0,0333
24
0,25
180
0,25
180
0,25
180
0,333
240
0,333
240
0,5
360
0,5
360
0,5
360
0,5
360
0,5
360
0,5
360
0,5
360
0,5
360
1
720
1
720
1
720
1
720
1
720
1
720
1
720
1
720
1
720
1
720
1
720
1
720
1
720
1
720
1
720
1
720
1
720
1
720
1
720
1
720
1
720
1
720
1
720
1
720

18

mancal fundido
mancal fundido
Dimensional
sobrecarga
falha isolação
tampinha oval
falha isolação
falha isolação
fixação dos polos
fixação dos polos
fixação dos polos
fixação dos polos
fixação dos polos
fixação dos polos
fixação dos polos
fixação dos polos
fixação dos polos
fixação dos polos
falha isolação
torque baixo
mancal fundido
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
acabamento
mancal
mancal
mancal
falha isolação
fixação dos polos
sobrecarga
falha isolação
sobrecarga
rotor errado
mancal
mancal
mancal
falha isolação
falha isolação
comutador
falha isolação
falha isolação
sobrecarga
comutador
desgaste
sobrecarga
mancal
mancal
acabamento
falha isolação

montagem
montagem
operador cliente
enrolador
material / usinagem
fio esmaltado
fio esmaltado
metodo
metodo
metodo
metodo
metodo
metodo
metodo
metodo
metodo
metodo
enrolador
montagem
fio esmaltado
fio esmaltado
fio esmaltado
lote rolamento
lote rolamento
lote rolamento
montador
metodo
enrolador
operador cliente
projeto do rotor
lote rolamento
lote rolamento
lote rolamento
fio esmaltado
enrolador
sobrecarga
erro de estocagem
contaminação
operador cliente
sobrecarga
material / usinagem
lote rolamento
lote rolamento
fio esmaltado

2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
3
4
4
4
4
4
4
5
5
5
5
5
5
5
5
6
6
6
7
7
7
8
8
8
8
9

1440
1440
1440
1440
1440
1440
1440
1440
1440
1440
1440
1440
1440
1440
1440
1440
1440
1440
1440
1440
2160
2160
2160
2160
2160
2160
2880
2880
2880
2880
2880
2880
3600
3600
3600
3600
3600
3600
3600
3600
4320
4320
4320
5040
5040
5040
5760
5760
5760
5760
6480

19

falta de fase
falha isolação
Mancal
falha isolação
falha isolação
sobrecarga
falha isolação
falha isolação
cartão eletronico
falha isolação
baixa corrente
falha isolação
falha isolação
mancal
mancais
falha isolação
falha isolação
mancal
mancal
fratura por fadiga
falha isolação
peças quebradas
corrente alta
Fusão de Barras
Fusão de Barras
corrente de campo
corrente de arm.

contator do cliente
isolamente
lote rolamento
fixação dos polos
fixação dos polos
operador cliente
contaminação
contaminação
fixação dos polos
fio esmaltado
sobrecarga
rolamento
montador
fio esmaltado
contaminação
rolamento
rolamento
especificação errada material
contaminação
transporte
Pacote de chapas deteriorado
Pacote de chapas deteriorado

3.2 Análise preliminar das falhas

9
9
9
11
11
11
11
12
12
12
12
13
14
14
14
15
16
16
16
18
18
20
21
22
28
36
36

n=

2426

numero de falhas=
numero de falhas precoces(até 2 meses inclusive)=
numero de falhas até 12 meses=
numero de falhas até 24 meses=
isolação=
mancal=
rotor=
tampas=
estator=

124
66
108
121
38
27
16
14
29

6480
6480
6480
7920
7920
7920
7920
8640
8640
8640
8640
9360
10080
10080
10080
10800
11520
11520
11520
12960
12960
14400
15120
15840
20160
25920
25920

% de falhas % rel de falhas
5,11% 100,00%
2,72%
53,23%
4,45%
87,10%
4,99%
97,58%
1,57%
30,65%
1,11%
21,77%
0,66%
12,90%
0,58%
11,29%
1,20%
23,39%

