Rompimento de Rebolos em Retíficas:Proteções sobredimensionadas?
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VDW testou a espessura mínima da parede dos dispositivos de proteção
Proteções de retificas são particularmente importantes para garantir a segurança do operador. Os rebolos raramente rompem, mas quando o fazem, existe um grande risco de ferimentos graves ao operador da máquina. Estudos recentes sugerem, no entanto, que as proteções comumente usadas em retificadoras de engrenagens (por exemplo) podem estar sobre dimensionadas atualmente. Pesquisas conduzidas pela VDW (Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken – Associação Alemã de Fabricantes de Máquinas-Ferramenta) e pelo IWF (Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb – Instituto de Máquinas-Ferramenta e Gerenciamento de Fábrica) da TU Berlin (Technische Universität Berlin – Universidade Técnica Berlim) revelam que é possível usar proteções de segurança até 70% mais finas, dependendo da largura do rebolo. Agora, essas descobertas estão levando a mudanças na padronização ISO.
Proteções de segurança super dimensionadas serão em breve uma coisa do passado?
As espessuras mínimas de parede para proteções de segurança estão especificadas na norma ISO 16089 "Máquinas-ferramenta – Segurança – Retíficas estacionárias". Por exemplo, existe um vínculo diretamente proporcional entre os requisitos relativos às tampas de proteção primária para as retificadoras de engrenagens e os dos compartimentos completos localizados mais longe. A razão para isso é que inicialmente não foram especificadas precauções de segurança específicas para as proteções de segurança das retificadoras de engrenagens (que normalmente não possuem uma cobertura de proteção primária). Isso ocorre porque a norma anterior, EN 13218 "Segurança de máquinas-ferramentas – Retificadoras estacionárias", não incluía explicitamente retificadoras. Mas essa escala proporcional tem sido repetidamente questionada, inclusive pela associação japonesa JMTBA, porque resulta em proteções e telas de proteção de policarbonato super projetadas.
Grandes simplificações são possíveis
As empresas membros do Grupo de Trabalho 5 da VDW, responsável pela segurança dos componentes de máquinas-ferramenta, concluíram que eram necessárias novas tabelas de especificações para os gabinetes completos de retificadoras estacionárias. Assim, um projeto de dois anos foi lançado pela IWF (TU Berlin) em 2012 para desenvolver o equipamento de teste necessário. "Os testes de ruptura e impacto subsequentes mostraram que a espessura da parede do gabinete pode ser reduzida em até 70%, dependendo da largura do rebolo", explica Simon Thom, líder do grupo de tecnologia de máquinas-ferramenta na IWF (TU Berlin ) "Esta é uma notícia muito boa para os fabricantes de máquinas-ferramenta, que desejam evitar o excesso de peso em suas máquinas. Reduzir a espessura de um alojamento de chapa de aço em meio milímetro, por exemplo, economizará 4 kg / m2 de peso". Isso também gera economia indireta, porque os motores para abrir e fechar correspondentemente tampas de aço mais leves podem ser menos potentes ou tornar-se totalmente supérfluos.
Unidade entre os parceiros
Não são apenas as empresas industriais e os cientistas que concordam que as proteções são superdimensionadas nessas máquinas. A DGVU (Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung – Sistema Estatutário de Seguro de Acidentes da Alemanha), com sede em St. Augustin, e a associação comercial BGHM em Hannover também realizaram ensaios semelhantes em um
teste de explosão – com resultados comparáveis. Os testes de explosão foram realizados ao longo de oito anos. Então, no final de 2019, a BGHM apresentou seu relatório cobrindo um total de mais de 400 rebolos partidos e mais de 800 eventos de impacto utilizáveis. Com base nisso, uma convenção de projeto segura estipulando 3 mm para chapas de aço com diferentes larguras de rebolo foi elaborada em conjunto com o VDW (foto à dir.).
A consolidação dos resultados na Alemanha foi motivada também por estudos comparáveis no exterior. A associação japonesa JMTBA realizou testes que descobriram que algumas das especificações padrão anteriores estabelecidas na ISO 16089 poderiam ser reduzidas em até 30%.
Finalmente, em janeiro de 2020, foi realizada uma reunião de padronização em Tóquio, onde foram comparadas as conclusões japonesas e alemãs. Os especialistas concordaram que os resultados japoneses para adaptar as tabelas de especificações para a cobertura protetora primária e os resultados alemães para o design do gabinete completo devem ser incorporados à norma ISO. Um documento de trabalho consolidado será em breve preparado pelo Secretariado da ISO na DIN em Berlim e submetido ao público relevante como o chamado "Projeto do Comitê" para comentários. A conclusão está prevista para outubro de 2020.
Investigações adicionais em andamento
No entanto, os resultados existentes do estudo sobre gabinetes completos no projeto 20438 "Gabinetes de máquinas com dimensões seguras" do IGF (Industrielle Gemeinschaftsforschung – Pesquisa Colaborativa Industrial) estão sendo corroborados empiricamente e em teoria. "Também estamos usando simulações para destacar o pior cenário. Como nossos testes de ruptura mostraram, isso ocorre quando a borda externa do fragmento atinge a proteção. Podemos reproduzir esse tipo de impacto em modelos com diferentes materiais, larguras de rebolos e espessuras de proteção de segurança. Dessa maneira, conseguimos simplificar os testes de explosão extremamente complexos ", relata Thom. "Nosso plano para este ano é propor procedimentos de dimensionamento ainda mais simples". As espessuras mínimas reduzidas da parede que agora devem ser especificadas na norma ISO podem, portanto, ser ainda mais finas com base nos resultados adicionais do teste
Foto em destaque: Área de trabalho de uma retificadora de engrenagens. Níveis de energia rotacional muito altos podem surgir em grandes ferramentas de retificação, como as usadas na retificação de geração. Se um rebolo estourar, poderá causar ferimentos graves ao operador da máquina. Fonte: Kapp