Métodos-e-tecnicas-de-analise-de-vibração

7/30/2019 Mtodos-e-tecnicas-de-analise-de-vibrao

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Eng Fabiano Vieira (Assessor Tcnico - Montagem de Baterias)Setor: UGB 03 / UN 01

MTODOS E TCNICAS DE ANLISE DE VIBRAO

(Parte de um trabalho elaborado por mim)3.1 CONCEITOS BSICOS DE VIBRAO

O estudo da vibrao diz respeito aos movimentos oscilatrios de corpos

e s foras que lhes so associadas. Todos os corpos dotados de massa e

elasticidade so capazes de produzir vibrao. Deste modo, a maior parte das

mquinas e estruturas est sujeita a certo grau de vibrao e o seu projeto

requer geralmente o exame do seu comportamento oscilatrio.

Os sistemas oscilatrios podem ser divididos em duas classes: lineares eno-lineares. Para os sistemas lineares esto desenvolvidos mtodos

matemticos para o seu estudo que, ao contrario dos no-lineares, so bem

conhecidos e de fcil aplicao. De uma forma geral, existem duas classes de

vibrao: a livre e a forada. A vibrao livre acontece devido a ao de foras

inerentes a seu sistema, que no caso corresponde a sua freqncia natural de

vibrao. Enquanto que a vibrao forada ocorre devido a atuao de esforos

externos, que se for de natureza oscilatria, o sistema ser obrigado a vibrar na

freqncia dessa excitao, e se esta coincidir com uma das freqncias naturais

do sistema, ocorrer o estado de ressonncia, podendo causar, a partir da,

amplas e perigosas oscilaes. Este efeito de ressonncia pode ser o agente

causador de terrvel colapso em estruturas como de pontes, edifcios e asas de

avio, da torna-se importante o clculo prvio das freqncias naturais do

sistema no estudo de vibrao.

3.1.1 Movimento Harmnico

Movimento harmnico um movimento que se repete em todos os

particulares aps certo intervalo de tempo, chamado de perodo de vibrao,

usualmente designado pelo smbolo T. Um diagrama do deslocamento x em

relao ao tempo t pode ser apresentado de uma maneira bem simples,

representando um movimento harmnico, de acordo com a Fig.3.1 abaixo.

1


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Figura 3.1 Representao de um movimento harmnico.

O movimento representado na Fig. 3.1 expresso pela seguinte equao:

).2

sen( tT

Ax

= (3.1)

na qual A a amplitude de oscilao, medida a partir da posio de equilbrio da

massa, e T o perodo, que usualmente medido em segundos. O inverso do

perodo a freqncia de vibrao f, expressa em Hz. Ainda podemos citar a

freqncia angular w como sendo funo do perodo ou freqncia, de acordo

com equao abaixo:

fT

w ..2.2

== (3.2)

conveniente, para o caso do movimento de um ponto numa

circunferncia, adotar-se um eixo imaginrio i e admitir que o raio da

circunferncia seja representado por uma quantidade complexa z chamada fasor

(THOMSOM,1978).

O fator z expresso pela equao:

sencos. iAAAez i +== (3.3)

a qual define os componentes real e imaginrio. Com = wt, os componentes

variam senoidalmente com o tempo:

wtAz sen)Im( = (3.4)

2


3/22


wtAz cos)Re( = (3.5)

Partindo do movimento harmnico pode-se determinar a velocidade e a

acelerao simplesmente por diferenciao, ou seja:

Deslocamento: )sen(wtAx = (3.6)

Velocidade: )2

sen()cos(

+== wtwAwtwAx (3.7)

Acelerao: )sen()sen( 22 +== wtAwwtAwx (3.8)

Perceba que quanto maior for o w (velocidade angular que proporcional

freqncia), maior sero os valores de amplitude de vibrao em velocidade e

acelerao (pois os mesmos sofrem multiplicao). Se pretendermos, trabalhar

com amplitude em deslocamento, temos um mesmo nvel de leitura de

amplitude de vibrao em qualquer freqncia. Se pretendermos trabalhar com

acelerao, ento as freqncias mais altas evidenciaro mais os seus nveis devibrao e consequentemente escondero os nveis de vibrao de freqncias

mais baixas.

3


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Figura 3.2 Movimento harmnico: (a) deslocamento, (b) velocidade e (c)

acelerao.

