Elementos de Vedação - Anéis O'Ring

Quem nunca se deparou com uma situação onde ao desmontar um equipamento identificou um a falta de um anel de vedação? Neste artigo iremos aprender os conceitos de anel O' Ring e como dimensioná-lo corretamente. Vamos nessa!

O que é um O’Ring? 
Um O’Ring é um objeto toroidal, geralmente feito de
elastômero, embora alguns materiais tais como plástico
e metais sejam algumas vezes utilizados. Nesta literatura
nos dedicaremos exclusivamente a O’Rings elastoméricos
com propósito de vedação.

Princípios Básicos da Vedação com O’Rings: A vedação com O’Ring é um meio de fechar a passagem
e prevenir uma indesejável perda ou transferência de fluido. A clássica vedação com O’Rings consiste de dois elementos, o próprio O’Ring e o adequado alojamento ou canal para confinar o material elastomérico.

Toda a operação com fluidos caracteriza-se pela

ausência, perda ou transferência do mesmo. A prevenção dessa perda ou transferência pode ser obtida de diversos modos: ligando, soldando ou confinando-se um material macio entre as duas superfícies. Este último método, descreve o princípio do projeto em quese baseia a operação de vedação com O’Rings.

Geometria do O' Ring:

Função do O’Ring: O elastômero é confinado no alojamento, e forçado a moldar-se e preencher as irregularidades da superfície das partes e qualquer folga existente, criando dessa maneira entre as partes a condição de “folga zero”, promovendo o efetivo bloqueio do fluido. A carga que força o O’Ring a amoldar-se é fornecida mecanicamente pelo “aperto” gerado pelo desenho apropriado do alojamento e do material selecionado, e pela pressão do sistema transmitida pelo próprio fluido ao elemento de vedação.

De fato, podemos dizer que a vedação com O’Rings é “pressurizada”, de modo que quanto maior a pressão

do sistema, mais efetiva será a vedação, até que os limites físicos do elastômero sejam excedidos, e o O’Ring comece a ser extrudado através da folga entre as partes. Esta condição pode entretanto ser evitada

pelo projeto adequado do alojamento, seleção de material, e pelo uso de Parbaks.

Vedação com O’Rings em Aplicações Estáticas e Dinâmicas: As vedações com O’Rings geralmente são divididas em dois grupos :

Vedações Estáticas, nas quais não existe movimento relativo entre as superfícies.

Vedações Dinâmicas, que devem funcionar entre peças cujas superfícies têm movimento relativo entre si, tal como a vedação de pistões de cilindros hidráulicos. Dos dois tipos, a vedação dinâmica é a mais difícil, e

requer seleção de material e projeto mais cuidadoso. O tipo mais comum de equipamento utilizando O’Rings como vedantes em aplicações dinâmicas, são os de movimento recíproco como os cilindros hidráulicos e peças similares.

Dica - A melhor forma de se dimensionar um anel O'Ring é medindo a profundidade do sulco onde o mesmo irá alojado e o diâmetro interno do canal. Tenha Sempre em mente estas informações para melhor dimensionar seu anel O'Ring.

* Espessura do anel O'Ring;

* Diâmetro interno do anel O'Ring ou do local onde o mesmo irá alojado;

* Profundidade do rasgo onde será alojado o anel O'Ring

Análise de Lubrificantes por meio da Técnica Ferrográfica

Análise de Óleo

O uso da análise de óleo como técnica de manutenção começou a ser aplicada na década 50. A crise do petróleo intensificou o uso da análise de óleo, que passou a cumprir uma nova função na manutenção das máquinas, permitindo o monitoramento das condições do óleo lubrificante e identificar a necessidade de troca ou apenas reposição parcial. Neste período foram introduzidas técnicas preditivas que permitiam através da análise de óleo diagnosticar problemas nos equipamentos. Atualmente as leis ambientais tornaram ainda mais rigorosas as medidas de manutenção relacionadas com a utilização do óleo na indústria, sendo necessária à implementação de estações de tratamento e métodos de descarte e reaproveitamento dos lubrificantes.

