Substituição do Elemento Elástico do Acoplamento

A norma FEM 1.001 — Especificação de projeto de ponte rolante classifica a utilização dos guindastes em oito Classes de Funcionamento, de A1 a A8. Quanto mais elevada a classe, maior a densidade de ciclos equivalentes por hora suportados pelo mecanismo de elevação e maior o impacto. Esses impactos transmitem-se através do redutor até ao acoplamento e acabam por incidir sobre o bloco elástico. O bloco elástico é o componente com vida útil de projeto mais curta em toda a cadeia de transmissão e, ao mesmo tempo, o mais facilmente ignorado nas inspeções de manutenção.

O cenário mais comum é este: o técnico de manutenção ilumina o acoplamento com uma lanterna, verifica que o bloco elástico não está partido nem solto e assinala a verificação na lista de inspeção. No entanto, o sucateamento do bloco elástico do acoplamento nunca começa pela fragmentação — começa por sinais que passam facilmente despercebidos a olho nu, como endurecimento, fissuração e esmagamento.

Quando o bloco elástico já se fragmentou em várias partes e a cadeia de transmissão apresenta ruído anormal de impacto, os furos dos pinos da meia-rosca do acoplamento já estão frequentemente danificados. Por isso, a verdadeira questão não é com que frequência substituir, mas sim quais sinais, ao surgirem, obrigam à substituição imediata. É esse o critério de decisão que este artigo pretende detalhar.

Seis sinais de envelhecimento do bloco elástico do acoplamento

O envelhecimento do bloco elástico não ocorre de repente — manifesta-se através de uma sequência de sinais, do mais ligeiro ao mais grave. Ao associar cada sinal a uma fase concreta de envelhecimento, a inspeção ganha critérios objetivos e deixa de depender de avaliações subjetivas.

Os sinais de envelhecimento dividem-se em seis tipos, ordenados por gravidade crescente:

① Desprendimento superficial: aparece pó negro ou colorido na periferia do bloco elástico, indicando que o desgaste por atrito já começou — é o sinal mais precoce.

② Endurecimento e fissuração: o poliuretano ou a borracha endurece e torna-se quebradiço sob efeito de temperatura elevada e ozono, surgindo fissuras finas à superfície e uma atenuação da elasticidade.

③ Esmagamento permanente: o bloco elástico fica achatado na sua totalidade, com altura inferior à de uma peça nova, e a capacidade de recuperação elástica diminui significativamente.

④ Extrusão localizada: o material elástico comprimido sai pelos furos dos pinos ou pelas folgas, formando saliências em forma de cogumelo.

⑤ Fragmentação: após a propagação completa das fissuras, o bloco destaca-se, surge folga na cadeia de transmissão e o ruído anormal aparece.

⑥ Dano na meia-rosca do acoplamento: após a falha do bloco elástico, o metal entra em contacto direto, os furos dos pinos ficam ovalizados e os chavetais alargam-se — nesta fase, o custo de substituição já duplicou.

Há aqui uma lógica contra-intuitiva: quando os três primeiros sinais aparecem, o acoplamento ainda funciona de forma precária e muitos optam por continuar a utilizá-lo. A intuição e a experiência falham neste ponto, porque a partir do momento em que o bloco elástico entra na fase de endurecimento e fissuração, a sua capacidade de amortecer impactos já está reduzida a metade. O que realmente importa são precisamente os três primeiros sinais — desprendimento, endurecimento e esmagamento — pois é nessa janela que o custo de substituição é menor e o custo de parada mais reduzido.

Como medir o desgaste do bloco elástico no local

Para decidir se o bloco elástico deve ser substituído, não basta observar — é preciso medir. Três dimensões de medição correspondem a três tipos de falha; com medições precisas, o critério de sucateamento passa a ter base objetiva.

① Medir a deformação permanente por compressão: desmontar o bloco elástico, medir com um paquímetro a dimensão na direção da espessura original e comparar com uma peça nova ou com o valor de saída de fábrica. Se a deformação permanente exceder 10% da espessura original, o bloco deve ser sucateado.

② Medir a folga radial: rodar o acoplamento manualmente e medir com um calibrador de lâminas ou um relógio comparador a folga radial entre o bloco elástico e o furo do pino. Uma folga acumulada claramente fora de tolerância indica que o desgaste atingiu o limite.

③ Medir a folga axial e o alinhamento: utilizar um relógio comparador ou um instrumento de alinhamento a laser para medir o desvio radial e o desvio angular entre as duas meias-roscas do acoplamento, verificando se excedem a capacidade de compensação do elemento elástico.

A norma descreve condições ideais, mas na oficina não existem condições ideais. Há um detalhe facilmente ignorado: a medição do alinhamento deve ser feita enquanto o bloco elástico ainda está intacto. Depois de o bloco estar esmagado e deformado, os desvios de alinhamento medidos são dados contaminados.

