Anéis de proteção do rolamento ajudam a fábrica de cimento a aumentar o tempo de atividade

Parecia que nada poderia impedir os guinchos. Não que o enorme moinho de bolas da Monarch Cement Company já não fosse barulhento. Movido por um motor de 5.000 cavalos de potência, ele pulveriza 100 toneladas de clínquer (uma mistura queimada de calcário e xisto) por hora. Mas o guincho não era o que Randy Riebel queria ouvir. Como supervisor elétrico na fábrica da Monarch em Humboldt, Kansas, ele sabia que o ruído significava que os rolamentos do motor estavam funcionando - de novo.

Na verdade, o som de danos crônicos em rolamentos era muito familiar na fábrica, que tem capacidade para produzir 1,3 milhão de toneladas de cimento por ano. Desde 2001, quando o moinho de bolas era novo, os rolamentos do motor foram substituídos três vezes.

“Continuamos lubrificando esses rolamentos, mas eles continuaram guinchando”, lembra Riebel. “Sabíamos que, se esperássemos muito, as paredes da pista de rolamento se tornariam estriadas como no passado, e não estávamos ansiosos por outra substituição por causa de todas as despesas e tempo de inatividade. Leva pelo menos 10 dias para puxar esse motor - é uma grande produção. Às vezes a gente tem que contratar ajudante, alugar uma talha para colocar no caminhão e levar para reconstruir. Então, desta vez (verão de 2009), decidi tentar outra coisa. ”

A “outra coisa” era o anel de proteção de rolamento AEGIS iPRO, fabricado pela Electro Static Technology (EST) com base no Maine. Ao canalizar com segurança correntes elétricas prejudiciais dos rolamentos para o solo, o iPRO estende a vida útil dos motores e geradores de média tensão, melhorando assim a confiabilidade de sistemas inteiros nos quais são usados. Ele está disponível em uma variedade de tamanhos para acomodar eixos de gerador / motor de até 30 polegadas de diâmetro.

Livre de manutenção, o AEGIS iPRO é ideal para motores de média tensão que acionam bombas, compressores, misturadores, trituradores, transportadores e outras máquinas usadas em mineração, processamento de alimentos, tratamento de águas residuais, refino petroquímico e muitas outras aplicações de alta corrente. O iPRO também protege os mancais dos geradores nos sistemas de geração de energia elétrica e local.

Riebel vinha discutindo danos em mancais elétricos com Scott Wilkins, gerente de operações da oficina de motores da Independent Electric Machinery Company (IEMCO), uma oficina local de motores e consertos de equipamentos. Wilkins recomendou o iPRO e Riebel fez com que a IEMCO instalasse dois deles no motor do moinho de bolas. Enquanto para a maioria dos motores grandes a EST recomenda a instalação de um iPRO na extremidade da unidade e isolamento na extremidade não acionada, para alguns motores grandes - especialmente aqueles que não têm isolamento projetado ou onde o isolamento não pode ser facilmente instalado - a EST recomenda instalar o iPRO anéis na extremidade acionada e na extremidade não acionada do motor.

Riebel e Wilkins escolheram o modelo de anel dividido iPRO, que é projetado para facilitar retrofits em campo. As metades correspondentes de cada iPRO foram instaladas ao redor do eixo do motor sem a necessidade de desacoplar o motor do moinho.

Uma empresa familiar fundada em 1906, a IEMCO vende, presta serviços, repara e testa motores, geradores, guinchos, soldadores e quadros de distribuição elétrica. O escritório central da IEMCO em Kansas City, Kansas, possui uma oficina mecânica totalmente equipada. A empresa também possui outros cinco centros de serviços na região. Porque eles lidam com grandes motores rotineiramente, o pessoal da IEMCO está bem ciente dos graves danos que as correntes do eixo podem causar aos rolamentos do motor.

Mitigando Danos em Rolamentos Elétricos
Se não forem desviadas, as tensões do eixo podem descarregar através dos rolamentos, perfurando as esferas e as paredes da pista. Sem proteção de longo prazo do rolamento, a corrosão concentrada em intervalos regulares ao longo de uma parede de pista pode causar sulcos semelhantes a tábuas de lavar, chamados de estrias, uma fonte de ruído e vibração. O resultado final é a falha do motor.