A análise de óleo é aplicada como técnica de manutenção para os sistemas de lubrificação, sistemas hidráulicos e equipamentos elétricos. Neste estudo será estudada a aplicação da análise de óleo relacionada com a lubrificação dos equipamentos.

Finalidade da Lubrificação: A Lubrificação pode ser considerada como um princípio básico para o funcionamento da maioria dos equipamentos. Porém, a lubrificação é uma das causas de falha mais comuns nos equipamentos industriais, podendo causar sérios prejuízos operacionais e danos nos equipamentos.

As funções básicas do lubrificante são: reduzir o atrito e desgaste; retirar o calor gerado pelo atrito ou pelo funcionamento da máquina; formar o filme de lubrificante; evitar a corrosão e contaminação.

Fundamentos da Análise do Óleo Lubrificante: A análise do óleo lubrificante é utilizada com dois objetivos principais: identificar as condições do óleo e identificar possíveis falhas do equipamento.

Condições do Óleo Lubrificante: O lubrificante pode apresentar dois processos básicos de falha. O primeiro ocorre devido à contaminação por partículas de desgaste do equipamento ou por agentes externos, sendo a água um dos contaminantes mais comum nas instalações industriais. O segundo processo de falha está relacionado com a degradação das propriedades, devido às alterações das características do lubrificante, prejudicando o desempenho de suas funções.

Os objetivos da análise do lubrificante são: escolher o lubrificante correto; manter o lubrificante limpo (filtragem); manter a temperatura correta; manter o lubrificante seco; garantir o bom desempenho da lubrificação.

Os benefícios da análise do lubrificante são: reduz ou elimina falhas por deficiências na lubrificação; protege o equipamento do desgaste excessivo ou prematuro; reduz os custos de manutenção; aumenta a disponibilidade do equipamento; reduz os gastos com o lubrificante.

Condições do Equipamento: A análise do óleo lubrificante pode ser utilizada para a avaliação das condições do equipamento. Através da avaliação da composição química, quantidade e forma dos contaminantes, foram desenvolvidas técnicas de acompanhamento e análise que permitem definir mecanismos de falha de componentes da máquina. As principais técnicas disponíveis são: espectrometria e ferrografia.

Coleta de Amostras: A análise do óleo é realizada em amostras de lubrificantes retirado do equipamento. Os cuidados na obtenção destas amostras são:

- Garantir a homogeneidade da amostra;

- A coleta deve ser feita com o equipamento operando;

- Não pode haver contaminação no local de retirada da amostra;

- O recipiente de coleta deve estar isento de contaminação;

- O ponto de coleta deve ser sempre o mesmo;

- Deixar escoar um pouco de lubrificante antes da coleta;

- Normalmente a quantidade necessária é de meio litro;

- Identificar corretamente a amostra com as informações necessárias.

Tipos de Análise de Lubrificantes: As análises dos lubrificantes podem ser divididas em quatro grupos: análise físico-química; análise de contaminações; espectrometria; ferrografia.

Análises Físico-Química: A análise físico-química tem como objetivo principal a identificação das condições do lubrificante. Estas análises podem ser efetuadas de forma pontual, ou seja, medidas isoladas; ou análise periódica, ao longo do tempo, para o acompanhamento das condições do lubrificante. A seguir são descritas as principais análises físico-química utilizadas na manutenção dos equipamentos.

Viscosidade Cinemática: A viscosidade é a medida de resistência ao escoamento de um fluido, é a principal propriedade dos óleos lubrificantes. A medida é feita a 40oC ou 100oC. As principais normas utilizadas para a definição dos ensaios de viscosidade são: ASTM D445 e NBR 10441. A unidade de medida mais utilizada é o cSt, cm2/seg.

A viscosidade diminui devido à contaminação por solvente ou óleos de menor viscosidade. A viscosidade aumenta devido à oxidação, presença de insolúveis, água e contaminação por óleos de maior viscosidade.

