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Reparo de engrenagens

20. February 2018

Reparo de engrenagens

Confira 4 dicas importantes

No setor marítimo, guinchos, molinetes e guindastes são elementos sujeitos às altas cargas nas operações no deck ou no porto. Podem ser usados para lançar âncoras, posicionar plataformas de perfuração flutuantes, levantar ou abaixar equipamentos científicos sensíveis, rebocar um navio, carregar e descarregar cargas pesadas ou desembarcar peixes. São tão vitais para a missão de um barco ou porto quanto o motor principal é para um navio. E, da mesma forma que ocorre com os motores, a implementação de um plano de lubrificação industrial adequado pode conduzir a um melhor desempenho, menor parada na operação e vida útil mais longa dos equipamentos. Um componente comum nos guinchos, molinetes e guindastes são os conjuntos de engrenagens expostas, nos quais um ou mais pinhões acionam uma grande coroa. O alinhamento adequado dos sistemas de engrenagens, que mantém uma alta relação de contato entre os flancos dos dentes, é vital para o sucesso da operação desse tipo de equipamento.

Sistema A–B–C–D para manutenção e reparo de engrenagens

Em grandes transmissões por correntes e engrenagens, a confiabilidade funcional e uma operação livre de danos dependem dos tipos de lubrificantes corretos. O motivo é que, ao longo de sua vida útil, essas transmissões são expostas a cargas extremamente variadas e a diferentes condições de operação, desde sua montagem até a operação permanente a plena carga. Para garantir uma lubrificação ideal em todas as etapas da operação e proteger as transmissões, engrenagens e correntes contra danos desde o começo, é preciso um método sistemático de lubrificação industrial que possibilite a realização dos seus objetivos operacionais. Cada fase da operação utiliza um tipo diferente de óleo lubrificante, com as letras A–B–C–D denominando individualmente cada passo do sistema:

  • A = preparação e lubrificação antes da partida
  • B = lubrificação de amaciamento
  • C = lubrificação de operação
  • D = lubrificação de reparo

Para cada passo, foram desenvolvidos tipos de lubrificantes que não somente são adequados para a fase de operação correspondente, mas que também consideram o tipo de lubrificação e o método de aplicação.

A: Preparação e Pré-partida

Os lubrificantes de preparação tipo A são produtos que contêm uma alta porcentagem de aditivos e são aplicados antes da operação inicial das transmissões por um módulo para engrenagens. Podem ser usados em todas as transmissões com coroas de dentes retos ou helicoidais, independentemente do método de lubrificação industrial utilizado. Os principais benefícios incluem:

  • Proteger os roda dentada contra corrosão até que a transmissão seja operada pela primeira vez.
  • Manter a caixa de engrenagens lubrificadas durante e depois da montagem, impedindo o contato direto entre as superfícies metálicas dos flancos dos dentes.
  • Servir como substância de contraste para uma primeira impressão do padrão dinâmico de transmissão de carga.
  • Em transmissões com lubrificação industrial automática por pulverização, prevenir riscos nas superfícies de contato causados por lubrificação deficiente ao dar a partida na máquina em sua velocidade nominal.

B: Amaciamento

A relação de contato inicial de uma engrenagem – mesmo quando o(s) pinhão(ões) e a coroa acionada estão corretamente alinhados – geralmente não excede os 50–60%. Isso significa que, quando colocadas em operação, os modelos de engrenagens de transmissões novas sempre correm o risco de sofrer danos por uma sobrecarga parcial dos flancos dos dentes. Os óleos lubrificantes do tipo B são usados especificamente para o amaciamento de transmissões novas ou invertidas. Eles garantem a rápida suavização das superfícies rugosas e a melhoria da relação de contato dos flancos dos dentes.

Durante o processo de amaciamento: Devido às altas cargas e para impedir a ocorrência de soldagem a ponto durante a operação inicial, os tipos de lubrificantes do tipo B contêm aditivos EP altamente eficazes para neutralizar o risco de danos por riscamento e pitting. O ataque químico e os aditivos EP suavizam as asperezas dos flancos dos dentes, o que cria condições ideais para prevenir o pitting e outros danos.  Esse processo é controlado pela quantidade de lubrificante utilizada e pelo tempo que se deixa agir no componente.

Além disso, transmissões novas ou recondicionadas não devem ser operadas a plena carga desde o início, pois a relação de contato geralmente é muito baixa no começo. Em vez disso, devem ser amaciadas de acordo com uma programação predeterminada de carga/ tempo, com a transição para o próximo estágio de carga sendo realizada quando uma determinada relação de contato tiver sido atingida.
 

