ORGÃO EMISSOR;DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32.700.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 ÍNDICE Análise de Vibração II 1. Introdução................................................................................... 2. Conceito de multiparâmetros.................................................... 3. Técnica de Envelope.................................................................. 4. Análise em rolamentos com baixas rotações......................... 5. Modulações................................................................................ 6. Análise de redutores................................................................. 7. Batimento................................................................................... 8. Ensaio de ressonância............................................................. 9. Análise de ordem...................................................................... 10. Amostragem Síncrona........................................................... 11. Rotações Variáveis ............................................................... 12. Análise magnética.................................................................. 02 04 06 14 16 18 22 24 29 35 42 44 1 ORGÃO EMISSOR; DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32.700.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 1. INTRODUÇÃO Cuidado com o auto-engano dos sistemas preditivos: Só a tecnologia de multiparâmetro aplicada como rotina de monitoração garante resultados superiores. “O objetivo da Análise de Vibração é garantir que o desempenho dinâmico dos equipamentos fique dentro de padrões estabelecidos, mantendo a qualidade e confiabilidade de fabricação dos produtos, a um custo de manutenção competitivo”. Isto é conseguido através da monitoração “off line” ou “on line” dos parâmetros importantes que influenciam no desempenho dos equipamentos, permitindo planejar correções seguras com base na tendência dos desvios, mantendo a “saúde dinâmica” dos equipamentos. Podemos considerar os últimos 12 anos como o período mais fértil em termos de evolução tecnológica de toda a história da manutenção industrial, quanto a instrumentos portáteis, softwares e técnicas de inspeção. O termo “preditivo” foi difundido e direcionado para o acompanhamento das “doenças dos equipamentos”. Houve um certo exagero na venda da idéia de se predizer o momento exato (cravado em dias, horas e minutos) em que uma falha culminaria com o “falecimento” de um determinado componente, como se instrumentos e softwares pudessem, isoladamente, operar tal proeza. 2 ORGÃO EMISSOR; DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32.700.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 Pelo menos duas distorções podem ser observadas: uma na retórica e outra na aplicação da tecnologia. Na retórica, pela diferença encontrada entre a panacéia prometida e o que é efetivamente realizado. Na aplicação, pela redução drástica das técnicas empregadas. Em análise de vibração, por exemplo, é comum encontrar apenas dois parâmetros de medição sendo usados como rotina de monitoração (espectro de velocidade e envelope), e com a pretensão de diagnosticar sobre todos os tipos de falhas. Sob a influência destas distorções, os sistemas experimentam uma redução comprometedora na eficácia dos diagnósticos e no domínio dos equipamentos. É como comprar um avião para andar pelas ruas, disputando espaço com os carros. Da mesma forma, as instrumentações podem ficar sub utilizadas na rotina diária da manutenção. É óbvio que os recursos, hoje disponíveis, são fantásticos e propiciam excelentes resultados se aplicados corretamente. Aviões voam e prestam serviços importantes aos usuários se estiverem sob o comando de pessoas certas e de empresas competentes. Tá difícil decolar? Sua manutenção precisa decolar! Ou você vai ficar disputando pequenos espaços no congestionado trânsito empresarial? Não basta ter o avião, é preciso voar com ele. Só a tecnologia de multiparâmetro aplicada como rotina de monitoração garante resultados superiores. O conceito de manutenção monitorada é no sentido de focar a monitoração na “saúde” dos equipamentos, de modo a inibir a evolução de “não conformidade”. Mais do que acompanhar falhas, este sistema visa manter o desempenho dinâmico dos equipamentos, dentro dos padrões projetados. Para tanto, é selecionado um “universo de técnicas” de acordo com o “universo de problemas” esperado, sendo utilizada esta estratégia como rotina de inspeção e não somente diante de “enfermidade evidentes”. Além de uma aplicação técnica consistente, utiliza-se um método de avaliação que leva em consideração o efeito simultâneo provocado por todas as variáveis inspecionadas. A vantagem competitiva está na elaboração de análises sistêmicas dos equipamentos, em lugar da avaliação isolada de cada técnica. Além disso, o sistema absorve toda a experiência acumulada pela manutenção convencional, conservando este importante patrimônio. 