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Testes de tensão: o que considerar ao procurar componentes normalizados que serão submetidos a tensões elevadas

01/02/2022

Com os processos a tornarem-se mais eficientes e a produção a aumentar na próxima década, é agora mais crucial do que nunca que os componentes normalizados consigam suportar uma utilização intensa e prolongada. Marcus Schneck, CEO da norelem, aprofunda a importância de implementar peças com capacidade para resistir a elevadas tensões para evitar períodos de inatividade.

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Como todos sabemos, os equipamentos e as máquinas são suscetíveis a falhas, causando erros e atrasos. Eventualmente, todos os componentes acabarão por apresentar desgaste, quebras, corrosão ou simplesmente atingir um ponto de falha, frequentemente interrompendo a produção e afetando a capacidade de manter um nível de produção elevado ao longo do ano.

No entanto, existem escolhas simples que os engenheiros podem fazer para ajudar a combater e mitigar o problema. Ao conceber máquinas com componentes normalizados de alta resistência em mente, as máquinas podem durar mais tempo, as taxas de falhas podem ser reduzidas e a durabilidade e fiabilidade podem ser melhoradas para suportar as forças e rigores diários envolvidos nas aplicações de produção modernas.

Falhas comuns dos componentes

Os componentes falham por inúmeras razões, mas é importante compreender as falhas mais comuns para ajudar a evitar abrandamentos na produção.

Muitas vezes, os componentes eletrónicos são as primeiras peças a falhar num sistema, pois devem não só ter uma construção estruturalmente sólida, como também desempenhar funções digitais. Com eventuais falhas encontradas na soldadura, embalagem e distribuição, os fabricantes normalmente implementam um período de teste de resistência (‘burn-in’) durante várias horas para garantir que o componente tem o desempenho previsto.

No entanto, a natureza delicada destas peças significa que são bastante suscetíveis a avarias e exigem manutenção regular para garantir o desempenho consistente das suas funções programadas. As falhas podem depender dos níveis de humidade, de flutuações de temperatura e picos de energia, o que pode não só interromper a produção, como também exercer tensão mecânica acrescida no sistema.

Posto isto, embora a manutenção seja crucial para a prevenção de falhas no equipamento, o excesso ou a escassez de manutenção pode ser igualmente prejudicial. A escassez de manutenção frequente pode inevitavelmente levar a que os problemas passem despercebidos, o que também pode resultar na falha das peças. Da mesma forma, o excesso de manutenção pode causar tantos problemas quanto com muito tempo gasto em manutenção desnecessária, há uma maior probabilidade de perder um parafuso essencial sem saber, partir um painel ou moer um parafuso.

Evidentemente, o erro humano pode desempenhar um papel crucial na falha de sistemas ou peças, sendo os operadores de produção essenciais para o bom funcionamento das máquinas. A distração e o cansaço são características humanas comuns que têm um impacto significativo no desempenho e nos períodos de inatividade evitáveis. De acordo com um estudo de Vanson Bourne, o erro humano causou 23% de todos os períodos de inatividade não planeados na indústria de produção, enquanto outros setores atingiram valores tão baixos como 9%.

Estes erros humanos, bem como as outras causas comuns de falha dos sistemas, resultam em problemas nos componentes. Problemas como desalinhamentos (que podem desencadear fadiga e falha de componentes), corrosão e degradação superficial geral são efeitos consequentes de problemas que podem surgir. Por conseguinte, é responsabilidade dos engenheiros ajudar a prevenir o desgaste dos componentes e a reduzir a probabilidade de períodos de inatividade.

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Como escolher o material certo

Ao escolher o componente certo para a tarefa em questão, há vários fatores que os engenheiros devem ter em consideração para ajudar a garantir que é capaz de suportar um elevado nível de tensão.

