Tecnicas de Monitoramento de Vibracoes Em Maquinas Vibratorias

TCNICAS DE ANALISE DE VIBRAES EM MAQUINAS

VIBRATRIAS NA INDSTRIA DE MINERAO

18 Seminrio de Manuteno Preditiva e Inspeo de Equipamentos

Flvio Sousa (1), Luiz Prestes (2)

(1)Instronic Instrumentos de testes gerencia de produtos de monitoramento

(2)Metso Automation gerencia de produtos de monitoramento on-line.

[email protected] , [email protected]

Flvio Sousa e Luiz Prestes

Introduo

A manuteno baseada na condio, atravs de tcnicas preditivas, visa determinar de forma mais precisa possvel, o melhor momento antes da falha funcional.

Atravs de ensaios, com base em tcnicas de analise de vibraes, possvel avaliar o desempenho de um equipamento desde os testes em bancada, partida em campo e respectiva campanha operacional.


Introduo

Mesmo com a larga utilizao das tcnicas convencionais de analise e vibraes, ainda existe campo para a expanso das mesmas, sobretudo quando se busca identificar a qualidade vibratria de uma peneira, grelha ou alimentador.

Tcnicas como analise orbital, at pouco tempo restrita a analise do movimento relativo do eixo dentro de um mancal deslizante, pode e deve ser empregada na analise quantitativa e qualitativa do movimento vibratrio.


Introduo

A analise sncrona no tempo com a utilizao de dois canais ou mais canais, tambm se mostra como uma ferramenta importante de comparao entre movimentos de equipamentos vibratrios: coordenadas X e Y.

Estas tcnicas, aplicadas em equipamentos vibratrios da indstria de minerao, so provenientes do conhecimento dos tpicos modos de falhas de peneiras, alimentadores ou grelhas e respectivos projetos.


Equipamento vibratrio

So equipamentos que utilizam componentes vibratrios para alimentao, pr-classificao, retomada, transporte e estratificao dos minrios:

1. Alimentadores

2. Calhas

3. Grelhas

4. Peneiras



Alimentadores e calhas

Aplicaes:

Servios pesados, alimentao primaria e retomada de materiais

Componente vibracional: linear



Grelhas

Aplicaes:

Pr-classificao e escalpe

Componente vibracional: circular



Elptico e circularPeneiras de inclinao varivelConstruo e agregados

ElipticoPeneiras inclinadas de grande porteGrandes volumes com alto nvel de

umidade

LinearPeneira modular de inclinao

ascendente

Desaguamento

LinearPeneira horizontal LinearClassificao extra-fina

Circular e linearPeneiras inclinadas e de inclinao

varivel

Classificao fina

Circular e linearPeneiras inclinadas e de inclinao

varivel (tipo banana)

Classificao mdia

CircularPeneiras inclinadasClassificao grada

Intermediria

CircularGrelhas inclinadasPr- classificao

Mov. VibratrioTipoAplicao Peneira


Equipamento vibratrioAplicaes de peneiras


Equipamento vibratrioModelos de peneiras


Mecanismo vibratrio

Contra pesos


Mecanismo vibratrio

Circular

Linear

Elptico



Aplicao em campo Peneira Desaguadora com 2 Mdulos


Modos de falhas - peneirasPremissa bsica: para conhecer a performance de um ativo industrial necessrio o conhecimento seus respectivos os modos de falhas.

Rompimento da

correia

No transmitir

movimento / torqueTransmitir movimento / torque entre poliasCorreias

Desgaste dos

canais

No reduz e transmite

rotao adequadamente

Quebra da poliaNo reduz e transmite

rotao Reduzir e transmitir rotaoPolias

Quebra dos

Internos

Quebra dos

parafusos dos

cardansNo transmitir

movimento do motorTransmitir movimento do motor para o mecanismoCardan

Falha de comando

eltrico / PLC

Falta de energia /

queda de tenso

Super aquecimento

Rolamento travado

Parada indevida

Falha de comando

eltrico / PLC

Falta de energia /

queda de tensoNo gerar movimento

Gerar movimento para o mecanismo vibratrioMotor

Acionamento

Modo de Falha /

Causa

Efeito / Falha

Funcional

FunoComponentesMdulos

Funcionais


Modos de falhas - peneirasPremissa bsica: conhecer a performance de um ativo industrial passa necessariamente em conhecer seus respectivos os modos de falhas.