3 ORGÃO EMISSOR; DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32.700.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 2. CONCEITO DE MULTIPARÂMETRO Através da aplicação de ferramentas avançadas de análise e de uma estratégia de monitoração com multiparâmetros, podemos obter o máximo do sistema de monitoramento, utilizando de forma eficaz recursos avançados da análise sistêmica, tais como: espectro de envelope, amostragem síncrona, espectro de corrente elétrica, técnicas para baixas rotações, monitoramento de ruído, parâmetros de processo, sistema CD (Comunicação Direta), etc. A precisão dos diagnósticos e o domínio sobre os equipamentos são a essenciais para obter credibilidade e resultados. Nossa fábrica está sujeita a diversos tipos de problemas, provenientes das mais diversas fontes. folgas desalinhamento hidrodinamico falha em baixa rotação empenamento falha elétrica falta rigidez rolamentos trinca localizada outros Figura 01: Pizza de problemas analise envelope aceleração RMS Velocidade RMS Análise no tempo c/ ou s/ trigger ext. Envel. do espec corrente Espectro corrente Partida/parada PkHold Ensaio Ressonancia Análise c/ sensores proxim. Análise transdut pressão temperatura Parâmetros processo Figura 02: Conceito de multiparâmetro 4 04 mostra a curva de tendência da temperatura de um rolamento de um motor. Por exemplo: em condições adversas de trabalho uma moto-bomba se comporta de maneira diferente com relação à vibração.ORGÃO EMISSOR. Figura 04: Monitoramento da temperatura de rolamento de motor. 5 . Utilizando uma PIZZA POBRE DE TÉCNICAS não poderemos ter a pretensão de diagnosticar sobre toda gama de problemas. enfim. DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32. a intervenção foi realizada. são muitas variáveis. favorecendo assim o diagnóstico sobre a condição de trabalho do equipamento monitorado. ou simplesmente ao fato de o cronograma de lubrificação não ter sido cumprido.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 Aceleração RMS Velocidade RMS Figura 03: Pizza pobre de técnicas As várias medições executadas tanto de vibração mecânica. Quando houve situação de alarme o software demonstrou e antes que maiores danos ocorressem. e quanto maior o controle. A fig. Esta variação pode estar relacionada simplesmente à vazão.700. melhor será o funcionamento da máquina. quanto magnética e de processo têm por objetivo possibilitar o confronto dos dados. etc. elemento girante.1. É utilizado para a detecção de falhas em rolamentos.700. o filtro serve para selecionar que freqüências entrarão como portadoras dentro do intervalo de interesse.ORGÃO EMISSOR. ficando encobertas pelas outras fontes de maior energia no sistema. Portanto. as fontes de vibração são separadas. provocando vibrações em altas freqüências. que excitam a estrutura dos mancais. A figura 06 mostra um espectro coletado em função do tempo. Figura 06: Espectro em função do tempo sem aplicação de filtro. A técnica de envelope permite diferenciar entre eventos aleatórios e periódicos presentes nos espectros. 3. Estas vibrações são melhor percebidas em aceleração. localizando o componente problemático (pista interna. 6 . pista externa. engrenagens. sem a utilização do filtro do envelope. cavitações. As freqüências fundamentais de defeito são baixas e possuem valores de amplitudes baixos.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 Figura 05: Várias medições para o mesmo ponto. gaiola). A análise de envelope permite extrair do sinal excitado a fonte (freqüência fundamental) de excitação e seus harmônicos. DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32. Através do uso de filtros. Fontes de baixa energia podem ficar mascaradas neste tipo de medição. Os defeitos provenientes dos rolamentos provocam impactos periódicos. ANÁLISE DE ENVELOPE 3. Conceito de multiparâmetro. FUNCIONAMENTO DO ENVELOPE Esta técnica é bastante poderosa para a detecção de problemas que ficam “mascarados” devido à presença de várias outras fontes de vibração que possuem maior energia. de modo que freqüências de menor intensidade podem ser detectadas como modulantes do sinal. 7 . Para a medição acima foi utilizado o terceiro. DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32.ORGÃO EMISSOR. como pode ser visto na figura 08. O coletor analisador CMVA SKF Microlog possui 4 filtros pré-determinados.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 Figura 07: Espectro de análise de envelope. Figura 08: Setup para análise de envelope.700. O setup desta medição mostra a utilização do filtro para a seleção das vibrações de interesse. O espectro da figura 07 mostra uma medição de envelope na qual ficam claras as harmônicas de componente de rolamento (pista interna). é possível calcular manualmente. n = número de elementos girantes. a não ser em análise de envelope. sendo que apenas o aparecimento da primeira harmônica de um componente pode ser apenas devida à sobrecarga no rolamento.37 99. Para o cálculo das freqüências fundamentais de rolamentos usa-se a geometria do rolamento (que é o que os softwares fazem automaticamente): Pd = diâmetro nominal. Gaiolas de rolamentos quando com problemas modulam o sinal.1725. Fonte Atlas SKF: Inner ring speed Inner ring defect frequency Outer ring defect frequency Rolling element defect frequency Inner ring rotational speed Cage rotational speed Rolling element rotational speed RPM Hz Hz Hz Hz Hz Hz 1725. trabalhando com 1725.700. Ø = ângulo de contato.