aplicação de fmeca em subsistemas ferroviários
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INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA
ACADEMIA MRS
ESPECIALIZAÇÃO EM TRANSPORTE DE CARGA FERROVIÁRIO
MARCÍLIO EUSTÁQUIO DE OLIVEIRA ROCHA
APLICAÇÃO DE FMECA EM SUBSISTEMAS FERROVIÁRIOS
Rio de Janeiro
2006
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INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA
MARCÍLIO EUSTÁQUIO DE OLIVEIRA ROCHA
APLICAÇÃO DE FMECA EM SUBSISTEMAS FERROVIÁRIOS
Monografia apresentada ao Curso de Especialização em Transporte Ferroviário de Carga
Orientador: Prof. Marcelo Sucena - D. C. Tutor: Carlos Magno Cascelli Schwenck
Rio de Janeiro
2006
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INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA
MARCÍLIO EUSTÁQUIO DE OLIVEIRA ROCHA
APLICAÇÃO DE FMECA EM SUBSISTEMAS FERROVIÁRIOS
Monografia apresentada ao Curso de Especialização em Transporte de Carga Ferroviário do Instituto Militar de Engenharia.
Orientador: Prof. Marcelo Sucena - D. C. Tutor: Carlos Magno Cascelli Schwenck.
Aprovada em 23 de agosto de 2006 pela seguinte Banca Examinadora:
_______________________________________________________________
Prof. Marcelo Sucena - D. C.
_______________________________________________________________
Carlos Magno Cascelli Schwenck – da MRS
_______________________________________________________________
Profa Maria Cristina de Fogliatti Sinay – do IME
_______________________________________________________________
Profa Vânia Gouveia Barcelos Campos – do IME
Rio de Janeiro
2006
4
AGRADECIMENTOS
A Deus pela saúde e oportunidades sempre presentes em minha vida.
A minha mãe D. Bida pelo exemplo de vida. Aos meus irmãos Maurício e Maísa e
ao meu cunhado Max pelo apoio nos momentos necessários.
A minha noiva Natielle pelo incentivo e entendimento nos momentos de ausência
devido a dedicação a este trabalho.
A MRS Logísitica pela oportunidade.
Ao César Brant, Carlos Magno e Hostalácio pelo convite de participação no curso
de especialização em Transporte Ferroviário de Carga pelo Instituto Militar de
Engenharia.
Ao orientador Marcelo Sucena e tutor Carlos Magno pelo apoio no
desenvolvimento do trabalho.
Ao Hostalácio, Marcus Vinicius, Sérgio, Jair Cancela e Flávio pela paciência e
essenciais informações para o desenvolvimento deste trabalho.
5
SUMÁRIO
AGRADECIMENTOS ............................................................................................. 4 SUMÁRIO............................................................................................................... 5 LISTA DE ILUSTRAÇÕES ..................................................................................... 9 LISTA DE TABELAS ............................................................................................ 10 RESUMO.............................................................................................................. 11 1. INTRODUÇÃO ................................................................................................ 12
1.1. GRUPO DE ATIVOS FERROVIÁRIOS..................................................... 12
1.2. INTRODUÇÃO AO SISTEMA LOCOMOTIVAS........................................ 12
1.2.1. GERAL ............................................................................................... 12
1.2.2. PRINCIPAIS COMPONENTES.......................................................... 13
1.2.3. SUBSISTEMAS.................................................................................. 14
1.2.3.1. SUBSISTEMA DE ALIMENTAÇÃO DE COMBUSTÍVEL ............ 14
1.2.3.2. SUBSISTEMA DE ADMISSÃO DE AR........................................ 15
1.2.3.3. SUBSISTEMA DE LUBRIFICAÇÃO ............................................ 16
1.2.3.4. SUBSISTEMA DE REFRIGERAÇÃO .......................................... 18
1.2.3.5. SUBSISTEMA DE TRUQUES ..................................................... 19
1.2.3.6. SUBSISTEMA ELÉTRICO........................................................... 20
1.2.3.7. SUBSISTEMA PNEUMÁTICO..................................................... 22
1.3. DEFEITOS E REBOQUES DE LOCOMOTIVAS NA MRS LOGÍSTICA ... 23
1.4. CARACTERIZAÇÃO DE COMPONENTES CRÍTICOS DE LOCOMOTIVAS
.......................................................................................................................... 26
1.5. ESTRUTURA DO TRABALHO ................................................................. 29
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA............................................................................ 31
2.1. INTRODUÇÃO À MANUTENÇÃO............................................................ 31
2.2. MCC – MANUTENÇÃO CENTRADA EM CONFIABILIDADE (RCM –
RELIABILITY CENTRED MAINTENANCE)...................................................... 33
2.3. ANÁLISE DO MODO, DO EFEITO E DA CRITICIDADE DAS FALHAS
(FMECA - FAILURE MODES, EFFECT AND CRITICALITY ANALYSIS)........ 34
6
2.3.1. INTRODUÇÃO ................................................................................... 34
2.3.2. SEQÜÊNCIA DE ATIVIDADES PARA ELABORAÇÃO DA FMECA .. 36
2.3.2.1. DEFINIR A EQUIPE RESPONSÁVEL PELA EXECUÇÃO DA
FMECA...................................................................................................... 37
2.3.2.2. DEFINIR OS ITENS DO SISTEMA QUE SERÃO
CONSIDERADOS...................................................................................... 37
2.3.2.3. PREPARAÇÃO PRÉVIA E COLETA DE DADOS ....................... 37
2.3.2.4. ANÁLISE PRELIMINAR DOS ITENS CONSIDERADOS ............ 38
2.3.2.5. IDENTIFICAÇÃO DOS MODOS DE FALHA E SEUS EFEITOS. 38
2.3.2.6. IDENTIFICAÇÃO DAS CAUSAS DAS FALHAS.......................... 38
2.3.2.7. IDENTIFICAÇÃO DOS MODOS DE DETECÇÃO DE FALHAS .. 38
2.3.2.8. DETERMINAÇÃO DOS ÍNDICES DE CRITICIDADE.................. 39
2.3.2.9. ANÁLISE DAS RECOMENDAÇÕES........................................... 39
2.3.2.10. REVISÃO DOS PROCEDIMENTOS ......................................... 39
2.3.2.11. PREENCHER OS FORMULÁRIO DE FMECA.......................... 39
2.3.3. FORMULÁRIO DE FMECA................................................................ 40
3. PROPOSTA DE APLICAÇÃO DA FMECA DE PROCESSOS EM
SUBSISTEMAS FERROVIÁRIOS........................................................................ 43
3.1. EQUIPE RESPONSÁVEL PELA FMECA................................................. 43
3.2. DEFINIR OS ITENS DO SISTEMA QUE SERÃO CONSIDERADOS....... 45
3.3. PREPARAÇÃO PRÉVIA E COLETA DE DADOS .................................... 47
3.4. ANÁLISE PRELIMINAR DOS ITENS CONSIDERADOS.......................... 48
3.5. IDENTIFICAÇÃO DOS MODOS DE FALHA E SEUS EFEITOS .............. 49
3.6. IDENTIFICAÇÃO DAS CAUSAS DAS FALHAS....................................... 51
3.7. IDENTIFICAÇÃO DOS MODOS DE DETECÇÃO DE FALHAS ............... 52
3.8. DETERMINAÇÃO DOS ÍNDICES DE CRITICIDADE............................... 52
3.8.1. TAXA DE SEVERIDADE DE UM MODO DE FALHA......................... 53
3.8.2. TAXA DE FREQÜÊNCIA DA OCORRÊNCIA DE UM MODO DE
FALHA........................................................................................................... 53
3.8.3. TAXA DE DETECÇÃO DE UM MODO DE FALHA............................ 54
3.8.4. RPN (RISK PRIORITY NUMBER)...................................................... 55
3.9. ANÁLISE DAS RECOMENDAÇÕES........................................................ 55
7
3.10. REVISÃO DOS PROCEDIMENTOS....................................................... 56
3.11. PREENCHIMENTO DOS FORMULÁRIOS DE FMECA......................... 56
3.12. REFLEXÃO SOBRE O PROCESSO ...................................................... 57
4. APLICAÇÃO DA FMECA DE PROCESSO NO SUPERALIMENTADOR GE
C30/C36 16 CILINDROS...................................................................................... 58
4.1. EQUIPE RESPONSÁVEL PELA FMECA................................................. 58
4.2. ITENS DO SISTEMA QUE SERÃO CONSIDERADOS NA FMECA......... 58
4.2.1. CONHECENDO O SISTEMA............................................................. 59
4.2.1.1. SUBCONJUNTOS DO SUPERALIMENTADOR.......................... 59
4.3. PREPARAÇÃO PRÉVIA E COLETA DE DADOS .................................... 60
4.3.1. PEÇAS QUE COMPÕEM O SUPERALIMENTADOR E SUA FUNÇÃO
...................................................................................................................... 61
4.3.1.1. CONJUNTO DA CAIXA DA TURBINA ........................................ 61
4.3.1.2. CONJUNTO DA ENTRADA DA TURBINA .................................. 61
4.3.1.3. CONJUNTO DA CARCAÇA DO COMPRESSOR ....................... 61
4.3.1.4. CONJUNTO DO ROTOR ............................................................ 62
4.3.2. METAS DE DESEMPENHO DAS PEÇAS QUE COMPÕEM O
SUPERALIMENTADOR................................................................................ 62
4.3.2.1. CONJUNTO DA CAIXA DA TURBINA ........................................ 62
4.3.2.2. CONJUNTO DA ENTRADA DA TURBINA .................................. 64
4.3.2.3. CONJUNTO DA CARCAÇA DO COMPRESSOR ....................... 65
4.3.2.4. CONJUNTO DO ROTOR ............................................................ 66
4.3.2.5. TORQUES................................................................................... 67
4.3.3. INTERFACES DO SUPERALIMENTADOR COM OUTROS
SISTEMAS DA LOCOMOTIVA ..................................................................... 68
4.4. ANÁLISE PRELIMINAR DOS ITENS CONSIDERADOS.......................... 69
4.4.1. COMPILAÇÃO DAS FALHAS DO BANCO DE DADOS DE
CONTROLE DE MANUTENÇÃO DO SUPERALIMENTADOR .................... 70
4.4.2. COMPILAÇÃO DAS FALHAS DOS RELATOS DE ANOMALIA DO
SUPERALIMENTADOR................................................................................ 70
4.4.3. ÁRVORE FUNCIONAL DO COMPONENTE ..................................... 71
8
4.4.4. FLUXOGRAMA FUNCIONAL DO COMPONENTE
SUPERALIMENTADOR................................................................................ 72
4.4.5. FLUXOGRAMA DE MANUTENÇÃO DO COMPONENTE
SUPERALIMENTADOR................................................................................ 73
4.4.6. AÇÕES QUE NÃO SERÃO CONSIDERADAS COMO FONTE DE
INADEQUAÇÃO DAS METAS DE DESEMPENHO...................................... 73
4.5. IDENTIFICAÇÃO DOS MODOS DE FALHA E SEUS EFEITOS .............. 73
4.6. IDENTIFICAÇÃO DAS CAUSAS DAS FALHAS....................................... 74
4.7. IDENTIFICAÇÃO DOS MODOS DE DETECÇÃO DE FALHAS ............... 74
4.8. DETERMINAÇÃO DOS ÍNDICES DE CRITICIDADE............................... 74
4.9. ANÁLISE DAS RECOMENDAÇÕES........................................................ 78
4.10. REVISÃO DOS PROCEDIMENTOS....................................................... 78
4.11. PREENCHIMENTO DOS FORMULÁRIOS DE FMECA......................... 78
5. RECOMENDAÇÕES E CONCLUSÕES.......................................................... 79
5.1. RECOMENDAÇÕES ................................................................................ 79
5.2. CONCLUSÕES......................................................................................... 80
LISTA DE REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................... 81
ANEXO 1 - EXEMPLO DE RELATO DE ANOMALIA............................................ 82 ANEXO 2 - FLUXOGRAMA DE MANUTENÇÃO DO SUPERALIMENTADOR.....83 ANEXO 3 - FORMULÁRIO DE FMECA DO SUPERALIMENTADOR C30/36...... 85
9
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 – Desenho esquemático de uma locomotiva com respectivos componentes principais. KITAMURA (2005)................................................. 13
Figura 2 – Desenho esquemático do sistema de alimentação de combustível.
KITAMURA (2005) ........................................................................................ 15 Figura 3 – Subsistema de admissão de ar. KITAMURA (2005) ........................... 16 Figura 4 – Desenho esquemático do sistema de lubrificação. KITAMURA (2005)17 Figura 5 – Subsistema de refrigeração. KITAMURA (2005)................................. 19 Figura 6 – Desenho esquemático do sistema de truques. KITAMURA (2005)..... 20 Figura 7 - Gráfico com Número de Reboques nas Locmotivas da MRS X Meses
(julho de 2005 a setembro de 2006, atualizado em março de 2006). ........... 23 Figura 8 - Gráfico com Número de Defeitos nas Locmotivas da MRS X Meses
(julho de 2005 a setembro de 2006, atualizado em março de 2006). ........... 24 Figura 9 – Trem Hora Parado Devido a Falhas e Falta de Locomotivas X Meses
(abril de 2005 a março de 2006, atualizado em março de 2006). ................. 26 Figura 10 – Gráficos com padrões de falhas propostos pelas três gerações de
estudo da manutenção. MOUBRAY (2000) .................................................. 32 Figura 11 – Fluxograma com as atividades para elaboração de uma FMEA.
HELMAN e ANDREY (1995) ......................................................................... 36 Figura 12 – Estrutura da superintendência produção industrial. .......................... 44 Figura 13 - Árvore de hierarquização dos subconjuntos do superalimentador e
seus componentes. ....................................................................................... 71 Figura 14 – Diagrama esquemático demonstrando relações entre subconjuntos do
superalimentador e outros sistemas da locomotiva. ..................................... 72
10
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Componentes de locomotivas mais críticos segundo o critério adotado...................................................................................................................................... 28
Tabela 2 – Estrutura básica de um formulário de FMECA. ....................................... 40 Tabela 3 – Exemplo de base de dados de falhas do componente
Superalimentador GE............................................................................................... 49 Tabela 4 – Modelo para lista de verificações de modos e efeitos de falhas. ......... 50 Tabela 5 – Modelo de lista de verificação com modo, causas e efeitos das falhas.
..................................................................................................................................... 51 Tabela 6- Modelo de lista de verificação com modo, causas e efeitos das falhas e
modos de detecção. ................................................................................................. 52 Tabela 7– Padrão de formulário de FMECA a ser utilizado. ..................................... 57 Tabela 8 – Modos de Falha extraídos do programa Access de controle da
manutenção do componente superalimentador. ................................................. 70 Tabela 9 – Modos de Falhas extraídos dos relatos de anomalia de componentes
superalimentador. ..................................................................................................... 71 Tabela 10 – Lista de verificação com os modos, efeitos, causas, modos de
detecção e índice de criticidade das falhas.......................................................... 75 Tabela 10 (Continuação) – Lista de verificação com os modos, efeitos, causas,
modos de detecção e índice de criticidade das falhas. ...................................... 76 Tabela 10 (Continuação) – Lista de verificação com os modos, efeitos, causas,
modos de detecção e índice de criticidade das falhas. ...................................... 77
11
RESUMO
As ferrovias possuem três grupos principais de ativos: via permanente,
eletro-eletrônica e material rodante (locomotivas e vagões). Com o aumento
progressivo da demanda de transporte de carga junto às ferrovias e a
manutenção da extensão quilométrica da malha ferroviária, é essencial que estes
ativos tenham o máximo de confiabilidade possível. Isto por que falhas em
qualquer dos grupos de ativos podem ser um fator primordial para o não
atendimento da demanda crescente de transporte. Verificado isto, este trabalho
selecionou dentro do grupo material rodante, os ativos locomotivas, para
proposição de implantação de uma ferramenta da metodologia RCM (Reliability
Centered Maintenance – Manutenção Centrada em Confiabilidade) de
manutenção. Para a implantação desta ferramenta foi identificado o componente
crítico da locomotiva, de acordo com critérios pré estabelecidos que consideraram
volume e custo de recuperação. O componente selecionado foi o
superalimentador de locomotivas modelo GE C30 e C36. A ferramenta escolhida
foi a FMECA (Failure Modes, Effects and Criticality Analysis - Análise dos Modos,
dos Efeitos e da Criticidade das Falhas). Com estas definições foi desenvolvida
uma metodologia para execução de FMECA para componentes de locomotivas.
Tal metodologia foi usada na implementação da FMECA para o componente
superalimentador de locomotivas modelo GE C30 e C36. De posse da FMECA
deste componente foi proposta uma sistemática para execução da FMECA para
os demais componentes de locomotiva e também uma metodologia para uso dos
dados presentes na FMECA para análise de falhas do componente e melhoria
continua do processo de manutenção.
12
1. INTRODUÇÃO
1.1. GRUPO DE ATIVOS FERROVIÁRIOS
Na ferrovia podem-se definir alguns grandes grupos de ativos que são
fundamentais para que a operação ferroviária ocorra de maneira plena: via
permanente, eletro-eletrônica e material rodante (locomotivas e vagões).
Portanto, a manutenção dos ativos inseridos nestes grupos deve garantir que eles
estejam disponíveis para utilização durante o maior tempo possível, ou seja,
deve-se garantir que eles falhem o menor número de vezes, sendo zero a
quantidade alvo. Este trabalho tratará da manutenção das locomotivas
pertencentes ao grupo de ativos Material Rodante.
1.2. INTRODUÇÃO AO SISTEMA LOCOMOTIVAS
1.2.1. GERAL
Na ferrovia, as locomotivas são responsáveis por tracionar os trens,
rebocando vagões no caso de ferrovias de carga e carros, no caso de ferrovias de
passageiros. Segundo BRINA (1988), O termo tracionar significa a maneira pela
qual a locomotiva obtém o esforço mecânico necessário para o deslocamento dos
trens. Normalmente a tração das locomotivas é elétrica, ou seja, são usados
motores elétricos para obter o esforço mecânico necessário ao deslocamento dos
trens. A variação entre estas locomotivas ocorre devido à fonte de alimentação
destes motores elétricos. Quando tais motores são alimentados primariamente
por uma fonte externa elétrica, tem-se a tração puramente elétrica. Tal sistema de
tração é muito utilizado no Brasil no transporte de passageiros (metrôs e trens
urbanos). Outra forma de tração muito utilizada nas ferrovias de carga no Brasil é
a Diesel-Elétrica, em que a fonte energética primária dos motores é um gerador
elétrico instalado na própria locomotiva e acoplado a um motor diesel.
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Este trabalho irá focar locomotivas com tração diesel-elétrica, considerando
que a maioria da frota da MRS Logística é composta por locomotivas deste tipo.
1.2.2. PRINCIPAIS COMPONENTES
Como todo sistema, as locomotivas são formadas por subsistemas e por
componentes. Nesta seção serão apresentados os componentes genéricos de
locomotivas diesel-elétricas. Na seção 1.2.3 serão detalhadas as suas
características operacionais principais e apresentadas as definições e funções
destes componentes. A Figura 1 mostra o desenho esquemático de uma
locomotiva com seus respectivos componentes principais.
Figura 1 – Desenho esquemático de uma locomotiva com respectivos componentes principais.
KITAMURA (2005)
1 - Conexões para Unidade Múltipla (Jumper) 2 – Reservatórios de Areia 3 – Toalete 4 – Faróis e Caixas de Números 5 – Painel de Comando 6 – Compartimento Elétrico Superior 7 – Bebedouro 8 – Compartimento de Controle do Motor Diesel 9 – Filtros Inerciais da Galeria 10 – Soprador 11 – Painel Retificador 12 – Gerador Auxiliar 13 – Excitatriz 14 – Gerador de Tração CA 15 – Governador de Controle 16 – Componentes do Sistema de Combustível
17 – Motor Diesel 18 – Resfriador de ar 19 – Superalimentador 20 – Tanque de Expansão 21 – Resfriador de Óleo Lubrificante 22 – Filtro de Óleo Lubrificante 23 – Filtros Inerciais do Motor Diesel 24 – Filtros de Ar do Motor Diesel 25 – Compressor de Ar 26 – Resistores de Freio Dinâmico 27 – Ventiladores dos Radiadores 28 – Radiadores 29 – Reservatórios Principais de Ar 30 – Tanque de Combustível 31 – Alternador de Eixo 32 – Compartimento Elétrico Inferior
14
1.2.3. SUBSISTEMAS
1.2.3.1. SUBSISTEMA DE ALIMENTAÇÃO DE COMBUSTÍVEL
Este subsistema é responsável pela alimentação de combustível ao motor
diesel das locomotivas. A seguir serão detalhados os seus componentes e suas
respectivas funções básicas.