C: Lubrificação de Operação

Os lubrificantes do tipo C são tipos de lubrificantes aderentes modernos especialmente adaptados para as condições de operação de coroas dentadas e para atender a todos os requisitos de pressões extremas das transmissões por correntes e engrenagens. Esses lubrificantes se caracterizam por:

  • excelente aderência
  • boa capacidade de carga
  • máxima proteção contra o desgaste
  • proteção contra riscos
  • boa proteção contra corrosão

Esses lubrificantes oferecem os pré-requisitos para lubrificação industrial por película (por exemplo, viscosidade do óleo base). O equilíbrio entre consistência, aditivos EP e teor de tipos de lubrificantes sólidos garante que os flancos dos dentes recebam o máximo de proteção mesmo em condições de operação difíceis. A transição para a lubrificação de operação geralmente é feita quando o processo de amaciamento é concluído, ou seja, quando tiverem sido atingidas a máxima suavidade da superfície e uma relação de contato de no mínimo 80% dos flancos dos dentes.

D: Reparo

Não faz muito tempo que os danos nos flancos dos dentes eram reparados exclusivamente com o uso de métodos mecânicos altamente abrasivos – frequentemente muito ineficazes. Muitas vezes, a qualidade obtida dos flancos dos dentes não atendia às expectativas em termos de confiabilidade funcional e vida útil da transmissão. Os custos eram muito altos e o tempo de reparo, bem longo. Atualmente, os danos da roda dentada são frequentemente reparados por meio de lubrificantes de reparo. Esses tipos de lubrificantes conseguem reparar de tal forma os flancos, até mesmo quando seriamente danificados, que as transmissões podem voltar a operar em condições aceitáveis. Adicionalmente, a lubrificação industrial de reparo pode evitar que os danos iniciais se tornem ainda mais extensos e prevenir novos danos.

Os lubrificantes de reparo têm uma natureza similar à graxa e são química e fisicamente adaptados às superfícies metálicas sujeitas a desgastes mecânicos, químicos e corrosivos. Consequentemente, é necessária uma pequena quantidade de óleo lubrificante para remover somente a quantidade certa de material do flanco do dente em um curto intervalo de tempo. O material é desgastado uniformemente nos pontos de contato. O desgaste das superfícies e, portanto, o reparo dos danos pode ser controlado pela quantidade e duração da aplicação do componente ativo. A quantidade de material que pode ser removida é limitada pela espessura da camada endurecida dos flancos dos dentes.

Antes de iniciar a lubrificação de reparo, é muito importante tratar a causa primária do dano existente para evitar que volte a acontecer. A lubrificação industrial de reparo é um assunto extremamente complexo. Para que não provoque danos inadvertidamente, esse método de reparo só deve ser realizado por engenheiros de aplicação treinados e experientes. Contudo, se implementada corretamente, a lubrificação de reparo é uma alternativa econômica ao tratamento mecânico, com tempo de parada de operação consideravelmente menor.

Conclusão

Para configurações de tipos de engrenagens abertas em guinchos, molinetes e guindastes, o alinhamento das engrenagens e correntes é o procedimento técnico mais importante para uma operação ideal. Adicionalmente, pode-se evitar o desgaste excessivo e danos nos flancos se o engrenamento das superfícies dos dentes for completamente separado por uma película de lubrificante. No entanto, uma separação adequada é praticamente impossível em grandes transmissões por engrenagens devido à baixa velocidade periférica, à altíssima pressão nos flancos, à rugosidade relativamente alta dos flancos e à dificuldade de colocar dois eixos em perfeito alinhamento. Em consequência, as grandes transmissões por engrenagens operam principalmente em condições de atrito misto, o que torna a lubrificação limítrofe tão importante. Para lubrificar grandes transmissões por engrenagens e correntes industriais de forma confiável e protegê-las contra danos, o processo de lubrificação de quatro passos A–B–C–D deve ser implementado durante a instalação, operação e reparo para aumentar a confiabilidade e a vida operacional dos seus equipamentos.

Fotografias da superfície do flanco de um pinhão novo tirada com microscópio eletrônico(Módulo 25 mm, Rt = 44 μm RA = 4,3 μm). Figuras 1A e 2A: aumento de 20 vezes; Figuras 1B e 2B: aumento de 50 vezes.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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