Quais as falhas mecânicas mais comuns na indústria e como preveni-las?

Quais as falhas mecânicas mais comuns na indústria e como preveni-las?

Cada parque industrial tem a sua história e é composto por distintos tipos de máquinas e equipamentos.

Pode-se dizer que as máquinas não somente dão sinais mas avisam, se forem sensoriadas, quando vão falhar. Quando um equipamento falha, o certo é que gera gastos com peças de reposição, mão de obra e, por vezes paradas de produção. Máquinas podem falhar por diversos motivos que, em algumas situações, podem ser mais difíceis de detectar.

A perda de utilidade de máquinas e equipamentos tem origem em três fontes principais:

  • Obsolecência;
  • Degradação ou desgaste de superfícies de componentes;
  • Acidentes.

O desgaste de componentes é de longe a maior causa da indisponibilidade de máquinas e equipamentos. É também uma fonte de vibrações crescentes. Por isso, neste texto, serão abordados em maior detalhe as falhas causadas pela vibração.

Potenciais causas de falhas em máquinas e componentes

O aumento de vibração e o aquecimento excessivo são sinais de que algo está errado. Em se tratando de vibrações atípicas, as principais fontes causadoras são: rolamentos e engrenagens defeituosos, falhas elétricas e mecânicas em motores, problemas causados por desalinhamentos, desbalaceamentos ou ainda por bases instáveis, eixos empenados ou deformados, falhas em polias ou correias, folgas mecânicas, problemas aerodinâmicos ou hidráulicos, etc.

Além de vibração e aquecimento anormais,outras fontes indicadoras de falhas são vazamentos de água, óleo, tubulações corroídas, cheiros e sons anormais.

A falta de lubrificação ou lubrificação inadequada e ainda falta de quarentena, quando recomendada podem ser causadoras de falhas. Um maquinário operado ou manuseado incorretamente pode resultar na avaria de peças internas e causar falhas posteriores. Além disso, a falta de manutenção ou manutenção inadequada pode ocasionar acidentes ou mesmo a quebra desses maquinários, podendo provocar ferimentos no operador, inclusive.

Como identificar falhas na sua indústria

A identificação de falhas começa por uma equipe capacitada. Além da seleção de candidatos qualificados, a capacitação da equipe é um processo que nunca termina. Para extrair o melhor da equipe de operadores de máquinas e de manutenção, há que se estabelecer um processo de aprendizado contínuo. Não há uma fórmula única, porém passa pela retenção do conhecimento, ou seja, do aprendizado absorvido e compartilhado dentro da organização.

A descrição detalhada dos processos, sejam de operação de máquinas ou de manutenção, deve ser de fácil acesso e mantida atualizada.

Com a correria do dia a dia, é possível encontrar tempo para pensar?

Deve ser incentivada a capacidade de análise de falhas para manutentores. Priorizar a análise dos problemas mais relevantes e sistematizar esse procedimento vai gerar benefícios para colaboradores com atuação e experiência variadas.

A análise de causa raiz é um método de resolução de problemas que consiste em investigar um incidente, falha ou problema potencial, no entanto, é necessário um critério, ou ainda, um gatilho, ou seja, um parâmetro pré-definido para acionar a técnica de análise da causa raiz. Esse gatilho vai variar ao longo do tempo, e de indústria para indústria. O método da análise da causa raiz pode ser usado quando:

  • Um evento inesperado ocorreu envolvendo lesões graves ou morte;
  • Situação de risco inaceitável ou falha repetida;
  • Paralisações de máquinas por um tempo determinado e custo delas. Exemplo: paradas maiores de duas horas.

Não basta a identificação da causa raiz do problema, deve-se planejar, executar e acompanhar a solução, visando verificar a eficácia da intervenção.

Assim como as falhas potenciais têm causas variadas, sua detecção pode ser possível por inspeções de rotina ou requerer o auxílio de técnicas específicas. As indústrias estabelecem sua abordagem para a manutenção, o que normalmente inclui a manutenção corretiva, ou seja, deixar quebrar para consertar e, a manutenção preventiva, que são manutenções programadas no tempo, mais indicadas pelos fabricantes do equipamento que por iniciativa do administrador.

A maior competitividade da indústria como um todo, vem exigindo passos mais avançados em termos de manutenção com o objetivo principal de reduzir custos, aumentar a disponibilidade das máquinas e melhorar a confiabilidade de prazos e qualidade dos produtos entregues. Aqui entra a manutenção preditiva ou manutenção baseada na confiabilidade de máquinas e equipamentos. Algumas das técnicas manutenção preditiva, bem como atribuições da engenharia de confiabilidade podem ser conferidos neste link.

Há uma razão para a adoção da melhor estratégia de manutenção para cada tipo de equipamento. E, está diretamente relacionada com o uso de recursos, como peças de reposição e alocação de mão de obra, além de considerações sobre os riscos que falhas em equipamentos críticos representam para a organização, devido à parada de produção, riscos de acidentes com colaboradores ou ambientais.

Quebra de paradigma com a análise espectral e temporal

Em se tratando de vibrações, cada componente de uma máquina ou equipamento em operação vibra de forma distinta, gerando uma impressão própria no espectro da frequência. Assim, a análise deste espectro é uma das técnicas de manutenção preditiva usada para determinar a condição do maquinário em avaliação, pois através dela pode-se identificar anormalidades na vibração dos componentes. Essas anormalidades podem, além de acusar falhas em estágio inicial ou avançado, apontar a localização dos componentes afetados, indicar a causa ou fonte do problema e sugerir tendências que poderão indicar em quanto tempo o problema identificado se tornará crítico.

Em geral, para realizar a análise espectral, que é obtida através da FFT (“Fast Fourier Transform”) ou Transformada Rápida de Fourier, é necessário a contratação de especialistas.  E é fato conhecido que esses especialistas são caros e seu tempo é limitado para realizar as coletas de espectros, então, muitas vezes, essas coletas são realizadas por amostragem, o que não necessariamente gera um quadro realista da condição de um determinado parque industrial.

Além da análise espectral, também é útil realizar o monitoramento temporal contínuo da vibração (e temperatura), por dispositivos com sensores de aceleração (e temperatura). Esse monitoramento gera séries temporais indicadoras da tendência da condição daquele componente ao longo das horas ou dias, sugerindo à equipe de manutenção o aprofundamento com a realização de uma análise espectral e intervenção, se pertinente.

Seguindo a lógica da estratégia de manutenção adotada para cada maquinário ou equipamento a partir de sua criticidade, por sua simplicidade e custo baixo, as tecnologias da indústria 4.0 permitem o monitoramento de vários pontos em um mesmo equipamento de forma contínua, registrando séries temporais e realizando a análise espectral sempre que assim demandado naquele ponto monitorado.

Essa é a proposta de valor do DynaPredict, data logger Bluetooth com sensores de aceleração e temperatura, dispositivo sem fio e bateria com três anos de duração que realiza a análise espectral e permite a interpretação dos dados no conforto de uma sala afastada do chão de fábrica. Entre em contato e saiba mais!