➥ Tanque de Combustível: responsável pelo armazenamento de combustível;
➥ Tubulações e Mangueiras: responsáveis pela circulação do combustível entre
os componentes do subsistema;
➥ Bomba de Sucção: responsável pela sucção de combustível do reservatório e
pelo seu bombeamento sob pressão, a fim de suprir o motor diesel;
➥ Filtros: retêm as impurezas contidas no combustível;
➥ Válvula de Alívio: protege o sistema de sobrecargas de pressão devido às
restrições;
➥ Coletores de combustível do motor diesel: reservatórios intermediários de
onde as mangueiras coletam o combustível para alimentar os conjuntos de
força, tanto do lado esquerdo quanto do lado direito do motor diesel;
➥ Válvula Reguladora: responsável por manter a pressão de combustível nos
coletores, no nível necessário;
➥ Coletor de Drenagem: reservatório intermediário que recebe o excesso de
combustível dos bicos injetores.
Um desenho esquemático do Subsistema de Alimentação de Combustível é
mostrado na Figura 2.
15
Figura 2 – Desenho esquemático do sistema de alimentação de combustível. KITAMURA (2005)
1.2.3.2. SUBSISTEMA DE ADMISSÃO DE AR
Este subsistema é responsável pela alimentação de ar ao motor diesel das
locomotivas. A seguir serão descritos os componentes deste subsistema e suas
respectivas funções básicas.
➥ Superalimentador: responsável por aspirar o ar externo que será fornecido ao
motor diesel, por intermédio da câmara de ar sem impurezas, devendo ainda
pressurizá-lo e enviá-lo aos resfriadores de ar. Tal componente é acionado
pelos gases de exaustão do motor diesel;
➥ Tubulações e Mangueiras: responsáveis pela circulação do ar entre os
componentes do subsistema;
➥ Filtros: retêm as impurezas contidas no ar;
➥ Resfriadores de ar: responsáveis por resfriar o ar que foi aquecido durante o
processo de compressão no superalimentador;
16
➥ Coletores de ar: responsáveis por conduzir o ar aos cilindros do motor diesel;
➥ Coletores de exaustão: responsáveis por recolher os gases da exaustão e
enviá-los ao superalimentador para acionamento do mesmo. Após acionarem
o superalimentador os gases da exaustão são enviados para a atmosfera;
➥ Chave de Vácuo: dispositivo de segurança que faz o motor funcionar em
marcha lenta quando existir o entupimento dos filtros.
Um desenho esquemático do Subsistema de Admissão de Ar é mostrado na
Figura 3 .
Figura 3 – Subsistema de admissão de ar. KITAMURA (2005)
1.2.3.3. SUBSISTEMA DE LUBRIFICAÇÃO
Este subsistema é responsável pela lubrificação, utilizando óleo lubrificante,
dos componentes da locomotiva. A seguir serão descritos os componentes deste
subsistema e suas respectivas funções básicas.
17
➥ Cárter do Motor Diesel: reservatório do óleo lubrificante;
➥ Bomba de Sucção: responsável pela sucção do óleo lubrificante do cárter e
pelo envio desse para o subsistema sob pressão a fim de lubrificar os
componentes necessários;
➥ Filtros: responsáveis por reter as impurezas do óleo lubrificante;
➥ Resfriador de Óleo: após ter sido aspirado pela bomba, o óleo lubrificante é
encaminhado a este componente a fim de ser resfriado. Este componente é
um trocador de calor a base de água;
➥ Tubulações e Mangueiras: responsáveis pela circulação do óleo lubrificante
entre os componentes do subsistema;
➥ Válvula de Alívio: responsável por evitar sobrecargas de pressão no
subsistema;
➥ Dispositivo de Segurança de Baixa Pressão de Óleo Lubrificante: responsável
por desligar o motor caso a pressão de óleo lubrificante seja reduzida abaixo
de um valor mínimo.
Um desenho esquemático do Sistema de Lubrificação é mostrado na Figura 4.
Figura 4 – Desenho esquemático do sistema de lubrificação. KITAMURA (2005)
18
1.2.3.4. SUBSISTEMA DE REFRIGERAÇÃO
Este subsistema é responsável pela refrigeração, utilizando água, de
componentes da locomotiva. A seguir serão descritos os componentes deste
subsistema e suas respectivas funções.
➥ Tanque de Expansão: reservatório de água da locomotiva;
➥ Bomba de Sucção: responsável pela sucção da água do tanque de expansão
e pela circulação dessa pelo subsistema, a fim de refrigerar alguns
componentes, tais como cilindros do motor diesel, superalimentador, etc. Ela é
acionada pelo motor diesel;
➥ Tubulações e Mangueiras: responsáveis pela circulação da água de
refrigeração entre os componentes do subsistema;
➥ Coletores de Entrada d' água: responsáveis por distribuir a água de
refrigeração entre os cilindros do motor diesel;
➥ Coletor de Descarga d' água: a água, após resfriar os cilindros do motor diesel,
é recolhida no coletor de descarga;
➥ Caixa de Junção: responsável por receber a água que resfriou os
componentes necessários. Desta caixa a água é enviada para o tanque de
expansão ou para os radiadores;
➥ Válvula de Controle de Fluxo: de acordo com a temperatura, é responsável por
enviar a água para o tanque de expansão ou para os radiadores;
➥ Radiadores: são trocadores de calor responsáveis pelo resfriamento de água
utilizando ar soprado pelos ventiladores.
Um desenho esquemático do subsistema de refrigeração é mostrado na
Figura 5.
19
Figura 5 – Subsistema de refrigeração. KITAMURA (2005)
1.2.3.5. SUBSISTEMA DE TRUQUES
Este subsistema é responsável por receber o peso da locomotiva e distribuí-lo
entre os eixos e rodas de tração. A seguir serão descritos os componentes deste
subsistema e suas respectivas funções básicas.
➥ Estrutura do Truque: é composta por duas laterais fundidas, unidas por duas
travessas transversais também fundidas. A interligação entre a plataforma e a
estrutura do truque se dá por intermédio da travessa flutuante (Bolster);
➥ Prato Pião: prato central localizado na travessa flutuante que liga o truque ao
pião da locomotiva;
➥ Coxins de Borracha e Aço: fazem a interligação entre a travessa flutuante e a
estrutura do truque e têm o objetivo de absorverem os impactos provenientes
da plataforma;
20
➥ Batentes: limitam o movimento relativo entre truque e travessa flutuante,
evitando que as peças sejam excessivamente solicitadas ao cisalhamento;
➥ Conjunto de Molas Helicoidais: transfere o peso da locomotiva da estrutura
para os eixos;
➥ Pedestais das Laterais do Truque: limitam o movimento relativo dos eixos ao
truque;
➥ Mancais de suspensão e Transversal da Estrutura do Truque: apoiam os
motores de tração;
➥ Timonerias de Freio: conjunto de alavancas que multiplica a força proveniente
do cilindro de freio que será aplicadas às rodas por intermédio das sapatas.
Um desenho esquemático do subsistema de truques é mostrado na Figura 6.
Figura 6 – Desenho esquemático do sistema de truques. KITAMURA (2005)
1.2.3.6. SUBSISTEMA ELÉTRICO
Este subsistema pode ser dividido em duas partes: subsistema elétrico de
baixa potência e subsistema elétrico de alta potência.
O subsistema elétrico de baixa potência é responsável pelo controle
automático da locomotiva e por suprir de energia elétrica os circuitos de
iluminação e os acessórios da mesma. A seguir são descritos alguns
componentes deste subsistema e suas respectivas funções básicas.
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➥ Conjunto de Baterias: responsável por suprir de energia elétrica o circuito de
baixa potência ao dar partida no motor da locomotiva. Tensão de 74 Volts,
corrente contínua;
➥ Gerador Auxiliar: é um gerador elétrico acionado pelo motor diesel, a partir de
engrenagens. Sua função é recarregar o conjunto de baterias e suprir o
subsistema elétrico de baixa potência.
➥ Relés e Contatores: são componentes que possuem contatos que são
fechados ou abertos a partir de um sinal elétrico. São utilizados para realizar
as lógicas no controle automático da locomotiva, acionando ou desligando
componentes elétricos;
➥ Painéis Eletrônicos: responsáveis por processar os sinais elétricos de baixa
potência recebidos de diversos pontos da locomotiva e por gerar outros sinais
elétricos para acionamento de componentes deste subsistema;
➥ Controlador Mestre: é o conjunto de alavancas que o maquinista utiliza para
operar a locomotiva. Existem três alavancas com as seguintes funções:
� Alavanca 1: define o sentido de deslocamento da locomotiva;
� Alavanca 2: define o ponto de aceleração do motor diesel da locomotiva (8
pontos de aceleração);
� Alavanca 3: define o modo de atuação do sistema de frenagem dinâmica
da locomotiva (possibilidades: neutro, preparação e área de atuação).
O subsistema elétrico de alta potência é responsável por gerar energia
elétrica por meio do gerador a fim de suprir os motores elétricos que tracionam a
locomotiva. A seguir são descritos alguns componentes deste subsistema e suas
respectivas funções básicas.
➥ Gerador Elétrico: responsável por receber energia mecânica gerada pelo
motor diesel através de acoplamento por eixos e por transformá-la em energia
elétrica.
➥ Gerador Excitatriz: é um gerador elétrico acionado pelo motor diesel, a partir
de engrenagens. Sua função é suprir de energia elétrica o circuito de
excitação do campo do gerador elétrico.
22
➥ Painel Retificador: existe em locomotivas cujo gerador elétrico fornece energia
elétrica em corrente alternada. É responsável por transformar a corrente
elétrica alternada em contínua;
➥ Chave Reversora: seu posicionamento define o sentido de deslocamento da
locomotiva;
➥ Chave BKT: seu posicionamento define se a locomotiva está tracionando ou
se está em frenagem dinâmica;
➥ Motor de Tração: é um motor elétrico que é suprido de energia elétrica pelo
gerador e cuja função é transformar essa energia elétrica em mecânica que é
transferida às rodas da locomotiva por intermédio de acoplamento por
engrenagem.
1.2.3.7. SUBSISTEMA PNEUMÁTICO
Esse subsistema é responsável por gerar ar comprimido, armazená-lo e
distribuí-lo pelos componentes pneumáticos, tanto das locomotivas quanto dos
vagões em uma composição ferroviária. A seguir são descritos alguns
componentes deste subsistema e suas respectivas funções básicas.
➥ Compressor: responsável por captar ar da atmosfera e comprimi-lo até se
atingir a pressão necessária nos reservatórios de ar comprimido. É acionado
pelo motor diesel por intermédio de um eixo de acoplamento;
➥ Reservatórios de Ar Comprimido: responsáveis por armazenar o ar
comprimido gerado pelo compressor;
➥ Tubulações e Mangueiras: responsáveis por conduzir o ar comprimido entre os
componentes do subsistema;
➥ Válvulas Pneumáticas: responsáveis por controlar o fluxo de ar comprimido
entre os componentes do subsistema;
➥ Cilindro de Freio: é responsável por executar o movimento das sapatas que
origina o acionamento do freio ferroviário. É acionado por ar comprimido;
23
➥ Buzina: componente pneumático que emite sinal sonoro e é utilizado pelo
maquinista para que as pessoas que estiverem próximas à circulação da
composição a vejam e tome os devidos cuidados.
1.3. DEFEITOS E REBOQUES DE LOCOMOTIVAS NA MRS LOGÍSTICA
Conforme foi dito na seção 1.1, dentro do grupo de ativos Material Rodante,
estão as locomotivas. Foi dito também que a quantidade de falhas alvo, para
garantir a boa fluência da operação ferroviária, é zero. Porém este alvo não é
atingido atualmente pela MRS Logística, o que causa diversos transtornos para a
operação ferroviária. A Figura 7 mostra a evolução mensal de “reboques” nas
locomotivas da MRS Logística.
Figura 7 - Gráfico com Número de Reboques nas Locmotivas da MRS X Meses (julho de 2005 a
setembro de 2006, atualizado em março de 2006).
A Figura 8 mostra a evolução mensal de “defeitos” nas locomotivas da MRS
Logística.
24
Figura 8 - Gráfico com Número de Defeitos nas Locmotivas da MRS X Meses (julho de 2005 a
setembro de 2006, atualizado em março de 2006).
Apresentado na Figura 7 e na Figura 8 os quantitativos de reboques e defeitos
nas locomotivas da MRS Logística, se faz necessário definir os conceitos deste
termos.
Reboques são falhas ocorridas nas locomotivas que as impedem de tracionar,
ou seja, quando ocorre um reboque é necessário retirar a locomotiva
imediatamente da composição ferroviária e substituí-la por outra. Evidentemente,
este é o pior tipo de falha que pode ocorrer em uma locomotiva durante sua
operação em um trem.
Defeitos são falhas ocorridas nas locomotivas que não as impedem de
tracionar, ou seja, ao ser detectado o defeito, a locomotiva continua na
composição ferroviária. Isto por que nos defeitos a locomotiva continua tendo
capacidade de tração, ela passa apenas a ter um determinado sistema fora de
funcionamento. Por exemplo: uma locomotiva ao tracionar um trem na primeira
posição sofre um defeito no sistema de frenagem dinâmica. Tal locomotiva pode
ser manobrada para a segunda posição da composição ferroviária e continuar
tracionando o trem. Quando existir a disponibilidade de uma locomotiva para
substituí-la, ela é enviada à oficina para recuperação deste sistema.
25
Estes quantitativos de reboques e defeitos em locomotivas da MRS
Logística causam diversos problemas para a operação ferroviária, que são
contabilizados segundo um item de controle denominado THP, Trem Hora
Parado. Tal item de controle é utilizado pelas gerências de operação ferroviária da
MRS Logística para medir o tempo o qual a composição ferroviária ficou parada
devido a algum tipo de problema (falhas em locomotivas, falha em vagões, falha
na via permanente, falha na eletro-eletrônica, etc). Será mostrado na Figura 9 o
número de Trens Hora Parado devido a falhas nas locomotivas, a fim de se ter
uma idéia do impacto dos defeitos e reboques na operação ferroviária.
A Figura 9 mostra a quantidade de Trem Hora Parado devido a três tipos de
ocorrência no tráfego: Ag. Defeito de Loco (601) – trem está parado aguardando
solução quanto a falha de locomotiva, Ag. Falta de Loco (602) – trem está parado
aguardando locomotiva para completar a composição e Defeito Loco Trem a
Frente (605) – trem está parado aguardando solução de falha de locomotiva de
trem nos próximos quilômetros de linha férrea, o que impede sua passagem.
Estas ocorrências são aquelas geradas por falhas nas locomotivas e podem ser
correlacionas com a Figura 7 e a Figura 8. Os 65 reboques e os 443 defeitos de
locomotivas em fevereiro estão diretamente relacionados às aproximadamente
635 Horas de Trem Parado neste mesmo mês devido a problemas em
locomotivas.
26
Figura 9 – Trem Hora Parado Devido a Falhas e Falta de Locomotivas X Meses (abril de 2005 a
março de 2006, atualizado em março de 2006).
Este trabalho visa o estudo da metodologia FMEA – Failure Modes and Effect
Analysis e a proposição de implantação desta metodologia para análise de falhas
de componentes de locomotivas recuperados pela Oficina de Manutenção Pesada
de Locomotivas do Horto Florestal. O objetivo da proposição de implantação
desta metodologia para a análise de falhas de componentes é a redução do
número de defeitos e reboques de locomotivas, mostrados na Figura 7 e Figura 8,
com conseqüente redução do item de controle da operação ferroviária THP,
mostrado na Figura 9.
1.4. CARACTERIZAÇÃO DE COMPONENTES CRÍTICOS DE LOCOMOTIVAS
Na seção 1.2.3 foram apresentados os subsistemas de uma locomotiva,
seus principais componentes e suas respectivas funções. Conforme dito na seção
anterior se deseja estudar a metodologia FMEA – Failure Modes and Effect
Analysis e propor a implantação da mesma para análise de falha destes
27
componentes. Como este trabalho se trata de uma abordagem inicial desta
metodologia na manutenção de componentes de locomotivas na Oficina de
Recuperação de Componentes do Horto Florestal, é necessário focar a
implantação em um tipo de componente. É interessante então que o componente
escolhido para implementação desta metodologia seja crítico na manutenção de
locomotivas da MRS. Para se julgar este grau de criticidade dos componentes, foi
desenvolvida uma metodologia a fim de elencar o componente mais crítico que
será abordado no trabalho em questão. Nos parágrafos seguintes será explicada
a metodologia. Além de se considerar um componente crítico na implementação
da ferramenta FMEA, propõe-se usar uma variação deste ferramenta denominada
FMECA na qual os modos de falha também são tratados de acordo com sua
criticidade.
Basicamente foram escolhidos dois parâmetros para caracterizar o grau de
criticidade dos componentes de locomotivas: volume de componentes
recuperado e PMP (Preço Médio Ponderado). O volume recuperado é um
indicativo da confiabilidade dos componentes, pois se um componente tem um
defeito, ele precisa ser retirado da locomotiva e enviado para recuperação. O
segundo parâmetro é o Preço Médio Ponderado, ou seja, o valor monetário
despendido na manutenção do componente. Este parâmetro é um indicativo de
criticidade pois o controle orçamentário em empresas privadas tem sido uma
preocupação grande atualmente. A proposta do índice de criticidade para se
elencar o componente que será objeto de estudo neste trabalho é a multiplicação
dos parâmetros mencionados anteriormente. Feito isto o componente mais crítico
será aquele que, após as devidas análises, apresentar o maior índice.
A Tabela 1 mostra os componentes de locomotivas mais críticos,
considerando o critério descrito no parágrafo anterior.
28
Código Descrição Total Recuperado 2005/06 Total Recuperado Relativo PMP Criticidade
R566125010 MOTOR DIESEL SD-40 23 0,44 79.935,91$ 35.356,27 R576125015 MOTOR DIESEL C30/36 16CIL. 5 0,12 268.107,61$ 31.917,57 R560101026 ALTERNADOR MOD. AR10-A7A 43 0,83 36.984,94$ 30.583,70 R578720010 SUPER GE C30 12 CIL. 7 0,37 50.167,76$ 18.482,86 R568901009 TURBO ALIMENTADOR 47 0,90 19.323,82$ 17.465,76 R578720011 SUPER GE C30/C36 16CIL. 39 0,61 26.150,81$ 15.935,65 R574315006 GERADOR TRAÇÃO U23C 5GT586E1 46 0,54 22.892,52$ 12.388,89 R562020007 COMPRESSOR SD40-2 28 0,74 14.745,60$ 10.865,18 R566140023 VENTILADOR DINÃMICO SD40 88 1,69 5.546,49$ 9.386,37 R566125007 MOTOR DE TRAÇÃO GM SD40-2 195 0,86 9.113,56$ 7.794,49 R578720008 SUPERALIMENTADOR U23-CA 45 0,40 12.915,04$ 5.143,16 R576825042 PAINEL RETIFICADOR 17FM464C3 73 1,18 3.923,13$ 4.619,17 R570176045 SOPRADOR MT.3300 35 0,31 14.885,46$ 4.610,54 R570178004 ALTERNADOR DE TRAÇÃO GE C30 (GTA11) 21 0,28 13.989,32$ 3.865,47 R576125004 MOTOR DIESEL 3300 7FDL12D22 2 0,03 125.666,34$ 3.590,47 R566140003 MOTOR ARRANQUE SD40 151 1,45 2.111,15$ 3.065,23 R576140022 MOTOR DE TRAÇÃO AF15 (U23CA) 143 0,27 10.634,54$ 2.913,29 R572020005 COMPRESSOR (SÉRIE 3300) 43 0,24 10.685,80$ 2.524,67 R576125010 MOTOR DE TRAÇÃO U20 5GE761CA12 52 0,29 7.248,09$ 2.093,89 R576140023 MOTOR DE TRAÇÃO E8A (U23C) 186 0,37 5.149,78$ 1.923,41 R571220004 CONJUNTO DE FORÇA CROMADO 558 0,73 1.592,54$ 1.157,08 R572110003 CONJUNTO DE FORÇA MELONITE 166 0,07 7.232,84$ 485,70
Tabela 1 – Componentes de locomotivas mais críticos segundo o critério adotado.
