Estudo de caso

Engenharia reversa de uma bomba centrífuga vertical de dupla sucção (750cv) para obtenção dos desenhos e remanufatura de componentes

O desafio

Em Nova Lima está localizada a principal unidade de captação de águas do sistema Rio das Velhas, representando 60% do fornecimento total de água para a região metropolitana de Belo Horizonte. O volume de água captada por esta estação chega a 8.000 litros por segundo, mas sua eficiência vem diminuindo, devido ao tempo de uso das bombas, algumas com mais de 30 anos de funcionamento. Logo, uma boa manutenção das peças da bomba significa uma melhor eficiência da mesma. Porém, nem mesmo a fabricante deste modelo de bomba*, possuí seus desenhos ou itens para reposição, tornando a manutenção e fabricação das peças de reposição algo bastante complexo.

*Especificações gerais: BOMBA CENTRIFUGA VERTICAL, POTENCIA NOMINAL DE 750 CV, VAZÃO DE 1500 L/S, ALTURA MANOMETRICA DE 28 MCA E ROTAÇÃO DE 1200 RPM.

Como a RVR Works colaborou com o cliente nesta situação?

Digitalização 3D

Retirada da bomba para manutenção na casa de máquinas.

Dos vários componentes presentes em uma bomba, muitos são dotados de formas geométricas complexas, portanto, inviáveis de se obter com ferramentas de medição comuns: trena, régua, paquímetro, etc. Além disso, a dimensão das peças, algumas passando de 2 metros de comprimento e 800kg, dificultava muito a aquisição de dados, sem ajuda de um scanner.

O laser scanner utilizado, conta com aquisição de dados a velocidade de   480.000 pontos por segundo, precisão de até 0,04mm e resolução de 0,05mm, garantindo altíssimo nível de detalhes.

Equipamento laser scanner portátil

A base da bomba foi um dos maiores componentes digitalizados

O escaneamento laser foi escolhido devido a alta precisão

Soluções

O scanner utilizado, além de portátil, sendo capaz de ter digitalizado todas as peças da bomba “in loco”, possui uma ótima capacidade de obtenção de dados em diferentes luminosidades e uma faixa de alcance que consegue capturar desde os menores parafusos da bomba, até o grande tubo de descarga.

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Um dos parafusos digitalizados:

Sextavado UNC 3/4” x 2-1/4”

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Digitalizar o grande tubo de descarga foi um bom desafio

Ainda que o laser scanner seja a melhor solução para digitalização de itens na cor preta ou brilhantes, como peças polidas, o uso do spray para escaneamento ajudou a obter mais detalhes e precisão nos 4 tipos de eixos presentes na bomba.

Nas peças muito reflexivas, foi usada uma fina e homogênea camada de spray, de fácil remoção e que não danifica a superfície  aplicada.

Pequenas esferas adesivas, branco e pretas, chamadas “marcadores”, foram utilizadas para garantir um perfeito alinhamento  das partes digitalizadas no software. Essa é a melhor solução para a escanear peças que necessitam ser movimentadas durante o processo  de digitalização, sem perder a referência espacial.

Eixo do rotor

O "sino", com o anel de desgaste usinado

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Vários modelos de eixos escaneados

Após a digitalização de todas as peças, as nuvens de pontos obtidas, ricas em detalhes, foram tratadas para filtro de partes indesejadas e alinhamento.

Foto real do rotor, com os marcadores

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Nuvem de pontos do rotor

As nuvens foram convertidas em malha triangular 3D, para o pós-tratamento, melhoria de superfícies e redução de tamanho de dados. Com a malha triangular já seria possível fazer a impressão 3D ou prototipagem rápida, porém, optou-se nesse caso, em fazer o modelamento paramétrico (ou sólidos 3D editáveis com definição de atributos, como: densidade, peso, medidas nominais e outros parâmetros), para que depois, fosse possível fazer o detalhamento 2D completo de todos componentes.

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Malha triangular do rotor

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Modelado parametrizado do rotor

No caso do rotor, que é o “coração” da bomba, além do modelamento, foi feita uma análise de desvios, para comparação entre os  dados obtidos no  escaneamento e  o modelamento.

Isso foi útil principalmente para confirmar que o componente atenda à intercambialidade de fabricação e montagem, além de fornecer meios para descobrir deficiências construtivas das peças em uso.

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Exemplos da análise de desvios do rotor

Cada peça foi devidamente detalhada em 2D, seguindo os critérios de engenharia e normas técnicas padrão, com o conjunto geral apresentando todos os itens da bomba e vistas auxiliares representativas, de fácil entendimento, para montagem de todos os componentes.

Exemplos dos desenhos detalhados

Resultados

A entrega dos dados para o cliente foi rápida, garantindo  que  a  bomba fosse remontada já com os desenhos em mãos. Isso permitiu a montagem em um tempo menor, com mais segurança e sem erros ou retrabalhos. Os modelos, além de serem salvos nos formatos convencionais de PC,  foram  convertidos  em  um formato compacto, para abertura através de qualquer smartphone, proporcionando ainda mais agilidade para os manutentores.

“O trabalho ficou muito bom, atendeu as expectativas e já estamos usando os desenhos para manutenção da bomba.”

Cliente RVR Works: Engenheiro de manutenção.

Atendendo à premissa principal, o cliente agora possui todos os desenhos de fabricação das peças da bomba, assegurando correta inspeção dos itens atuais e fabricação de novas peças de reposição sob demanda. E o melhor de tudo: a enorme economia de custos, ao evitar de comprar uma nova bomba por falta de peças de troca.