20

3.3 Análise das falhas e comportamento das mesmas no motor de indução:
T=horas nr falhas
23,76
9
180
12
239,76
14
360
22
720
46
1440
66
2160
72
2880
78
3600
86
4320
89
5040
92
5760
96
6480
100
7920
104
8640
108
9360
109
10080
112
10800
113
11520
116
12960
118
14400
119
15120
120
15840
121
20160
122
25920
124

Vemos um incremento inicial muito grande, o que pode indicar falhas precoces ou
prematuras. Analisando a tabela 2 dos dados experimentais vemos um numero muito grande
de falhas por erros de especificação (cliente comprou errado e quer que o fabricante resolva o
problema) ou problemas de processo ( 29 falhas até 1440 horas – 2 meses ) o que representa
19,35% do total de falhas apurados ou 44% das falhas consideradas precoces.
Daí podemos concluir a importância do chamado análise crítica de contratos requisito típico
de normas de Gestão da Qualidade.
Também fica evidente o numero de falhas iniciais até 3 meses inclusive, 72 falhas = 58% das
falhas, que são decorrentes principalmente da má analise de contratos de compra e venda e
dos cuidados iniciais (um conjunto de verificações para concluir se o motor está adequado e
apto a ser instalado e executar os serviços a que se destina, tais como potencia, tensão,
freqüência, grau de proteção, efeitos de armazenamento, instalação elétrica, acoplamento,
etc.) e dos chamados requisitos ambientais que entende-se as verificações do local onde o
motor será instalado quanto à temperatura, pressão e agressividade química e mecânica do
meio ambiente, visando tanto a proteção do equipamento quanto a segurança, do ponto de
vista elétrico e mecânico das pessoas que trabalham com ele.

21

3.4 Taxa de falhas no motor de indução:
t=horas

23,76
180
239,76
360
720
1440
2160
2880
3600
4320
5040
5760
6480
7920
8640
9360
10080
10800
11520
12960
14400
15120
15840
20160
25920

t)=

0,378788
0,066667
0,058392
0,061111
0,063889
0,045833
0,033333
0,027083
0,023889
0,020602
0,018254
0,016667
0,015432
0,013131
0,0125
0,011645
0,011111
0,010463
0,010069
0,009105
0,008264
0,007937
0,007639
0,006052
0,004784

Fazendo uma análise do comportamento da taxa de falhas acumulada ao longo do tempo
vemos que ela obedece uma curva de Weibul com =0,5

Cabe agora partir para uma quarta análise de dados para determinar os parâmetros de uma
distribuição de Weibull que representam a distribuição dos tempos até a falha.

22

A amostra tem 2426 elementos sendo que 124 apresentam falhas.
3.5 Distribuição de falhas e confiabilidade do motor de indução:

23
2426 motores em distribuição weibull -> N=2426
i
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71

i/N+1
0,000412
0,000824
0,001236
0,001648
0,00206
0,002472
0,002884
0,003296
0,003708
0,00412
0,004532
0,004944
0,005356
0,005768
0,00618
0,006593
0,007005
0,007417
0,007829
0,008241
0,008653
0,009065
0,009477
0,009889
0,010301
0,010713
0,011125
0,011537
0,011949
0,012361
0,012773
0,013185
0,013597
0,014009
0,014421
0,014833
0,015245
0,015657
0,016069
0,016481
0,016893
0,017305
0,017717
0,018129
0,018541
0,018953
0,019365
0,019778
0,02019
0,020602
0,021014
0,021426
0,021838
0,02225
0,022662
0,023074
0,023486
0,023898
0,02431
0,024722
0,025134
0,025546
0,025958
0,02637
0,026782
0,027194
0,027606
0,028018
0,02843
0,028842
0,029254

