Alinhamento geométrico e nivelamento de máquinas

Importância do alinhamento geométrico

As máquinas e os equipamentos em geral precisam estar alinhados geometricamente e

nivelados para poderem operar de forma adequada e com o máximo de eficiência.

   O alinhamento geométrico pode ser compreendido como sendo a relação existente entre os planos geométricos de todos os elementos constituintes de uma máquina.

   A importância do alinhamento geométrico reside no fato de que deve haver harmonia entre os diversos conjuntos mecânicos existentes nas máquinas, e que executam movimentos relativos entre si, para que o todo funcione de modo eficaz. Caso contrario, ocorrerá comprometimento dos elementos em termos de exatidão e durabilidade.

   As ilustrações a seguir mostram algumas máquinas alinhadas geometricamente.

   Observe a harmonia entre os eixos de trabalho que os conjuntos mecânicos executam.

 

 

      Peso dos componentes das máquinas e equipamentos

  

   Quando uma m·quina ou equipamento é projetado, dois fatores importantes são levados em consideração: o centro de gravidade da máquina, ou centro de massa, e o

dimensionamento do seu curso de trabalho. O centro de gravidade é o local onde está o ponto de equilíbrio do peso de todo o conjunto.

   Se uma máquina ou equipamento tiver algum problema com seu centro de gravidade e erros no dimensionamento de seu curso, surgirão desgastes de conjuntos e estruturas, quebras, peças mal executadas, resistências indesejáveis etc.

   Na ilustração abaixo, mostramos uma m·quina cujo centro de gravidade está deslocado por causa da não simetria na distribuição de massa da mesa na direção x. A mesa do lado direito da figura possui mais massa e, consequentemente,mais peso desse lado. Nessas condições, o alinhamento geométrico fica prejudicado, pois a condição de apoio do sistema não satisfaz as necessidades.

 

                                                

 

   Hoje em dia, as m·quinas modernas apresentam configurações arrojadas e se deslocam sobre bases mais estáveis e robustas, o que lhes garante maior rigidez. O centro de gravidade dessas máquinas é mais estável, garantindo o alinhamento geométrico desejado.

   Observe na figura abaixo que na direção x a mesa se mantém perfeitamente alinhada, apesar do lado direito ser maior que o esquerdo.  Um projeto de engenharia bem executado que garante o perfeito alinhamento da máquina.

 

                                                

 

   Resumindo, os elementos relacionados entre si devem ser nivelados e alinhados

geometricamente nos planos horizontais e verticais, e esses planos devem ser nivelados e alinhados entre si.

 

      Instrumentos utilizados no alinhamento geométrico

 

   Há vários instrumentos que são utilizados no alinhamento geométrico de máquinas e equipamentos. Esses instrumentos variam em complexidade e exatidão. Exemplos:

· relógio comparador;

· relógio com apalpador de precisão;

· régua padrão calibrada;

· bases calibradas para suporte de instrumentos;

· acessórios de verificação;

· nível de bolha;

· nível de bolha quadrangular;

· nível eletrônico;

· teodolito;

· autocolimador óptico-visual;

· autocolimador fotoelétrico;

· autocolimador a laser.

 

      Tipos de desalinhamentos

   Os desalinhamentos podem ser radial, angular ou os dois combinados, seja no plano horizontal ou no vertical.

 

                                         Desalinhamento misto

 

Métodos de alinhamento

 

      Relógio comparador

 

   O alinhamento com relógio comparador deve ser executado em função da precisão exigida para o equipamento, a rotação e importância no processo. Para a verificação do alinhamento Paralelo e Angular devemos posicionar o relógio com a base magnética sempre apoiada na parte do motor. Já o sensor do relógio para alinhamento Paralelo, deve ser posicionado perpendicularmente ao acoplamento da parte acionada, enquanto que, no alinhamento Angular, o sensor deve estar posicionado axialmente em relação ao seu eixo.

 

 

      Régua e calibrador de folga

   O alinhamento com régua e calibrador de folga deve ser executado em equipamento de baixa rotação e com acoplamento de grandes diâmetros e em casos que exijam urgência de manutenção.