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 Se temos o rolamento 22230CC. Sem possuir-se um software para o cálculo em se possuindo as dimensões do rolamento. esperaremos freqüências fundamentais de vibrações conforme segue: Freqüências esperadas de defeito do rolamento 22230CC .60 rpm. porém não se mostram claras em nenhuma técnica. Bd = diâmetro do elemento. Analisar o surgimento de harmônicos é interessante.59 Estas freqüências são encobertas por outras que possuem maior energia e são geralmente detectadas via Análise de Envelope. A presença de harmônicos superiores indica a existência de problemas na componente do rolamento.76 12. Figura 09: Sinal de rolamento somado a um sinal de estrutura.ORGÃO EMISSOR.10 199. 8 .6 rpm. DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32.34 235.19 28.60 311. sem que este ainda esteja danificado. por exemplo. porém não permitindo uma maior precisão na análise. Um sinal de defeito em função do tempo é muito baixo. Quando uma série de harmônicas é multiplicada por ela mesma. DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32. Todas as componentes somadas atingem valores fora da faixa de medição.ORGÃO EMISSOR. ele pode ser simulado por uma série de harmônicas de ondas senoidais que são múltiplos inteiros da freqüência de defeito. Estas equações assumem que o elemento não desliza.700. sendo dissipado no range total de medição. 3. FILTROS DE ENVELOPE O Envelope Detector tem como objetivo separar altas freqüências de rolamentos de baixas freqüências de outras partes do equipamento. Desde que o sinal do defeito seja repetitivo.4 Estas duas equações dão uma idéia da região da localização das freqüências destas duas componentes.2. Todas as componentes subtraídas que são equivalentes a 1x defeito são somadas vetorialmente e retornam à faixa de medição. O circuito para análise de envelope aproximadamente eleva ao quadrado o sinal no tempo filtrado.Cálculos das freqüências fundamentais de componentes de rolamentos. Uma aproximação bastante interessante para um rolamento que não se possui as medidas internas (freqüências fundamentais) é: Pista interna = rpm x n elementos girantes x 0. As harmônicas superiores são realçadas desta mesma maneira.6 Pista externa = rpm x n elementos girantes x 0. Nesta etapa. A figura 11 mostra 9 . através de um filtro “passa banda”.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 Figura 10 . consequentemente as amplitudes das harmônicas são quase que completamente escondidas no sinal. a série resultante é a soma e a diferença entre as componentes desenvolvidas durante todo o processo de multiplicação. apenas rola nas pistas. torna-se difícil detectar baixas amplitudes. com intensidade de 0.ORGÃO EMISSOR.5 Hz somada a um pulso de 0. onde há a soma de um pulso de 3 milesegundos de duração. DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32. A soma vetorial de todas as diferenças é transformada em um forte sinal de 1x freqüência de defeito que pode ser normalmente processado pela FFT.5 Hz.01 g e freqüência de 0. O espectro normal no domínio da freqüência é composto apenas pela onda senoidal de 0.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 matematicamente como a soma faz com que as freqüências se situem fora da faixa de medição e como a subtração faz com que se situem dentro. com uma onda senoidal de 0. após filtrar. conforme figura abaixo. Figura 11: Cálculos das freqüências na medição de envelope Por exemplo.5 Hz. um sinal de um acelerômetro. 10 . Uma ilustração do que ocorre ao aplicar-se a técnica de envelope de aceleração é mostrada na figura 6.5 Hz.5 Hz. suponha que toda a vibração restante seja de componentes de defeito situadas da 51ª até a 100ª harmônica. via “band-pass”.700. com intensidade de 24 g. Figura 12: Onda senoidal e espectro normal de uma vibração de 0. a cada 3 milesegundos. por exemplo. Domínio do tempo. Caso não houvesse este sinal de pequena intensidade. vibrações de folgas entre mancais e pista externa de rolamentos ou entre eixo e pista interna de rolamentos podem ser diagnosticadas como sendo apenas de rolamentos defeituosos.ORGÃO EMISSOR.700. utilizando as técnicas convencionais. Outra utilização da análise de envelope é para a detecção de bandas laterais.