Soltura de parafusos e

fixadoresNo fixar componentesFixar todos os componentes estruturaisFixadores

Sobrecarga na

alimentao

Trincas e fissuras do

quadros

Quebra dos quadros

No fixar as telas Fixar telas de peneiramentoQuadros

Sobrecarga na

alimentao

Quebra das vigas e

fixadores

Fixao inadequada

No travar a estruturaTravar e sustentar a estrutura da peneiraVigas

Sobrecarga na

alimentao

Deformao excessiva

por erro de setup de

contrapesos

Rompimento da chapa

Parada indevida

Fissuras

TrincasNo transmitir

movimento vibratrio

conforme configurao

Transmitir movimento vibratrio para todo o conjuntoChapas laterais

Estrutura

Modo de Falha /

Causa

Efeito / Falha

FuncionalFunoComponentesMdulos

Funcionais


Tpicas falhas em campoFalhas em estruturas de peneiras tpico modo de falha detectvel pela manuteno preditiva

Ruptura da viga

transversal

Fixao solta

Fixao inadequada


Testes de fabricaoFreqncia natural

Faixa de operao do equipamento 890 CPM

Freqncia natural 1320 CPM

LIMITE INFERIOR 801 CPMLIMITE SUPERIOR 979 CPMRegio critica de operao para peneiras

ZONA

CRITICA

Freqncia natural da estrutura

Fn massa mola

Bump test via sistema SPM


Testes de fabricaoEnsaios convencionais

Amperagem do motor 10 mediesTemperatura de mancais 10 mediesControle de RPMNvel de rudoInspeo sensitiva (vazamentos, ensaio visual)

Grficos manuais de movimento

Inclinao do movimento vibratrio

STROCKE

amplitude total


Testes de fabricaoBase line

XXStandard 02 VIB 2Freqncia natural via bump test

XStandard 02 VIB 2Analise orbital Pk-Pk (microns)

XStandard 01 VIB 1

Analise Sncrona (espectro, forma de

onda, fase)

XXStandard ROL 1Envelope de Acelerao Pk-PK filtro 3

XXStandard 01 VIB 1Acelerao RMS de 0,5 Hz a 10.000 Hz

XISO 10816Velocidade RMS de 0,5 Hz a 500 Hz

Estrutura VibratriaEstrutura EstacionriaRotativo VibratrioRotativo EstacionrioNormaTcnica


Testes de fabricaoFluxo para ensaios ps fabricao


Testes de analise em campoAnalise sncrona

Y

Z

X

LE

LD

Padronizao do pontos de coleta


Testes de analise em campoA analise sncrona permite duas importantes medies para diagnsticos:

Comparativo da amplitude total (stroke) entre ladosComparativo de defasagem vibracional (ngulo de fase)


Testes de analise em campoAlimentao coordenada X (variao do stroke devido a desnivelamento da base)

antes

depois

Peneira de movimento circular e eliptico


Testes de analise em campoAlimentao coordenada Y (variao do stroke devido a desnivelamento da base)

antes

depois



Testes de analise em campoDescarga coordenada x (variao do stroke devido a desnivelamento da base)

antes

depois



Testes de analise em campoDescarga coordenada Y (variao do stroke devido a desnivelamento da base)

antes

depois



Testes de analise em campoAnalise Orbital


Testes de analise em campoAnalise Orbital

Alimentao LE

5,7 mm, delta ngulo 7,3Alimentao LD

4,9 mm , delta ngulo 7,3

Alimentao LE

6,0 mm, delta angulo 4,0Alimentao LD

5,5 mm, delta angulo 4,0

ANTES DO NIVELAMENTO

APS NIVELAMENTO


O monitoramento da performance da peneiras simultaneamente analisado para todas as rbitas e o lado do movimento.