ln(1-F(t)) ln(-ln(1-F(t)))
-0,00041 -7,7942052
-0,00082 -7,1008519
-0,00124 -6,6951806
-0,00165 -6,4072922
-0,00206 -6,1839423
-0,00248 -6,0014144
-0,00289 -5,8470572
-0,0033 -5,7133193
-0,00372 -5,5953296
-0,00413 -5,4897624
-0,00454 -5,3942455
-0,00496 -5,3070273
-0,00537 -5,2267776
-0,00579 -5,1524627
-0,0062 -5,0832628
-0,00661 -5,0185171
-0,00703 -4,9576853
-0,00744 -4,9003197
-0,00786 -4,8460451
-0,00827 -4,7945444
-0,00869 -4,7455468
-0,00911 -4,6988192
-0,00952 -4,6541598
-0,00994 -4,6113925
-0,01035 -4,5703627
-0,01077 -4,5309342
-0,01119
-4,492986
-0,0116 -4,4564103
-0,01202
-4,421111
-0,01244 -4,3870013
-0,01286 -4,3540033
-0,01327 -4,3220463
-0,01369 -4,2910663
-0,01411 -4,2610049
-0,01453 -4,2318089
-0,01494 -4,2034295
-0,01536 -4,1758218
-0,01578 -4,1489449
-0,0162 -4,1227606
-0,01662
-4,097234
-0,01704 -4,0723324
-0,01746 -4,0480259
-0,01788 -4,0242863
-0,0183 -4,0010877
-0,01872 -3,9784056
-0,01914 -3,9562174
-0,01956 -3,9345018
-0,01998
-3,913239
-0,0204 -3,8924102
-0,02082 -3,8719979
-0,02124 -3,8519856
-0,02166 -3,8323578
-0,02208 -3,8130998
-0,0225 -3,7941978
-0,02292 -3,7756387
-0,02334 -3,7574102
-0,02377 -3,7395005
-0,02419 -3,7218986
-0,02461 -3,7045939
-0,02503 -3,6875765
-0,02546 -3,6708368
-0,02588 -3,6543658
-0,0263 -3,6381549
-0,02672 -3,6221959
-0,02715
-3,606481
-0,02757 -3,5910028
-0,02799 -3,5757541
-0,02842 -3,5607281
-0,02884 -3,5459183
-0,02927 -3,5313185
-0,02969 -3,5169227

t-to
180
180
180
239,76
239,76
360
360
360
360
360
360
360
360
720
720
720
720
720
720
720
720
720
720
720
720
720
720
720
720
720
720
720
720
720
720
720
720
1440
1440
1440
1440
1440
1440
1440
1440
1440
1440
1440
1440
1440
1440
1440
1440
1440
1440
1440
1440
2160
2160
2160
2160
2160
2160
2880
2880
2880
2880
2880
2880
3600
3600

ln(t-to)
5,192957
5,192957
5,192957
5,479638
5,479638
5,886104
5,886104
5,886104
5,886104
5,886104
5,886104
5,886104
5,886104
6,579251
6,579251
6,579251
6,579251
6,579251
6,579251
6,579251
6,579251
6,579251
6,579251
6,579251
6,579251
6,579251
6,579251
6,579251
6,579251
6,579251
6,579251
6,579251
6,579251
6,579251
6,579251
6,579251
6,579251
7,272398
7,272398
7,272398
7,272398
7,272398
7,272398
7,272398
7,272398
7,272398
7,272398
7,272398
7,272398
7,272398
7,272398
7,272398
7,272398
7,272398
7,272398
7,272398
7,272398
7,677864
7,677864
7,677864
7,677864
7,677864
7,677864
7,965546
7,965546
7,965546
7,965546
7,965546
7,965546
8,188689
8,188689

beta=
interceptação=
-6,71851
ln(eta)=
=

0,725588
-9,54731
0,388952
17,27333
31747747

24
Curva Distribuição de Weibull

0
4
4
2
6
2
4
8
9
2
5
1
5
9
4
4
9
2
2
4
4
1
8
6
56 10 10 51 51 51 51 51 98 98 98 98 63 45 89 89 61 92 75 57 08 39 73
-1
29 ,886 886 792 792 792 792 792 723 723 723 723 778 655 886 886 251 586 764 641 183 518 237
19 5
5, 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 7,2 7,2 7,2 7,2 7,6 7,9 8,1 8,1 8,5 8,6 8,7 9,0 9,2 9,3 9,6
5,

-2

Ln(-Ln(1-F(t)))

-3
-4
-5
-6
-7
-8
-9
Ln(t-to)

Definimos a função da confiabilidade como :
  t  
R(t )  exp    
 
   



onde:
beta=
eta=

0,523682
2639125

Portanto, para um período de garantia de 24 meses a confiabilidade do motor elétrico
operando dentro das especificações será :
R(t)= 0,997711803=99,77%
Vamos partir para a análise do enrolamento onde de acordo com a coleta de dados foi a parte
do sistema que apresentou maior incidência de falhas.