O Índice de Viscosidade é um número admensional que mede a intensidade de variação da viscosidade em relação à temperatura. Quanto maior o Índice de Viscosidade, menor é a variação da viscosidade em função da temperatura. Os ensaios para determinação deste valor são previstos pelas normas ASTM D2270 e NBR 14358.

B. Ponto de Fulgor e Ponto de Inflamação:

O Ponto de Fulgor representa a temperatura que o óleo deve atingir para que uma chama passada sobre a superfície inflame os vapores. O ensaio é definido pela ASTM D92 e o valor é medido em Graus Centígrados.

O Ponto de Inflamação representa a temperatura que o óleo deve atingir para que uma chama passada sobre a superfície inflame os vapores formados e sustente a combustão. O ensaio é definido pela ASTM D92 e o valor é medido em Graus Centígrados.

C. Total Acid Number (TAN) e Total Base Number (TBN): O TAN representa o número de acidez total, este valor indica a quantidade total de substâncias acidas contidas no óleo. As substâncias ácidas geradas pela oxidação do óleo podem atacar metais e produzir compostos insolúveis. As normas que definem este ensaio são ASTM D664 e ASTM D974, a unidade é mgKOH/g.

D. Corrosão em Lâmina de Cobre: Este valor define as características de proteção corrosiva do óleo lubrificante. Este ensaio determina o comportamento do óleo em relação ao cobre e as suas ligas. As normas para este ensaio são ASTM D130 e NBR 14359.

Análise de Contaminação: A contaminação do lubrificante ocorre devido à presença de substâncias externas que infiltram no sistema, pelo desgaste do equipamento ou por reações que ocorrem no próprio lubrificante. Os principais ensaios utilizados na manutenção para detectar a presença de lubrificantes são:

A. Karl Fisher e Destilação: Estes ensaios são utilizados para identificar a presença de água. A água provoca a formação de emulsões, falha da lubrificação em condições críticas, precipitação dos aditivos, formação de borra e aumento da corrosão. As normas ASTM D1744 e a ASTM D95 definem os procedimentos para este ensaio, sendo o valor definido pela % de presença de óleo na amostra.

B. Insolúveis em Pentano: Este ensaio determina a saturação do lubrificante por presença de insolúveis em pentano. Estes contaminantes são constituídos por partículas metálicas, óxidos resultante da corrosão, material carbonizado proveniente da degradação do lubrificante e material resinoso oxidado (lacas, vernizes).

Espectrometria: A espectrometria pode ser feita pelo método da absorção atômica ou de emissão ótica. Em termos gerais este ensaio indentifica todos os elementos químicos presentes no lubrificante. A amostra é introduzida numa câmara de combustão e os materiais são “desintegrados” até o seu nível atômico. Cada elemento químico possui frequências particulares, como impressões digitais, tornando possível a identificação.

Estes tipos de ensaios fornecem informações sobre o desgaste do equipamento, com dados precisos do conteúdo de substâncias metálicas (ferro, cobre, alumínio, níquel, cromo, chumbo, etc) assim como contaminações externas, como por exemplo o silício. Além disso, podem avaliar os aditivos presentes no lubrificante.

Ferrografia: Esta técnica de manutenção preditiva foi desenvolvida para aplicações militares pelo “Naval Air Engineering Center dos EUA” com a finalidade de aumentar a confiabilidade no diagnóstico de condições das máquinas. Esta técnica procurava superar as limitações de outras análises na identificação do mecanismo de desgaste dos componentes das máquinas. No ano de 1982 a Ferrografia foi liberada para o uso civil, sendo introduzida no Brasil no ano de 1988.

Introdução a lubrificação!

No deslocamento de duas peças entre si ocorre atrito, mesmo que as superfícies dessas peças estejam bem polidas, pois elas sempre apresentam pequenas saliências ou reentrâncias. O atrito causa vários problemas: aumento da temperatura, desgaste das superfícies, corrosão, liberação de partículas e, conseqüentemente, formação de sujeiras.