Ento podemos constatar que a velocidade e a acelerao tambm so

harmnicas, com a mesma freqncia de oscilao do deslocamento, porm

defasados de /2 e respectivamente (Fig.3.2).

O matemtico francs J. Fourier (1768-1830) mostrou que qualquer

movimento peridico pode ser representado por uma srie de senos e co-senos

que so relacionados harmonicamente. Se adotarmos x(t) como uma funo

peridica de perodo T (ver Fig. 3.3), ela ser representada pela seguinte srie

de Fourier (Eq. 3.9):

( ) ...2sensen...2coscos2

121112110 ++++++= twbtwbtwatwa

atx

(3.9)

4


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Figura 3.3 Exemplo de um movimento peridico.

A partir da Eq. (3.9) obtm-se uma srie de retas discretas

correspondentes a w1, 2 w1, 3 w1, etc., com amplitudes correspondentes aos

coeficientes a1 e b1, a2 e b2, a3 e b3, etc., que chamamos de espectro de Fourrier

(Fig. 3.4). Da Fig. 3.4 tem-se:

22

nnn baC += (3.10)

n

n

a

btg = (3.11)

Figura 3.4 Espectro de Fourier: (a) mdulo Cn e (b) fase n.

5

x(t

)

t

T


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Com o espectro de Fourier, a anlise harmnica de qualquer tipo de sinal

se tornou bem mais fcil, e que se aprimorou mais depois do lanamento da

Transformada Rpida de Fourier (Fast Fourrier Transform - FFT). Para evitar um

defeito tpico da interpretao da FFT chamado alliasing (no sei se a escrita

est correta), ento os sinais so filtrados em faixas de freqncia de acordo

com o tipo de anlise a ser feita (deslocamento, velocidade ou acelerao)

3.2 AQUISIO DOS SINAIS VIBRATRIOS

A vibrao em um determinado equipamento codificada em sinal

eltrico pelo sensor, que por sua vez transmite atravs de cabos condutores at

o coletor/analisador. A partir da o mesmo sinal eltrico interpretado por um

software que atravs de um programa passa a apresent-lo na forma de sinal no

tempo ou espectro de freqncia, tornando a anlise das condies do

equipamento bem mais fcil, vide figura 3.5, que esquematiza a instrumentao

para coleta e anlise de dados, segundo COELHO & HANSEN (1993).

Figura 3.5 Instrumentao para Coleta e Anlise de Dados

Atualmente existem vrios programas para anlise de vibrao em

manuteno preditiva, onde se podem definir quais os equipamentos a

acompanhar e tambm os pontos de cada um que sero monitorados. Alm do

mais estes programas podem fornecer vrios tipos de relatrios de

acompanhamento e anlise. A Fig. 3.6 ilustra, esquematicamente, um sistemade coleta e anlise de vibrao. (O filtro o responsvel por limitar as faixas de

freqencia de cada tipo de coleta de vibrao que se pretenda trabalhar:

deslocamento, velocidade ou acelerao)

6


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eixo giratrio da mquina, gerado por um oscilador/demodulador atravs de um

cabo de extenso. medida que o eixo se aproxima do sensor so induzidas

correntes eltricas, chamadas de corrente de Eddy, atravs do material

condutivo do eixo que extrai energia do sinal excitador. Ento essa variao

entre o eixo e o sensor devido a vibrao far produzir na sada do

gerador/demodulador um sinal bem caracterstico, que ser representativo da

vibrao equivalente no eixo. A Fig. 3.7 mostra, esquematicamente, o sistema

de aquisio conhecido como sensor sem contato.

Figura 3.7 - Esquema do sistema de medio de vibrao por deslocamento

atravs de sensor sem contato por corrente de Eddy.

Sensor de velocidade

Neste tipo de sensor temos uma bobina conectada a sua carcaa,

envolvendo um im permanente suspenso por mola. O sistema de suspenso da

mola projetado para apresentar baixssima freqncia natural, tal que o

sistema permanea estacionrio nas freqncias acima de 10 Hz. Quando osensor de velocidade conectado a uma superfcie vibratria, o movimento

relativo entre o im estacionrio e a bobina, que vibrar em sincronismo com a

superfcie, far com que as linhas magnticas do im permanente cortem a

bobina, induzindo na mesma um sinal de tenso proporcional a velocidade de

vibrao. O sensor de velocidade na verdade um sistema que no necessita de

sinal eltrico externo para atuar, pois ele gera o sinal eltrico representativo com

uma baixa impedncia e que pode ser enviado diretamente ao

coletor/analisador. A estrutura bsica de um sensor de velocidade estrepresentada abaixo na Fig. 3.8.