3.6 Estudo da confiabilidade do enrolamento:

25
Problema
constatado
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação

Causa
tempo de Uso
tempo
numero t)=
Constatada
em Meses em horas de falhas
operador cliente
0,0333
24
1 0,041708
enrolamento
0,333
240
2 0,008342
manuseio
1
720
3 0,004167
fio esmaltado
1
720
4 0,005556
fio esmaltado
1
720
5 0,006944
fio esmaltado
1
720
6 0,008333
1
720
7 0,009722
enrolador
1
720
8 0,011111
1
720
9
0,0125
operador cliente
1
720
10 0,013889
operador cliente
1
720
11 0,015278
1
720
12 0,016667
enrolador
2
1440
13 0,009028
fio esmaltado
2
1440
14 0,009722
fio esmaltado
2
1440
15 0,010417
enrolador
2
1440
16 0,011111
fio esmaltado
3
2160
17 0,00787
fio esmaltado
3
2160
18 0,008333
3
2160
19 0,008796
fio esmaltado
3
2160
20 0,009259
montador
4
2880
21 0,007292
enrolador
5
3600
22 0,006111
fio esmaltado
5
3600
23 0,006389
enrolador
5
3600
24 0,006667
erro de estocagem
6
4320
25 0,005787
contaminação
6
4320
26 0,006019
fio esmaltado
9
6480
27 0,004167
isolamente
9
6480
28 0,004321
fixação dos polos
11
7920
29 0,003662
fixação dos polos
11
7920
30 0,003788
contaminação
11
7920
31 0,003914
contaminação
12
8640
32 0,003704
fixação dos polos
12
8640
33 0,003819
fio esmaltado
13
9360
34 0,003632
sobrecarga
14
10080
35 0,003472
fio esmaltado
15
10800
36 0,003333
contaminação
16
11520
37 0,003212
contaminação
18
12960
38 0,002932

tempo
em horas

numero
de falhas
24
240
720
1440
2160
2880
3600
4320
6480
7920
8640
9360
10080
11520
12960

t)=
1
2
12
16
20
21
22
26
28
31
33
34
36
37
38

0,041708
0,008342
0,016667
0,011111
0,009259
0,007292
0,006111
0,006019
0,004321
0,003914
0,003819
0,003632
0,003571
0,003212
0,002932

26

Taxa de falhas
0,045

nr de falhas / tempo

0,04
0,035
0,03
0,025
0,02
0,015
0,01
0,005
0
0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

tempo em horas

Fazendo uma análise do comportamento da taxa de falhas acumulada ao longo do tempo
vemos que ela obedece características de uma curva Lognormal com mLn(x)=0 e S=1,
conforme página 40 da Apostila do PECE, versão segundo bimestre de 2003 do Prof. Dr.
Gilberto F. M. de Souza na cadeira EQ006-Confiabilidade de Produtos e Sistemas.
Cabe agora partir para uma análise de dados feita no Excel para determinar os parâmetros de
uma distribuição Lognormal que representam a distribuição dos tempos até a falha.
Na amostra de 2426 elementos analisada à partir do item 3.1, identificamos 38 falhas que
apresentam falhas de isolação ( enrolamento ).
De posse da confiabilidade do enrolamento poderemos estabelecer uma comparação com o
sistema uma vez que temos a confiabilidade do sistema e poderemos considerar:

