O que é desgaste de engrenagens? Tipos e métodos de detecção • Balanceador portátil e analisador de vibração "Balanset" para balanceamento dinâmico de britadores, ventiladores, trituradores, roscas transportadoras em colheitadeiras, eixos, centrífugas, turbinas e muitos outros rotores. O que é desgaste de engrenagens? Tipos e métodos de detecção • Balanceador portátil e analisador de vibração "Balanset" para balanceamento dinâmico de britadores, ventiladores, trituradores, roscas transportadoras em colheitadeiras, eixos, centrífugas, turbinas e muitos outros rotores.

O que é desgaste de equipamento? Tipos e métodos de detecção.

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Entendendo o desgaste dos equipamentos

Definição: O que é desgaste de equipamento?

Equipamento de vestuário O desgaste é a perda progressiva de material das superfícies dos dentes das engrenagens devido a processos mecânicos, incluindo abrasão, adesão, fadiga superficial e corrosão. Ao contrário das falhas repentinas por quebra de dentes, o desgaste das engrenagens é uma degradação gradual que altera a geometria do perfil do dente, aumenta a folga, eleva o ruído e vibração níveis, e eventualmente leva à falha funcional quando o desgaste dentário se torna excessivo ou transita para modos de dano mais severos, como corrosão ou fratura dentária.

Compreender os mecanismos de desgaste das engrenagens e monitorar a progressão do desgaste através de análise de vibração, A análise do óleo e as inspeções periódicas permitem estratégias de manutenção preditiva que otimizam a confiabilidade da caixa de engrenagens e minimizam o tempo de inatividade não planejado.

Tipos e mecanismos de desgaste de engrenagens

1. Desgaste abrasivo

O mecanismo de desgaste mais comum em caixas de engrenagens industriais:

  • Causa: Partículas duras (sujeira, lascas de metal, detritos de desgaste) no lubrificante atuam como abrasivos.
  • Processo: Partículas presas entre as superfícies dos dentes removem material por ação de trituração.
  • Aparência: Superfícies dentárias polidas e lisas; material removido uniformemente.
  • Avaliar: Proporcional ao nível e à carga de contaminação
  • Prevenção: Filtragem eficaz, vedação, montagem limpa

2. Desgaste adesivo (arranhões/riscos)

Ocorre sob carga severa ou lubrificação inadequada:

  • Causa: Ruptura da película lubrificante permitindo o contato metal-metal
  • Processo: Soldagem e rasgo microscópicos em pontos de contato deslizantes
  • Aparência: Superfícies ásperas e rasgadas; transferência de material entre dentes em contato; marcas de desgaste na direção do deslizamento.
  • Gravidade: Uma vez iniciado, pode progredir rapidamente, levando a um fracasso catastrófico.
  • Prevenção: Lubrificação adequada, aditivos de extrema pressão (EP), cargas reduzidas.

3. Micropitting

O desgaste por fadiga superficial cria uma textura superficial fina:

  • Causa: Películas lubrificantes finas permitem alta tensão de contato superficial.
  • Aparência: Superfície cinza fosca; milhares de cavidades microscópicas (10-50 µm)
  • Localização: Normalmente próximo à linha de inclinação, onde o rolamento e o deslizamento se combinam.
  • Progressão: Pode estabilizar (leve) ou progredir para macropitting (grave).
  • Efeito: Altera o perfil dos dentes, aumenta o ruído e a vibração.

4. Desgaste moderado (normal)

  • Polimento gradual e remoção de material ao longo de anos
  • Espera-se que isso ocorra em todas as marchas, em alguma medida.
  • A taxa deve ser previsível e lenta (< 0,1 mm ao longo de anos)
  • Aceitável se estiver dentro das tolerâncias de projeto.

5. Desgaste Corrosivo

  • Causa: Umidade, lubrificantes ácidos ou contaminação química
  • Aparência: Manchas cor de ferrugem, rugosidade superficial, corrosão por pite.
  • Comum: Quando as caixas de engrenagens ficam ociosas com presença de umidade
  • Prevenção: Vedação adequada, inibidores de corrosão, proteção durante o armazenamento

Efeitos do desgaste das engrenagens

Alterações Geométricas

  • Modificação de perfil: O perfil involuto se degrada, afetando a ação conjugada.
  • Aumento da reação negativa: A perda de material aumenta a folga entre os dentes que se acoplam.
  • Relação de contato reduzida: Menos dentes em contato simultaneamente
  • Concentração de carga: O material restante suporta maior tensão.

Degradação de desempenho

  • Aumento da vibração: O contato inadequado entre os dentes gera impactos e rigidez variável da malha.
  • Barulho: Ruídos de recuo, gemidos devido à aspereza da superfície
  • Eficiência reduzida: Aumento das perdas por atrito
  • Perda de precisão: O aumento da folga afeta a precisão do posicionamento.

