Desde que o homem começou a construir máquinas industriais, os problemas de redução da vibração e isolamento das máquinas têm preocupado os engenheiros e técnicos de toda parte. À medida que as técnicas de isolação e redução da vibração foram se tornando parte integrante do próprio projeto das máquinas, a necessidade de se proceder a uma medição e análise exata da vibração mecânica foi se tornando cada vez maior.
Esta necessidade em grande parte foi atendida para as máquinas lentas e robustas de antigamente, graças ao ouvido experiente e à sensibilidade dos engenheiros de produção ou, então, mediante a utilização de simples instrumentos óticos que revelam o deslocamento vibratório.
Nos últimos 15 ou 20 anos, uma nova tecnologia de medição de vibração foi sendo criada, permitindo pesquisar-se máquinas modernas que funcionam em alta velocidade e num ritmo elevado de solicitação. Utilizando acelerômetros piezoeléctricos, a fim de converter o movimento vibratório em sinais elétricos, o processo de medição e análise é habilmente realizado graças á versatilidade e funcionalidade de aparelhos eletrônicos. Essa funcionalidade foi muito acentuada com o desenvolvimento de microprocessadores, que ensejou a introdução de técnicas digitais de registro e análise e a automatização dos processos de coleta de dados.
A evolução dos equipamentos de medição, cada vez mais leves e ainda com mais recursos de análise, possibilitando assim avaliações de máquinas com maior rapidez e precisão, ampliou o campo de aplicação da análise de vibrações para a área de manutenção, visando não só a correção de problemas de projeto e instalação, mas também a detecção antecipada de defeitos nos componentes das máquinas, dando origem à filosofia de manutenção preditiva.
Posteriormente foram acrescentadas ao acompanhamento de vibrações outras técnicas preditivas como temperatura, ultrasom, fluxo magnético, e outras variáveis que definem a condição dos equipamentos. E também não podemos deixar de citar a crescente tendência para o monitoramento continuo, em função da expressiva redução de custos dos sensores e da facilidade de instalação e configuração dos novos sistemas digitais.
De onde vem a Vibração?
Na prática, é muito difícil evitar a vibração. Geralmente ela ocorre por causa dos efeitos dinâmicos de tolerâncias de fabricação, folgas, contatos, atrito entre as peças de uma máquina e, ainda, devido a forças desequilibradas de componentes rotativos e de movimentos alternados. É comum acontecer que vibrações insignificantes excitem as freqüências naturais de outras peças da estrutura, fazendo com que sejam ampliadas, transformando-se em vibrações e ruídos de monta.
Entretanto, às vezes, a vibração mecânica realiza um trabalho útil. Por exemplo, podemos provocar a vibração intencionalmente em dispositivos alimentadores de componentes ou peças numa linha de produção, em compactadores de concreto, em banhos de limpeza ultra-sônicos, e em britadores.
Máquinas vibratórias de ensaio são bastante usadas para transmitir um certo nível controlado de vibração aos conjuntos e subconjuntos e examinar suas respostas físicas e funcionais, de modo a assegurar sua resistência à vibração ambiental.
Uma exigência básica de todo trabalho vibratório, seja no projeto das máquinas que usam energia vibratória, seja obtendo e mantendo o bom funcionamento de equipamentos industriais, está na capacidade de se conseguir uma avaliação exata dessa vibração por meio da medição e análise.
O que é vibração?
Diz-se que um corpo vibra quando descreve um movimento oscilatório em relação a um corpo de referência. O número de vezes que um ciclo do movimento se completa no período de 1 segundo é chamado de Frequência, sendo medido em hertz (Hz).
O movimento pode consistir num único componente ocorrendo numa única frequência, como acontece com um desbalanceamento puro, ou em vários componentes que ocorrem em frequências diferentes, simultaneamente, como, por exemplo, no caso de folgas ou maquinas alternativas.
Na prática, os sinais de vibração consistem geralmente de inúmeros componentes com freqüências distintas, que ocorrem simultaneamente, de modo que, de imediato, não é possível identificá-las e quantificá-las simplesmente examinando os registros de vibração em função do tempo.
Os diversos componentes podem ser revelados e quantificados registrando-se a amplitude da vibração em função da sua frequência. O gráfico que mostra o nível de vibração em função da frequência é chamado de Espectro. A subdivisão de sinais de vibração em elementos individuais de frequência, chamada de Análise de Frequência, é uma técnica fundamental para o diagnóstico de vibrações.
Quando analisamos as vibrações de uma máquina, normalmente encontramos um número importante de componentes em diferentes frequências, que estão diretamente relacionadas aos movimentos fundamentais de diversas peças da máquina. Portanto, através da análise de frequência, podemos descobrir a causa das vibrações e, através do acompanhamento da evolução dos diversos componentes das vibrações, detectar defeitos e prever falhas nos componentes das máquinas.
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