Na Tabela 1, é mostrado na primeira coluna, o código do componente no
sistema ERP da MRS (BaaN). A segunda coluna da esquerda para a direita
mostra a descrição do componente, enquanto a terceira coluna, no mesmo
sentido, mostra a quantidade destes componentes recuperada nas oficinas do
Horto Florestal nos anos de 2005 e 2006 (até o mês de março). Como a
quantidade existente destes componentes varia de acordo com o tipo de
locomotiva que os utilizam, foi necessário fazer uma proporção entre a quantidade
recuperada e a quantidade existente dos mesmos, a fim de se comparar os
componentes críticos de uma maneira mais igualitária. Para tal, foi feito o seguinte
cálculo: a relação entre o Total Recuperado 2005/06 (terceira coluna da Tabela 1)
e a quantidade existente nas locomotivas. Este cálculo é apresentado na coluna
4, (Total Recuperado Relativo). Na coluna 5 é mostrado o PMP, Preço Médio
Ponderado, praticado na recuperação dos componentes. Na sexta coluna
apresenta-se o índice de criticidade descrito anteriormente, ou seja, o produto do
Total Recuperado Relativo pelo PMP.
Os dados da Tabela 1 foram classificados em ordem decrescente do índice de
criticidade adotado, ou seja, a primeira linha desta tabela apresenta o
componente mais crítico. Entretanto, faz-se necessário tecer algumas análises
antes de se afirmar sobre o nível de criticidade. O primeiro componente, MOTOR
DIESEL SD-40, não pode ser considerado o mais crítico, pois o volume de
29
recuperação apresentado na coluna 3 (23) se deve ao programa de manutenção
preventiva da MRS do ano de 2005. Foram feitas 23 Revisões de 4 anos (R4) em
locomotivas da frota GM-SD40/2. Nestas revisões necessariamente os motores
diesel têm que ser recuperados. O segundo componente, MOTOR DIESEL
C30/36 16CIL., também não pode ser considerado o mais crítico pois, dos 05
motores, 03 foram recuperados devido ao projeto de manutenção preventiva da
MRS em 2006 (Revisões de 4 anos) quando necessariamente têm que ser
recuperados. O terceiro componente, ALTERNADOR MOD. AR10-A7A, também
não pode ser considerado o mais crítico, pois, dos 43 componentes recuperados
no período estipulado, 23 foram devido ao programa de manutenção preventiva
da MRS em 2005 (23 Revisões de 4 anos em locomotivas GM-SD40/2 e /3)
quando necessariamente este componente precisa ser recuperado. O quinto
componente, TURBO ALIMENTADOR, também não pode ser considerado o mais
crítico pelo mesmo motivo do componente anterior, ou seja, a recuperação de 23
destes componentes foi devido ao programa de manutenção preventiva da MRS
nas frotas GM-SD40/2 e /3. O quarto componente, SUPER GE C30 12 CIL., pode
ser considerado o mais crítico baseando-se nos critérios estabelecidos, porém
verifica-se que o índice de criticidade dele é muito próximo ao índice de criticidade
do sexto componente, SUPER GE C30/C36 16CIL. (18.482,86 e 15.935,65).
Porém o total de itens recuperados é muito maior para o SUPER GE C30/C36
16CIL. (39) do que para o SUPER GE C30 12 CIL. (7). Sendo assim, o
componente mais crítico é o sinalizado na sexta linha da Tabela 1, (SUPER GE
C30/C36 16CIL.), que será o componente alvo para a aplicação da metodologia
FMECA – Failure Modes, Effects and Criticality Analysis.
1.5. ESTRUTURA DO TRABALHO
Este trabalho será divido em cinco capítulos, dos quais o primeiro será uma
introdução aos principais grupos de ativos de uma ferrovia, dando ênfase às
locomotivas, objeto de estudo. Neste mesmo capítulo será mostrado o número de
30
falhas que ocorrem atualmente em locomotivas da MRS Logística e sua
conseqüência para a operação ferroviária. Serão apresentados também o objetivo
deste trabalho e o componente de locomotiva para o qual será desenvolvida a
metodologia FMECA – Failure Modes, Effects and Criticality Analysis.
No capítulo dois será feita uma introdução às técnicas RCM - Reliability
Centered Maintenance, FMEA – Failure Modes and Effect Analysis e FMECA –
Failure Modes, Effects and Criticality Analysis que serão utilizadas neste trabalho.
No capítulo três será proposta a utilização da FMECA na recuperação de
componentes de locomotivas nas oficinas do Horto Florestal.
No capítulo quatro será descrita uma proposta de trabalho para iniciar a
implantação da metodologia FMECA nas oficinas de recuperação de
componentes de locomotivas no Horto Florestal a partir do um componente crítico
superalimentador C30/36.
No quinto e último capítulo serão apresentadas as conclusões e
recomendações do trabalho.
31
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1. INTRODUÇÃO À MANUTENÇÃO
Para se iniciar a explanação sobre manutenção é interessante definir-se este
termo. Segundo MOUBRAY (2000), o objetivo da manutenção é assegurar que os
ativos físicos continuem a fazer o que os seus usuários querem que ele faça. .
O aumento da quantidade e diversidade de itens físicos (instalações,
equipamentos e construções) e também da complexidade dos projetos destes
itens no decorrer dos anos teve como conseqüência uma série de evoluções na
maneira como a manutenção é planejada e executada. Estas evoluções podem
ser resumidas no tempo como três gerações, sendo que atualmente está-se
vivendo a fase da terceira geração. Para se entender melhor estes conceitos
serão descritos nos próximos parágrafos as principais características destas
gerações.
A Primeira Geração abrange a manutenção no período até a II Guerra
Mundial. Como nesta época as indústrias não eram muito mecanizadas, os
períodos de paralisação devido a falhas não eram importantes. Estas
características tinham como conseqüência a não necessidade de manutenção
sistemática nos equipamentos que eram muito simples. Logo o conserto
acontecia após o defeito ter ocorrido.
A Segunda Geração inicia com a II Guerra Mundial. O aumento da demanda
por produtos industrializados e a escassez de mão-de-obra culminaram na
necessidade de aumento da mecanização nas indústrias. Com isto as falhas nos
equipamentos passaram a ser substanciais, sendo necessário agora preveni-las.
Com isto nasce o conceito da manutenção preventiva, que se baseia na
manutenção periódica dos equipamentos a fim de evitar as falhas.
32
A Terceira Geração inicia em meados dos anos setenta, quando a indústria
começa a incorporar mudanças cada vez maiores em seus processos produtivos.
O aumento da mecanização e o advento da automação levam as indústrias a
terem necessidade cada vez maior de confiabilidade e de disponibilidade nos
seus ativos.
Com isto existe a necessidade demonstrada pela Segunda Geração quanto a
manutenção preventiva. Porém esta manutenção incorre em altos custos para as
indústrias, o que as levou a desenvolver novas pesquisas a fim de reduzir os
custos com manutenção. Tais pesquisas da Terceira Geração demonstraram que,
ao contrário do que era proposto pelas gerações anteriores, os padrões existentes
de falha nos equipamentos são seis e não um.
A Figura 10 mostra alguns gráficos com padrões de falhas propostos pelas
três gerações. A Primeira Geração acreditava que o componente iniciava sua vida
com uma taxa de falhas constante e que após o tempo de vida útil o componente
tinha esta taxa de falhas aumentada. Já a Segunda Geração acreditava que
existia um período no início da vida do componente denominado Mortalidade
Infantil no qual a taxa de falhas iniciava alta e iria reduzindo até chegar em um
valor constante que seria o da vida útil. Após o tempo da vida útil a taxa de falhas
do componente aumentaria devido ao desgaste. Já a Terceira Geração propõe
seis tipos distintos de padrões de falhas que são combinações das etapas
propostas pela Segunda Geração.
Figura 10 – Gráficos com padrões de falhas propostos pelas três gerações de estudo da
manutenção. MOUBRAY (2000)
33
Com isto, na Terceira Geração, propôs-se que de acordo com o padrão de
falhas que o componente apresenta, o processo de manutenção preventiva pode
não adiantar de nada, pois no tempo estipulado como vida útil o componente
pode ainda estar com taxa de falhas constate sem a necessidade de intervenção
naquele momento. Ou seja, é necessário verificar a condição do equipamento
para se determinar a necessidade ou não de intervenção quanto a manutenção.
Para operacionalizar isto, surgiram diversas técnicas e conceitos novos de
manutenção.
“Segundo MOUBRAY (2000): Algumas destas técnicas são: ferramentas de suporte às decisões, tais como estudos de riscos, modos de falha e análise dos efeitos e sistemas especialistas; novas técnicas de manutenção, tais como monitoração de condições; projeto de equipamento com ênfase na confiabilidade e na manutenibilidade; uma forte mudança no pensamento empresarial em relação à participação, trabalho em equipe e flexibilidade; etc “.
Para tratar este desafios que foram apresentados à manutenção industrial
pela terceira geração, foi proposta pela indústria aeronáutica um processo de
tomada de decisões denominado Manutenção Centrada em Confiabilidade
(Reliability Centred Maintenance - RCM). Na próxima seção será apresentada
uma introdução ao processo RCM.
2.2. MCC – MANUTENÇÃO CENTRADA EM CONFIABILIDADE (RCM –
RELIABILITY CENTRED MAINTENANCE)
“Segundo SEIXAS (2002,a), Manutenção Centrada em Confiabilidade é um método para desenvolver e selecionar projetos alternativos de manutenção, baseados em critérios econômicos, de segurança e operacionais. RCM utiliza uma perspectiva do sistema para análise das funções do sistema, das falhas das funções e da prevenção dessas falhas. “
“De acordo com MOUBRAY (2000), este processo implica em sete perguntas sobre cada um dos itens em revisão:
➥ Quais são as funções e padrões de desempenho de um ativo no seu contexto presente de operação?
34
➥ De que forma ele falha em cumprir suas funções? ➥ Que causa cada falha funcional? ➥ Que acontece quando ocorre cada falha? ➥ De que forma cada falha importa? ➥ Que pode ser feito para predizer ou prevenir cada falha? ➥ Que deve ser feito se não for encontrada uma tarefa pró-ativa?”
Para se desenvolver o processo RCM e para se responder as questões
listadas acima, existem diversas ferramentas tais como: FTA – Fault Tree
Analysis (Análise da Árvore de Falhas), FMEA – Failure Modes and Effect
Analysis (Análise dos Modos e Efeitos de Falhas) e FMECA – Failure Modes,
Effects and Criticality Analysis (Análise dos Modos, dos Efeitos e da Criticidade
das Falhas). Neste trabalho será utilizada a ferramenta FMECA para aplicação do
processo RCM na manutenção do componente de locomotiva SUPER GE
C30/C36 16CIL. Para tanto, na próxima seção será apresentada uma introdução a
esta ferramenta.
2.3. ANÁLISE DO MODO, DO EFEITO E DA CRITICIDADE DAS FALHAS
(FMECA - FAILURE MODES, EFFECT AND CRITICALITY ANALYSIS)
2.3.1. INTRODUÇÃO
“De acordo com HELMAN e A NDREY (1995), a FMEA é um método de análise de projetos (de produtos ou processos, industriais e/ou administrativos) usado para identificar todos os possíveis modos potenciais de falha e determinar o efeito de cada um sobre o desempenho do sistema (produto ou processo), mediante um raciocínio basicamente dedutivo.”
“Segundo SEIXAS (2002,b), a FMECA consiste de uma metodologia para examinar todos os modos de falha de um sistema (produto, processo e serviço), o efeito potencial da falha sobre o desempenho e segurança do sistema e a severidade desse efeito.”
“Segundo SEIXAS (2002,b), a diferença entre FMEA e FMECA é que a primeira é uma técnica qualitativa utilizada na avaliação de um projeto, enquanto a segunda é composta do FMEA e da Análise Crítica (CA). A Análise Crítica é basicamente um método quantitativo o qual é usado para classificar os
35
modos e efeitos de falhas críticas levando em consideração sua probabilidade de ocorrência.”
Existem quatro tipos de FMECA:
➥ FMECA de Sistema – usada para analisar sistemas e subsistemas em seus
conceitos iniciais e na fase de projeto. A FMECA de sistema é focada nos
modos de falhas potenciais entre as funções do sistema causados por
deficiências deste sistema. Incluem-se as interações entre o sistema e seus
componentes.
➥ FMECA de Projeto – usada para analisar produtos antes que eles sejam
liberados para início de produção. A FMECA de Projeto é focada em modos de
falhas causados por deficiências do projeto.
➥ FMECA de Processo – usada para analisar processos em produção. A
FMECA de Processo é focada nos modos de falha causada por deficiências
no processo de produção.
➥ FMECA de Serviço – usada para analisar serviços antes que eles atinjam o
cliente. A FMECA de Serviço é focada em modos de falhas causados por
sistemas ou processos deficientes.
Neste trabalho será utilizada a FMECA de Processo na detecção e bloqueio
de modos de falhas no componente de locomotiva SUPER GE C30/C36 16CIL.,
sendo este um componente com processo de manutenção já em operação. Uma
vez completa a FMECA deste componente, ter-se-á uma referência para
desenvolvimento desta mesma metodologia para detecção e bloqueio de causas
de falhas em outros componentes de locomotivas.
Na FMECA raciocina-se de “baixo para cima”, ou seja, procura-se determinar
os modos de falha dos componentes básicos do sistema, as suas causas e de
que maneira eles afetam os níveis superiores do sistema.
Os resultados da FMECA são registrados em um formulário padronizado.
36
“Segundo HELMAN e ANDREY (1995), as perguntas básicas que devem ser respondidas em uma análise FMEA são: ➥ Que tipos de falhas são observadas? ➥ Que partes do sistema são afetadas? ➥ Quais são os efeitos da falha sobre o sistema? ➥ Qual é a importância da falha? ➥ Como prevenir estas falhas?”
2.3.2. SEQÜÊNCIA DE ATIVIDADES PARA ELABORAÇÃO DA FMECA
Nesta seção será apresentada uma seqüência de atividades necessárias para
a implantação da metodologia FMECA. A Figura 11 mostra um fluxograma com
esta seqüência de atividades.
1 - DEFINIR A EQUIPE RESPONSÁVEL PELA EXECUÇÃO
2 - DEFINIR OS ITENS DO SISTEMA QUE SERÃO CONSIDERADOS
3 - PREPARAÇÃO PRÉVIA: COLETA DE DADOS
4 - ANÁLISE PRELIMINAR
5 - IDENTIFICAÇÃO DOS TIPOS DE FALHA E SEUS EFEITOS
6 - IDENTIFICAÇÃO DAS CAUSAS DAS FALHAS
11 - PREENCHIMENTO DOS FORMULÁRIOS DA FMEA
12 - REFLEXÃO SOBRE O PROCESSO
7 - IDENTIFICAÇÃO DOS CONTROLES ATUAIS
8 - ANÁLISES DAS FALHAS PARA DETERMINAÇÃO DE ÍNDICES
9 - ANÁLISE DAS RECOMENDAÇÕES
10 - REVISÃO DOS PROCEDIMENTOS
Figura 11 – Fluxograma com as atividades para elaboração de uma FMEA. HELMAN e ANDREY
(1995)
Os próximos tópicos detalharão cada etapa no fluxograma exposto na Figura
11.
37
2.3.2.1. DEFINIR A EQUIPE RESPONSÁVEL PELA EXECUÇÃO DA FMECA
Primeiramente, faz-se necessário escolher um responsável pela coordenação
do trabalho de execução da FMECA.
É necessário que seja montada uma equipe multidisciplinar e multihierárquica
, ou seja, deve-se envolver os diversos setores da empresa que têm alguma
relação com o produto ou processo que será alvo da FMECA.
2.3.2.2. DEFINIR OS ITENS DO SISTEMA QUE SERÃO CONSIDERADOS
Para a seleção dos componentes do produto ou etapas do processo que
serão foco da FMECA em desenvolvimento, devem-se fazer alguns
questionamentos tais como: Qual o grau de conhecimento da equipe quanto aos
itens? Qual o nível de falha destes itens? qual o grau de criticidade?
Uma vez definidos os itens que serão considerados na FMECA, deve-se
definir itens de controle. É necessário também estabelecer para cada item a sua
função e as respectivas metas de desempenho.
2.3.2.3. PREPARAÇÃO PRÉVIA E COLETA DE DADOS
Nesta etapa do processo é necessário reunir todas as informações
disponíveis quanto o produto ou processo em análise, tais como: esquemas
prévios de projetos, desenhos técnicos, planos de fabricação, padrões técnicos de
operação, manuais de serviços e peças, normas técnicas relacionadas,
procedimentos de ensaios e inspeção, FMECA anteriores, registros e relatórios de
falhas, etc.
38
2.3.2.4. ANÁLISE PRELIMINAR DOS ITENS CONSIDERADOS
Nesta etapa é necessário fazer uma análise dos dados coletados na etapa
anterior. Alguns exemplos destas análises são: compilação da base de dados de
falhas anteriores (em caso de produtos ou processos já estabelecidos),
entendimento do funcionamento do produto ou projeto em estudo (fluxogramas de
operação, diagramas funcionais, etc), elaborar o diagrama de blocos de
confiabilidade do item em análise, estudar as metas de desempenho do item e
determinar quais as condições de uso e operação não serão consideradas por
serem externas ao sistema, etc.
2.3.2.5. IDENTIFICAÇÃO DOS MODOS DE FALHA E SEUS EFEITOS
Com base na análise dos dados feita na etapa anterior, devem-se identificar
os modos de falhas que podem ocorrer neste item (tipos de falhas) e quais os
efeitos causados por estes modos de falha. Com este levantamento feito, é
interessante elaborar algumas listas de verificação relacionando os modos de
falha com os respectivos efeitos.
2.3.2.6. IDENTIFICAÇÃO DAS CAUSAS DAS FALHAS
Com base na lista de verificação feita na etapa anterior, levantar as causas
mais prováveis dos modos de falha com base nos dados levantados, na
experiência do grupo, em testes e simulações, etc.
Nesta etapa é preciso elaborar outra lista de verificação, desta vez contendo
as possíveis causas para cada falha apresentada na lista de verificação da etapa
anterior. Junto a isto, é necessário também elaborar uma lista de providências
que permitam detectar as causas das falhas antes que elas ocorram.
2.3.2.7. IDENTIFICAÇÃO DOS MODOS DE DETECÇÃO DE FALHAS
Nesta etapa é necessário verificar quais falhas podem ser detectadas antes
da ocorrência e como fazer isto, classificando o grau de dificuldade em se
implementar as ações para tal detecção. Com estas informações se faz uma lista
39
de verificação com as falhas e seus respectivos modos de detecção, destacando
o grau de dificuldade para detecção.
2.3.2.8. DETERMINAÇÃO DOS ÍNDICES DE CRITICIDADE
Nesta etapa, para cada falha, é necessário estabelecer os índices de
ocorrência, de gravidade, de detecção e de criticidade. Após isto, deve-se montar
novamente a lista de verificação relacionando para cada falha suas causas, os
efeitos e os índices de criticidade.
2.3.2.9. ANÁLISE DAS RECOMENDAÇÕES
Nesta etapa é necessário listar as contramedidas que devam ser tomadas
para evitar que as falhas listadas ocorram. Segundo HELMAN e ANDREY (1995),
as contramedidas podem servir para: reduzir a probabilidade de ocorrência de
uma falha, reduzir a gravidade de um modo de falha e incrementar a
probabilidade de detecção.
2.3.2.10. REVISÃO DOS PROCEDIMENTOS
Nesta etapa deve-se rever todas as atividades executadas até o momento. Se
existirem outras falhas possíveis, faz-se necessário inseri-las nas listas de
verificação. Organizar a lista de verificação por ordem decrescente do índice de
criticidade, priorizando a execução das contramedidas para as falhas mais críticas
(índice de criticidade maior).
2.3.2.11. PREENCHER OS FORMULÁRIO DE FMECA
Nesta etapa, com base nos dados coletados e desenvolvidos nas etapas
anteriores (listas de verificação), é necessário preencher os formulários de
FMECA e colocar em prática as contramedidas relacionadas a cada falha do item
em estudo.
40
2.3.3. FORMULÁRIO DE FMECA
O preenchimento do formulário FMECA não é o desenvolvimento da
ferramenta em si para o estudo das falhas, é uma importante maneira de se
concentrar e resumir os dados obtidos na análise. A Tabela 2 mostra a estrutura
básica de um formulário FMECA. A seguir será descrito o que cada um dos
campos significa.