   Para obter o alinhamento correto tomamos as leituras, observando sempre os mesmos traços referenciais em ambas as metades do acoplamento, em 4 posições defasadas de 90º. O alinhamento paralelo é conseguido, quando a régua se mantiver nivelada com as duas metades nas 4 posições (0º, 90º, 180º e 270º). O alinhamento angular é obtido, quando o medidor de folga mostrar a mesma  espessura nas 4 posições (0º, 90º, 180º e 270º), observando, sempre, a concordância entre os traços de referência.

 

 

      Alinhamento

 

   A realização de um bom alinhamento não depende, tão somente, de quem o faz, por isso, devemos observar, antes da execução do serviço, os itens abaixo:

 

Nivelamento - Esse processo é de grande importância, considerando que todas as

                          Dificuldades que possamos ter na realização do alinhamento final, terão origem na não observação desse detalhe. Por isso, devemos deixar os dois equipamentos os mais planos possíveis.

 

Centralização - Devemos, também, observar a centralização das funções que servirão

                            de fixação dos equipamentos.

 

Dispositivos de deslocamento - A instalação de dispositivos de deslocamento

                                                      (macaquinhos) em posições estratégicas na base de assentamento servem para permitir maior precisão de deslocamento horizontal.

Observação: O alinhamento deverá ser realizado, preferencialmente, sem os parafusos de fechamento do acoplamento. Para que se realize a correção do alinhamento, com rapidez e qualidade, é recomendável que seja executada na seguinte seqüência prática:

> Correção do Angular Vertical;

> Correção do Paralelo Vertical;

> Correção do Angular Horizontal

> Correção do Paralelo Horizontal.

 

Alinhamento Angular com relógio comparador

Suponhamos que o conjunto de acionamento com desalinhamento angular seja da figura 7 ou 8 (página seguinte). Instale o relógio como mostra a figura 9, certifique-se de que a sua base esteja firmemente posicionada após ter instalado o relógio, gire o seu dial até zerá-lo. Em seguida gire os dois eixos, simultaneamente, e leia as medidas nos pontos 0º, 90º, 180º e 270º.

Registre todas as medidas (figura 10).

 

 

   Analisando os registros, verifique em que posições se encontra o equipamento.  

   Comparar os valores encontrados com a tolerância do acoplamento (tabela). Caso esteja desalinhado, aplicar esses valores na fórmula H = X . L / D. Esse cálculo permitirá que se determine os calços a serem colocados ou retirados no plano vertical dianteiro ou traseiro.

 

      Alinhamento radial com relógio comparador

    Instale o relógio comparador, como mostra a figura 11, certificando-se de que a sua base esteja firme. Pressione a agulha do relógio no acoplamento e gire o “Dial”, até zerá-lo. Em seguida, gire ambos os acoplamentos, simultaneamente, e faça as leituras nos pontos 0º, 90ºm 180º e 270º e registre todas as medidas levantadas na figura 12.

 

 

As medidas lidas (final) devem ser divididas por dois (2) determinando, assim, a espessura dos calços a serem colocados ou retirados no plano vertical ou deslocamento horizontal.

 

      Alinhamento Angular com régua e calibrador de folga

 

   Suponhamos que o conjunto desalinhado seja o da figura 1 ou 2. Coloque o calibrador de folga entre as faces do acoplamento, como mostra a figura 3. Retire as medidas nos seguintes pontos: 0º, 90º, 180º e 270º e registre as medidas na figura 4.

 

   Analisando os registros, verifique em que posição se encontra o equipamento.  

   Comparar os valores encontrados com as tolerâncias do acoplamento (tabela). Caso esteja desalinhado, aplicar esses valores na fórmula H = X. L / D. Esse cálculo permitirá que se determine o deslocamento no plano vertical, com a retirada ou colocação de calços (traseiros ou dianteiros), proporcionando um alinhamento mais rápido.

 Nivelamento de máquinas e equipamentos

 

   O bom nivelamento das máquinas e equipamentos é outro importante fator a ser considerado em termos de alinhamento geométrico e de trabalho eficiente, e qualidade

de produto.

   De fato, uma máquina ou equipamento bem nivelado trabalham sem esforços adicionais, e operam segundo o previsto.