Para evitar esses problemas usam-se o lubrificantes que reduzem o atrito e formam uma superfície que conduz calor, protege a máquina da ferrugem e aumenta a vida útil das peças.

Todos os fluidos são, de certa forma, lubrificantes, porém, enquadram-se melhor nessa classificação as substâncias que possuem as seguintes características:

· capacidade de manter separadas as superfícies durante o movimento;

· estabilidade nas mudanças de temperatura e não atacar as superfícies metálicas;

· capacidade de manter limpas as superfícies lubrificadas.

O atrito pode ser classificado em três grupos: limite, misto e fluido.

Atrito limite - A espessura do lubrificante é muito fina e menor que a altura da parte áspera das peças.

Atrito misto - A espessura do lubrificante é mais consistente que no caso anterior, permanece inferior à aspereza superficial, não impedindo um contato intermitente entre as superfícies metálicas.

Atrito fluido - Nesse caso, a espessura de lubrificante é superior à altura da aspereza superficial: uma película de lubrificante separa completamente as superfícies metálicas. Obtém-se, então, a lubrificação hidrodinâmica em que a resistência ao movimento depende da viscosidade do lubrificante.

Tipos de lubrificantes

Os lubrificantes podem ser líquidos (óleos), pastosos (graxas) ou sólidos (grafita, parafina etc.).

Podem ser de origem orgânica (animal ou vegetal) e de origem mineral (produtos extraídos do petróleo).

Na lubrificação de máquinas, utilizam-se principalmente óleos e graxas minerais. Em casos especiais, são usados outros lubrificantes, como os óleos e graxas de origem orgânica, misturas de óleos minerais com orgânicos, óleos sintéticos e lubrificantes grafíticos. Em bombas e laminadores, lubrifica-se, também, com água.

Óleos minerais - São baratos e oxidam pouco. São obtidos principalmente do petróleo e, em menor escala, do carvão, de pedra lignita e do xisto betuminoso. Os óleos minerais podem ser classificados como segue:

Segundo a fabricação:

· produtos de destilação, óleos obtidos do óleo cru com destilação;

· produtos refinados, que são os destilados submetidos à purificação química e física, ou que receberam outro tratamento posterior;

· óleos residuais, formados pelos resíduos da destilação.

Segundo a viscosidade (mais utilizada):

· baixa fluidez - óleo para fusos;

· média fluidez-óleo para máquinas;

· fluidez grossa-óleo para câmbios.

Segundo outras propriedades, como:

· propriedade lubrificante; comportamento a frio, a quente e em pressões elevadas; resistência ao calor, ao oxigênio, à água, aos metais.

Segundo a aplicação:

· óleos de caixas de engrenagens, óleos para turbinas e corte.

Graxas minerais - Quando comparadas aos óleos minerais, distinguem-se pela maior consistência plástica. Normalmente, as graxas são compostas à base de sódio ou de potássio. No entanto, conhecem-se também, graxas minerais puras, como a vaselina.

As graxas minerais podem ser classificadas como segue:

Segundo a aplicação:

· graxas para máquinas, veículos, rolamentos e mancais em trabalho a quente.

Segundo as propriedades como:

· comportamento térmico, resistência ao envelhecimento, consistência (baixa ou alta), resistência a pressões, à água e à cor.

Óleos orgânicos - São óleos como de oliva, de rícino, de sebo. Possuem elevada capacidade de lubrificação; no entanto, são caros e envelhecem rapidamente (tornam-se resinosos e espessos). Por isso, são usados somente em casos especiais.

Misturas de óleos minerais e orgânicos - Essas misturas são utilizadas com vantagem nos cilindros a vapor e nos eixos dos cilindros laminadores devido à sua capacidade emulsora na água.

Além disso, são usadas nos casos em que se necessita de uma elevada capacidade de lubrificação (óleo para alta pressão), como em redutores de parafusos sem-fim e em engrenagens cônicas rebaixadas.