O G D R O G D R
ITEMMODO EFEITOS CAUSAS
NOME DO COMPONENTE
FUNÇÃO DO COMPONENTE RECOMEND
AÇÕESTOMADA
AÇÃO CORRETIVAFALHAS POSSÍVEIS
ÍNDICES
ATUALCONTROLES
ATUAISÍNDICES REVISTOS RESPONSÁ
VEL
RESULTADO
MATERIAL INADEQUADO
ESPESSURA INADEQUADA
10 10 300
10 10
1
CARCAÇA DO EIXO TRASEIRO
SUPORTAR O CONJUNTO DO EIXO 3
1
PERDA DOS FREIOS
PERDA DE CONTROLE DO VEÍCULO
FRATURA NENHUM
NENHUM
100
REALIZAR TESTES DE DURABILIDADE NA CARCAÇA
VERIFICAR ESPECIFICAÇÃO DE MATERIAL
ALTERAÇÃO DO PROJETO
VERIFICADO E APROVADO
SR. SOUZA
1 10 1 10RODRIGUE
S
1 10 10 100
FMEA DE PRODUTOPRODUTO: APLICAÇÃO: ÁREAS ENVOLVIDAS: DATA ELABORAÇÃO:
DATA DA ÚLTIMA REVISÃO: CLIENTE:
Tabela 2 – Estrutura básica de um formulário de FMECA.
Primeiramente informa-se, na primeira linha da Tabela 2, se a FMECA é de
projeto ou de produto. Na segunda e na terceira linhas desta mesma tabela são
mostrados os dados gerais da FMECA a fim de facilitar a identificação posterior
do trabalho realizado. Alguns destes dados são: descrição do produto, data de
elaboração, data de revisões, etc.
O campo “Item” é um número que indica a seqüência na qual foi feita a
FMECA para os componentes do produto.
O campo “Descrição do Componente” é uma identificação clara e concisa do
subcomponente.
O campo “Função do Componente” é uma descrição sucinta da função que o
subcomponente deve desempenhar. As falhas dos subcomponentes são
inadequações da função devido a uma redução do nível esperado de
desempenho. O nível de desempenho esperado pode ser determinado a partir de
41
normas técnicas, especificações estabelecidas anteriormente à análise,
especificações de contrato, parâmetros de confiabilidade, parâmetros
operacionais, etc.
O campo “Modo” apresenta os modos (tipos) de falhas do subcomponente.
Os modos de falha são eventos que levam o subcomponente à não desenvolver
total ou parcialmente sua função devido à redução dos níveis de desempenho.
Neste campo devem ser descritas todas as maneiras pelas quais o
subcomponente em análise pode deixar de desempenhar sua função. Segundo
HELMAN e ANDREY (1995), alguns modos de falhas gerais são: aberto,
desbalanceado, poroso, encurtado, excêntrico, rugoso, deformado, mal montado,
trincado, desalinhado, omitido e medidas em excesso.
O campo “Efeitos” exibe os efeitos dos modos de falhas citados no parágrafo
anterior. Os efeitos das falhas são as formas como os modos afetam o
desempenho do sistema, do ponto de vista do cliente. De acordo com HELMAN e
ANDREY (1995), alguns efeitos típicos em máquinas são: esforço de operação
excessivo, vazamento de ar, funcionamento ruidoso, desgaste prematuro,
consumo excessivo, baixa resistência, vapores tóxicos e escasso rendimento.
O campo “Causas” mostra as causas dos modos de falhas. As causas das
falhas são os eventos que geram os modos de falha. É necessário descrever de
maneira concisa o fator que originou a falha. Segundo HELMAN e ANDREY
(1995), algumas causas típicas de modos de falhas são: erro de montagem,
torque em excesso, peças danificadas, aquecimento excessivo, etc.
O campo “Controles Atuais” mostra as medidas de controle existentes no
processo de produção do produto que objetivam prevenir as falhas devido àquele
modo e também detectar as falhas durante o processo a fim de que não cheguem
ao cliente. De acordo com HELMAN e ANDREY (1995), alguns exemplos de
controles são: sistemas padronizados de verificação de projeto, confrontação com
normas técnicas, técnicas de inspeção e ensaios e procedimentos de controle
estatísticos do processo.
42
O campo “Índices” possui quatro subdivisões: “O” – ocorrência, “G” –
gravidade, “D” – detecção e “R” – risco. O Índice de Ocorrências é preenchido
com um valor que estime as probabilidades de ocorrência de uma causa de falha
que resultará em uma falha do produto. Para se estimar valores quanto ao índice
de ocorrências é interessante se basear em dados estatísticos, relatórios de
falhas, dados de fornecedores, literatura técnica, históricos de manutenção,
gráficos de controle, etc. O Índice de Gravidade é preenchido com um valor que
reflete a gravidade do efeito da falha sobre o cliente. Uma falha poderá ter tantos
índices de gravidade quanto forem os seus defeitos. O Índice de Detecção é
preenchido com um valor que avalia a probabilidade da falha ser detectada antes
que o produto seja entregue ao cliente. O Índice de Risco é o produto dos três
índices descritos anteriormente. Este índice é utilizado para priorizar o tratamento
das falhas.
O campo “Ações Corretivas Recomendadas” apresenta as ações que devem
ser iniciadas para bloquear as causas das falhas. O campo “Ações Corretivas
Adotadas” apresenta as ações realmente aplicadas para inibir o acontecimento da
falha.
43
3. PROPOSTA DE APLICAÇÃO DA FMECA DE PROCESSOS EM
SUBSISTEMAS FERROVIÁRIOS
A proposta deste trabalho é a aplicação da ferramenta FMECA na
manutenção de subsistemas ferroviários, sendo que os subsistemas considerados
são os componentes de locomotivas. Para tanto será feita uma proposta de
implantação da ferramenta FMECA na manutenção destes componentes a partir
do fluxograma mostrado na Figura 11 .
3.1. EQUIPE RESPONSÁVEL PELA FMECA
O primeiro passo para a formação da equipe responsável pela FMECA é a
definição do coordenador deste trabalho. É sugerido que o responsável pela
coordenação da implantação da FMECA seja um engenheiro da área de
manutenção de componentes de locomotivas. Como está sendo proposta uma
metodologia de implantação desta ferramenta nas oficinas de manutenção de
componentes da MRS, é interessante conhecer a estrutura da empresa e os seus
cargos a fim de se entender qual o perfil das pessoas que se está propondo
participar da equipe de implantação da FMECA.
Atualmente a MRS trabalha em uma estrutura orientada por processos:
Atendimento ao Cliente, Geração de Demanda, Suprimentos de Meios,
Direcionamento Estratégico e Disponibilização de Ativos. Dentro do processo
Disponibilização de Ativos existem quatro superintendências: Gestão de Ativos,
Material Rodante, Malha Ferroviária e Produção Industrial. As oficinas de
manutenção de componentes de locomotivas pertencem à superintendência
Produção Industrial. A Figura 12 mostra um organograma da superintendência
Produção Industrial, onde se terá uma melhor idéia dos cargos que serão
propostos a integrar a equipe de implantação da FMECA.
44
SUPERINTÊNDENCIA PRODUÇÃO INDUSTRIAL
GERÊNCIAMANUTENÇÃO PESADA DE LOCOMOTIVAS
SUPERVISÃO REVISÃO PESADA DE LOCOMOTIVAS
ENGENHARIA DE PORCESSOS
(ESPECIALISTAS FERROVIÁRIOS)
SUPERVISÃO RECUPERAÇÃO DE COMPONENTES
MECÂNICOS
SUPERVISÃO RECUPERAÇÃO DE COMPONENTES
ELÉTRICOS
TÉCNICOS, LÍDERES E MANTENEDORES
TÉCNICOS, LÍDERES E MANTENEDORES
GERÊNCIAMANUTENÇÃO PESADA DE VAGÕES
SUPERVISÃO REVISÃO PESADA DE VAGÕES
ENGENHARIA DE PORCESSOS
(ESPECIALISTAS FERROVIÁRIOS)
SUPERVISÃO RECUPERAÇÃO DE RODEIROS E FREIOS
SUPERVISÃO RECUPERAÇÃO DE FUNDIDOS
TÉCNICOS, LÍDERES E MANTENEDORES
TÉCNICOS, LÍDERES E MANTENEDORES
GERÊNCIA DE SUPORTE ADMINISTRATIVO
GSA
PLANEJAMENTO E CONTROLE DA
PRODUÇÃO
ALMOXARIFADOS
MAKE OR BUY
LOGÍSTICA
Figura 12 – Estrutura da superintendência produção industrial.
Propõe-se então que a equipe a executar a FMECA seja composta pelas
pessoas que ocupam os cargos listados abaixo.
➥ Setor responsável pela manutenção do componente da locomotiva:
Especialista Ferroviário, Supervisor, Técnico em Manutenção, Líder e
Mantenedor.
➥ Setor responsável pela montagem do componente na locomotiva: Especialista
Ferroviário, Técnico em Manutenção, Líder e Mantenedor.
“Conforme descrito por HELMAN e ANDREY (1995) a equipe responsável pela execução da FMECA deve ser multidisciplinar e multihierárquica, citando o exemplo de uma equipe constituída por: engenheiros de projeto, processo, materiais, confiabilidade, pessoas da área de marketing,etc.“
Nesta proposta existe uma equipe multihierárquica, conforme pode ser
verificado no organograma da Figura 12, onde verifica-se que os cargos propostos
têm esta característica. Quanto à multidisciplinaridade, esta é atendida
parcialmente. O envolvimento de pessoas do setor responsável pela montagem
dos componentes na locomotiva é uma maneira de tornar a equipe
multidisciplinar. Porém para ser completamente multidisciplinar, existe a
necessidade de se envolver outras áreas que têm interface direta com a
45
manutenção destes componentes: o setor de compras, que está incluído no
processo Suprimentos de Meios e o setor de operação ferroviária, que está
incluído no processo Atendimento ao Cliente. Porém na fase inicial de
implantação desta ferramenta, isto se torna muito dificultado, pois no primeiro
caso se envolve no processo de compras da empresa e no segundo caso se
envolve com a operação de um número muito grande de maquinistas. Logo, a
proposta inicial é focar a execução desta ferramenta nas questões técnicas do
processo de manutenção de componentes de locomotivas, segregando os
possíveis modos de falha causados por estas áreas para que sejam
posteriormente tratados pelas mesmas.
3.2. DEFINIR OS ITENS DO SISTEMA QUE SERÃO CONSIDERADOS
Nesta etapa do fluxograma de execução da ferramenta é necessário se
conhecer melhor o componente o qual se está fazendo a FMECA e o processo de
manutenção atual do mesmo, a fim de se definir os itens do componente que
serão considerados.
A fim de se conhecer melhor o funcionamento do componente na locomotiva
e sua construção mecânica e/ou elétrica se propõe a utilização dos manuais de
instruções de manutenção do modelo de locomotiva em questão. Por exemplo, se
a FMECA desenvolvida é de uma bomba de injeção de combustível do sistema
Bendix da GE, poderá ser utilizado o manual GEK-80069B-S correspondente a
instruções de manutenção de locomotivas diesel-elétricas do fabricante GE do
modelo Super 7 que utilizam este componente. O número específico do manual
de instruções de manutenção e construção mecânica/elétrica deste componente é
o GEK-18175-S.
Nestes manuais, na parte em que se fala sobre o funcionamento do
componente, é possível retirar informações de interface dele com outros sistemas
da locomotiva. Ou seja, é possível se verificar quais outros componentes são
46
interligados ao que se está estudando, quais tipos de fluídos circulam pelo
componente (óleo, água, combustível, ar, gases de exaustão, etc) . É possível
também obter informações de qual a performance desejável deste componente
(no exemplo da bomba de injeção de combustível, qual o valor da vazão e
pressão que a bomba deve injetar o combustível).
Nestes manuais, na parte em que se fala sobre a construção mecânica e/ou
elétrica do componente, é possível conhecer os subsistemas do mesmo, suas
funções e subcomponentes. Com base nestas informações é possível entender o
funcionamento global do componente a partir da união de seus subsistemas.
Com base nas informações descritas nos parágrafos anteriores que podem
ser colhidas nos manuais das locomotivas, faz-se necessário estabelecer as
funções de cada peça do componente de locomotiva em questão. Estabelecer
também, com base nos mesmos manuais, as respectivas metas de desempenho
destas peças. Seguindo o exemplo dado nos parágrafos anteriores, a meta de
desempenho para a peça de contato entre a bomba injetora Bendix e o tucho de
acionamento é o desgaste mecânico máximo de 0,0015”.
Outro levantamento importante de dados nesta etapa é quanto ao histórico de
falhas existente do componente em questão. Para tais levantamentos sugere-se a
utilização dos bancos de dados em Access que existem para controle de alguns
itens no setor de manutenção de componentes da MRS. Os itens que possuem
este controle são: Conjunto de Força de Motor Diesel, Soprador,
Superalimentador de Locomotivas GE e GM, Motor Elétrico de Tração, Gerador
Elétrico de Tração e Gerador Elétrico Auxiliar. De posse disto é possível portanto
verificar os itens de maior incidência de falha no componente e
consequentemente definir quais destes itens serão analisados na implementação
da FMECA.
47
3.3. PREPARAÇÃO PRÉVIA E COLETA DE DADOS
Nesta etapa do fluxograma de execução da FMECA é necessário reunir todas
as informações possíveis sobre o componente em questão. As informações serão
buscadas nos seguintes documentos: manuais de instruções de manutenção do
modelo de locomotiva que utiliza este componente, procedimento do processo de
manutenção do componente, procedimento do processo de montagem do
componente na locomotiva (quando existir), procedimento de manutenção do
modelo de locomotiva que utiliza o componente em questão a fim de verificar as
intervenções que ele sofre nas oficinas de manutenção leve, banco de dados com
os registros das falhas anteriores (quando existirem), histórico dos últimos anos
com as Ordens de Produção deste componente contendo os materiais aplicados,
diagramas esquemáticos elétricos do modelo de locomotiva em questão (quando
necessário) e relatos de anomalia existentes. É importante dizer que o relato de
anomalia é um documento existente na MRS onde se indica uma falha prematura
do componente, o corpo técnico da oficina responsável pela manutenção do
mesmo analisa a causa da falha, responde à oficina que gerou tal relato e faz um
plano de ação para a não reincidência da falha.
Com estas informações em mãos, é necessário dividir o componente em
subsistemas e descrever as peças que os compõem (considerando os itens da
seção anterior que foram denominados como parte integrante da implementação
da FMECA). É necessário também descrever as funções e metas de desempenho
de cada uma destas peças e subsistemas e as interfaces do componente com
outros sistemas ou componentes da locomotiva. Feito isto, faz-se necessário
registrar todas estas informações em um relatório para posterior utilização.
48
3.4. ANÁLISE PRELIMINAR DOS ITENS CONSIDERADOS
Nesta etapa do fluxograma de implementação da FMECA é necessário fazer
uma compilação das falhas já conhecidas. No caso de manutenção de
componentes de locomotivas têm-se duas opções quanto a histórico de falhas:
banco de dados de controle de manutenção de componentes e relato de anomalia
(documento descrito na seção anterior). A compilação destes dados gerará uma
lista de alguns modos de falhas já registrados, que serão utilizados nos passos
seguintes do processo de implementação da ferramenta.
Nesta etapa também é necessário se desenhar os fluxogramas do processo
de manutenção do componente, de acordo com os procedimentos reunidos na
seção anterior. Desenhar também o fluxograma funcional do componente,
relacionado seus subsistemas e os sistemas da locomotiva os quais ele interage
(de acordo com os dados reunidos no passo da seção anterior).
Outro diagrama que deve ser elaborado nesta etapa é a árvore funcional do
componente, que apresenta a hierarquização dos subsistemas e peças.
Verifique também quais elementos ou condições de uso e operação não
serão considerados como fonte de inadequação das metas de desempenho dos
subsistemas e peças do componente. Exemplos: má operação do maquinista,
falta de qualidade em fluídos refrigeradores e/ou lubrificantes, funcionamento em
condições ambientais inadequadas (temperatura elevada, agressão por água,
agressão devido a corpos estranhos), etc.
49
3.5. IDENTIFICAÇÃO DOS MODOS DE FALHA E SEUS EFEITOS
Nesta etapa do fluxograma de implementação da FMECA faz-se necessário
agrupar os tipos de falhas verificados nos dados coletados na seção anterior,
identificando os efeitos correspondentes a cada tipo de falha.
Na primeira fonte citada, ou seja, o banco de dados de controle de
manutenção de componentes, necessita-se separar as falhas por tipo a partir da
análise do campo descrição de cada registro. A Tabela 3 mostra um exemplo de
base de dados de falhas do componente superalimentador de locomotivas do
fabricante GE.
NR_SP MODELO DATA RECEBIMENTO CODIGO DESCRICAO
3394 U23-C 15-mai-03 RCG003CARCACA DE GAS ANEL DE CORTE SEM AVARIA
3394 U23-C 15-mai-03 RCL003 CARACOL SEM AVARIA
3394 U23-C 15-mai-03 RCR007CONJUNTO DO ROTOR RODA TURBINA C/ PIQUES
3394 U23-C 15-mai-03 RCR011CONJUNTO DO ROTOR RODA COMPRESSORA SEM AVARIA
3394 U23-C 15-mai-03 RMA001 MANCAIS LADO TURBINA GASTO
3394 U23-C 15-mai-03 RMA004 MANCAIS LADO COMPRESSOR GASTO3394 U23-C 15-mai-03 RMO002 VAZAMENTO DE OLEO3394 U23-C 15-mai-03 RCA003 SELOS COM VAZAMENTOSE8102121 U23-CA 09-mai-03 RSL004 SELO LADO COMPRESSOR RASPADOE8102121 U23-CA 09-mai-03 RCA002 CORPO ESTRANHO
E8102121 U23-CA 09-mai-03 RCG001CARCACA DE GAS ANEL DE CORTE C/ PEQUENOS PIQUES
E8102121 U23-CA 09-mai-03 RCL003 CARACOL SEM AVARIA
E8102121 U23-CA 09-mai-03 RCR007CONJUNTO DO ROTOR RODA TURBINA C/ PIQUES
E8102121 U23-CA 09-mai-03 RCR009CONJUNTO DO ROTOR RODA COMPRESSORA FRATURADA
E8102121 U23-CA 09-mai-03 RCR013CONJUNTO DO ROTOR EIXO COM GRIMPAMENTO
E8102121 U23-CA 09-mai-03 RMA002 MANCAIS LADO TURBINA GRIMPADOE8102121 U23-CA 09-mai-03 RCA001 DESBALANCEAMENTOE8102121 U23-CA 09-mai-03 RMO005 CORPO ESTRANHO LADO TURBINA
E8102121 U23-CA 09-mai-03 RMA004 MANCAIS LADO COMPRESSOR GASTOE8102121 U23-CA 20-ago-02 RMO005 CORPO ESTRANHO LADO TURBINAE8102121 U23-CA 20-ago-02 RMO010 EXAMEE8102121 U23-CA 09-mai-03 RSL001 SELO LADO TURBINA RASPADO
Tabela 3 – Exemplo de base de dados de falhas do componente Superalimentador GE.
Na Tabela 3 verifica-se o campo “descrição” onde é possível extrair
informações do tipo de falha que é cada registro (cada linha da tabela). Com base
neste campo é possível compilar as informações e agrupar os registros em
grupos de falhas, sendo o passo seguinte a identificação dos efeitos de cada uma
destes tipos de falhas.
Já na segunda fonte citada, os relatos de anomalia, necessita-se separar as
falhas por tipo a partir da análise do campo que deverá ser preenchido pela
oficina que analisou a anomalia. Um exemplo de um relato de anomalia pode ser
50
visto no Anexo 1. Neste exemplo o sintoma pelo qual o superalimentador de uma
locomotiva fabricada pela GE foi a presença de ruído estranho no funcionamento
e engripamento.
Com os tipos de falhas em mãos, necessita-se listar os efeitos que elas
causam no funcionamento do componente. Isto deve ser feito com a equipe de
implantação da FMECA reunida, a partir de um Brainstorming. Ainda com o grupo
reunido, após se ter identificado os modos de falha já existentes e seus efeitos, é
necessário também verificar a existência de mais modos de falhas do
componente de locomotiva em estudo, que não foram identificados nem na base
de dados de falhas nem nos relatos de anomalias. Ao identificá-los, é necessário
também levantar seus efeitos. Feito isto, deve-se centralizar estas informações
em uma lista de verificações, que conterá os modos de falha do componente da
locomotiva em estudo com os respectivos efeitos. A Tabela 4 mostra o modelo a
ser utilizado para esta lista de verificações.
