A substituição de rolamentos em motores elétricos de grande porte não deveria começar pela retirada do componente antigo. Antes disso, é importante entender por que a intervenção está sendo realizada e preservar evidências que possam indicar a origem da falha.
Um rolamento danificado pode ser consequência de lubrificação inadequada, contaminação, desalinhamento, ajuste incorreto, esforços excessivos, montagem inadequada ou passagem de corrente elétrica. Instalar um componente novo sem investigar essas condições pode apenas reiniciar o ciclo da falha.
Por isso, a substituição de rolamentos em motores elétricos deve ser tratada simultaneamente como intervenção mecânica e oportunidade de diagnóstico.
Antes de desmontar, preserve as evidências
Sempre que possível, registre a condição do motor antes da desmontagem: estado da graxa, contaminação, temperatura, histórico de vibração, folgas, marcas de aquecimento e condição das vedações.
O rolamento removido também não deve ser imediatamente lavado ou descartado. Pistas, elementos rolantes, gaiola e lubrificante podem fornecer informações importantes.
A ISO 15243 organiza os modos de dano em rolamentos a partir de características observáveis e possíveis causas. Fadiga, desgaste, corrosão, erosão elétrica, deformação plástica e fraturas possuem mecanismos distintos. Encontrar uma pista danificada, portanto, não significa que a causa já foi determinada.
Em motores alimentados por inversores de frequência, marcas características nas pistas podem justificar investigação de correntes de eixo. Descargas elétricas através do filme lubrificante podem produzir microcrateras e, com a evolução do dano, padrões característicos nas pistas.
A pergunta antes da troca deve ser: o que o rolamento removido está mostrando sobre o motor?
Ajustes e montagem são pontos críticos
Antes de instalar o novo rolamento, eixo, alojamento, ombros, tampas e componentes associados devem ser limpos e inspecionados. Corrosão, rebarbas, desgaste ou alterações dimensionais podem comprometer o ajuste.
Em motores de grande porte, diâmetros do eixo e alojamento devem ser verificados principalmente quando houver indícios de desgaste, giro do anel, aquecimento, montagem anterior inadequada ou falha recorrente.
O rolamento substituto também precisa preservar as características requeridas pelo projeto. Designação semelhante não significa necessariamente equivalência completa. Folga interna, classe de precisão, gaiola, vedação, isolamento elétrico e características específicas da aplicação precisam ser verificadas.
Quando existe interferência no eixo, rolamentos maiores normalmente são montados por aquecimento controlado. Aquecedores por indução são particularmente adequados por proporcionarem aquecimento uniforme e controlável.
Chama direta não deve ser utilizada.
A temperatura necessária depende do diâmetro, interferência e características do componente. Portanto, não se deve adotar uma única temperatura como regra para todos os rolamentos. O aquecimento deve proporcionar expansão suficiente para a montagem sem ultrapassar os limites definidos pelo fabricante.
Na montagem mecânica, a força não deve ser transmitida através dos elementos rolantes. Quando existe interferência no anel interno, o esforço deve atuar sobre esse anel. O mesmo princípio se aplica ao anel externo quando a interferência estiver no alojamento.
Lubrificação: mais graxa não significa maior proteção
A especificação do lubrificante deve considerar projeto do motor, rolamento, velocidade, temperatura, carga e recomendações do fabricante.
Misturar graxas sem verificar compatibilidade pode alterar suas propriedades. Da mesma forma, preencher indiscriminadamente toda a cavidade não representa melhor lubrificação.
Excesso de graxa pode aumentar agitação, temperatura e perdas, enquanto quantidade insuficiente pode prejudicar a formação do filme lubrificante.
Motores com mancais lubrificados a óleo exigem outros controles, incluindo nível, viscosidade, condição do óleo, vazamentos e sistema de circulação, quando existente.
Por isso, quantidade e intervalo de relubrificação não devem ser definidos por uma regra genérica. Manual, placa do motor e documentação do fabricante devem ser as primeiras referências.
A troca termina somente depois da validação
Após a montagem, o objetivo não é apenas verificar se o eixo gira. Devem ser confirmados assentamento, fixações, vedações, folgas aplicáveis e sistema de lubrificação.
Depois da reinstalação do motor, o alinhamento também merece atenção. Alterações de posição, base ou acoplamento podem introduzir esforços capazes de reduzir a vida do novo rolamento.
Vibração e temperatura dos mancais são referências importantes após a intervenção. A IEC 60034-14 estabelece procedimentos e limites de vibração para determinadas máquinas elétricas em condições especificadas de ensaio. Seus limites, entretanto, não devem ser aplicados indiscriminadamente como critério de diagnóstico de qualquer máquina instalada.
Em operação, devem ser considerados histórico, rotação, carga, condição de instalação e características do conjunto acionado.
O rolamento novo precisa de uma referência de condição
Uma forma de aumentar a confiabilidade da intervenção é estabelecer um baseline pós-manutenção. Os primeiros registros realizados com o motor em condição operacional conhecida passam a representar uma referência para comparações futuras.
Registro mínimo recomendado após a substituição
Identificação
- Data da intervenção
- Identificação do motor
- Fabricante e designação do rolamento
- Lubrificante utilizado e quantidade, quando controlada
Condição mecânica
- Condição do eixo e alojamento
- Folgas verificadas
- Condição das vedações
- Alinhamento após montagem
- Anormalidades observadas na desmontagem
Baseline operacional
- Vibração LA e LOA
- Temperatura dos mancais LA e LOA
- Rotação
- Carga ou corrente do motor
- Condição operacional durante as medições
* LA: lado acoplado. LOA: lado oposto ao acoplado.
Com essa referência, as inspeções futuras deixam de depender exclusivamente de valores absolutos. Uma alteração progressiva em relação ao comportamento registrado após a intervenção pode indicar o desenvolvimento de uma nova condição de falha.
Isso é particularmente importante em motores críticos ou com histórico de falhas recorrentes. Se o mesmo mancal apresenta repetidamente problemas, a investigação precisa avançar além da qualidade do rolamento.
Alinhamento, ajustes dimensionais, lubrificação, contaminação, esforços da máquina acionada, vibração estrutural e circulação de corrente pelo eixo são algumas das condições que podem precisar de investigação.
A substituição confiável termina quando o motor retorna à operação com evidências de condição adequada e uma referência registrada para acompanhamento futuro. Em motores de grande porte, esse cuidado transforma uma simples troca de componente em uma ação efetiva de confiabilidade, aumentando a disponibilidade e reduzindo a possibilidade de repetição da falha.
Referências técnicas
- INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION. ISO 15243:2017. Rolling bearings — Damage and failures — Terms, characteristics and causes. 2. ed., 2017.
- INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION. IEC 60034-14:2018. Rotating electrical machines – Part 14: Mechanical vibration of certain machines with shaft heights 56 mm and higher – Measurement, evaluation and limits of vibration severity. 4. ed., 2018.
- SKF. Bearing Handbook for Electric Motors. Manual técnico para seleção, montagem, lubrificação e manutenção de rolamentos em motores elétricos.
- SKF. Rolling bearings and seals in electric motors and generators. Publicação técnica sobre aplicação de rolamentos em máquinas elétricas.
- WEG. Electric Motors – Installation, Operation and Maintenance Manual. Documentação técnica de instalação, operação e manutenção de motores elétricos.