Lubrificantes sintéticos - Esses lubrificantes suportam as mais diversas condições de serviço. São

chamados sintéticos porque resultam de síntese química.

Classificam-se em cinco grupos: ésteres de ácidos dibásicos, de organofosfatos e de silicones; silicones e compostos de ésteres de poliglicol.

Lubrificantes grafíticos - Nesses lubrificantes utiliza-se grafita nas superfícies de deslizamento, tornando-as mais absorventes, lisas e resistentes ao engripamento. Dessa forma, encurta-se o tempo de amaciamento.

A grafita é também usada como aditivo de óleo ou graxa.

Existe, ainda, a lubrificação a seco com grafita, no caso de movimentos lentos ou de temperaturas elevadas de até 300ºC.

Trabalhos com grandes cargas ...

Como em todo trabalho de manutenção estamos sujeitos aos mais variados tipos de riscos; e o içamento de grandes cargas é um destes riscos.

Ao executar este tipo de atividade devemos tomar todas as precauções necessárias a manter a nossa integridade  física e a de terceiros intactas.

Para tanto segue algumas dicas com base em experiências adquiridas ao longos dos anos de trabalho:

* Sempre que possível faça o uso de talhas, ponte rolantes ou as famosas "girafas", obedecendo sempre a capacidade de carga dos elementos auxiliares utilizados, tais como cintas, cabos de aço, manilhas, olhais roscados, etc;

*Ao operar pontes rolantes peça sempre a um profissional habilitado, treinado e com a ASO em dia;

* Mantenha sempre uma distância segura da carga a ser içada;

* Cuide de si e dos demais colegas, a boa comunicação e cuidado com pontos críticos são essenciais para uma atividade segura;

* Mantenha a área de trabalho isolada e organizada, evitando o ingresso de pessoas não autorizadas;

* Use sempre os Epi´s necessários a atividade;

E lembre-se uma máquina quebrada podemos consertar, a nossa saúde em determinadas situações nem sempre será possível!

Trabalhe sempre com segurança, a sua família agradeçe!

As chavetas nos elementos de transmissão!

  

A chaveta tem por finalidade ligar dois elementos mecânicos.

As chavetas se classificam em:

· chavetas de cunha;

· chavetas paralelas;

· chavetas de disco.

Chavetas de cunha - As chavetas têm esse nome porque são parecidas com uma cunha. Uma de suas faces é inclinada, para facilitar a união de peças.facilitar a união de peças.

As chavetas de cunha classificam-se em dois grupos:

· chavetas longitudinais;

· chavetas transversais.

Chavetas longitudinais

São colocadas na extensão do eixo para unir roldanas, rodas, volantes etc.

Podem ser com ou sem cabeça e são de montagem e desmontagem fácil.

As chavetas longitudinais podem ser de diversos tipos: encaixada, meia-cana, plana, embutida e tangencial. Veremos as características de cada desses tipos.

Chavetas encaixadas - São muito usadas. Sua forma corresponde à do tipo mais simples de chaveta de cunha. Para possibilitar seu emprego, o rasgo do eixo é sempre mais comprido que a chaveta.

Chaveta meia-cana – Sua base é côncava (com o mesmo raio do eixo). Sua inclinação é de 1:100, com ou sem cabeça. Não é necessário rasgo na árvore, pois a chaveta transmite o movimento por efeito do atrito. Desta forma, quando o esforço no elemento conduzido for muito grande, a chaveta desliza sobre a árvore.

Chaveta plana – Sua forma é similar à da chaveta encaixada, porém, para sua montagem não se abre rasgo no eixo. É feito um rebaixo plano.

Chavetas embutidas – Essas chavetas têm os extremos arredondados. O rasgo para seu alojamento no eixo possui o mesmo comprimento da chaveta. As chavetas embutidas nunca têm cabeça.