A primeira consideração, e provavelmente a mais importante, é a resistência ao desgaste do componente - especialmente no que se refere à sua aplicação específica. Inevitavelmente, todos os componentes móveis acabarão por apresentar desgaste, por isso, ao escolher logo componentes que conseguem suportar cargas elevadas e uma utilização frequente, os engenheiros reduzirão a necessidade de períodos de inatividade.

Posto isto, é importante ter em consideração a aplicação dos componentes. Por exemplo, embora as ligas à base de cobre garantam uma durabilidade superior, é proibido usar este material em peças de máquinas que processam alimentos. Isto deve-se maioritariamente ao facto de o cobre apresentar risco de corrosão quando exposto a qualquer substância ácida, colocando os alimentos processados em risco de contaminação.

Os engenheiros também devem considerar a utilização dos componentes. As máquinas que necessitam de limpeza frequente com soluções agressivas devem ter capacidade para suportar o ambiente onde estão instaladas e, simultaneamente, elevados níveis de tensão. Os materiais que exigem pouca manutenção também são extremamente benéficos para as empresas que procuram melhorar a eficiência da produção, o que significa é dedicado menos tempo à reparação e manutenção de peças.

Liderar o mercado

Nos últimos anos, assistimos a desenvolvimentos em materiais resistentes capazes de suportar tensões elevadas, mas nenhum se destaca mais do que a recente adoção de componentes em cerâmica.

Os componentes em cerâmica apresentam excelentes níveis de dureza, resistência ao desgaste, resistência térmica, resistência a impactos, resistência à abrasão e até propriedades antiaderentes - o que significa que os processos e operações das máquinas podem ser tornados mais seguros e orientados para a qualidade. Um setor que já tirou partido das propriedades robustas deste material é a indústria de ferramentas, onde este material alternativo oferece uma aplicação altamente precisa, não apresentando, simultaneamente, quase nenhum sinal de desgaste, mesmo após uma utilização intensa.

Este material é também uma boa escolha para aplicações com cargas mecânicas exigentes devido à sua elevada resistência à flexão e dureza - com a abrangente gama de componentes em cerâmica da norelem especificamente concebidos a pensar na sua vida útil.

Nas aplicações em que a higiene é uma prioridade máxima, as ligas de aço inoxidável de alta qualidade continuam a liderar nas indústrias alimentar, farmacêutica e de cuidados de saúde.

O material não só tem capacidade para suportar aplicações de elevada tensão devido à sua durabilidade inerente, como o seu acabamento liso e não absorvente garante uma superfície higiénica que não permite a acumulação de germes ou produtos químicos. Com uma rugosidade de Ra 0,8 µm, os parafusos e as porcas da norelem mitigam o problema de saliências e cavidades no metal que poderiam constituir um local de incubação para microrganismos. O material também é particularmente resistente à corrosão e tolera mudanças extremas de temperatura, o que faz com que seja um dos materiais mais versáteis disponíveis no mercado.

Nas aplicações em que o movimento é crucial, nada suporta melhor as tensões elevadas do que os eixos lineares. Quando combinado com os acionamentos por correia dentada e guias de trilho perfilado da norelem, o sistema de trilho consegue absorver as forças mais elevadas provenientes de todas as direções, apresentando simultaneamente uma boa resistência ao desgaste. Os eixos lineares são otimizados para mover grandes massas sem necessidade de manutenção contínua, garantindo a solução perfeita para o transporte de cargas pesadas em ambientes onde a eficiência de produção é crucial.

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A solução da norelem

O desgaste e a abrasão são desafios constantes para a indústria de produção, onde existem diversos tipos de ambientes que as peças e os componentes de máquinas têm que suportar, pelo que os engenheiros têm várias considerações a fazer em termos de materiais antes do início da produção. A norelem é especializada na produção de componentes de elevada qualidade, essenciais para evitar períodos de inatividade e suportar uma utilização intensa.

Com mais de 60.000 componentes normalizados, a norelem oferece gamas completas de peças, incluindo componentes em cerâmica e aço inoxidável. Para saber mais, visite: www.norelem.pt

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