8

Sensor

Oscilador /

demodulador

Sinal de

vibrao

modulado em

alta freqncia

Sinal de

sadaVibrao


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Figura 3.8 - Desenho esquemtico de um sensor de velocidade.

Sensor de acelerao (acelermetro)

O acelermetro, quando fixo a uma superfcie vibrante, produz em seus

terminais de sada uma tenso ou descarga que proporcional acelerao na

qual est submetido, ou seja, seu princpio de funcionamento est na utilizao

de discos cermicos piezoelctricos, que por sua vez possuem a propriedade

fsica de gerarem descargas eltricas quando solicitados a esforos. No projeto

deste sensor, os elementos piezoeltricos so arranjados de tal forma que sejam

submetidos a uma carga na forma de massa em uma mola pr-tensionada, onde

todo este conjunto montado assentado em uma base, sendo que o sistema

massa-mola fica preso no topo e protegido por um invlucro resistente. A Fig.

3.9 ilustra de forma esquemtica um acelermetro do tipo compresso.

9

Mola

Massa

Cristal

piezoelctric

o

Conector

Meio

amortecedor

Conector

Mola

Bobina

Im permanente


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Figura 3.9 - Sensor de acelerao (tipo compresso).

3.2.2 Coletores/Analisadores de Vibrao

Os coletores so instrumentos bsicos de uso simplificado que devem

fazer parte de qualquer programa de acompanhamento de vibraes. Um coletor

tpico possui baterias recarregveis e/ou substituveis, e ainda pode receber

dados de vibraes do tipo deslocamento, velocidade e acelerao. Os coletores

podem tambm possuir um software instalado, que permite uma pr-anlise nos

espectros obtidos quando no se pode dispor de um computador. Basicamente

so executados o mximo possvel de medies dos equipamentos na rea de

trabalho, e armazenados todos estes dados na memria do coletor, para que

posteriormente sejam descarregados num PC, e analisados com maior

comodidade em um ambiente mais favorvel atravs de um software com mais

recursos (COELHO & HANSEN, 1993).

3.2.3 Softwares

Atualmente existem vrios programas para anlise de vibrao em

manuteno preditiva, onde se podem definir quais os equipamentos a

acompanhar e tambm os pontos que sero monitorados. Alm disso, estes

softwares podem fornecer vrios tipos de relatrios de acompanhamento e

anlise. Dentre estes softwares passamos a descrever sobre o software

MASTERTREND, por este ser parte constituinte deste trabalho.

- O MASTERTREND ... (em outro material falo mais sobre este

item...)

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3.3 PRINCIPAIS CAUSAS DE VIBRAES EM MQUINAS

3.3.1 Desbalanceamento

O desbalanceamento um fenmeno de no uniformidade de massa em

torno de um centro de giro. Na maioria dos casos se detecta uma alta amplitude

no espectro exatamente na freqncia de rotao do equipamento, sendo que

nas direes radiais a sensibilidade maior, embora possa ser detectada

tambm nas direes axiais quando trata-se de rotores com construo

estrutural em balano.

Como a amplitude de vibrao diretamente proporcional ao grau de

desbalanceamento, se dobrarmos o valor da massa desbalanceadora,

automaticamente tambm dobraremos a amplitude de vibrao. Este fato

importante pois permite que a atividade de balanceamento dos rotores seja

possvel, a partir de instrumentos medidores de vibrao.

Um outro fato importante para que se possa ter certeza se uma alta

vibrao ou no provocada por um desbalanceamento, o fato de que sua

amplitude diretamente proporcional ao quadrado da velocidade do rotor. Ento

quando se varia a rotao do mesmo at parar por completo, tem-se que obter

uma curva de amplitude de vibrao do tipo exponencial inversa.

Em termos fsicos podemos avaliar um desbalanceamento, considerando

as seguintes variveis:

Centro de Giro (CG): a linha imaginria no rotor, onde a rotao nula;

Centro de Massa (CM): o ponto de equilbrio das massas distribudas.

Se em um determinado rotor o centro de giro igual ao centro de massa,no ocorre desbalanceamento. Na prtica impossvel tal fato, pois sempre

existir uma diferena, mesmo que pequena.

Na Fig. 3.10 representamos os resultados de uma massa desbalanceadora

m em um rotor a uma distncia r do seu centro de giro.