Quanto aos requisitos técnicos do acoplamento de talha elétrica e mecanismo de elevação, a ISO 23778:2020 — Requisitos técnicos para acoplamentos de talhas elétricas fornece o quadro de referência para a seleção e inspeção de acoplamentos. Na medição no local, devem utilizar-se como critério os Parâmetros Técnicos do acoplamento da especificação correspondente. A Kelude Indústrias Pesadas conserva, nos registos de montagem dos acoplamentos de saída de fábrica, os dados originais das medições de alinhamento, que servem como linha de base para avaliar futuros desvios de alinhamento.

Causa raiz da falha prematura do elemento elástico do acoplamento: além do desvio de alinhamento, três fatores ignorados

Quando um elemento elástico novo falha poucos meses depois, a reação instintiva da maioria é culpar o componente. A realidade costuma ser o oposto: o elemento elástico foi levado à falha prematuramente por condições externas.

A causa raiz que lidera a lista é o desvio de alinhamento na instalação: as duas metades do acoplamento fora de concentricidade forçam o elemento elástico a torcer a cada ciclo — é o fator de falha mais comum.

Em segundo lugar vêm a sobrecarga e o Modo de Impulso frequente: partidas e paradas bruscas na elevação geram carga de impacto acima da capacidade de amortecimento nominal do elemento elástico, e a fadiga chega muito mais rápido do que se espera.

Em terceiro lugar, alta temperatura e contaminação por óleo: vazamentos da caixa de engrenagens encharcam o elemento elástico, o que faz a borracha inchar e amolecer; o ambiente de alta temperatura, por sua vez, acelera o endurecimento. São danos em direções opostas, mas ambos encurtam a vida útil do elemento elástico.

Por fim, a seleção incorreta de materiais: dureza excessiva elimina a capacidade de amortecimento, dureza insuficiente leva ao esmagamento precoce — nos dois casos, a seleção não corresponde à condição de operação real.

Se apenas se substitui a peça sem corrigir as condições que a destruíram, o novo elemento voltará a falhar em poucas semanas. Não se trata de uma questão de «quebrou, troca-se», mas de um problema sistémico: por que quebrou e como evitar que volte a quebrar.

O responsável técnico da Kelude Indústrias Pesadas destacou: «A verdadeira manutenção do elemento elástico do acoplamento não está na frequência com que se substitui, mas na precisão com que se faz o alinhamento.» É precisamente por isso que os modelos com Norma Europeia (EN) incluem o Alinhamento a laser como procedimento obrigatório de inspeção.

Gestão preventiva do Intervalo de Substituição: da troca anual à troca por condição

Não existe um intervalo de substituição legal uniforme para elementos elásticos. Por isso mesmo, os planos de manutenção ou os tratam como «troca anual» ou simplesmente os omitem. Nenhum dos extremos é aceitável.

O problema da troca anual é o desperdício: em condições normais de operação, um elemento elástico de poliuretano (PU) dura de 2 a 3 anos — trocá-lo anualmente significa descartar metade da sua vida útil. O problema de não definir intervalo é ainda mais grave: o elemento elástico torna-se um item de detecção perdida, e o critério de substituição fica ao sabor da experiência de cada técnico.

Dados de laboratório e dados de campo divergem frequentemente entre 20% e 35%. Em vez de copiar o intervalo de substituição do manual, é preferível criar um sistema de sucateamento baseado em condição. A maioria das pessoas para aqui, mas há uma questão mais profunda por abordar: a troca por condição só funciona se a frequência de inspeção e os critérios de sucateamento estiverem documentados na ficha de manutenção.

Para colocar a substituição por condição no papel, bastam três ações:

① Fixar a frequência de inspeção: em condições normais, uma inspeção por trimestre; em ambiente de alta temperatura, carga pesada ou serviço em ambiente poeirento, aumentar para uma por mês.

② Quantizar os critérios de sucateamento: deformação permanente por compressão ≥10%, profundidade de trinca superficial ≥1 mm, extrusão ou desprendimento de fragmentos — qualquer um destes critérios implica substituição imediata.

③ Registar o histórico de substituições: anotar em cada substituição a condição de operação, as horas de funcionamento e o tipo de falha, usando esses registos para determinar o intervalo de substituição real da oficina.

No âmbito da inspeção periódica, o regulamento TSG 51-2023 — Regulamento Técnico de Segurança de Equipamentos Especiais exige a verificação dos componentes de transmissão, e o acoplamento com os respetivos elementos elásticos é um dos alvos prioritários. Alinhar a frequência da autoverificação da empresa e os critérios de sucateamento com os itens da inspeção legal é o que evita que o sistema funcione em duas realidades paralelas.

Nos modelos de dupla viga padrão europeu que entrega, a Kelude Indústrias Pesadas fornece a ficha de inspeção de componentes de transmissão e a lista de limiares de sucateamento dos elementos elásticos. O utilizador só precisa de seguir a ficha — sem depender da transmissão oral da experiência dos técnicos mais antigos.

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Perguntas frequentes