   Os instrumentos mais comuns para se efetuar o nivelamento de máquinas e equipamentos são os seguintes: nível de bolha de base plana; nível de bolha quadrangular e nível eletrônico.

Análise de lubrificantesA análise do lubrificante utilizado é prática comum na equipa Renault-Elf F1 desde há muitos anos, e pode significar a diferença entre a vitória ou o abandono da corrida.

O conhecimento das condições mecânicas do motor antes do início de uma prova é de capital importância: se o motor falhar, uma possível vitória e as hipóteses de lutar pelo campeonato poderão ser perdidas. Todavia, as normas da FIA apenas permitem mudar de motor a cada 2 provas. Uma troca prematura de motor fará carro e piloto perderem 10 posições na grelha de partida, e conseqüentemente todas as hipóteses de sucesso na corrida.

Para tomar estas decisões vitais, os engenheiros da Elf e da Renault analisam amostras de lubrificante retiradas do motor Renault RS27, durante o seu desenvolvimento no Centro de Investigação Renault F1 em Viry-Châtillon, ao longo das sessões de treinos livres e entre cada etapa durante os fins-de-semana de provas. As amostras são analisadas no laboratório móvel da Elf, equipado com espectrômetros que medem as concentrações metálicas no lubrificante, causadas pelo desgaste no motor. O diagnóstico baseado nestas concentrações ajuda os mecânicos a decidir se mantêm o motor ou o substituem.

Análise de lubrificaçãoA análise de lubrificação oferece informações valiosas para orientar as atividades de manutenção e aprimorar a operação de componentes e máquinas como um todo.

Como partem de uma disciplina regular, essas informações são utilizadas para eliminar a causa raiz das falhas e para proporcionar um valioso discernimento das condições da máquina. Com um conhecimento exclusivo em tecnologia de rolamentos e projeto de equipamentos rotativos.

Exemplos de equipamentos com tecnologia

ANALISE DE VIBRAÇÔES

O ensaio para vibrações mecânicas, em muitas indústrias, é um método indispensável na detecção prematura de anomalias de operação em virtude de problemas, tais como falta de

balanceamento das partes rotativas, desalinhamento de juntas e rolamentos, excentricidade, interferência, erosão localizada, abrasão, ressonância, folgas, etc..

O método é particularmente útil na monitoração de operação mecânica de máquinas rotativas (ventiladores, compressores, bombas, turbinas, etc.), na detecção e reconhecimento da deterioração de rolamentos, no estudo de mau funcionamento típicos em maquinaria com regime cíclico de trabalho, laminadores, prensas, etc., e na análise de vibrações dos processos de trincamento, notadamente em turbinas e outras máquinas rotativas ou vibratórias.

Este método também permite uma grande confiabilidade na operação de instalações e na interrupção de uma máquina em tempo hábil, para substituição de peças desgastadas.

Na usinagem mecânica com ferramental sofisticado, a medição das vibrações é essencial para a melhoria da qualidade final do produto. 0 método é aplicado na engenharia civil para o estudo do comportamento das estruturas sujeitas a carregamento provocados por um tráfego de alta velocidade.

O ensaio de Análise de Vibrações é um método muito valioso, pois a identificação das falhas no monitoramento de máquinas e motores é feito por medições eletrônicas das vibrações, não percebidas por nossos ouvidos, eliminando assim a subjetividade do técnico.

Veja alguns equipamentos de tecnologias

MEDIDOR DE CAMPO MAGNÉTICO

MEDIDOR DE VIBRAÇÕES

SITEMA DIGITAL DE ANÁLISE DE VIBRAÇÕES

BALANCEADOR DINÂMICO

INTERFACE PARA BALANCEADORA

BALANCEADORA DINÂMICA

MONITOR DE VIBRAÇOES

TRANSMISSOR DE VIBRAÇÕES

Viscosidade cinemática a 40 °CViscosidade cinemática a 10 °C Análise de metais de desgaste (até 26) Depleção aditiva Conteúdo insolúvel Contagens de partículas Conteúdo de água Ponto de inflamabilidade Número base total (TBN) Código de limpeza ISG/NASS As ações recomendadas, utilizando o conceito de semáforo, são as seguintes: Ação

necessária, Cuidado, ação pode ser necessária, Condição satisfatória