A fora centrfuga que a massa m provoca no sistema da Fig. 3.10 dada

por:

2. rmFc = (3.12)

11


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O produto da massa m pelo raio r chamado de desbalanceamento e

representado pela letra D:

mrD = (3.13)

Figura 3.10 - Representao de uma massa desbalanceadora m a uma distncia

r do centro de giro C.G., com velocidade angular , fazendo com que ocorra

tambm deslocamento do centro de massa C.M..

O balanceamento pode ser feito de duas formas:

- Esttico: Neste tipo de balanceamento a compensao de

massas feita num mesmo plano. comumente usado em

rotores em forma de disco e rotores montados externamente aos

seus dois mancais. No balanceamento esttico a linha de centro

do rotor e a linha de centro da rotao devem est paralelas e

excntricas para que o equipamento esteja balanceado.

- Dinmico: Neste caso a compensao das massas feita em

planos distintos. A caracterstica principal do balanceamento

dinmico que a linha de centro do rotor no paralela a linha

de centro de rotao, podendo ou no interceptarem-se. Existem

dois tipos de equipamento para este tipo de balanceamento: um

deles instalado em oficinas onde o rotor balanceado fora do

conjunto; o outro porttil e prprio para execuo desse

trabalho no campo, onde as mquinas encontram-se instaladas,

evitando a necessidade de desmonta-las , deixando um

desbalanceamento residual mnimo (REZENDE, 1982).

12

r

C.G.

C.M.

m


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Dentre os equipamentos que realizam balanceamento em campo,

destacamos aqui um dos mais atuais, VIBROTEST 60, que possibilita

balanceamento em um e dois planos de rotores sob condies de operao,

considerando automaticamente o comportamento no linear da mquina e

eliminao dos efeitos de batimento. Este equipamento possibilita ainda a

deteco do desbalanceamento e outras falhas relacionadas com a freqncia de

rotao, atravs do mdulo de rastreamento de harmnicas permitindo ao

usurio avaliaes rpidas, em banda estreita, dos componentes de vibrao

sncrona do rotor em modo de funcionamento permanente assim como nos

modos de acelerao e desacelerao. Permitindo ainda relatrio abrangente do

balanceamento com a funo VIBRO-REPORT (UPTIME, 2000).

A Fig. 3.11 apresenta um exemplo prtico de um espectro mostrando um

caso de desbalanceamento. Nela pode-se verificar uma alta amplitude de

vibrao exatamente na freqncia de rotao do equipamento.

Figura 3.11 - Espectro mostrando caso de desbalanceamento em um rotor de

um exaustor que gira a 2500 rpm, vibrando na sua freqncia de rotao a

17,26 mm/s RMS.

3.3.2 Desalinhamento

O desalinhamento outra grande causa de desgastes prematuros nos

componentes de mquinas. Fisicamente corresponde a no linearidade nas linhas

de centro de giro de dois eixos acoplados. Ento podemos detectar alta vibrao

na freqncia de rotao do equipamento e suas harmnicas, evidenciando o

tipo de desalinhamento: angular e/ou paralelo.

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RMB ROTOR DO EXAUSTOR 03

PONTO 3 (HORIZONTAL) MANCAL

Espectro de freqncia14-JAN-99 14:06

Valor Global = 20.08 V-DGRMS = 20.05Carga = 100.0 %

= 2500 rpm = 41.44 rps

0 6000 12000 18000 24000 30000

0

3

6

9

12

15

18

21

24

Freqncia em RPM

Freq:Ordr:Spec:

2500.31.00117.26

1x


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Desalinhamento angular

As linhas de centro dos eixos formam um ngulo e se interceptam (Fig.

3.12). Esse tipo de desalinhamento se caracteriza por apresentar alta vibrao

axial na rotao do eixo, como tambm pode apresentar altas vibraes nas

freqncias mltiplas (1x rpm, 2x rpm, etc.).

Figura 3.12 - Esquema de um desalinhamento angular, mostrando dois eixos que

se interceptam formando um ngulo.

A figura 13 ilustra um exemplo de um espectro, mostrando o time

history de um ponto axial de um motor eltrico, enfatizando os picos de

freqncia harmnicos da rotao do motor. Vale perceber que na freqncia de

rotao, 1x, o pico tem uma amplitude maior (cerca de 2,7 mm/s), seguido de

2x .