ItemComponente:
Modo de Falha Efeito da Falha
Lista de Verificação - Modos e Efeitos de Falhas DATA: XX/XX/XX
Tabela 4 – Modelo para lista de verificações de modos e efeitos de falhas.
51
3.6. IDENTIFICAÇÃO DAS CAUSAS DAS FALHAS
Nesta etapa do fluxograma de implementação da FMECA é necessário
identificar as causas das falhas presentes na lista de verificação elaborada na
seção anterior. Para se fazer isto é necessário reunir o grupo de implantação da
ferramenta que foi definido na seção 3.1. A idéia é com o grupo reunido elaborar
um Brainstorming, uma das ferramentas da qualidade total.
“De acordo com AGUIAR (2002), O Brainstorming é uma ferramenta da qualidade usada para descobrir as causas de um problema utilizando o conhecimento das pessoas sobre o assunto em estudo, encaminhando o raciocínio delas com o objetivo de descobrir tais causas de anomalias no processo.”
De posse da lista elaborada na seção anterior e das causas das falhas
identificadas nesta seção, elabore uma nova lista de verificação contendo todas
estas informações. A Tabela 5 mostra o modelo a ser utilizado para esta lista de
verificações.
Item Efeito da FalhaModo de Falha Causa da FalhaComponente:
Lista de Verificação - Modos, Causas e Efeitos de Falhas DATA: XX/XX/XX
Tabela 5 – Modelo de lista de verificação com modo, causas e efeitos das falhas.
52
3.7. IDENTIFICAÇÃO DOS MODOS DE DETECÇÃO DE FALHAS
Item Causa da Falha Efeito da Falha Modo de DetecçãoComponente:
Modo de Falha
Lista de Verificação - Modos, Causas e Efeitos de Falhas e Modo de Detecção DATA: XX/XX/XX
Tabela 6- Modelo de lista de verificação com modo, causas e efeitos das falhas e modos de detecção.
Nesta etapa do fluxograma de implementação da FMECA é necessário
identificar como as falhas identificadas nas seções anteriores poderiam ser
detectadas. Faz-se necessário reunir o grupo de implantação da ferramenta e
identifique a maneira de se detectar estas falhas a partir da ferramenta
Brainstorming. Identificada tais modos de detecção, é necessário gerar uma lista
de verificação que apresente o modo de falha, a causa da falha, o efeito da falha
e seu modo de detecção. A Tabela 6 mostra o modelo a ser utilizado para esta lista
de verificações.
3.8. DETERMINAÇÃO DOS ÍNDICES DE CRITICIDADE
A fim de se classificar o grau de criticidade dos modos de falhas, serão
utilizados três índices: taxa de severidade, taxa de freqüência de ocorrência e
taxa de detecção. Nas próximas seções serão descritos cada um destes índices e
qual serão os valores adotados para se analisar os modos de falha. Será
53
apresentado na seção 3.8.4 um outro índice, que em função dos três anteriores,
representará o grau de criticidade para o modo de falha sob análise.
3.8.1. TAXA DE SEVERIDADE DE UM MODO DE FALHA
De acordo com SEIXAS (2002,b), o índice de severidade refere-se a
seriedade do efeito ou impacto de um modo particular de falha. Para se medir tal
seriedade se propõe a utilização do seguinte índice:
➥ Negligente: medida pelo valor 1. O modo de falha não tem efeito sobre o
sistema. O maquinista não irá notar a falha presente no componente da
locomotiva.
➥ Baixa: medida pelos valores 2 e 3. O modo de falha somente tem um leve
efeito sobre o sistema. O maquinista irá notar uma leve deterioração no
desempenho da locomotiva.
➥ Moderada: medida pelos valores 4 , 5 e 6. O modo de falha irá causar
insatisfação do maquinista quanto ao funcionamento da locomotiva. Causará
uma ação preventiva.
➥ Alta: medida pelos valores 7 e 8. O modo de falha irá causar grande
insatisfação do maquinista, tornando algum sistema da locomotiva inoperante.
Neste caso não há violação de normas de segurança, ambientais, etc. Gerará
um defeito.
➥ Muito Alta: medida pelos valores 9 e 10. O modo de falha irá causar grande
insatisfação do maquinista, tornando algum sistema da locomotiva inoperante.
Também afetará a função segurança do sistema. Gerará um reboque.
3.8.2. TAXA DE FREQÜÊNCIA DA OCORRÊNCIA DE UM MODO DE FALHA
Este índice indica a freqüência da ocorrência de cada modo de falha, dado
que uma função ou um componente físico dentro do sistema tem uma certa
54
probabilidade de falhar de diversos modos. Para se medir esta taxa de ocorrência
se propõe a utilização do seguinte índice:
➥ Remota (falhas são improváveis): medida pelo valor 1. Freqüência de
ocorrência da falha: < 1 em 106 .
➥ Baixa (relativamente poucas falhas): medida pelos valores 2 e 3. Freqüência
de ocorrência da falha: respectivamente < que 1 em 20.000 e 4.000.
➥ Moderada (falhas ocasionais): medida pelos valores 4, 5 e 6. Freqüência de
ocorrência da falha: respectivamente < que 1 em 1.000, 400 e 80.
➥ Alta (falhas repetitivas): medida pelos valores 7 e 8. Freqüência de ocorrência
da falha: respectivamente < que 1 em 40 e 20.
➥ Muito Alta (falhas quase inevitáveis): medida pelos valores 9 e 10. Freqüência
de ocorrência da falha: respectivamente < que 1 em 8 e 2.
3.8.3. TAXA DE DETECÇÃO DE UM MODO DE FALHA
Como este trabalho está focado no processo de manutenção de componentes
de locomotivas, este índice refere-se a probabilidade de que um conjunto de
controles deste processo tenha condições de detectar e isolar uma falha antes
que esta fique aparente ao cliente (maquinista). Para se medir esta taxa de
detecção se propõe a utilização do seguinte índice:
➥ Muito Alta: medida pelos valores 1 e 2. Procedimentos de controle do
processo de manutenção em uso irão detectar certamente o modo potencial
de falha.
➥ Alta: medida pelos valores 3 e 4. Controle do processo de manutenção em uso
tem boa chance de detectar um modo potencial de falha.
➥ Moderada: medida pelos valores 5 e 6.Controle do processo de manutenção
em uso pode detectar um modo potencial de falha.
➥ Baixa: medida pelos valores 7 e 8.Controle do processo de manutenção em
uso provavelmente não irá detectar um modo potencial de falha.
55
➥ Muito Baixa: medida pelo valore 9.Controle do processo de manutenção em
uso tem uma probabilidade muito baixa de detectar um modo potencial de
falha.
➥ Certeza Absoluta de Não Detecção: medida pelo valor 10. Controle do
processo de manutenção em uso não irá detectar um modo potencial de falha.
3.8.1. RPN (RISK PRIORITY NUMBER)
O índice RPN será utilizado para se medir o grau de criticidade do modo de
falha em estudo. Este índice é função da taxa de ocorrência do modo de falha,
sua severidade e da probabilidade de detecção do mesmo. Ou seja, é função dos
três índices listados nas subseções anteriores. A fórmula de cálculo do RPN que
será usada neste trabalho é mostrada abaixo.
RPN = Taxa de Severidade x Taxa de Freqüência x Tax a de Detecção
3.9. ANÁLISE DAS RECOMENDAÇÕES
Nesta etapa do fluxograma de implementação da FMECA é necessário
elaborar listas com recomendações, ou seja, para cada modo de falha quais são
as providências (contramedidas) que devem ser tomadas para evitá-la.
Propõe-se fazer uma lista contendo todos os modos de falha e seus
respectivos índices RPN. Classifique estes modos de falha de maneira
decrescente com base no índice RPN. Tal lista mostrará quais modos de falha
são mais críticos, ou seja, em quais modos de falha deverão se concentrar
inicialmente os esforços gerenciais.
Nesta etapa, propõe-se que para os modos de falha descritos como críticos,
seja verificada, nos procedimentos operacionais de manutenção do componente,
56
a existência de contramedidas para se evitar a ocorrência dos mesmos. Caso não
haja estas contramedidas nos procedimentos, será necessário então desenvolvê-
las e inseri-las nos mesmos. Todos os esforços deverão ser orientados,
preferencialmente no sentido de diminuir a ocorrência das falhas (prevenir
defeitos), mais do que detectá-las.
3.10. REVISÃO DOS PROCEDIMENTOS
Nesta fase de implementação da FMECA faz-se necessário rever os dados
coletados e trabalhados até a presente etapa. Deve-se então verificar se os
índices RPN utilizados para os modos de falha estão adequados e rever as listas
de verificação elaboradas com atenção quanto a repetições, dados concisos,
padrões de documentação utilizada, etc.
3.11. PREENCHIMENTO DOS FORMULÁRIOS DE FMECA
As listas de verificação desenvolvidas nas etapas descritas anteriormente
possuem todos os dados necessários para o preenchimento do formulário de
FMECA. Nesta fase de implementação da FMECA é necessário então se definir o
formulário padrão que será utilizado. A Tabela 7 mostra o padrão de formulário de
FMECA a ser utilizado. A descrição de o que significa cada um dos campos do
formulário da Tabela 7 é similar ao mostrado na seção 2.3.3.
57
O G D R O G D R
ITEMMODO EFEITOS CAUSAS
NOME DO SUBCOMPONENTE
FUNÇÃO DO SUBCOMPONENTE RECOMEND
AÇÕESTOMADA
AÇÃO CORRETIVAFALHAS POSSÍVEIS
ÍNDICES
ATUALCONTROLES
ATUAISÍNDICES REVISTOS RESPONSÁ
VEL
RESULTADO
COMPONENTE: CÓDIGO: ELABORADOR: DATA ELABORAÇÃO:
FMEA DE PROCESSO
DATA DA ÚLTIMA REVISÃO: OFICINA CLIENTE: FOLHA: /
Tabela 7– Padrão de formulário de FMECA a ser utilizado.
3.12. REFLEXÃO SOBRE O PROCESSO
Na etapa final de implementação da FMECA é necessário fazer uma análise
crítica quanto a processo de trabalho desenvolvido. É necessário verificar se as
atividades desenvolvidas e os resultados alcançados foram adequados e
proceder as modificações necessárias para as próximas análises.
58
4. APLICAÇÃO DA FMECA DE PROCESSO NO SUPERALIMENTAD OR GE
C30/C36 16 CILINDROS
A proposta deste trabalho é aplicar a FMECA de Processo na manutenção
do componente SUPER GE C30/C36 16CIL. Para tanto será seguido o
fluxograma mostrado na Figura 11.
4.1. EQUIPE RESPONSÁVEL PELA FMECA
O responsável pela coordenação do desenvolvimento dos trabalhos de
execução da FMECA deve ser um engenheiro da área de manutenção do
superalimentador.
A equipe que participará do desenvolvimento da FMECA necessita conter:
➥ Especialistas Ferroviário da área de manutenção de componentes mecânicos;
➥ Supervisor da área de manutenção de componentes mecânicos;
➥ Técnico da área de manutenção de componentes mecânicos;
➥ Líder da área de manutenção de componentes mecânicos;
➥ Mantenedor mecânico que trabalha na manutenção do superalimentador;
➥ Representantes das oficinas que montam o superalimentador nas locomotivas,
tais como: engenheiro, técnico e mantenedor mecânico.
4.2. ITENS DO SISTEMA QUE SERÃO CONSIDERADOS NA FMECA
Nesta etapa do desenvolvimento da FMECA de Processo é necessário definir
quais os itens do sistema em estudo serão focados no desenvolvimento da
ferramenta. Portanto será necessário conhecer os componentes do item SUPER
GE C30/C36 16CIL. Na próxima seção serão apresentados estes itens.
59
4.2.1. CONHECENDO O SISTEMA
O item SUPER GE C30/C36 16CIL. tem por objetivo comprimir o ar por ação
centrífuga (ventilador) impulsionado pela energia dos gases de escape do motor
diesel antes de ser descartado para a atmosfera.
O ar comprimido produzido pelo superalimentador tem as seguintes funções:
1. O ar de combustão comprimido contém mais oxigênio por unidade de volume
do que o ar aspirado naturalmente. A compressão do ar aumenta a eficiência
do motor diesel, já que em cada ciclo de trabalho o motor pode queimar mais
combustível. O resultado disto é maior potência produzida por um mesmo
motor.
2. Durante a última etapa do tempo de escape e início do tempo de admissão, há
um período no qual tanto as válvulas de admissão quanto as de escape ficam
abertas. Durante este período o ar comprimido que entra na câmara de
combustão expulsa os gases originados na queima, esfriando o pistão e
demais partes do conjunto. A temperatura dos gases de escape também
diminuem pela ação do ar da admissão.
4.2.1.1. SUBCONJUNTOS DO SUPERALIMENTADOR
Abaixo serão descritos os subconjuntos do superalimentador com seus
respectivos componentes.
➥ Conjunto da Caixa da Turbina: consiste da carcaça, mancais e selos. A caixa
tem quatro pés para montagem no motor diesel. Todos os outros subconjuntos
do superalimentador se fixam no conjunto da caixa da turbina ou são
montados sobre ele.
60
➥ Conjunto do Rotor: consiste do conjunto do disco da turbina, conjunto da roda
do compressor, eixo, prisioneiro, colar de encosto, capa, chaveta e porca. O
rotor gira nos mancais da carcaça da turbina.
➥ Conjunto da Entrada da Turbina: consiste do flange da entrada da turbina, o
anel do bocal, o retentor do anel do bocal, o deflector da turbina e o nariz. Este
conjunto é montado na extremidade - turbina da carcaça.
➥ Conjunto da Carcaça do Compressor: consiste da carcaça, da entrada de ar e
do difusor. Este conjunto é preso à carcaça da turbina.
➥ Sistema de Selo a Ar: este sistema usa uma pequena parte do ar pressurizado
pela roda compressora, dirigindo este ar para o lado externo de ambos os
selos. Este ar pressurizado age como uma barreira, minimizando as perdas de
óleo lubrificante através de cada selo. O ar dos selos executa duas funções:
proporciona refrigeração no disco da turbina e produz uma força na face do
disco da turbina, que contrabalança parcialmente as forças produzidas pelos
gases de escape nas lâminas da turbina e o empuxo produzido pelo
compressor. Isto reduz a carga no mancal de encosto da extremidade -
turbina.
4.3. PREPARAÇÃO PRÉVIA E COLETA DE DADOS
Nesta etapa do fluxograma de desenvolvimento da FMECA é necessário
levantar-se todos as informações sobre o componente em estudo a fim de se
descrever as peças que o compõem, suas funções e metas de desempenho. É
necessário também levantar as interfaces que o componente tem com outros
sistemas. Para se desenvolver esta etapa do fluxograma de execução da FMECA
do componente superalimentador foram utilizados as seguintes fontes de dados:
manual de instrução de manutenção e procedimento de recuperação deste
componente.
61
4.3.1. PEÇAS QUE COMPÕEM O SUPERALIMENTADOR E SUA FUNÇÃO
Na seção anterior o componente já havia sido dividido em subsistemas.
Nesta etapa os subsistemas foram explodidos em seus subcomponentes. As
seções seguintes mostram os subcomponentes e suas respectivas funções.
4.3.1.1. CONJUNTO DA CAIXA DA TURBINA
➥ Mancais: suportar o conjunto rotor.
➥ Selos: conter o óleo de lubrificação.
➥ Carcaça Principal: estrutura básica de todos os subconjuntos.
➥ Parafusos e porcas: fixação de componentes.
4.3.1.2. CONJUNTO DA ENTRADA DA TURBINA
➥ Flange da Entrada da Turbina : estrutura básica de todos os subconjuntos.
➥ Anel de Corte: direcionador dos gases de escape para a turbina.
➥ Nariz (Bojo): direcionador dos gases de escape para o anel de corte.
➥ Deflector da Turbina: equalizador da entrada de gases.
➥ Parafusos, porcas e chavetas: fixação dos componentes.
4.3.1.3. CONJUNTO DA CARCAÇA DO COMPRESSOR
➥ Carcaça (caracol): direcionar a passagem do ar.
➥ Entrada de Ar (bocal): entrada do ar atmosférico.
➥ Difusor: direcionador para aumentar a velocidade do ar para obter maior
pressão antes de entregá-lo à carcaça do compressor.
➥ Sensor: medir rotação do rotor.
➥ Parafusos e porcas: fixação de componentes.
62
4.3.1.4. CONJUNTO DO ROTOR
➥ Disco da Turbina: receber energia mecânica dos gases de escape e
transformar em energia cinética do conjunto do rotor (rotação).
➥ Roda Compressora: comprimir o ar a partir da rotação do conjunto rotor.
➥ Eixo: transmissão do conjunto da roda da turbina e da roda compressora.
➥ Prisioneiro (estojo): fixar a roda compressora ao disco de turbina.
➥ Colar de Encosto: espaçador do eixo para a roda compressora.
➥ Capa (peça nariz): direcionador do ar para a roda compressora.
➥ Chaveta: fixar a roda compressora ao eixo.
➥ Porca: fixar a roda compressora ao prisioneiro.
4.3.2. METAS DE DESEMPENHO DAS PEÇAS QUE COMPÕEM O
SUPERALIMENTADOR
Nesta seção serão apresentadas as metas de desempenho dos
subcomponentes do superalimentador em estudo. Entenda-se aqui metas de
desempenho como os parâmetros que os subcomponentes devem apresentar
para que o superalimentador funcione de maneira adequada.
4.3.2.1. CONJUNTO DA CAIXA DA TURBINA
Mancais
➥ Diâmetro Interno do Mancal – Medida do subcomponente novo: de 2,124” à
2,125”.
➥ Diâmetro Externo para Encaixe na Carcaça – Medida do subcomponente
novo: de 2,9385” à 2,939”.
➥ Folga de Operação (deve existir na montagem entre os mancais e a
carcaça) – Medida do subcomponente novo: de 0,0025” à 0,0070”.
63
Carcaça
➥ A carcaça não deve apresentar trincas.
➥ As roscas de fixação devem estar em bom estado.
➥ Comprimento Axial entre as Faces da Montagem – de 7,679” à 7,682”.
➥ Diâmetro do Alojamento dos Mancais – Medida do subcomponente novo:
de 2,9375” à 2,938”. Limite superior: 2,9382”.
➥ A janela de inspeção não pode apresentar vazamentos.
➥ Os canais de passagem de água pela carcaça para resfriamento do
superalimentador não pode apresentar vazamentos.
Selo da Turbina
➥ Diâmetro Interno (modelo novo) – Medida do subcomponente novo: de
4,437” à 4,438”. Limite superior: 4,442”.
➥ Diâmetro Interno (modelo antigo) – Medida do subcomponente novo: de
4,812” à 4,813”. Limite superior: 4,817”.
➥ Folga de Funcionamento – Medida do subcomponente novo: de 0,0035” à
0,0045”. Limite superior: 0,006”.
Selo lado Compressor
➥ Diâmetro Interno – Medida do subcomponente novo: de 3,125” à 3,126”.
Limite superior: 3,130”.
➥ Folga Radial de funcionamento para Colar – Medida do subcomponente
novo: de 0,0035” à 0,0045”. Limite superior: 0,006”.
64
4.3.2.2. CONJUNTO DA ENTRADA DA TURBINA
Flange da Entrada da Turbina
➥ O flange não deve apresentar trincas.
➥ As roscas de fixação devem estar em bom estado.
Anel do Bocal (Anel de Corte)
➥ Distância entre as palhetas – de 0,340” à 0,341”.
➥ Número de palhetas – 39
➥ O anel do bocal não deve estar empenado.
➥ Folga de montagem no flange – até 0,015”
➥ Área de vazão total – 26,0 pol.2
➥ As palhetas não devem apresentar desgastes por agressão de corpo
estranho.
Nariz (Bojo)
➥ O bojo não deve apresentar trincas.
Retentor do Anel do Bocal
➥ O retentor não deve apresentar trincas.
➥ O retentor não deve estar empenado.
Deflector da Turbina
➥ O deflector não deve estar empenado.
➥ O deflector não deve estar ovalizado.
➥ O diâmetro interno do deflector deve garantir folga radial da roda quente
para o deflector de: Medida do subcomponente novo: de 0,022” à
0,036”. Limite superior: 0,036”.
65
➥ Folga Radial Roda Turbina – 0,045” à 0,048”.