Chavetas tangenciais – São formadas por um par de cunhas, colocado em cada rasgo. São sempre utilizadas duas chavetas, e os rasgos são posicionados a 120º. Transmitem fortes cargas e são utilizadas, sobretudo, quando o eixo está submetido a mudança de carga ou golpes.

Chavetas transversais - São aplicadas em união de peças que transmitem movimentos rotativos e retilíneos alternativos. Quando as chavetas transversais são empregadas em uniões permanentes, sua inclinação varia entre 1:25 e 1:50. Se a união se submete a montagem e desmontagem freqüentes, a inclinação pode ser de 1:6 a 1:15.

Chavetas paralelas ou lingüetas - Essas chavetas têm as faces paralelas, portanto, não têm inclinação. A transmissão do movimento é feita pelo ajuste de suas faces laterais às laterais do rasgo da chaveta. Fica uma pequena folga entre o ponto mais alto da chaveta e o fundo do rasgo do elemento conduzido.

Chaveta de disco ou meia-lua (tipo woodruff) - É uma variante da chaveta paralela. Recebe esse nome porque sua forma corresponde a um segmento circular. É comumente empregada em eixos cônicos por facilitar a montagem e se adaptar à conicidade do fundo do rasgo do elemento externo.

Análise de falhas em máquinas e equipamentos.

As origens de falhas das máquinas estão nos danos sofridos pelas peças componentes.

A máquina nunca quebra totalmente de uma só vez, mas pára de trabalhar quando alguma parte vital de seu conjunto se danifica.

A parte vital pode estar no interior da máquina, no mecanismo de transmissão, no comando ou nos controles. Pode, também, estar no exterior, em partes rodantes ou em acessórios. Por exemplo, um pneu é uma parte rodante vital para que um caminhão funcione, assim como um radiador é um acessório vital para o bom funcionamento de um motor.

Origem dos danos:

A origem dos danos pode ser assim agrupada:

Erros de especificação ou de projeto - A máquina ou alguns de seus componentes não correspondem às necessidades de serviço. Nesse caso os problemas, com certeza, estarão nos seguintes fatores: dimensões, rotações, marchas, materiais, tratamentos térmicos, ajustes, acabamentos superficiais ou, ainda, em desenhos errados.

Falhas de fabricação - A máquina, com componentes falhos, não foi montada corretamente. Nessa situação pode ocorrer o aparecimento de trincas, inclusões, concentração de tensões, contatos imperfeitos, folgas exageradas ou insuficientes, empeno ou exposição de peças a tensões não previstas no projeto.

Instalação imprópria - Trata-se de desalinhamento dos eixos entre o motor e a máquina acionada. Os desalinhamentos surgem devido aos seguintes fatores:

· fundação (local de assentamento da máquina) sujeita a vibrações;

· sobrecargas;

· trincas;

· corrosão.

Manutenção imprópria - Trata-se da perda de ajustes e da eficiência da máquina em razão dos seguintes fatores:

· sujeira;

· falta momentânea ou constante de lubrificação;

· lubrificação imprópria que resulta em ruptura do filme ou em sua decomposição;

· superaquecimento por causa do excesso ou insuficiência da viscosidade do lubrificante;

· falta de reapertos;

· falhas de controle de vibrações.

Operação imprópria - Trata-se de sobrecarga, choques e vibrações que acabam rompendo o componente mais fraco da máquina. Esse rompimento, geralmente, provoca danos em outros componentes ou peças da máquina.

Salientemos que não estão sendo consideradas medidas preventivas a respeito de projetos ou desenhos, mas das falhas originadas nos erros de especificação, de fabricação, de instalação, de manutenção e de operação que podem ser minimizados com um controle melhor.

As falhas são inevitáveis quando aparecem por causa do trabalho executado pela máquina. Nesse aspecto, a manutenção restringe-se à observação do progresso do dano para que se possa substituir a peça no momento mais adequado.É assim que se procede, por exemplo, com os dentes de uma escavadeira que vão se desgastando com o tempo de uso.