Deterioração acelerada

  • Dentes desgastados suportam cargas maiores (menos dentes compartilhando a carga).
  • Concentração de tensão em áreas desgastadas
  • Transição para corrosão por pitting ou quebra de dentes
  • Gera detritos de desgaste que aceleram o desgaste (retroalimentação positiva).

Métodos de detecção

Análise de vibração

  • GMF Tendências de amplitude: O aumento gradual indica desgaste progressivo.
  • Desenvolvimento harmônico: Aparência e crescimento de 2×GMF, 3×GMF
  • Bandas laterais: Desenvolvimento de bandas laterais de velocidade do eixo em torno do GMF
  • Ruído de banda larga: Conteúdo elevado de alta frequência devido à rugosidade da superfície
  • Forma de onda temporal: Aumento da irregularidade e impacto

Análise de óleo

  • Análise de partículas de desgaste: Concentração de ferro em amostras de óleo
  • Ferrografia: Morfologia das partículas (partículas de fricção vs. partículas de corte vs. partículas de fadiga)
  • Análise espectrográfica: Composição elementar que revela metais de desgaste
  • Contagem de partículas: Tendências na concentração e distribuição de tamanho de partículas
  • Detecção precoce: A análise do óleo pode detectar o desgaste antes que os sintomas de vibração apareçam.

Inspeção Visual

  • Inspeção com boroscópio sem desmontagem
  • Inspeção completa durante as revisões gerais.
  • Meça a espessura do dente na linha de passo.
  • Verificar padrões de contato (azulamento ou transferência de revestimento)
  • Fotografe os dentes para comparação histórica.
  • Compare com os limites de desgaste do fabricante.

Monitoramento de Ruído

  • Emissão acústica de contatos dentários
  • Medições ultrassônicas para avaliação das condições da superfície
  • Alterações no ruído audível que indicam progressão do desgaste

Prevenção e prolongamento da vida

Lubrificação adequada

  • Viscosidade correta do lubrificante de acordo com a carga e a velocidade.
  • Aditivos EP (extrema pressão) para cargas elevadas
  • Quantidade e fluxo de lubrificação adequados
  • Mantenha a limpeza do óleo através da filtragem.
  • Trocas regulares de óleo conforme o cronograma do fabricante.

Controle de Contaminação

  • Vedação eficaz para impedir a entrada de partículas.
  • Respiradores com filtros
  • práticas de montagem e manutenção limpas
  • Sistemas de filtragem de óleo (classificação absoluta de 10-25 µm)

Gerenciamento de carga

  • Operar dentro dos limites de carga de projeto.
  • Evite cargas de impacto ou mudanças repentinas de carga.
  • Monitorar a transmissão de torque e potência.
  • Considere aumentar o tamanho da caixa de engrenagens se ela estiver constantemente sobrecarregada.

Alinhamento e Instalação

  • Assegure o alinhamento correto das engrenagens (padrão de contato em toda a largura da face).
  • Corrigir o desalinhamento do eixo que cria carga na borda
  • Seleção e manutenção adequadas de rolamentos
  • Verifique se a folga está dentro das especificações.

Quando substituir as engrenagens

Critérios de Substituição

  • Espessura do dente: Desgaste além dos limites especificados pelo fabricante (normalmente perda de material 10-20%)
  • Níveis de vibração: A amplitude do GMF excede os limites de alarme, apesar das melhorias na lubrificação.
  • Extensão da corrosão por pitting: > 30% da superfície dentária apresentando corrosão moderada a severa
  • Arranhões/Desgastes: Qualquer pontuação moderada a grave indica necessidade de substituição.
  • Barulho: Ruído excessivo indica contato dentário inadequado.
  • Retaliação: Exceder os valores máximos especificados

Considerações sobre o tempo

  • Plano de substituição durante interrupções programadas
  • Substitua os pares de engrenagens juntos (engrenagens que se encaixam se desgastam juntas).
  • Considere a substituição completa da caixa de câmbio em vez da substituição das engrenagens se a carcaça estiver danificada.
  • Encomende as engrenagens de substituição com antecedência (podem ter prazos de entrega longos).

O desgaste das engrenagens é uma consequência inevitável da transmissão de potência, mas, por meio de lubrificação adequada, controle de contaminação e monitoramento de condição, as taxas de desgaste podem ser minimizadas e a vida útil da caixa de engrenagens maximizada. O monitoramento sistemático da frequência de engrenamento e suas bandas laterais, combinado com a análise do óleo, permite a detecção precoce de desgaste anormal e possibilita a substituição planejada das engrenagens antes que ocorram falhas catastróficas.

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