Ironicamente, alguns produtos projetados para proteger os rolamentos, como as escovas de aterramento com mola convencionais, exigem eles próprios uma manutenção extensa. Outros, como o isolamento e os mancais de cerâmica, podem deslocar os danos ao equipamento conectado.

Para aumentar a taxa de transferência de elétrons, toda a circunferência interna do iPRO é forrada com várias fileiras de microfibras condutoras. Travadas com segurança no canal AEGIS FiberLock patenteado do anel, essas microfibras circundam completamente o eixo do motor, fornecendo milhões de pontos de descarga para correntes prejudiciais do eixo e criando o caminho de menor resistência que efetivamente desvia essas correntes dos rolamentos para o solo. As próprias microfibras são especialmente projetadas para oferecer flexibilidade excepcional para evitar quebras e garantir que o anel dure por toda a vida útil do motor. Por prolongar a vida útil de rolamentos, motores e sistemas acionados por motor, o iPRO se qualifica como tecnologia sustentável no Programa Federal de Gestão de Energia.

Um problema generalizado e irritante
Empreiteiros e lojas de reforma de varejo em seis estados do Meio-Oeste dependem da fábrica da Monarch, que envia cimento por caminhão e trem para seus terminais em Des Moines, Iowa, e Dodge City, Kan. Os terminais distribuem o cimento para 13 Subsidiárias da Monarch, que as comercializam em suas respectivas áreas. Parte do cimento é vendido a granel, parte em sacos. E, parte dele é posteriormente processado pelas subsidiárias, que fabricam produtos de construção ou adicionam pedra e areia para produzir concreto pré-misturado.

Quando a Monarch foi fundada em 1908, pedaços de calcário explodido (“rocha disparada”) de até 4 pés de largura foram carregados à mão em carroças puxadas por mulas. Agora, esse calcário é movido por enormes carregadores frontais, caminhões basculantes de 50 toneladas e transportadores para ser processado por uma série de trituradores, fornos e moinhos controlados por computador até ficar tão fino quanto pó facial.

A maioria das máquinas de processamento é movida por motores elétricos e o problema de danos crônicos nos rolamentos não é de forma alguma limitado aos moinhos de bolas da fábrica. Muitos dos motores são controlados por drives de frequência variável (VFDs), que induzem correntes de alta frequência adicionais nos eixos do motor. Um motor de ventilador ou bomba tende a usar menos energia se a entrada for modulada por um VFD, mas os benefícios de maior eficiência são perdidos se o motor continuar quebrando.

Essas avarias foram dores de cabeça recorrentes para Riebel, mas como os dois anéis AEGIS iPRO instalados em 2009 parecem estar protegendo os rolamentos do motor do moinho de bolas, ele mandou a IEMCO instalar o iPRO em mais nove motores que tiveram que ser retirados de serviço.

Um caso em questão é uma ventoinha de ventilação controlada por VFD onde o motor de 300 HP teve que ser substituído freqüentemente por quase oito anos. Todas as vezes, o forno precisava ser desligado por pelo menos um dia. O motor antigo foi removido e o motor sobressalente reconstruído teve de ser alinhado e acoplado.

“Mandaríamos o motor puxado para ser reconstruído, mas três a seis meses depois teríamos que fazer a mesma coisa novamente”, disse Riebel. “Para o motor do ventilador de ventilação mais frio, tentamos isolamento em ambos os rolamentos. Com o isolamento, o motor durou dois anos entre as avarias. A eletricidade desviada pode ter prejudicado os rolamentos do próprio ventilador. O isolamento simplesmente empurra o problema para baixo da linha. A eletricidade tem que ir para algum lugar se não estiver aterrada. O iPRO deu a este fã um novo começo. ”

“Nós realmente não percebemos qual era o problema”, Riebel reflete. “Não havia muitas informações disponíveis sobre danos em rolamentos elétricos. Apenas sabíamos que os rolamentos iriam falhar e o motor superaqueceria, mas não estávamos procurando ver por quê. Repetidamente, simplesmente enviamos o motor, o reconstruímos e o colocamos de volta em serviço. Não sabíamos a causa raiz. ”

Resolvido por uma tecnologia verde inovadora
Agora é política da Monarch fazer com que a IEMCO adicione o anel iPRO na oficina sempre que um motor de ventilador Monarch controlado por VFD for revisado. Outra instalação desse tipo era no motor de 2.250 cavalos para um ventilador ID (tiragem induzida) que puxa o ar aquecido no forno por meio de um moinho de rolos, para secar o calcário e o xisto durante o processo de moagem da matéria-prima. Outros motores que agora têm iPROs incluem quatro nos fornos da fábrica, onde o ar é forçado para dentro e para fora:dois motores de ventilador ID de 2.000 HP e dois motores de ventilador de casa de saco de 1.000 HP (coleta de poeira).