4.3.2.3. CONJUNTO DA CARCAÇA DO COMPRESSOR
Carcaça
➥ A carcaça não deve apresentar trincas.
➥ As roscas e estojos de fixação devem estar em boas condições.
Difusor
➥ Altura da palhetas – de 0,648” à 0,652”.
➥ Abertura da garganta – de 1,213” à 1,233”.
➥ Abertura média da garganta – 1,240”.
➥ Número de palhetas: 17.
➥ As palhetas não devem apresentar desgaste devido a agressão de
corpo estranho.
Entrada de Ar (Bocal)
➥ Folga radial entre roda fria e entrada de ar (bocal) –de 0,025” à 0,040”.
Sensor
➥ O sensor deve garantir a correta medição do número de rotações do
eixo do superalimentador a partir dos imãs presentes na capa do
conjunto do rotor.
66
4.3.2.4. CONJUNTO DO ROTOR
Eixo
➥ Diâmetro da Manga de Eixo para Mancal – Medida do subcomponente
novo: de 2,1188” à 2,1193”. Tolerância inferior: 2,1186”.
➥ Diâmetro da Manga de Eixo para Colar – de 1,7492” à 1,7495”.
➥ Diâmetro do alojamento da bucha da roda fria – Medida do
subcomponente novo: de 1,7489” à 1,7492”. Tolerância superior:
1,7495”.
➥ Folga axial do rotor - Medida do subcomponente novo: de 0,012” à
0,021”. Tolerância superior: 0,024”.
Conjunto do Disco da Turbina
➥ Diâmetro Externo da Roda da Turbina – limite inferior de 16”.
➥ As travas das palhetas devem estar em boas condições.
➥ As palhetas não devem ter trincas.
➥ O labirinto não pode estar desgastado mecanicamente devido a ter
raspado em outra peça.
➥ Folga do disco da turbina ao selo – Medida do subcomponente novo: de
0,020” à 0,049”. Tolerância inferior: 0,017”.
Conjunto da Roda do Compressor
➥ O diâmetro da bucha deve garantir a existência de interferência na
montagem com o eixo.
➥ Folga facial entre paleta e bocal – de 0,050” à 0,064”.
➥ A roda fria não pode ter trincas.
➥ A roda fria não pode estar desgastada mecanicamente por contato com
outras peças.
➥ As palhetas não podem estar desgastadas por agressão de corpo
estranho.
67
Colar de Encosto
➥ Deve ter interferência com o eixo.
➥ Deve estar com a polaridade dos imãs corretas (para acionamento do
sensor de rotação).
Chaveta
➥ Garantir interferência com o eixo.
Porca
➥ Deve ter um torque de 100 lbs*pé.
4.3.2.5. TORQUES
➥ Parafuso da Tampa de inspeção da carcaça principal – de 20 à 25 lbs*pé.
➥ Parafuso do Flange de limpeza da carcaça principal – de 105 à 115 lbs*pé.
➥ Parafuso do Selo da Turbina – de 5 à 8 lbs*pé.
➥ Parafuso do Selo lado Compressor – de 5 à 8 lbs*pé.
➥ Torque no Estojo no Disco de Turbina – 60 lbs*pé.
➥ Parafuso e Porca do Deflector do Anel de Corte – de 12 à 16 lbs*pé.
➥ Parafuso de Instalação da Carcaça de Gases – de 35 à 40 lbs*pé.
➥ Parafuso da Roda da Turbina – 60 lbs*pé.
➥ Parafuso de Instalação Intermediária – 80 lbs*pé.
➥ Parafuso de Instalação do Difusor – 6 à 9 lbs*pé.
➥ Parafuso de Instalação da Carcaça de Entrada de Ar – 40 à 50 lbs*pé.
➥ Porca de Fixação do Caracol – 30 à 35 lbs*pé.
➥ Parafuso e Porca do Retentor do Anel de Corte – Inicial: de 25 à 30 lbs*pé
e Final: de 16 à 20 lbs*pé.
➥ Porca do Estojo do Rotor – Inicial: 100 lbs*pé e Final: 80 lbs*pé.
➥ Parafuso de fixação da chaveta na carcaça principal – 20 à 25 lbs*pé.
68
4.3.3. INTERFACES DO SUPERALIMENTADOR COM OUTROS SISTEMAS DA
LOCOMOTIVA
➥ Sistema de Lubrificação: O óleo lubrificante é retirado do sistema principal de
distribuição de óleo do motor diesel, na parte dianteira da tampa da
extremidade livre. Tal óleo é conduzido ao superalimentador através de uma
tubulação e entra neste componente em um ponto de conexão próximo ao
topo da carcaça da turbina. Este ponto tem interseção com outros furos no
interior do superalimentador, os quais conduzem óleo para lubrificação e
refrigeração dos mancais. Após lubrificar e refrigerar os mancais, o óleo flui
por gravidade através de passagens dentro da carcaça, segue por um tubo de
drenagem para a tampa da extremidade livre e volta ao cárter do motor diesel.
Um sistema suplementar utiliza uma bomba de transferência para aspirar óleo
lubrificante após ter passado pelo mancal do extremo da turbina e é utilizado
para selar o ar através do selo do extremo da turbina. A mistura de ar e óleo é
levada à bomba de transferência como resultado da baixa pressão criada na
bomba. Esta mistura flui então através de um tubo de descarga de volta ao
sistema de lubrificação da locomotiva. O objetivo deste sistema é controlar a
perda de óleo através do selo, removendo o excesso de óleo desta.
➥ Gases de Escape: Os gases de escape ao saírem dos cilindros, são
conduzidos pelos coletores de exaustão ao superalimentador. Os gases
passam pelo anel do bocal, que acelera e encaminha-os para as lâminas da
turbina, que utiliza a energia contida nestes para girar o rotor. Após girar o
rotor da turbina os gases de escape passam pela carcaça da turbina e saem
para a atmosfera pela chaminé.
➥ Ar da Admissão do Motor Diesel: Após ser aspirado da atmosfera e filtrado
(telas, purificadores inercias e filtros), o ar segue para o compressor do
superalimentador. O compressor comprime este ar e descarrega-o em alta
velocidade para o difusor. O difusor, por sua vez, converte a alta velocidade
69
em uma pressão maior, antes de entregá-lo à carcaça do compressor. A
função da carcaça do compressor é aumentar a pressão e enviar o ar
comprimido às duas saídas da carcaça. Este ar sai do superalimentador e é
encaminhado aos resfriadores intermediários para resfriamento e conseqüente
aumento da densidade. Após passar por estes componentes o ar é enviado
aos cilindros para a combustão.
➥ Água de Resfriamento: Nos dois pés de montagem traseiros do
superalimentador, existem dois furos pelos quais passam a água para
refrigeração do equipamento. A água circula através de passagens internas na
carcaça da turbina. Depois de refrigerar a carcaça da turbina, a água sai por
dois furos na parte traseira do topo da carcaça da turbina, voltando ao sistema
de refrigeração da locomotiva.
4.4. ANÁLISE PRELIMINAR DOS ITENS CONSIDERADOS
Como foi dito na seção 3.4, nesta etapa do fluxograma de execução da
FMECA é necessário fazer uma compilação das falhas já conhecidas, desenhar a
árvore funcional do componente, seu fluxograma de manutenção, seu fluxograma
funcional mostrando a interface com outros componentes da locomotiva e quais
elementos ou condições de uso e operação não serão considerados como fonte
de inadequação das metas de desempenho dos subsistemas e peças do
componente. Estas subetapas são descritas nas seções seguintes.
70
4.4.1. COMPILAÇÃO DAS FALHAS DO BANCO DE DADOS DE CONTROLE DE
MANUTENÇÃO DO SUPERALIMENTADOR
Foram extraídos do sistema Access de controle da manutenção deste
componente as avarias já detectadas no mesmo. Tais informações foram
condensadas e estão apresentadas na Tabela 8.
4.4.2. COMPILAÇÃO DAS FALHAS DOS RELATOS DE ANOMALIA DO
SUPERALIMENTADOR
Foram extraídos dos relatos de anomalia deste componente as avarias já
detectadas no mesmo. Tais informações foram condensadas e estão
apresentadas na Tabela 9.
SUBSISTEMA MODO DE FALHA
ANEL DE CORTE C/ PEQUENOS PIQUESANEL DE CORTE DANIFICADODEFLECTOR DANIFICADODEFLECTOR RASPADOFLANGE TRINCADOCONJUNTO DO ROTOR EIXO TRAVADOEIXO FRATURADORODA COMPRESSORA C/ PERFIL RASPADORODA COMPRESSORA FRATURADARODA TURBINA C/ ESTOJO FRATURADORODA TURBINA C/ FACE TRASEIRA RASPADARODA TURBINA C/ PALHETA FRATURADASRODA TURBINA C/ PIQUESRODA TURBINA LABIRINTO RASPADOQUEBRA DE PALHETA DA RODA QUENTEMANCAIS LADO COMPRESSOR GASTOMANCAIS LADO COMPRESSOR GRIMPADOMANCAIS LADO TURBINA GASTOMANCAIS LADO TURBINA GRIMPADOSELO LADO COMPRESSOR FRATURADOSELO LADO COMPRESSOR RASPADOSELO LADO TURBINA FRATURADOSELO LADO TURBINA RASPADOSELOS COM VAZAMENTOSCARCACA INTERMEDIARIA LABIRINTO DANIFICADODESBALANCEAMENTOEXCESSO DE CARBONIZACAOFRATURADOGRIMPADO RASPADOTRAVADOVAZAMENTO DE OLEO
CONJUNTO DA ENTRADA DA
TURBINA
CONJUNTO DO ROTOR
CONJUNTO DA CAIXA DA
TURBINA E COMPRESSOR
OUTROS
Tabela 8 – Modos de Falha extraídos do programa Access de controle da manutenção do
componente superalimentador.
71
SUBSISTEMA MODO DE FALHADEFLECTOR FRATURADODEFLECTOR DE GASES TRINCADODEFORMAÇÃO DO ANEL DEFLECTORDEFORMAÇÃO DO DEFLECTOR DE GASESCARCAÇA DE GASES TRINCADAJUNTA ENTRE CARCAÇAS INTERMEDIÁRIA E DE GASES DESFRAGMENTADA POR APLICAÇÃO COM SILICONEDEFORMAÇÃO DA CARCAÇA DE GASESCARCAÇA PRINCIPAL TRINCADA NOS CANAIS DE LUBRIFICAÇÃOSELOS DESGASTADOSCANAL DE ENTRADA DE ÓLEO LUBRIFICANTE COM VAZAMENTOFRATURA DO FLANGE DO EIXO DO CONJUNTO DO ROTOREIXO DO ROTOR GRIMPADODESGASTE NO COLARESTOJO DO ROTOR FRATURADOEIXO DO ROTOR FRATURADOPARAFUSOS DE FIXAÇÃO DE COMPONENTES QUEBRADOSUPERALIMENTADOR GRIMPADOSUPERALIMENTADOR TRAVADO
CONJUNTO DO ROTOR
OUTROS
CONJUNTO DA ENTRADA DA
TURBINA
CONJUNTO DA CAIXA DA TURBINA
Tabela 9 – Modos de Falhas extraídos dos relatos de anomalia de componentes superalimentador.
4.4.3. ÁRVORE FUNCIONAL DO COMPONENTE
De acordo com os dados da seção 4.3.1 foi feita a árvore funcional do
componente superalimentador que é mostrada na Figura 13, onde existe a
hierarquização dos subsistemas e seus subcomponentes.
TURBOALIMENTADOR
CONJUNTO DO ROTOR
CONJUNTO DO DISCO DA TURBINA
COLAR DE ENCOSTO
CHAVETA
PORCA
CAPA
CONJUNTO DA RODA DO COMPRESSOR
EIXO
PRISIONEIRO
CONJUNTO DA CAIXA DA TURBINA
CARCAÇA
MANCAIS
SELOS
PARAFUSOS DO SELO DA TURBINA
PARAFUSOS INSTALAÇÃO CARCAÇA DE GASES
PORCA FIXAÇÃO CARACOL
CONJUNTO DA ENTRADA DA TURBINA
FLANGE DA ENTRADA DA TURBINA
ANEL DO BOCAL
RETENTOR DO ANEL DO BOCAL
DEFLECTOR DA TURBINA
NARIZ
PARAFUSO E PORCA DEFLECTOR ANEL DE CORTE
PARAFUSO E PORCA RETENTOR ANEL DE CORTE
CONJUNTO DA CARCAÇA DO COMPRESSOR
CARCAÇA
ENTRADA DE AR
DIFUSOR
PARAFUSO INSTALAÇÃO DIFUSOR
PARAFUSO INSTALAÇÃO CARCAÇA
Figura 13 - Árvore de hierarquização dos subconjuntos do superalimentador e seus componentes.
72
4.4.4. FLUXOGRAMA FUNCIONAL DO COMPONENTE SUPERALIMENTADOR
Com base nas informações descritas na seção 4.3.3 foi feito um diagrama
funcional que correlaciona os subconjuntos do superalimentador e suas interfaces
com outros sistemas da locomotiva, que é mostrado na Figura 14. As linhas de cor
vermelha indicam o fluxo do ar de exaustão através dos subconjuntos do
superalimentador. As linhas de cor azul claro mostram o fluxo do ar aspirado da
atmosfera que é posteriormente comprimido e enviado ao motor diesel. As linhas
de cor marrom mostram o fluxo de óleo combustível pelos subconjuntos do
superalimentador, enquanto as linhas de cor azul escuro mostram o fluxo da água
utilizada para refrigeração deste componente.
Água (Intercessão
Montagem com Motor Diesel)
TURBOALIMENTADOR
Gases de Exaustão ( Motor
Diesel)
Ar Comprimido ( Motor Diesel)
Óleo Lubrificante (Tampa Extremidade Livre do Motor Diesel)
Óleo Lubrificante (Cárter)
Água (Sistema de Refrigeração)
Rotor
Conjunto Disco Turbina
Conjunto Roda Compressor
Caixa da Turbina
Carcaça
Mancais
Selos
Sistema Suplementar Lubrificação
Conjunto Carcaça
Compressor
Carcaça
Entrada de Ar
Difusor
Gases de Exaustão
( Tubulações de Exaustão )
Ar ( Atmosfera)
Conjunto de
Entradada
Turbina
Figura 14 – Diagrama esquemático demonstrando relações entre subconjuntos do
superalimentador e outros sistemas da locomotiva.
73
4.4.5. FLUXOGRAMA DE MANUTENÇÃO DO COMPONENTE
SUPERALIMENTADOR
O fluxograma de recuperação do superalimentador com base no seu
procedimento é mostrado no ANEXO 2.
4.4.6. AÇÕES QUE NÃO SERÃO CONSIDERADAS COMO FONTE DE
INADEQUAÇÃO DAS METAS DE DESEMPENHO
Nesta seção serão apresentadas as ações sobre o componente
superalimentador que não serão consideradas como fonte de inadequação das
metas de desempenho das peças deste componente. Estas ações são:
montagem incorreta do componente na locomotiva, falha devido a mal
funcionamento de outros componentes da locomotiva que interagem diretamente
com o superalimentador (ex.: bicos injetores desregulados que geram gases de
exaustão em temperatura superior a de operação normal do superalimentador,
causando-lhe falha), falta de manutenção intermediária nas oficinas de
manutenção leve de locomotivas, má operação da locomotiva por parte do
maquinista, má qualidade de fluídos refrigeradores e/ou lubrificantes e agressão
por corpo estranho.
4.5. IDENTIFICAÇÃO DOS MODOS DE FALHA E SEUS EFEITOS
Nas seções 4.4.1 e 4.4.2 foram mostrados os modos de falha retirados das
bases de dados existentes da manutenção do componente superalimentador.
Nesta etapa do fluxograma de implementação da FMECA é necessário além
deste modos de falhas já reunidos, identificar os outros possíveis. É preciso
74
também, estando com todos os modos de falha mapeados, identificar os seus
efeitos no funcionamento do superalimentador. Para a identificação dos demais
modos de falha e de seus efeitos foi reunido o grupo de implantação da FMEA e
feito um Brainstorming. O resultado deste é mostrado na lista de verificações da
Tabela 10.
4.6. IDENTIFICAÇÃO DAS CAUSAS DAS FALHAS
Na seção anterior foram identificados os modos e efeitos de falha resultantes
a partir do brainstorming feito com a equipe de execução da FMECA. Nesta etapa
do fluxograma de implementação da FMECA é necessário identificar as causas
de cada um dos modos de falha. Para se identificar estas causas, foi utilizada a
mesma ferramenta da seção anterior, o brainstorming. O resultado é mostrado na
lista de verificações da Tabela 10.
4.7. IDENTIFICAÇÃO DOS MODOS DE DETECÇÃO DE FALHAS
Nas seções anteriores foram identificados os modos, efeitos e causas das
falhas, resultantes do brainstorming feito com a equipe de execução da FMECA.
Nesta etapa do fluxograma de implementação da FMECA é necessário identificar
os modos de detecção de cada um dos modos de falha identificados. Para se
identificar estes modos de detecção foi utilizada a mesma ferramenta das seções
anteriores, o brainstorming. O resultado é mostrado na lista de verificações da
Tabela 10.
4.8. DETERMINAÇÃO DOS ÍNDICES DE CRITICIDADE
Para os modos de falha listados na seção 4.5 foram definidos os três
índices de criticidade listados na seção 3.8 e calculado o RPN (Risk Priority
Number). A definição destes índices de criticidade foi feita através da ferramenta
75
Brainstorming, a partir dos parâmetros utilizados na seção 3.8. O resultado é
mostrado na Tabela 10.
Item Sever. Ocor. Detec. RPN
Troca do Componente por Manutenção Preventiva, Inspeção
com Teste de Trinca, Garantir Execução do Plano de
Manutenção Preventiva do Sistema de Injeção,
Certificado de recebimento do material ou Inspeção no
Recebimento.
SUPERALIMENTADOR C30 / C36 16 CIL.
Fadiga do Material, Exposição a Alta
Temperatura e Material Inadequado.
5 Trinca do flange
Desbalanceamento, baixa
produção de ar comprimido,
grimpamento.
Fadiga do material, Torque Excessivo, Material Inadequado, Tipo do
Parafuso Inadequado.
Causa da Falha
Desbalanceamento, Corpo Estranho, Material
Inadequado, Fadiga do Material, Falha no
Processo de Instalação / Qualificação, Falha de
Lubrificação.
Desbalanceamento, Fadiga do material,
Grimpamento por Falta de Lubrificação, Seguidas
Instalações e Desinstalações no
Processo de Manutenção Preventiva.
Desbalanceamento, Carbonização, Material Inadequado, Falha no
Processo de Instalação / Qualificação.
Índices de Criticidade
10 6 3 180
10 7
Grimpamento por corpo estranho.
Efeito da Falha
Expelindo óleo, Grimpamento.
Grimpamento, vazamento de água e óleo.
1 Desgaste do mancal
Modo de Falha
12 Carcaça principal deformada 70
6 7 1 42
8 7 4
10 7 4
10 6 3
Componente:Modo de Detecção
Garantir Balanceamento (treinamento e calibração da
máquina),Garantir Limpeza dos Orifícios de
Lubrificação, Garantir que na Montagem do Componente não Exista Nenhum Tipo de Corpo
Estranho (panos limpos e que não solte fiapos), Certificado de Recebimento do Material,
Substituição do Componente por Manutenção Preventiva, Garantir a Correta Execução do Procedimento
de Qualificação Dimensional.
3
4
6
Teste de Trinca nos Alojamentos, Garantir Qualificação Dimensional, Teste de Estanqueidade, Inspeção
Visual.
Garantir Balanceamento (treinamento e calibração da
máquina), Garantir Execução do Plano de Manutenção Preventiva do Sistema de Injeção, Certificado de
recebimento do material ou Inspeção no Recebimento e
Garantir a Correta Execução do Procedimento de Qualificação
Dimensional.
Troca do Componente por Manutenção Preventiva, Inspeção
com Teste de Trinca, Garantir Execução do Plano de
Manutenção Preventiva do Sistema de Injeção,
Certificado de recebimento do material ou Inspeção no
Recebimento.
224
Substituição por Parafusos Novos na Manutenção Preventiva ou
Qualificação por Inspeção Visual ou por Teste de Trinca, Aplicar o
Torque Correto (procedimento), Conferir Correto Tipo de Parafuso
para a Aplicação (tipo e comprimento de rosca, grau de
dureza, etc.)
280
180
Deformação do flange Expelindo óleo.