Estator
Rotor
Mancal
Tampas

Enrolamento

27
Estudo da confiabilidade
i
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38

i/(n+1) invnormal
0,000412 -3,34461
0,000824 -3,14714
0,001237 -3,02665
0,001649 -2,93854
0,002061 -2,86869
0,002473 -2,81048
0,002885 -2,76053
0,003298 -2,71662
0,00371 -2,67741
0,004122
-2,6419
0,004534 -2,60945
0,004946 -2,57955
0,005359 -2,55179
0,005771 -2,52585
0,006183 -2,50151
0,006595 -2,47859
0,007007 -2,45687
0,00742 -2,43628
0,007832 -2,41667
0,008244 -2,39794
0,008656
-2,38
0,009068 -2,36281
0,009481
-2,3463
0,009893 -2,33038
0,010305 -2,31505
0,010717 -2,30024
0,011129 -2,28592
0,011542 -2,27205
0,011954
-2,2586
0,012366 -2,24556
0,012778 -2,23288
0,01319 -2,22055
0,013603 -2,20856
0,014015 -2,19687
0,014427 -2,18548
0,014839 -2,17435
0,015251
-2,1635
0,015664 -2,15288

ln(t) invnormal
3,18
-3,34
5,48
-3,15
6,58
-3,03
9,06
-2,22
9,06
-2,21
9,14
-2,20
9,22
-2,19
9,29
-2,17
9,35
-2,16
9,47
-2,15

t
24
240
720
720
720
720
720
720
720
720
720
720
1440
1440
1440
1440
2160
2160
2160
2160
2880
3600
3600
3600
4320
4320
6480
6480
7920
7920
7920
8640
8640
9360
10080
10800
11520
12960

ln(t)
3,177053
5,479638
6,579251
6,579251
6,579251
6,579251
6,579251
6,579251
6,579251
6,579251
6,579251
6,579251
7,272398
7,272398
7,272398
7,272398
7,677864
7,677864
7,677864
7,677864
7,965546
8,188689
8,188689
8,188689
8,371011
8,371011
8,776476
8,776476
8,977146
8,977146
8,977146
9,064158
9,064158
9,144201
9,218309
9,287301
9,35184
9,469623

mln(x)=
inclin.=
intercept=
desvio padrão dos ln(x)=
var dos ln(x)=
Sigma=

admitir que F(x)=P(x<=xo)
Mx=o
Sx=1

7,700207
0,211777
-4,11807
1,315932
1,731677
1,86986 0,000295
Portanto
R(t)= 0,999705

28

Distribuição LogNormal

Invervo da Distribuição Normal Reduzida

0
7 8 8 7 9 7
8 8 8 6 2 5
8 8 8 8 8 8 7
-0,5,1 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 7,2 7,2 7,6 7,6 7,9 8,1 8,3 8,7 8,9 8,9 9,0 9,2 9,3
3

-1
-1,5
-2
-2,5
-3
-3,5
-4
Dias

Portanto, para um período de garantia de 24 meses a confiabilidade do enrolamento motor
elétrico operando dentro das especificações será :
R(t)= 0,999705=99,97%
A partir desta análise do enrolamento onde de acordo com a coleta de dados foi a parte do
sistema que apresentou maior incidência de falhas vemos:
Confiabilidade do motor : R(t)= 0,997711803=99,77%
Confiabilidade do enrolamento : R(t)= 0,999705=99,97%
Confiabilidade dos demais sub-sistemas em série: R(t)= 0,998006217=99,80%
3.7 Estudo da confiabilidade do fio esmaltado no enrolamento:
Problema
constatado
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação
falha isolação

Causa
Constatada
fio esmaltado
fio esmaltado
fio esmaltado
fio esmaltado
fio esmaltado
fio esmaltado
fio esmaltado
fio esmaltado
fio esmaltado
fio esmaltado
fio esmaltado
fio esmaltado

tempo de Uso
tempo
em Meses em horas
1
720
1
720
1
720
2
1440
2
1440
3
2160
3
2160
3
2160
5
3600
9
6480
13
9360
15
10800