Figura 3.13 - Espectro mostrando um caso de desalinhamento angular entre dois

eixos acoplados, com freqncia de rotao de 1750 rpm, evidenciando que na

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RMB - VENTILADOR centrfugo

MC-01 -M2A MOTOR

Route Spectrum14-APR-00 16:02

OVRALL= 3.87 V-DGRMS = 3.87LOAD = 100.0RPM = 1787.RPS = 29.78

0 10000 20000 30000 40000

0

0.3

0.6

0.9

1.2

1.5

1.8

2.1

2.4

2.7

3.0

Freqncia em CPM

RMSVelocidadeemmm/Sec

Freq:Ordr:Spec:

1760.9.985.415

1x

2x


15/22


direo axial o nvel de vibrao nesta mesma freqncia bem mais

considervel: 2,7 mm/s RMS.

Desalinhamento paralelo

Neste caso as linhas de centro so paralelas e no se interceptam (Fig.

3.14). A vibrao dominante aparece na direo radial a 2x a freqncia de

rotao do eixo, sendo que na direo axial poder apresentar alta vibrao

exatamente na freqncia de rotao (Fig. 3.15).

Figura 3.14 Esquema de um desalinhamento paralelo.

Figura 3.15 - Espectro mostrando um caso de desalinhamento paralelo entre

dois eixos acoplados, sendo que a duas vezes da rotao do eixo, 3500 rpm, o

nvel de vibrao bem mais evidente: 2,0 mm/s RMS.

15

RMB - MOINHO CRUZETA

MC-01 -M2A MOTOR


OVRALL= 3.87 V-DGRMS = 3.87LOAD = 100.0RPM = 1787.RPS = 29.7 8

0 10000 20000 30000 40000

0

0.3

0.6

0.9

1.2

1.5

1.8

2.1

2.4

2.7

3.0

Freqncia em CPM

RMSVelocidadeem

mm/Sec

Freq:Ordr:Spec:

1760.9.985.415

1x

2x


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Recomendao: A excentricidade entre as partes do conjunto segundo REZENDE,

1982, no deve exceder 0.02 mm a cada 20 mm de dimetro do flange, e a

inclinao inferior a 0.01 mm a cada 20 mm do flange. Porm recomendado

que se consulte o fabricante do equipamento para melhor esclarecimento com

relao a esta tolerncia e deve-se se certificar de que o conjunto est bem

nivelado.

3.3.3 Ressonncia

Para entender o que o fenmeno de ressonncia, torna-se necessrio

compreender a definio de freqncia natural, que por sua vez aquela na qual

uma determinada massa vibra, aps sofrer um deslocamento do seu ponto de

equilbrio. Foras excitadoras tais como quelas geradas por eixos desalinhados

ou componentes desbalanceados, so peridicas de freqncia . Quando estas

agem em estruturas elsticas que possuem freqncias naturais o, a interao

dessas freqncias pode produzir vibraes extremamente elevadas. Ento o

efeito em que ocorre uma vibrao forada exatamente na freqncia natural do

material d-se o nome de ressonncia (COELHO & HANSEN,1993).

possvel determinar as freqncias naturais de uma estrutura por meio

de teste de impactos. A idia do teste a de que quando um objeto sofre um

impacto, as freqncias naturais ou ressonantes so excitadas. Se um espectro

levantado enquanto o objeto est vibrando devido ao impacto, picos espectrais

aparecem definindo as freqncias naturais do objeto.

Nos coletores/analisadores se realiza o teste de impactos fixando um

acelermetro ao objeto de teste (mquina ou estrutura). Numa segunda etapa

ajusta-se o coletor/analisador para o nvel de trigger adequado, pois quando se

martela a estrutura provoca-se no transdutor um transiente eltrico que

corresponde a resposta de vibrao da mquina, e este impacto deve sersuficiente para vencer o nvel de trigger eltrico. Enquanto a estrutura no for

sofrer o impacto do martelo, se ter uma situao de no disparo, quando esta

for martelada a mensagem de no disparo desaparecer por alguns segundos

e um espectro de onda em funo do tempo exibido. Calculado o espectro

deste sinal o coletor/analisador mostrar as possveis freqncias naturais do

sistema. Os coletores/analisadores permitem que se armazene vrios resultados

de testes e se faa uma mdia dos sinais, podendo chegar a resultados mais

precisos ( SKF, 1997).