Quebra de parafuso
Desgaste dos selos Expelindo óleo.
Fadiga do Material, Exposição a Alta
Temperatura e Material Inadequado.
Lista de Verificação - Modos, Efeitos, Causas, Modos de Detecção e Índices de Criticidade de Falhas DATA: 04/08/06
Tabela 10 – Lista de verificação com os modos, efeitos, causas, modos de detecção e índice de
criticidade das falhas.
76
Item Sever. Ocor. Detec. RPN
10 7 2 140
10 7 3 210
10 7 3 210
10 8 2 160
8 5 3 120
8 5 3 120
8 5 3 120
10 4 1 40
Troca do Componente por Manutenção Preventiva, Inspeção
com Teste de Trinca, Garantir Execução do Plano de
Manutenção Preventiva do Sistema de Injeção,
Inspeção Visual.
Troca do Componente por Manutenção Preventiva, Inspeção
com Teste de Trinca, Garantir Execução do Plano de
Manutenção Preventiva do Sistema de Injeção,
Certificado de recebimento do material ou Inspeção no
Recebimento.
Teste de Trinca e Garantir Execução da Qualificação
Dimensional Conforme Procedimento.
SUPERALIMENTADOR C30 / C36 16 CIL.
Fadiga do Material, Exposição a Alta
Fadiga do Material, Exposição a Alta
Temperatura e Material Inadequado.
Fadiga do material e Seguidas Instalações e
Desinstalações no Processo de Manutenção
Preventiva
Fadiga do material e Seguidas Instalações e
Desinstalações no Processo de Manutenção
Preventiva
7Deformação e trinca do anel de corte.
Fadiga do Material, Exposição a Alta
Temperatura e Material Inadequado.
14 Deformação do difusor
Desbalanceamento, baixa
produção de ar comprimido e grimpamento.
Baixa produção de ar
comprimido.
Carbonização (perda da folga axial) e Desgaste
Facial (rampa) do Mancal Lado Turbina.
Fadiga do Material, Carbonização, Desgaste do Mancal Lado Turbina,
Exposição a Alta Temperatura e
desbalanceamento.
Falta de Folga na Montagem.
Fadiga do material e Seguidas Instalações e
Desinstalações no Processo de Manutenção
Preventiva
Deformação do deflector da turbina.
Desbalanceamento, baixa
produção de ar comprimido e grimpamento.
Trinca no difusor
Fadiga do Material, Exposição a Alta
10
17 Roda quente raspada na face
Causa da Falha
13Baixa produção
de ar comprimido.
Desbalanceamento seguido de grimpamento.
15
16
18
Índices de Criticidade
Baixa produção de ar
Desbalanceamento seguido de grimpamento.
Baixa produção de ar
Baixa produção de ar
comprimido.
Desbalanceamento seguido de grimpamento.
Efeito da Falha
Desgaste da roda compressora
Modo de Falha
8 Trinca do bojo
9
11Deformação do bocal de entrada de ar
12 Desgaste do difusor
Quebra de trava de palheta da roda quente
Componente:Modo de Detecção
Teste de Trinca e Garantir Execução da Qualificação
Dimensional Conforme Procedimento.
Inspeção Visual.
9 7 4 252
Garantir procedimentos de medição da folga na montagem.
Teste de Trinca e Garantir Execução da Qualificação
Dimensional Conforme Procedimento.
8 5 1
8 6 1
9 8
Teste de Trinca, Inspeção Visual, Garantir Execução da Qualificação
Dimensional Conforme Procedimento, Balanceamento do Rotor, Certificado de recebimento
do material ou Inspeção no Recebimento, Garantir Execução do Plano de Manutenção Preventiva do
Sistema de Injeção.
Idem
Idem
Idem
40
48
4 288
Trinca da aba de fixação do retentor do anel do bocal.
Roda quente raspada no diâmetro
Quebra de palheta da roda quente
Desbalanceamento seguido de grimpamento.
Fadiga do Material, Corpo Estranho, Exposição a Alta
Temperatura, Material Inadequado e Estiramento
Devido a Alta Temperatura.
Estiramento Devido a Alta Temperatura,
Desbalanceamento e Falha no Processo de
Instalação / Qualificação.
Lista de Verificação - Modos, Efeitos, Causas, Modos de Detecção e Índices de Criticidade de Falhas DATA: 04/08/06
Tabela 11 (Continuação) – Lista de verificação com os modos, efeitos, causas, modos de
detecção e índice de criticidade das falhas.
77
Item Sever. Ocor. Detec. RPN
5 6 1 30
8 6 1 48
8 6 1 48
10 5 1 50
10 8 1 80
10 6 1 60
10 8 1 80
10 6 2 120
10 7 2 140
10 5 1 50
10 6 2 120
10 6 1 60
10 6 1 60
Inspeção visual da interferência correta após a montagem.
Aplicar Torque Segundo Procedimento e Certificado de
recebimento do material ou Inspeção no Recebimento
Garantir Execução da Qualificação Dimensional Conforme
Procedimento, Teste de Trinca e Certificado de recebimento do
material ou Inspeção no Recebimento
Garantir Execução da Qualificação Dimensional Conforme
Procedimento, Teste de Trinca e Certificado de recebimento do
material ou Inspeção no Recebimento
Inspeção Visual quanto a Desgaste nos Pontos de Contato com o Selo.
Inspeção Visual e Garantir Execução da Qualificação
Dimensional Conforme Procedimento (ponto de contato
com o eixo).
SUPERALIMENTADOR C30 / C36 16 CIL.
Torque Excessivo e Material Inadequado.
Seguidas Instalações e Desinstalações no
Processo de Manutenção Preventiva, Desgaste pelo Funcionamento, Fadiga do
Material.
Seguidas Instalações e Desinstalações no
Processo de Manutenção Preventiva, Desgaste pelo Funcionamento, Fadiga do
Material.
Seguidas Instalações e Desinstalações no
Processo de Manutenção Preventiva
Desgaste no Contato com o selo.
Desgaste no funcionamento.
Seguidas Instalações e Desinstalações no
Processo de Manutenção Preventiva
Fadiga do Material.
Grimpamento.
Grimpamento.
Grimpamento.
Fadiga do material, Material Inadequado,
Carbonização, Exposição a Alta Temperatura e Desbalanceamento.
Fadiga do Material e Material Inadequado.
Corpo Estranho, Fadiga do Material e Material
Inadequado.
Desbalanceamento, Corpo Estranho, Dimensional de
Palheta Inadequado e Falha no Processo de
Instalação / Qualificação.
27Perda de dimensional do eixo para mancal
22 Estiramento do estojo
21
23
24
Torque Excessivo e Material Inadequado.
28 Eixo trincado
19 Roda quente trincada
Causa da Falha
Desbalanceamento seguido de grimpamento.
20
Grimpamento.
Grimpamento.
Diminuição da folga axial
podendo chegar a grimpamento.
Falsa interferência para
o eixo.
Grimpamento.
Grimpamento.
Grimpamento.
Grimpamento.
Índices de CriticidadeEfeito da FalhaModo de Falha
Perda de interferência do eixo para a roda quente
Rosca do estojo espanada
30Colar desgastado na face para o eixo
31Desgaste na cunha de montagem da peça nariz
Componente:Modo de Detecção
Idem
Aplicar Torque Segundo Procedimento e Certificado de
recebimento do material ou Inspeção no Recebimento
Inspeção Visual, Teste de Trinca e Certificado de recebimento do
material ou Inspeção no Recebimento
Garantir Balanceamento, Garantir Manutenção Preventiva do Sistema
de Filtragem do Ar, Garantir Execução da Qualificação
Dimensional Conforme Procedimento.
Garantir Manutenção Preventiva do Sistema de Filtragem do Ar
Garantir Execução da Qualificação Dimensional Conforme
Procedimento
Garantir Execução da Qualificação Dimensional Conforme
Procedimento, Teste de Trinca e Certificado de recebimento do
material ou Inspeção no Recebimento
Quebra de palheta da roda compressora
Roda compressora raspada
Estojo quebrado
25
26
29Colar desgastado no diâmetro externo para retentor
Vazamento de óleo.
Folga existente na bucha da roda compressora para o eixo.
Lista de Verificação - Modos, Efeitos, Causas, Modos de Detecção e Índices de Criticidade de Falhas DATA: 04/08/06
Tabela 12 (Continuação) – Lista de verificação com os modos, efeitos, causas, modos de
detecção e índice de criticidade das falhas.
78
4.9. ANÁLISE DAS RECOMENDAÇÕES
Como este trabalho é o desenvolvimento de uma primeira versão da FMECA
para o componente Superalimentador de locomotivas C30 / C36 de 16 cilindros,
esta etapa do fluxograma de execução deste ferramenta não se aplica, pois ainda
não há dados históricos para se fazer uma análise crítica dos controles atuais no
processo de manutenção deste componente.
4.10. REVISÃO DOS PROCEDIMENTOS
Nesta etapa de execução da FMECA foram revistos os dados coletados e
trabalhados e a lista de verificação gerada, sendo que foi garantido a concisão
destes. Analisou-se os índices RPN de cada modo de falha, verificando-se que
eles estão adequados.
4.11. PREENCHIMENTO DOS FORMULÁRIOS DE FMECA
Com base na lista de verificações gerada na seção 4.8, o formulário de
FMECA, resultado deste trabalho, podê ser preenchido conforme o padrão
apresentado na seção 3.11. No preenchimento do formulário de FMECA para este
componente foi citado em algumas circunstâncias o procedimento de manutenção
quanto ao controle dimensional e de torque dos subcomponentes. Estes
parâmetros foram mostrados na seção 4.3. O formulário resultante da FMECA do
superalimentador é apresentado no ANEXO 3.
79
5. RECOMENDAÇÕES E CONCLUSÕES
5.1. RECOMENDAÇÕES
De posse do formulário de FMECA do componente superalimentador
preenchido tem-se mapeado todos os possíveis modos de falha, seus efeitos no
funcionamento do componente, suas causas e a maneira pela qual é possível
detectar tal modo de falha antes que ele ocorra. Tem-se também o RPN (Risk
Priority Number) inicial dos modos de falha, que indica o grau de criticidade de
cada um deles. Tem-se além disso a árvore funcional do componente e sua
interface com os demais componentes.
Recomenda-se que estes dados sejam utilizados na análise de falhas do
componente de uma maneira sistematizada. Para isto é necessário que a equipe
de desmontagem do componente conheça o formulário de FMECA do mesmo. Ao
desmontá-lo a equipe precisa identificar qual o subcomponente do
superalimentador falhou, qual foi o modo de falha encontrado e qual o efeito foi
ocasionado por este modo de falha. Estes dados devem ser preenchidos em uma
ficha de recebimento do componente a recuperar, a partir de códigos de cada
modos de falha dos subcomponentes. Esta ficha deve gerar os dados para
alimentar um banco que controlará todos as desmontagens do componente.
A partir deste banco de dados será possível verificar quais os
subcomponentes e modos de falhas estão mais críticos, com o levantamento
estatístico do RPN (Risk Priority Number). Será possível também fazer melhorias
no processo de manutenção dos subcomponentes em questão, agindo nos
modos de detecção destas falhas a fim de evitar a ocorrência das causas que
geraram os modos de falha, reduzindo portanto o RPN e a criticidade deste
subcomponente. Isto pode ser feito a partir da utilização do campo “Ação
Corretiva” presente no formulário de FMECA do superalimentador apresentado no
ANEXO 3. Tendo sido feita a análise de quais modos de falha estão mais críticos
80
devido ao valor do RPN, devem ser geradas para estes modos de falha ações
que devem ser preenchidas no campo “Recomendações”. A execução destas
ações deve ser monitorada e aquelas realmente feitas devem ser preenchidas no
campo “Tomada”. Uma vez completa a execução da ação corretiva, os índices de
criticidade: Severidade, Ocorrência, Detecção e RPN devem ser novamente
calculados a fim de se verificar que a ação corretiva foi eficiente, tendo reduzido o
RPN dos modos de falha estudados.
Sendo feita a implementação das fichas de controle de desmontagem do
superalimentador e o sistema para controle do banco de dados, recomenda-se
que seja feito um programa estruturado de execução de FMECA para os demais
componentes de locomotiva, priorizando os mais críticos de acordo com o índice
de criticidade apresentado no capítulo 1. Chama-se de programa estruturado de
execução de FMECA dos demais componentes um trabalho com data de início,
cronograma definido para execução das etapas e data de término. Além disto é
necessário elencar as pessoas responsáveis pela execução da FMECA de cada
um dos componentes de locomotivas restantes.
5.2. CONCLUSÕES
Visto que foi possível desenvolver a FMECA para o componente
superalimentador de locomotivas e tendo sido feita as recomendações
necessárias para o início da utilização desta metodologia na análise de falhas
deste componente, conclui-se que o primeiro objetivo do trabalho foi alcançado.
Já o segundo objetivo deste trabalho, redução de defeitos e reboques de
locomotivas da MRS devido ao processo de manutenção no Horto Florestal, será
atingido com a implantação da recomendação de análise de falhas feita na seção
anterior. Com base no banco de dados gerado nas desmontagens dos
componentes e de sua análise, será possível atuar nas etapas do processo de
manutenção que estão gerando mais falhas (modos de detecção de falhas).
81
LISTA DE REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
AGUIAR, S. Integração das Ferramentas da Qualidade ao PDCA e ao Programa Seis Sigma. Editora de Desenvolvimento Gerencial. Belo Horizonte. 2002.
BRINA, H. L. 2 Estradas de Ferro. 2ª Edição. 1988. HELMAN, H. e ANDREY, P. R. P. Análise de Falhas: Aplicação dos Métodos de
FMEA e FTA. Fundação Christiano Ottoni. Belo Horizonte. 1995. KITAMURA, F. Treinamento sobre Locomotiva Diesel-Elétrica GE/GM. Teach
Treinamentos Especiais. Juiz de Fora. 2005. MOUBRAY, J. RCMII – Manutenção Centrada em Confiabilidade. Edição
Brasileira. Aladon Ltda. Lutterworth. Inglaterra. 2000. PAIVA, J. T. Curso de Elétrica e Eletrônica de Locomotivas. Teach Treinamentos
Especiais. Juiz de Fora. 2005. SEIXAS, E. DE S. Manutenção Centrada na Confiabilidade. Meio Magnético
Editado por Qualytek Ltda. Rio de Janeiro. 2002. SEIXAS, E. DE S. Modos de Falha e Análise dos Efeitos. Meio Magnético Editado
por Qualytek Ltda. Rio de Janeiro. 2002.
STAMATIS, D. H. Failure Mode and Effect Analysis – FMEA from Theory to
Execution. ASQ Quality Press. Milwaukee. Wisconsin. 1995.
82
ANEXO 1 – EXEMPLO DE RELATO DE ANOMALIA
NOME
3826 MODELO C36 7
TEMPO REBOCADA
MODELO SERIE E8285219
FABRICANTE
OBS.
NOME
DATA DE INSTALAÇÃO
DATA DA RETIRADA
KM RODADO SIM NÃO
CAUSA DA RETIRADA
DATA DE INSTALAÇÃO
DATA DA RETIRADA
KM RODADO SIM NÃO
CAUSA DA RETIRADA
QUEM? QUANDO?
Flávio / Luciano 12/5/2006
Mantenedorno momento da
montagem
LOCOMOTIVA
LOCALDATA DA ANÁLISE
FORMULÁRIORELATO DE ANOMALIA EM COMPONENTES
A SER PREENCHIDO PELA OFICINA QUE RETIROU O COMPONE NTE COM ANOMALIA
TEMPO DE RETENÇÃODA LOCOMOTIVA
10.04.06
TIPO DE COMPONENTE
COMENTÁRIOS SOBRE AS CAUSAS DAS FALHAS
HOUVE SINTOMA ANTES DA FALHA ?
A SER PREENCHIDO PELA OFICINA DO HORTO FLORESTAL
TEMPO TOTAL DE RETENÇÃO
TEMPO TOTAL DE RETENÇÃO
SUPER APRESENTOU INICIALMENTE RUIDO ESTRANHO E GRIM PAMENTO.
OBS.: FORAM VERIFICADOS TODOS OS ITENS REFERENTES À LUBRIFICAÇÃO NA LOCOMOTIVA NENHUMA ANORMALIDADE FO I CONSTATADO.
ÚLTIMAS MOVIMENTAÇÕES DO COMPONENTE (A SER PREENCH IDO PELO CORPO TÉCNICO)
LOCOMOTIVA
Acompanhar folga entre mancal e eixoUsando micrômetro apropriado para medição do diâmet ro interno do mancal,
mantendo a folga de acordo com solicitação do manua l de instrução
1
2
HOUVE SINTOMA ANTES DA FALHA ?
LOCOMOTIVA
AÇÕES EMERGENCIAIS PROPOSTAS
O QUE? COMO?
Codificação e compra de micrômetro internoSolicitar codificação e de micrômetro interno própr io para medição do diâmetro
interno dos mancais após embuchamento e após montag em
Antes da desmontagem não foi observado nenhum sinal de óleo no exterior do turbo, após a desmontagem d os componentes também não é possível ver sinal de óleo . Detectamos após a desmontagem que os mancais fora m
embuchados pois o alojamento dos mesmos na carcaça é sobremedida; no lado da turbina observamos que o mancal deslocou em relação a bucha obstruindo o furo de lu bificação do mesmo, e no lado soprador o mancal gir ou junto
com o eixo o tempo de funcionamento não permitindo a passagem do óleo lubrificante e desgastando o diâ metro de forma que possamos ver a veracidade disto. É import ante salientar que os fatos citados anteriormente s ão as causas
da avaria partindo do fato de que não fautou lubrif icação no turbo de acordo com o relato dos mecânico s que trabalharam na locomotiva.
LOCALDATA DA RETIRADA
SUPER ALIMENTADOR
A SER PREENCHIDO PELA OFICINA QUE RETIROU O COMPONE NTE COM ANOMALIA
DATA INSTALAÇÃO 08.04.06
85
ANEXO 3 – FORMULÁRIO DE FMECA DO SUPERALIMENTADOR C30/36
CÓDIGO:
G O D RPN G O D RPN
ITEMMODO EFEITOS CAUSAS
NOME DO SUBCOMPONENTE
FUNÇÃO DO SUBCOMPONENTE
RECOMENDAÇ
ÕESTOMADA
AÇÃO CORRETIVAFALHAS POSSÍVEIS
ÍNDICES
ATUAL
CONTROLES ATUAIS
ÍNDICES REVISTOS RESPONSÁVEL
RESULTADO
Corpo Estranho
Desbalanceamento 5 1 50
8 6
10
10
Balanceamento do rotor
Não utilização de panos que soltem fiapos.Utilizar panos limpos na manutenção.
480
1
2
FMECA DE PROCESSO
DATA DA ÚLTIMA REVISÃO: OFICINA CLIENTE: CL e P1-7 FOLHA: /
COMPONENTE: Superalimentador C30/36 16 Cil. ELABORADOR: Marcílio Eustáquio de Oliveira Rocha DATA ELABORAÇÃO: 05/08/2006
Expelindo óleo,
grimpamento.
Material Inadequado
Certificado de recebimento do material ou Inspeção no Recebimento
10 4 4
Fadiga do Material
Substituição do Componente por Manutenção Preventiva
10 6 2
Expelindo óleo,
grimpamento.
Expelindo óleo,
grimpamento.
160
120
1 70
Falha no Processo de Instalação / Qualificação Dimensional na Manutenção
10
DesbalanceamentoBalanceamento do rotor
10 7
Falha no Processo de Lubrificação
Limpeza dos orifícios de lubrificação do componente.
10 5 4
Expelindo óleo,
grimpamento.
Expelindo óleo,
grimpamento.
160
200
Execução do Procedimento de Qualificação Dimensional
Mancal
GrimpamentoTrincas nos alojamentos dos mancais
Carcaça PrincipalEstrutura básica de
todos os subsistemas
Expelindo óleo,
grimpamento.
Suportar o conjunto rotor.
Desgaste do mancal
8 2
Superaquecimento devido a grimpamento
Garantir processo de lubrificação do mancal
Fadiga do Material da Carcaça
Trincas nos alojamentos dos mancais
Trincas nos alojamentos dos mancais
Desgaste dos
alojamentos dos mancais
70
70
70
Substituição do Componente por Manutenção Preventiva
Seguidas Instalações e Desinstalações no Processo de Manutenção Preventiva
Execução do Procedimento de Qualificação Dimensional
10 7 1 70Grimpamento
Grimpamento
Grimpamento
10 7 1
10 7 1
Trinca nos canais de
refrigeração
Vazamento de água e óleo, grimpamento
Fadiga do Material da Carcaça
Teste de estanqueidade.