29
tempo
em horas

t)=

numero
de falhas

720
1440
2160
3600
6480
9360
10800

2
5
8
9
10
11
12

0,002778
0,003472
0,003704
0,0025
0,001543
0,001175
0,001111

nr de falhas/ tempo

Taxa de falhas
0,004
0,0035
0,003
0,0025
0,002
0,0015
0,001
0,0005
0
0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

tem po em horas

Fazendo a análise do comportamento da taxa de falhas acumulada ao longo do tempo no fio
esmaltado, vemos que ela obedece características de uma curva Lognormal com mLn(x)=0 e
S=1, conforme página 40 da Apostila do Prof. Dr. Gilberto F. M. de Souza da cadeira
EQ006-Confiabilidade de Produtos e Sistemas ministrada no PECE da Escola Politécnica da
Universidade de São Paulo no segundo bimestre de 2003.
Cabe agora partir para uma análise de dados feita no Excel para determinar os parâmetros de
uma distribuição Lognormal que representam a distribuição dos tempos até a falha.
Na amostra de 2426 elementos analisada à partir do item 3.1, identificamos 12 falhas que
apresentam falhas de isolação ( enrolamento ).
De posse da confiabilidade do enrolamento poderemos estabelecer uma comparação com o
sistema uma vez que temos a confiabilidade do sistema e poderemos considerar:
Verniz
Fio
Esmaltado
Isolante

30
Estudo das probabilidades de falhas do fio condutor
i
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

i/(n+1) invnormal
0,000412 -3,34461
0,000824 -3,14729
0,001236
-3,0268
0,001648 -2,93869
0,00206 -2,86884
0,002472 -2,81063
0,002884 -2,76064
0,003296 -2,71677
0,003708 -2,67755
0,00412 -2,64205
0,004532 -2,60959
0,004944 -2,57969

t
720
720
720
1440
1440
2160
2160
2160
3600
6480
9360
10800

ln(t)
6,579251
6,579251
6,579251
7,272398
7,272398
7,677864
7,677864
7,677864
8,188689
8,776476
9,144201
9,287301

mln(x)=
inclin.=
intercept=
desvio padrão dos ln(x)=
var dos ln(x)=
Sigma=

ln(t) invnormal
6,58
-3,34
6,58
-3,15
6,58
-3,03
7,27
-2,94
7,27
-2,87
7,68
-2,81
7,68
-2,76
7,68
-2,72
8,19
-2,68
8,78
-2,64

admitir que F(x)=P(x<=xo)
Mx=o
Sx=1

7,726067
0,217987
-4,52778
0,959645
0,920918
1,70637

1,07375E-06
Portanto
R(t)= 0,999999

Distribuição LogNormal

Invervo da Distribuição Normal Reduzida

0
6,58

6,58

6,58

7,27

7,27

7,68

7,68

-0,5
-1
-1,5
-2
-2,5
-3
-3,5
-4
Dias

7,68

8,19

8,78

9,14

9,29

31

Portanto, para um período de garantia de 24 meses a confiabilidade do enrolamento motor
elétrico operando dentro das especificações será :
R(t)= 0,99999=99,99%
A partir desta análise do enrolamento onde de acordo com a coleta de dados foi a parte do
sistema que apresentou maior incidência de falhas vemos:
Confiabilidade do condutor : R(t)= 0,999999=99,99%
Confiabilidade do sub-sistema em série: R(t)= 0,999706=99,97%

4. CONCLUSÕES
De acordo com o estudo de caso foi proposto os seguintes modelos de diagrama de blocos
para análise de confiabilidade no motor elétrico:
Motor:
Mancal

Estator

Rotor

Enrolo

Tampas

Enrolamento:
Verniz
Fio
Esmaltado
Isolante
Da análise de dados obtivemos:
Confiabilidade do motor : R(t)= 0,997711803=99,77%
Confiabilidade do condutor : R(t)= 0,999999=99,99%
Confiabilidade do sub-sistema em série: R(t)= 0,999706=99,97%
Como exposto a confiabilidade do motor no período de garantia, desde que tomados os
cuidados durante a fabricação e:
a) cuidados iniciais (descritos na página 5);
b) operar dentro das especificações;
c) passar por manutenção periódica;
é muito alta.
Lembramos também que os dados foram obtidos na Equacional Elétrica e Mecânica Ltda, que
é um fabricante de máquinas elétricas especiais sob encomenda que utiliza-se de técnicas e
materiais de alta confiabilidade e que muitas das falhas apresentadas como estator são desvios
de especificação de compra de clientes, por parte de clientes que enviam os motores durante o
prazo de garantia para tentar “salvar” a encomenda.