Além disso, como uma fábrica de cimento é um lugar muito empoeirado e muitos motores ficam ao ar livre, a Monarch começou a especificar que alguns de seus novos motores devem vir equipados com o anel de aterramento do eixo isolador de rolamento SGR para serviços severos da AEGIS, outro produto de tecnologia eletroestática. Como no iPRO, as microfibras condutoras seguras do SGR AEGIS Severe-Duty circundam completamente o eixo do motor para um aterramento eficiente, mas este modelo tem uma vedação de isolamento sem contato IP56 integrada para fornecer proteção extra contra poeira, água e outros contaminantes.

O gerente de manutenção da Monarch, Mark Pily, autorizou a compra do primeiro motor da planta com um SGR Severe-Duty instalado de fábrica, após consultar Wilkins da IEMCO. No momento em que este livro foi escrito, um motor compressor de ar de 200 HP é o único motor em operação na planta.

“Queremos manter os rolamentos limpos porque empurramos o motor com muita força”, explica Riebel. “Normalmente perdemos aquele motor por causa de falha no enrolamento. Acho que a maior parte disso é causado pelos rolamentos começando a falhar, o que faz com que o motor sobrecarregue ”.

Uma onça de prevenção
Usando uma ponta de prova de tensão e osciloscópio, Riebel faz leituras de tensão do eixo periodicamente em todos os motores da planta com anéis de aterramento. Ele está satisfeito com os resultados porque as leituras são baixas, indicando que os anéis reduziram as tensões do eixo potencialmente prejudiciais.

Riebel também dá uma nota alta ao serviço que a fábrica recebeu da IEMCO:“Na minha opinião, eles são de longe a melhor loja com a qual já trabalhamos e já trabalhamos com quase todas as lojas da área. Scott (Wilkins) está realmente envolvido. Ele é realmente o tipo de pessoa que acerta na primeira vez. "

O tempo dirá exatamente quanto dinheiro os anéis economizarão na Monarch em geral, mas Riebel está convencido de que o AEGIS iPRO oferece proteção de rolamento eficaz e de longo prazo que reduz os custos de paralisação e manutenção do motor.

“Até agora, tudo bem”, diz ele. “Com a potência de 5.000 cavalos, já que o último conjunto de rolamentos durou apenas um ano, é provável que já tivéssemos notado problemas, mas não tivemos nenhum - nenhum guincho”.

Para obter mais informações, entre em contato com:John Shepherd, gerente regional de vendas do meio-oeste, Electro Static Technology, Loveland, OH 45140. Você pode ligar para 513-417-1161, e-mail [email protected] visitar www.est-aegis.com .

Figura 1. Fábrica da Monarch Cement Company em Humboldt, Kansas.

Figura 2. O moinho de bolas onde os dois primeiros anéis de aterramento foram instalados na fábrica da Monarch Cement Company. Os rolamentos do motor de 5.000 HP da fábrica falharam regularmente até que tensões prejudiciais foram desviadas por um anel de proteção de rolamento AEGIS iPRO (inserido) em cada extremidade do motor. Esses retrofits no local foram realizados sem a necessidade de desacoplar o motor da fábrica, graças ao uso de uma versão de anel dividido do iPRO.

Figura 3. Um anel de proteção de rolamento AEGIS iPRO instalado em um retentor de rolamento interno na oficina da IEMCO como parte de uma revisão do motor para o maquinário da Monarch Cement Company.

Figura 4. Seguindo o sucesso do Anel de Proteção de Rolamento AEGIS iPRO em seu moinho de bolas, a Monarch Cement Company instalou o anel neste motor de ventilador (azul) que também exigia substituições frequentes de rolamentos.