10 7 1 70
Quebra da carcaça
Vazamento de água e óleo, grimpamento
Fadiga do Material da Carcaça.
Inspeção Visual 10 7 1
Quebra da carcaça
Vazamento de água e óleo, grimpamento
Corpo Estranho
Manutenção Preventica do Sistema de Injeção da Locomotiva
10 7 1 70
86
CÓDIGO:
G O D RPN G O D RPN
ITEMMODO EFEITOS CAUSAS
NOME DO SUBCOMPONENTE
FUNÇÃO DO SUBCOMPONENTE
RECOMENDAÇ
ÕESTOMADA
AÇÃO CORRETIVAFALHAS POSSÍVEIS
ÍNDICES
ATUAL
CONTROLES ATUAIS
ÍNDICES REVISTOS RESPONSÁVEL
RESULTADO
FMECA DE PROCESSO
DATA DA ÚLTIMA REVISÃO: OFICINA CLIENTE: CL e P1-7 FOLHA: /
COMPONENTE: Superalimentador C30/36 16 Cil. ELABORADOR: Marcílio Eustáquio de Oliveira Rocha DATA ELABORAÇÃO: 05/08/2006
Desgaste dos selos
Expelindo óleo Desbalanceamento 6 7 1 42Balanceamento do rotor
CarbonizaçãoDesgaste dos selos
Expelindo óleo
Manutenção Preventica do Sistema de Injeção da Locomotiva
6 7 1 42
Material dos Selos Inadequado
Desgaste dos selos
Expelindo óleo
Certificado de recebimento do material ou Inspeção no Recebimento
6 7 1 42
Falha no Processo de Instalação / Qualificação Dimensional na Manutenção
Desgaste dos selos
Expelindo óleo
Execução do Procedimento de Qualificação Dimensional 6 7 1 42
3 SelosConter o óleo de
lubrificação
4Parafusos / Porcas /
ChavetasFixação de
componentes
Quebra do Parafuso
Grimpamento por corpo estranho
Fadiga do Material do parafuso
Substituição do Componente por Manutenção Preventiva
10 6 3 180
Quebra do Parafuso
Grimpamento por corpo estranho
Torque excessivo
Execução do Procedimento de aplicação de torque
10 6 3 180
Quebra do Parafuso
Grimpamento por corpo estranho
Utilização de parafuso com material inadequado
Certificado de recebimento do material ou Inspeção no Recebimento
10 6 3 180
Quebra do Parafuso
Grimpamento por corpo estranho
Utilização de modelo inadequado de parafuso
Conferir utilização de correto modelo de parafuso
10 6 3 180
87
CÓDIGO:
G O D RPN G O D RPN
ITEMMODO EFEITOS CAUSAS
NOME DO SUBCOMPONENTE
FUNÇÃO DO SUBCOMPONENTE
RECOMENDAÇ
ÕESTOMADA
AÇÃO CORRETIVAFALHAS POSSÍVEIS
ÍNDICES
ATUAL
CONTROLES ATUAIS
ÍNDICES REVISTOS RESPONSÁVEL
RESULTADO
FMECA DE PROCESSO
DATA DA ÚLTIMA REVISÃO: OFICINA CLIENTE: CL e P1-7 FOLHA: /
COMPONENTE: Superalimentador C30/36 16 Cil. ELABORADOR: Marcílio Eustáquio de Oliveira Rocha DATA ELABORAÇÃO: 05/08/2006
Baixa produção de
ar comprimido, seguido de
grimpamento
Exposição do componente a altas temperaturas
8 7 4 224
Fadiga do material do flange
Inspeção/Teste de Trina. Substituição do Componente por Manutenção Preventiva, se necessário.
8 7 4 224Deformação
do flange
Trinca do flange
5Flange da entrada da
turbina
Estrutura básica de todos os
subcomponentes deste subsistema
Utilização de flange de material inadequado
8 7 4 224
Inspeção/Teste de Trina. Substituição do Componente por Manutenção Preventiva, se necessário.
10
Deformação do anel
Baixa produção de
ar comprimido, seguido de
grimpamento
Fadiga do material do anel
Inspeção/Teste de Trinca. Substituição do Componente por Manutenção Preventiva, se
7 4 280
Deformação do flange
Baixa produção de
ar comprimido, seguido de
grimpamento
Manutenção Preventica do Sistema de Injeção da Locomotiva
Baixa produção de
ar comprimido, seguido de
grimpamento
Deformação do flange
Certificado de recebimento do material ou Inspeção no Recebimento
Baixa produção de
ar comprimido, seguido de
grimpamento
Fadiga do material do flange
Trinca do flange
Baixa produção de
ar comprimido, seguido de
grimpamento
Exposição do componente a altas temperaturas
Manutenção Preventica do Sistema de Injeção da Locomotiva
10 7 4 280
Trinca do flange
Baixa produção de
ar comprimido, seguido de
grimpamento
Utilização de flange de material inadequado
Certificado de recebimento do material ou Inspeção no Recebimento
10 7 4 280
4 224
Baixa produção de
ar comprimido, seguido de
grimpamento
Exposição do componente a altas temperaturas
Manutenção Preventica do Sistema de Injeção da Locomotiva
4 224
7
Baixa produção de
ar comprimido, seguido de
grimpamento
Utilização de anel de material inadequado
Certificado de recebimento do material ou Inspeção no Recebimento
7 4 224
7
Trinca do anel
Baixa produção de
ar comprimido, seguido de
grimpamento
Fadiga do material do anel
Inspeção/Teste de Trinca. Substituição do Componente por Manutenção Preventiva, se
7 4 280
8
8
8
10
7 4 280
Baixa produção de
ar comprimido, seguido de
grimpamento
Exposição do componente a altas temperaturas
Manutenção Preventica do Sistema de Injeção da Locomotiva
Baixa produção de
ar comprimido, seguido de
grimpamento
Utilização de anel de material inadequado
Certificado de recebimento do material ou Inspeção no Recebimento
10 7 4
10
280
6Anel do Bocal (Anel
de Corte)
Direcionador dos gases de escape
para a turbina
Deformação do anel
Deformação do anel
Trinca do anel
Trinca do anel
88
CÓDIGO:
G O D RPN G O D RPN
ITEMMODO EFEITOS CAUSAS
NOME DO SUBCOMPONENTE
FUNÇÃO DO SUBCOMPONENTE
RECOMENDAÇ
ÕESTOMADA
AÇÃO CORRETIVAFALHAS POSSÍVEIS
ÍNDICES
ATUAL
CONTROLES ATUAIS
ÍNDICES REVISTOS RESPONSÁVEL
RESULTADO
FMECA DE PROCESSO
DATA DA ÚLTIMA REVISÃO: OFICINA CLIENTE: CL e P1-7 FOLHA: /
COMPONENTE: Superalimentador C30/36 16 Cil. ELABORADOR: Marcílio Eustáquio de Oliveira Rocha DATA ELABORAÇÃO: 05/08/2006
Baixa produção de
ar comprimido8 5 1
Trinca no bojo
Baixa produção de
ar comprimido
Trinca no bojo
40
8 8 4
5 1 40
Trinca no bojo
Baixa produção de
ar comprimido8 5 1 40
Fadiga do material do retentor
Inspeção Visual
Deformação do deflector
Baixa produção de
ar comprimido, seguido de
grimpamento
Exposição do componente a altas temperaturas
Deformação do deflector
8 6 1 48
Trinca da aba de fixação
Baixa produção de
ar comprimido
Exposição do componente a altas temperaturas
Inspeção Visual
8 6 1 48
Utilização do retentor de material inadequado
Inspeção Visual
8 6 1 48
Fadiga do material do bojo
Exposição do componente a altas temperaturas
Utilização do bojo de material inadequado
Inspeção Visual
Inspeção Visual
Inspeção Visual
87 Nariz (Bojo)
Direcionador dos gases de escape
para o anel de corte
Baixa produção de
ar comprimido
8Retentor do anel do
bocalReter vazamento de
gases
Trinca da aba de fixação
Baixa produção de
ar comprimido
Trinca da aba de fixação
Baixa produção de
ar comprimido, seguido de
grimpamento
Fadiga do material do deflector
256
8 8 4 256
Baixa produção de
ar comprimido, seguido de
grimpamento
Utilização do deflector de material inadequado
Inspeção visual e dimensional segundo procedimento. Substituição se necessário.
Manutenção Preventica do Sistema de Injeção da Locomotiva
Certificado de recebimento do material ou Inspeção no Recebimento
10 8 4 320
9 Deflector da turbinaEqualizador da
entrada de gases
Deformação do deflector
10Entrada do ar atmosférico
4010 Entrada de ar (bocal) 4 1Bocal
deformado
Desgaste da roda
compressora ->
desbalanceamento ->
grimpamento
Falta de folga na montagem
Execução do Procedimento de montagem com folga adequada
89
CÓDIGO:
G O D RPN G O D RPN
ITEMMODO EFEITOS CAUSAS
NOME DO SUBCOMPONENTE
FUNÇÃO DO SUBCOMPONENTE
RECOMENDAÇ
ÕESTOMADA
AÇÃO CORRETIVAFALHAS POSSÍVEIS
ÍNDICES
ATUAL
CONTROLES ATUAIS
ÍNDICES REVISTOS RESPONSÁVEL
RESULTADO
FMECA DE PROCESSO
DATA DA ÚLTIMA REVISÃO: OFICINA CLIENTE: CL e P1-7 FOLHA: /
COMPONENTE: Superalimentador C30/36 16 Cil. ELABORADOR: Marcílio Eustáquio de Oliveira Rocha DATA ELABORAÇÃO: 05/08/2006
Difusor deformado
Material Inadequado
Certificado de recebimento do material ou Inspeção no Recebimento
11 Difusor
Direcionador para aumentar a
velocidade do ar para obter maior pressão antes de
entregá-lo à carcaça do compressor
Baixa produção de
ar comprimido (turbulência)
8 5 3 120
Difusor desgastado
Baixa produção de
ar comprimido (turbulência)
Seguidas Instalações e Desinstalações no Processo de Manutenção Preventiva
Execução do Procedimento controle dimensional 8 5 3 120
Difusor trincado
Baixa produção de
ar comprimido (turbulência)
Fadiga do Material
Inspeção Visual e Teste de Trinca
8 5 3 120
120
Difusor deformado
Baixa produção de
ar comprimido (turbulência)
Material Inadequado
Certificado de recebimento do material ou Inspeção no Recebimento
8 5 3 120
Difusor deformado
Baixa produção de
ar comprimido (turbulência)
Fadiga do Material
Inspeção Visual e Teste de Trinca
8 5 3
90
CÓDIGO:
G O D RPN G O D RPN
ITEMMODO EFEITOS CAUSAS
NOME DO SUBCOMPONENTE
FUNÇÃO DO SUBCOMPONENTE
RECOMENDAÇ
ÕESTOMADA
AÇÃO CORRETIVAFALHAS POSSÍVEIS
ÍNDICES
ATUAL
CONTROLES ATUAIS
ÍNDICES REVISTOS RESPONSÁVEL
RESULTADO
FMECA DE PROCESSO
DATA DA ÚLTIMA REVISÃO: OFICINA CLIENTE: CL e P1-7 FOLHA: /
COMPONENTE: Superalimentador C30/36 16 Cil. ELABORADOR: Marcílio Eustáquio de Oliveira Rocha DATA ELABORAÇÃO: 05/08/2006
16010 8 2Quebra de
Palheta
Desbalanceamento seguido
de grimpamento
Fadiga do Material
Inspeção Visual e Teste de Trinca. Substituição se necessário
Quebra de Palheta
Desbalanceamento seguido
de grimpamento
Corpo Estranho
Manutenção Preventica do Sistema de Injeção da Locomotiva
10 8 2 160
Exposição do componente a altas temperaturas (estiramento)
Quebra de Palheta
Desbalanceamento seguido
de grimpamento
Manutenção Preventica do Sistema de Injeção da Locomotiva
10 8 2 160
Quebra de Palheta
Desbalanceamento seguido
de grimpamento
Material Inadequado
Certificado de recebimento do material ou Inspeção no Recebimento
10 8 2 160
Disco da turbina
raspado no diâmetro
Desbalanceamento 10 7 3 210
Disco da turbina
raspado no diâmetro
10 7 3 210
Disco da turbina
raspado no diâmetro
Manutenção Preventica do Sistema de Injeção da Locomotiva
10 7 3 210
Grimpamento
Garantir balancemaneto
Grimpamento
Falha no Processo de Instalação / Qualificação Dimensional na Manutenção
Execução do Procedimento controle dimensional
Grimpamento
Exposição do componente a altas temperaturas (estiramento)
Disco da turbina
raspado na face
GrimpamentoCarbonização (perda de folga axial)
Manutenção Preventica do Sistema de Injeção da Locomotiva
10 7 3 210
Disco da turbina
raspado na face
Grimpamentodesgaste facial (rampa) do mancal lado turbina
Execução do Procedimento controle dimensional
10 7 3 210
Quebra de trava de
palheta do disco de turbina
Grimpamento Fadiga do Material
Inspeção Visual e Teste de Trinca. Substituição se necessário
10 7 2 140
140
Desbalanceamento
Garantir balancemaneto
140
140
10 7 2
10 7 2
7 2
Quebra de trava de
palheta do disco de turbina
Grimpamento
Manutenção Preventica do Sistema de Injeção da Locomotiva
10
Desgaste do mancal lado turbina
Controles esoecificados no compoente mancal
Carbonização / Exposição a alta temperatura
Quebra de trava de
palheta do disco de turbina
Grimpamento
Quebra de trava de
palheta do disco de turbina
Grimpamento
12 Disco da turbina
Receber energia mecânica dos gases
de escape e transformar em
energia cinética do conjunto do rotor
(rotação)
91
CÓDIGO:
G O D RPN G O D RPN
ITEMMODO EFEITOS CAUSAS
NOME DO SUBCOMPONENTE
FUNÇÃO DO SUBCOMPONENTE
RECOMENDAÇ
ÕESTOMADA
AÇÃO CORRETIVAFALHAS POSSÍVEIS
ÍNDICES
ATUAL
CONTROLES ATUAIS
ÍNDICES REVISTOS RESPONSÁVEL
RESULTADO
FMECA DE PROCESSO
DATA DA ÚLTIMA REVISÃO: OFICINA CLIENTE: CL e P1-7 FOLHA: /
COMPONENTE: Superalimentador C30/36 16 Cil. ELABORADOR: Marcílio Eustáquio de Oliveira Rocha DATA ELABORAÇÃO: 05/08/2006
Material Inadequado
110 6Rosca do
estojo espanada
Torque excessivo
10 6 1 60
10 6 1
60
60
Execução do Procedimento de aplicação de torque
Rosca do estojo
espanadaGrimpamento
Certificado de recebimento do material ou Inspeção no Recebimento
Disco da turbina trincada
Grimpamento Material Inadequado
Certificado de recebimento do material ou Inspeção no Recebimento
Quebra de trava de
palheta do disco de turbina
Grimpamento
13 EstojoFixar a roda
compressora ao disco de turbina
Grimpamento Fadiga do Material
Inspeção Visual e Teste de Trinca. Substituição se necessário
10
Exposição do componente a altas temperaturas / carbonização
10 7 2
10 6 1 60
606 1
140
Estojo quebrado
Grimpamento Fadiga do Material
Inspeção Visual e Teste de Trinca. Substituição se necessário
10 6 2 120
Estojo quebrado
Grimpamento Material Inadequado
Certificado de recebimento do material ou Inspeção no Recebimento
10 6 2 120
Estiramento do Estojo
Grimpamento Torque excessivo
Execução do Procedimento de aplicação de torque
10 5 1 50
Disco da turbina trincada
Grimpamento
Manutenção Preventica do Sistema de Injeção da Locomotiva
Disco da turbina trincada
Grimpamento Material Inadequado
Certificado de recebimento do material ou Inspeção no Recebimento
12 Disco da Turbina
Receber energia mecânica dos gases
de escape e transformar em
energia cinética do conjunto do rotor
(rotação)
92
CÓDIGO:
G O D RPN G O D RPN
ITEMMODO EFEITOS CAUSAS
NOME DO SUBCOMPONENTE
FUNÇÃO DO SUBCOMPONENTE
RECOMENDAÇ
ÕESTOMADA
AÇÃO CORRETIVAFALHAS POSSÍVEIS
ÍNDICES
ATUAL
CONTROLES ATUAIS
ÍNDICES REVISTOS RESPONSÁVEL
RESULTADO
FMECA DE PROCESSO
DATA DA ÚLTIMA REVISÃO: OFICINA CLIENTE: CL e P1-7 FOLHA: /
COMPONENTE: Superalimentador C30/36 16 Cil. ELABORADOR: Marcílio Eustáquio de Oliveira Rocha DATA ELABORAÇÃO: 05/08/2006
Roda compressora raspada
Corpo estranho
Procedimento de manutenção preventiva dos filtros de ar
Roda compressora raspada
Desbalanceamento
Garantir balancemaneto
14 Roda CompressoraComprimir o ar a
partir da rotação do conjunto rotor
10 7 2 140
Roda compressora raspada
Dimensional incorreto da palheta
2
2 140
140
Palheta da roda
compressora quebrada
Grimpamento
10 7
10 7
10 6 2
Folga da bucha da
roda compressora para o eixo
Seguidas Instalações e Desinstalações no Processo de Manutenção Preventiva
Execução do Procedimento controle dimensional
10 8 1
120
Perda da interferência do eixo para
disco da turbina
Grimpamento
Seguidas Instalações e Desinstalações no Processo de Manutenção Preventiva
Execução do Procedimento controle dimensional
10 6 1 60
Perda de dimensional do eixo para
mancal
Grimpamento
Seguidas Instalações e Desinstalações no Processo de Manutenção Preventiva
Execução do Procedimento controle dimensional
10 8 1 80
Eixo trincado Fadiga do Material
Inspeção Visual e Teste de Trinca.
Corpo estranho
Procedimento de manutenção preventiva dos filtros de ar
Grimpamento
10 5 1
80
Grimpamento
Grimpamento
Grimpamento
Execução do Procedimento controle dimensional
Eixo trincado Material Inadequado 505 1
50Grimpamento
Grimpamento
Certificado de recebimento do material ou Inspeção no Recebimento
10
15 Eixo
Transmissão do conjunto da roda da
turbina e da roda compressora
93
CÓDIGO:
G O D RPN G O D RPN
ITEMMODO EFEITOS CAUSAS
NOME DO SUBCOMPONENTE
FUNÇÃO DO SUBCOMPONENTE
RECOMENDAÇ
ÕESTOMADA
AÇÃO CORRETIVAFALHAS POSSÍVEIS
ÍNDICES
ATUAL
CONTROLES ATUAIS
ÍNDICES REVISTOS RESPONSÁVEL
RESULTADO
FMECA DE PROCESSO
DATA DA ÚLTIMA REVISÃO: OFICINA CLIENTE: CL e P1-7 FOLHA: /
COMPONENTE: Superalimentador C30/36 16 Cil. ELABORADOR: Marcílio Eustáquio de Oliveira Rocha DATA ELABORAÇÃO: 05/08/2006
Desgaste do diâmetro
externo para retentor
Vazamento de óleo
Contato com o selo
Inspeção visual quanto a desgaste nos pontos de contato com o selo 8 6 1
Desgaste facial para o
eixo
Diminuição da folga axial podendo chegar a
grimpamento.
Desgaste no funcionamento
Inspeção visual e dimensional (ponto de contato com o eixo).
8 6 1 48
Cunha de montagem desgastada
Falsa interferência para o eixo
Seguidas Instalações e Desinstalações no Processo de Manutenção Preventiva
Inspeção visual da interferência correta após a montagem
5 6 1
Peça nariz trincada
Grimpamento Fadiga do Material
Inspeção visual quanto a trincas
10 5 1 50
30
48
16 Colar de EncostoEspaçador do eixo
para a roda compressora
Material Inadequado 5 1 50
50
Peça nariz trincada
Grimpamento
Certificado de recebimento do material ou Inspeção no Recebimento
Polaridade incorreta dos imãs
Sensor de rotação não envia sinal
corretamente
Montagem com polaridade invertida
Inspeção quanto a polaridade dos imãs estarem iguais.
17 Peça Nariz (capa)direcionador do ar
para a roda compressora
10
10 5 1