32

Da primeira análise feita no item 3.2 deste trabalho tiramos:
Incidência de falhas por tipo

incidência

40,0%

20,0%

0,0%
tam pas=

rotor=

m ancal= estator= isolação=
tipo de falha

Como o objetivo deste trabalho é analisar os retornos em garantia de motores elétricos de
indução através de uma coleta de dados e análise estatística e obter a influência do fio
esmaltado no sub-sistema chamado isolação. A importância da análise sobre o fio esmaltado
deve-se principalmente pelo fato que falhas neste componente causam a perda total do
enrolamento, ou seja, da parte de maior valor agregado na máquina. Falhas na isolação fora
do fio esmaltado podem ser recuperadas com colocação de isolação adicional ou impregnação
com verniz isolante. Como conclusão vemos que a confiabilidade do fio esmaltado
utilizado no processo fabril atende em praticamente 100% e a porcentagem de retorno
em função do mesmo é menor que 5 falhas por mil unidades contando com problemas
diversos, inclusive falhas de rede e de acionamento(sobre-tensão) que causam falhas do
fio o que também pode ser considerado satisfatório.
Ao longo do trabalho vimos a preocupação na fabricação para o aumento de confiabilidade
neste item tão representativo em termos do custo total do motor, 30% na fabricação e 40% em
caso de retrabalho ou manutenção corretiva. Portanto como consideração final sugerimos um
processo de aumento de confiabilidade deste item em termos de manutenção preventiva com
controle dos índices de:
 Resistência de Isolação;
 Índice de polarização.






Índice min Riso= 1 + (tensão nominal da máquina/1000 volts)
Índice de polarização:
Classe de isolação H = 1,8
Classe de isolação F = 1,8
Classe de isolação B = 1,5.

Caso tenhamos valores abaixo dos recomendados na NBR 5383, aconselhamos uma
manutenção no sentido de recuperar a isolação e evitar danos maiores.

33

5-BIBLIOGRAFIA
Souza , Prof. Dr. Gilberto F. M.. EQ006-Confiabilidade de Produtos e Sistemas,
INSTRUÇÕES PARA APRESENTAÇÃOO DO TRABALHO DO CURSO, versão segundo
bimestre de 2003. São Paulo, SP: Universidade de São Paulo, Escola Politécnica, PECE, jul.
2003.
Universidade de São Paulo. Serviço de Bibliotecas da Escola Politécnica. DIRETRIZES
PARA APRESENTAÇÃO DE DISSERTAÇÕES E TESES, segunda edição. São Paulo, SP,
2001. 39p.
Szajnbok, Prof. Dr. Moyses. ELABORAÇÃO DE UMA MONOGRAFIA – UMA
SUGESTÃO, In: Apostila do PECE, EQ012 – Gestão da Qualidade em Serviços, versão
primeiro bimestre de 2003. São Paulo, SP: Universidade de São Paulo, Escola Politécnica,
PECE, mar. 2003.
Souza , Prof. Dr. Gilberto F. M.. EQ006-Confiabilidade de Produtos e Sistemas, In: Apostila
do PECE, versão segundo bimestre de 2003. São Paulo, SP: Universidade de São Paulo,
Escola Politécnica, PECE, Abr. 2003.
Martignoni, Alfonso. “MÁQUINAS DE CORRENTE ALTERNADA”, 5a edição, 1968.
Editora Globo S.A. Rio de Janeiro, RJ, 1968, 410p.
Falcone, Áureo Gilberto. “MOTORES DE INDUÇÃO: MANUTENÇÃO E INSTALAÇÃO”,
1 a edição, 1995. LBVA, São Paulo, SP, 47p.
Falcone, Áureo Gilberto e Marcelo Gandra Falcone. “MOTORES DE INDUÇÃO:
DEFEITOS E ENSAIOS”, 1 a edição, 1998. Pitagoras, São Paulo, SP, 49p.
Schimdt, Walfredo. “MATERIAIS ELÉTRICOS – VOLUME2 -ISOLANTES
MAGNÉTICOS”, 2a edição . 1979. Editora Edgard Blücher, São Paulo, SP, 166p.

E

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