1- INTRODUÇÃO
Um corpo é dito estar vibrando quando ele descreve um movimento de oscilação em torno de uma posição de referência.
O número de vezes de movimento completo (Ciclos) tomados durante o período de 1(um) segundo é chamado de freqüência e sua unidade é hertz (Hz).
A vibração de um componente simples como, por exemplo, uma lamina fina excitada numa determinada freqüência é facilmente identificada.
Freqüência de oscilação
Porém, o que se encontra são vários componentes vibrando em freqüências diferentes ao mesmo tempo,de modo que estas vibrações se somam e subtraem,formando um espectro em função do tempo.
2- VIBRAÇÃO
2.1 CAUSAS
Dentre as diversas fontes de vibração aquelas mais comuns e que, portanto podem ser responsabilizada pela quase totalidade das vibrações mecânicas indesejáveis são:
• Desbalanceamento;
• Desalinhamento (Eixos/Correias/Correntes);
• Folgas Generalizadas;
• Dentes de Engrenagens;
• Rolamentos;
• Corrente Elétrica;
• Campo Elétrico Desequilibrado;
• Outros.
2.2 EFEITOS
Os efeitos em conseqüência de um equipamento vibrando poderão ser:
• Altos Riscos de Acidentes;
• Desgaste Prematuro de Componentes;
• Quebras Inesperadas (EDT);
• Aumento de Custos de Manutenção;
• Outros.
2.3 CONTROLE
O controle dos fenômenos vibratórios podem ser conseguidos por 3 (três) procedimentos diferenciados.
• Eliminação das fontes: Balanceamento, Alinhamento, Troca de peças defeituosas, Aperto de bases soltas, etc.
• Isolamento das partes: Colocação de um modo elástico amortecedor de modo a reduzir a transmissão da vibração a níveis toleráveis.
• Atenuação da resposta: Alteração da estrutura (Reforços, Massas Auxiliares, Mudanças de Freqüência Natural, Etc.).
3- PARÂMETROS DE VIBRAÇÃO
Os parâmetros de medição de vibração são:
• Deslocamento;
• Velocidade;
• Aceleração.
Observando a vibração de um componente simples como uma lâmina fina, consideramos a amplitude da onda como sendo o deslocamento físico da extremidade da lamina, para ambos os lados da posição de repouso.
Podemos também, descrever ao movimento da ponta da lamina em termos de sua velocidade e sua aceleração. Qualquer que seja o parâmetro considerado, Deslocamento, Velocidade ou Aceleração a forma e o período da vibração permanecem similares, existe apenas a diferença de fase entre os três parâmetros.
4- IDENTIFICAÇÕES DA VIBRAÇÃO
• DESLOCAMENTO
Esse parâmetro, não é utilizado principalmente para identificar as seguintes causas de vibração:
• Desbalanceamento;
• Desalinhamento.
• VELOCIDADE
Esse parâmetro é utilizado para identificar as seguintes causas de vibração:
• Desbalanceamento;
• Desalinhamento;
• Folgas;
• Falta de Rigidez;
• Excentricidade;
• Problemas Elétricos;
• Vibrações Hidráulicas;
• Vibrações Hidrodinâmica;
• Correias Defeituosas;
• Rolamentos Defeituosos;
• Engrenagens Defeituosas.
• ACELERAÇÃO
Esse parâmetro é utilizado para identificar as seguintes causas de vibração:
• Desbalanceamento;
• Desalinhamento;
• Folgas;
• Problemas Elétricos,
• Problemas em Rolamentos (Principalmente).
A Aceleração pode ser medida em dois níveis de vibração:
• ACELERAÇÃO (RMS)
Nesse nível, é medido até um afrequência de 10000 (Hz). Podendo ser detectado:
• Desgaste do rolamento;
• Problemas de falha de lubrificação;
• Freqüência de engrena mento;
• Problemas de desbalanceamento;
• Contato alto de Metal com Metal.
• ACELERAÇÃO (PICO A PICO)
A medição é feita em função do tempo, esse espectro (gráfico) é muito importante para analisar impactos anormais de qualquer natureza. Identificando; falhas localizadas relevantes que ainda não estão generalizadas e não sendo percebidas nas medições com valor em RMS.
Existe uma técnica que utilizamos também nesse nível, a técnica de envelope, que é aplicada em fenômenos repetitivos tais como aqueles gerados em rolamentos, engrenagens e quaisquer outros eventos que se repetem. Portanto teremos:
• ENVELOPE DE ACELERAÇÃO DE PICO A PICO:
Nessa técnica, podemos utilizar:
• Freqüências limites, mínimas e máximas através de filtros, nesse caso utilizaram filtros que variam entre 500(Hz) a 10000(Hz).
Onde esse realça falha em rolamentos ou de origem magnética ou ainda alteração do GAP (Componentes de 120 Hz e múltiplos). Define o problema quando há folga entre anel externo de um rolamento e seu adjacente.