As rbitas so comparadas lado a lado para assegurar uma correta performance e operao da peneira.

O monitoramento da performance da peneiras simultaneamente analisado para todas as rbitas e o lado do movimento.

As rbitas so comparadas lado a lado para assegurar uma correta performance e operao da peneira.

Sensores so montados nos vibradores paramonitorar a condio dos rolamentos e engrenagens.

A condio dos motores tambm so monitoradas

Sensores so montados nos vibradores paramonitorar a condio dos rolamentos e engrenagens.

A condio dos motores tambm so monitoradas

Testes de analise em campoMonitoramento on line - SSP Screen Security PackageSistema de monitoramento on line da Metso Minerals


Testes de analise em campoSistemas on line SSP Metso -interface do usurio para monitoramento do mecanismo vibratrio da peneira

Falha na pistaexterna do rolamento

Vx-y-z

Vx-y-zVx-y

Tr/ds

vVx-y

vv


How SSP monitors PERFORMANCE

Sensores do SSP soinstalados em cadaextremidade do mecanismo

Sensores do SSP soinstalados em cada lado

da alimentao

Sensores do SSP soinstalados em cada lado

da Descarga

Testes de analise em campoMonitoramento on line - Metso


Valores de rbitas e angulo stroke somostrados com fcil interpretao

Movimento linear e operacional da peneira, principais parmetrosstroke e stroke angle como vetores.

Testes de analise em campoMonitoramento on line - Metso


Testes de analise em campoMonitoramento on line Grfico Barra, Tendncias

Xpeak, Ypeak, Zpeak, Smax, ngulo e fases

Twist and movements difference between sides

Grficos

Amostras do sinal (X, Y, Z), FFTs (X, Y, Z), rbitas

Alarme para valores anormais


Testes de analise em campoMonitoramento on line

Exemplo da ferramenta para configurar o limite de alarme do angulo de peneiramento



Defeito na pistaexterna do rolamento


O invlucro ser moldado para se adequar carcaa, tanto para as direes radial e axial, o mesmo dever ser selado entre a carcaa e o mancal com material elstico, como silicone ou produto similar.O cabeamento para fora da caixa ser protegido com teflon trana SST + mangueira hidrulica de ao inox.



Parametrizao

Exemplo de valores de referencia conforme dados de projeto para uma peneira de movimento elptico e circular - alimentao.

Maximum variation 0,5 mm

100% amplitude : 6,0 mm

Tolerances - amplitude

Maximum variation 3 - 4o

Typical angle 55o

Tolerances angle

Exemplo de parametrizao valores limites fonte: Metso Minerals Frana


TPICAS FALHAS EM PENEIRAS

RELIABILITY WORLD 2005 CONFERENCE by Andy Page.

This screen had several

broken

springs.

We can see from the plot that

the motion has two flat spots,

located at about the 4 and 10

oclock positions. Broken

internal

cross members were found.


TPICAS FALHAS EM PENEIRAS

RELIABILITY WORLD 2005 CONFERENCE by Andy Page.

To verify this condition,additional data was collected onthe screen with it running empty.It looked like this. It was deducedthat replacement of the worn

screening media would correct therest of the problem.

The springs were replaced and

the follow-up data looked like this.

Further inspection found that the

top screen deck had excessive

wear on the right side. This

condition allowed a large

percentage of the material to pass

through on the right hand side of

the screen and thus overload it on

that side.


TPICAS FALHAS EM PENEIRASRELIABILITY WORLD 2005 CONFERENCE by Andy Page.

Problemas estruturais - base


CONCLUSO

1. Base line obtido em bancada de testes2. Testes de bancada disponveis em manuais do equipamento3. Programa de monitoramento quantitativo e analtico4. Analise de desempenho tcnico-operacional

O presente trabalho demonstra a importncia da aplicao de tcnicas convencionais de monitoramento em todos os

componentes de um equipamento vibratrio. Respeitando os pontos abaixo listados, pode-se obter ganhos operacionais

significativos atravs da aplicao de tcnicas de monitoramento em equipamentos vibratrios da industria de minerao.

Documents

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