16


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Figura 3.16 - Espectro mostrando um caso de ressonncia estrutural, que se

torna evidente devido ocorrer alta vibrao apenas na radial vertical do

mancal.

3.3.4 Folgas Mecnicas

As folgas mecnicas geram inmeros picos harmnicos (vibraes a 1x

rpm, 2x rpm, 3x rpm, etc. relativos a freqncia de rotao do equipamento

ver Fig. 3.17) e geralmente so acarretados devido base trincada e/ou

parafusos soltos/folgados (ver Fig. 3.18).

Figura 3.17 - Espectro caracterstico de folga mecnica no mancal do

equipamento, evidenciando os vrios picos harmnicos.

17

RMB - EXAUSTOR

EX-01 -M1V MOTOR


OVRALL= 8.01 V-DG

RMS = 7.98LOAD = 100.0RPM = 3500.RPS = 58.33

0 10000 20000 30000 40000

0

2

4

6

8

10

Freqncia em CPM

Freq:

Ordr:Spec:

3550.0

1.0147.678

1x

3x

2x

RMB - DEGERMINADORADG-08 -E4H MANCAL

Route Spectrum17-MAR-00 10:19

OVRALL= 5.63 V-DGRMS = 5.60LOAD = 100.0RPM = 752.RPS = 12.54

0 6000 12000 18000 24000

0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

Frequency in CPM

Freq:Ordr:Spec:

750.01.997

1.799

1x

8x


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Figura 3.18 - Desenho esquemtico de uma base com parafusos folgados

gerando folga.

3.3.5 Defeitos em Rolamentos

RMB - MOINHO CRUZETA

MC-02 -E1H MANCAL

Route Spectrum17-MAR-00 09:30

OVRALL= 38 .21 V-DGRMS = 6.04LOAD = 100.0RPM = 3500.RPS = 58.33

0 60 120 180 240 300

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

Freqncia em kCPM

RMSAceleraoemG

-s

Freq:Ordr:Spec:

1.837.525

.02930

Figura 3.19 - Espectro caracterstico de falha de rolamento, evidenciando os

picos harmnicos da freqncia de 1837 rpm, representativa de falha nos

elementos rolantes (esferas).

Os rolamentos so elementos de mquinas bastante estudados em

termos de vibrao e a razo disto que raramente se encontra uma mquina

onde no os utilizem. Os defeitos de rolamento podem gerar quatro freqncias

fundamentais caractersticas: uma devido a defeito na pista externa, outra na

interna, outra nos separadores ou gaiolas e por fim outra devido a defeito nos

elementos rolantes (esferas ou roletes). Nas equaes apresentadas abaixo, os

clculos das freqncias fundamentais caractersticas de defeito para cada

elemento, consideram o rolamento de esfera com rotao no anel interno. As

freqncias e amplitudes no espectro de vibrao provocado por defeitos nos

18


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rolamentos, variam em funo do tipo e estgio de deteriorao do elemento

(SILVA, 1999 apud BRAUN & DATNER, 1975).

Defeito nas esferas (ball spin frequency):

= 2

2

cos160.

.2 DP

Bfr

B

DPBSF (3.14)

Defeito no separador ou gaiola (fundamental train frequency):

= cos1

120 DP

BfrFTF (3.15)

Defeito na pista interna (ball pass frequency inner):

+= cos1

120

.

DP

BfrnBPFI (3.16)

Defeito na pista externa (ball pass frequncy out):

= cos1

120

.

DP

BfrnBPFO (3.17)

Onde: DP: dimetro pitch, B: dimetro da

esfera,

fr: freqncia de rotao, : ngulo de

contato,

n: nmero de esferas.

19


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3.3.6 Falha de Engrenamento

As vibraes produzidas nos dentes de engrenagens, devido a

imperfeies de contato ou aes dinmicas associadas, produzem freqncias

mltiplas da fundamental, que dada como sendo a freqncia de rotao do

eixo vezes o nmero de dentes das engrenagens, ainda podendo surgir no

espectro freqncias harmnicas da rotao. Considere que uma engrenagem

(n 1) tenha t1 dentes e est engrenada a outra engrenagem (n 2) com t2 dentes

(COELHO & HANSEN,1993).

f1 = freqncia da engrenagem n 1 = t1 x N (Rotao do eixo)

f2 = freqncia da engrenagem n 2 = (t1/t2) x f1

Figura 3.20 - Espectro caracterstico de falha de engrenamento, evidenciando o

pico de nvel maior correspondente ao de 38 vezes a rotao de seu eixo, que

tambm corresponde ao nmero total de dentes da engrenagem menor do

redutor de velocidade.