• Freqüências limites, mínimas e máximas através de filtros, nesse caso utilizaram filtros que variam entre 50(Hz) a 1000(Hz).
Onde esse realça falha em rolamentos, principalmente gaiola. Define também o problema de desbalanceamento e desalinhamento.
5- PRINCIPAIS CAUSAS DE VIBRAÇÃO EM MÁQUINAS
5.1 DESBALANCEAMENTO
É uma das fontes mais comuns de vibração em máquinas rotativas. As características do desbalanceamento são fáceis de entender. Ela existe quando a distribuição de massas de um rotor não é uniforme em relação a um eixo de inércia.
5.2 DESALINHAMENTO
Constituem outra grande causa de desgaste de componentes de máquinas. Problemas sérios de vibrações podem acontecer mesmo quando acoplamentos são alinhados dentro da tolerância especificada pelo fabricante.
5.3 EXCÊNTRICIDADE
A excentricidade de uma componente de uma máquina rotativa gerará vibrações nas direções radiais com freqüência da rotação do rotor. Esta vibração aparecerá no espectro (gráfico) de freqüência como se fosse um desbalanceamento.
5.4 MANCAIS DE ROLAMENTOS DEFEITUOSOS
Os rolamentos geram quatro freqüências características de defeitos que são:
• Freqüência de defeito de Pista Externa;
• Freqüência de defeito de Pista Interna;
• Freqüência de defeito de Elemento Rolante;
• Freqüência de defeito de Gaiola.
5.5 MANCAIS DE DESLIZAMENTO DEFEITUOSOS
As vibrações em mancais de deslizamento são provocadas por folgas excessivas, problemas de lubrificação, carregamentos impróprios, etc.
5.6 FOLGAS MECÂNICAS
Bases trincadas, ocas, parafusos soltos geram vibrações com grande número de picos harmônicos com ruído de fundo elevado, devido aos impactos que ocorrem na presença de folgas mecânicas.
5.7 CORREIAS
Apesar das correias serem uma das mais comuns e significantes fontes vibratórias em máquinas industriais, geralmente são as últimas a serem investigadas.
5.8 ENGRENAGENS
Na análise de vibração forçada, particularmente as vibrações produzidas por dentes de engrenagens, imperfeições de contato ou ações dinâmicas associadas, produzem freqüências de contato altas, que são harmônicos da freqüência fundamental ou freqüência modulada, a partir da fundamental ou seus harmônicos. Freqüência de Engrena mento
5.9 PROBLEMAS ELÉTRICOS
É importante na análise de vibração de motores determinarem se o problema é elétrico ou mecânico.
Contudo, não se existe uma separação clara entre esses.
6- NÍVEIS DE VIBRAÇÃO
O nível de vibração de um gráfico, em função do tempo pode ser medido em:
• Valor de Pico a Pico;
• Valor de Pico;
“• Valor RMS (Root Mean Square)» (Amplitude Média Quadrática).
• VALOR DE PICO A PICO
Essa medição de nível de vibração indica o percurso máximo da onda e pode ser útil onde o deslocamento vibratório da parte da máquina é crítico para a tensão máxima ou a folga mecânica é limitante.
• VALOR DE PICO
Essa medição de nível de vibração é válida para indicação de choques de curta duração. Porém indicam somente a ocorrência de pico.
• RMS (Root Mean Square)
Essa medição de nível de vibração é a medida mais importante. Porque leva em consideração o histórico da onda no tempo e de um valor de nível o qual é relacionada à energia contida.
O sinal harmônico possui características próprias, são elas:
Amplitude: Valor medido do nível zero até o pico;
Freqüência: É o número de ciclos por segundo, onde a unidade é o hertz. Onde temos; 1 Hz = 60 RPM.
Período: É a duração do ciclo em segundo. Onde é o mesmo que o inverso da freqüência, (T=1/f).
Defasagem: Indica o avanço ou atraso de um sinal. A vibração é sempre atrasada em relação à oscilação.
7- CONJUNTOS, ANTES E APÓS INTERVENÇÃO MECÂNICA
A seguir, mostraremos uma lista de problemas diagnosticados de intervenção mecânica.
DESBALANCEAMENTO
Freqüência de correia
DESALINHAMENTO
EXCENTRICIDADE
ROLAMENTOS
FOLGAS MECÂNICAS
CORREIAS DE ACIONAMENTO
8 - CONCLUSÃO
Na Manutenção Preditiva, de uma maneira especial na área da Análise de Vibração, procura-se por meio de instrumentos obterem informações contidas das condições de funcionamento de um equipamento, relatar um diagnóstico e fazer intervenções antes da ocorrência de falhas. Ou ainda, monitorar início de falhas e intervir no momento adequado.
Porém, isso tudo só pode ser possível se houver a participação de todas as pessoas envolvidas na equipe de manutenção mecânica. Pois, além do conhecimento, a informação sobre o equipamento, o que foi feito nele, o seu comportamento é de fundamental importância para a Análise de Vibração.
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