20

RMB - EXTRUSORA

EXT-01 -R1V REDUTOR


OVRALL= 5 .56 V-DGRMS = 1 .96LOAD = 100.0RPM = 1 725.RPS = 28.76

0 20 40 60 80 100 120 140

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

Freqncia em kCPM

-

Freq:Ordr:Spec:

65.5437.95.996

38x

39x37x


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3.3.7 Altas Vibraes Devido ao Fluxo Hidrodinmico

O fluxo do fluido que passa pelas ps dos rotores tanto de bombas quanto

de turbinas, provocam uma freqncia bem caracterstica, que equivalente ao

nmero de ps multiplicado pela freqncia de rotao do mesmo e, em alguns

casos, seus harmnicos tambm aparecem (COELHO & HANSEN,1993). Para

NEPOMUCENO, (1989), o plano dominante quando se trata de bombas o radial,

na direo da tubulao de descarga, a amplitude se apresenta flutuante e

aparecem harmnicas da freqncia das ps, quando existe mais de uma sada

de descarga. Um exemplo de aumento das vibraes devido ao processo

hidrodinmico em uma bomba mostrado na Fig. 3.21.

Figura 3.21 - Espectro caracterstico de falha devido ao fluxo hidrodinmico,

onde pode ser constatado alto nvel exatamente a seis vezes a rotao do rotor,

que por sua vez tambm possui seis ps.

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RMB - BOMBA

BB-04 -E4H MANCAL


OVRALL= 14 .54 V-DG

RMS = 14.39CARGA = 100.0

RPM = 1750.RPS = 29.16

0 10000 20000 30000 40000

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Freqncia em CPM

Freq:

Ordr:Spec:

10500

6.00210.20

6x

1x


22/22


O alinhamento de conjuntos comumente realizado de duas formas:

- Alinhamento com relgio comparador: O procedimento para

alinhamento desta forma, segue as seguintes etapas:

a) Antes de realizar o alinhamento propriamente dito, deve-se fazer um pr-alinhamento e posicionar as mquinas com as separaes axiais corretas.b) As medidas tomadas com os relgios comparadores devem ser feitas girandoos dois eixos ao mesmo tempo, para que a falta de concentricidade e/ouirregularidades nas superfcies dos cubos, no mascare os valores obtidos.c) As medies devem ser feitas o mais prximo possvel das linhas de centrovertical e horizontal, dos cubos do acoplamento, usando marcaes que devemser feitas nas faces dos cubos a cada 90.

d) Antes da tomada de medidas, deve-se apertar firmemente os parafusos dosps dos equipamentos que esto sendo alinhados.e) Deve-se sempre antes de iniciar a tomada de medidas, tocar levemente nosuporte, a fim de verificar se os relgios esto firmemente fixados ao mesmo.f) O giro para tomada de medidas deve parar no ponto de partida, onde osrelgios devero marcar o zero inicial. Caso isso no ocorra, refaa as leituras.g) Nas medidas tomadas com o relgio na radial, a soma algbrica das leiturasverticais, deve ser igual a soma algbrica das leituras horizontais.h) A subtrao algbrica das leituras verticais e horizontais, dividida por dois,fornece respectivamente, o desalinhamento vertical e horizontal entre asmquinas.g) Durante o alinhamento, normalmente fixamos uma mquina e alinhamos aoutra por esta.

j) Os calos usados no alinhamento devem estar completamente planos, limpos,cortados sem rebarbas e com suas quinas aparadas para evitar dobras durante acolocao (FRANA & SOARES, 1987).

- Alinhamento laser: Neste tipo de alinhamento as caractersticas

do conjunto (distncias entre mquinas e cabeotes, rotao do

conjunto, giro dos sensores etc.) so definidos para o coletor de

dados. Presos os sensores (possuem um emissor e um receptor

de laser) aos eixos das mquinas, realiza-se um giro no

acoplamento no ultrapassando o definido no coletor, em seguida

esses dados so transferidos ao coletor, que interpreta os dados,

e informa as distncias que devem ser alteradas nas direes

horizontais e verticais. Realizadas as alteraes e tomadas novas

medidas o coletor define a qualidade do alinhamento atravs de

grfico, que mostra zonas de aceitao do alinhamento.

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