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 A técnica de envelope. O filtro de envelope extrai deste sinal de vibração as bandas laterais de 1x rpm do eixo em torno de um componente do rolamento. O envelope detecta esta falha. de um rolamento com defeito na gaiola. e houvesse apenas a senoidal de 0. tanto no domínio do tempo. Domínio da freqüência.5 Hz. para clarear e mostrar a taxa de repetição de harmônicas desta freqüência. Por exemplo. Isto ocorre quando aplicamos o envelope num caso. 2. é mostrada na figura 7. que possui pouca energia e que esteja somando vibração para compor o sinal. 1. pois a freqüência de rotação modula o sinal. DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32. Figura 13: Aplicação do filtro do envelope. 11 . como da freqüência. através do filtro. O processo de envelope modifica e incrementa as componentes de baixa energia do sinal de defeito das altas freqüências através do filtro. Figura 14: Bandas laterais em torno de 1x freqüência de pista interna. eliminando outras fontes que estejam em freqüências menores. o espectro de envelope seria ZERO. a medida que os harmônicos aumentam em amplitude.3. aplicar medidas proativas corretivas para aumentar a vida útil do rolamento. 3. Um rolamento no ESTÁGIO DOIS já se encontra com algum dano e pode ser observado em seus harmônicos. neste ponto incipiente. DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32. O sinal BPFO (Freqüência de Passagem de Esfera na Pista Externa) geralmente tem carregamento constante 12 . Não há nenhuma razão para se trocar um rolamento neste ponto. porém. produzindo as bandas laterais da rotação.ORGÃO EMISSOR. No ESTÁGIO TRÊS o rolamento está chegando ao estado terminal. torna-se prudente aumentar a freqüência de coleta de dados. De fato. As microcavidades. Porém. A degradação do rolamento é normalmente linear por um período de tempo e pode ser acompanhada em um gráfico de tendência. mas é freqüentemente uma boa indicação de que a progressão para o estágio 1 é iminente. não reduzem necessariamente a vida operacional. O início da deterioração freqüentemente acontece muito cedo. Estes pequenos defeitos nem sempre sofrem impactos com força suficiente para gerar sinais de vibração mensurável no domínio de velocidade. mas com o encurtamento da vida em serviço. Os espectros de FFT mostram a freqüência fundamental de defeito e os harmônicos começarão freqüentemente a indicar bandas laterais do rolamento na velocidade de rotação do eixo. foram retirados rolamentos nesta fase e o único dano aparente são diminutas descamações nas pistas. A vibração aumenta como a passagem através do defeito na zona de carga e o sinal é modulado. Um rolamento que esteja no PRIMEIRO ESTÁGIO ainda é um “bom” rolamento. tal degradação torna-se não linear. devido não se trocar a tampa. à medida que as pistas começam a se desgastar.700. Figura 15: Bandas laterais de 1x rpm do eixo em torno da pista interna de rolamento. ESTÁGIOS DE FALHAS DE ROLAMENTOS A identificação antecipada de condições problemáticas tais como lubrificação inadequada ou desalinhamento permite ao analista. desenvolvendo microcavidades na zona de carga. depois que uma parcela significativa da vida do rolamento tenha passado.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 Problemas desta origem são comuns em tampas dianteiras de motores elétricos. Isto é particularmente verdade para a BPFI (Freqüência de Passagem de Esfera na Pista Interna) onde o defeito passa através da zona de carga do rolamento. onde às vezes troca-se vários rolamentos sem a correção da causa do problema. as microcavidades resultam na degeneração do rolamento até o ponto onde cavidades muito pequenas se desenvolvem nas pistas. 2x (indicando folgas) sobre a BPFO e no caso extremo. Tal estágio é caracterizado freqüentemente no domínio espectral da velocidade ou aceleração como amplitudes “monte de feno” (ruído de banda larga) na região de defeito do rolamento. Exemplo: Freqüências esperadas de defeito do rolamento 22230CC – 1725. Nos espectros de envelope de aceleração irão aparecer componente de freqüência de defeito com altas amplitudes.59 O software/coletor CMVA SKF Microlog possui 4 filtros para a medição de envelope: 5-100 Hz. 3.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 do rolamento até que a amplitude das folgas do rolamento. SETUP PARA ENVELOPE DE ACELERAÇÃO Deve-se selecionar o filtro em Input Filter Range. conforme mostrado na figura abaixo. Durante o ESTÁGIO TRÊS além das informações do espectro.2 Hz e 245. Quando houver superposição das bandas laterais.4.6Hz e 137. excluindo a primeira harmônica do componente de interesse. as amplitudes globais fornecem sintomas da condição da pista do rolamento. A futura progressão do dano gerará bandas laterais adicionais a 2x velocidade de rotação (47. o rolamento está nos últimos dias de sua vida e deveria ser substituído o mais cedo possível. 501khz. desbalanceamento. Por exemplo.10. DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32. 5K-40 Khz. 500-10 Khz.Neste momento a vida de serviço é extremamente curta e requer ação corretiva imediata.6). aparecerão freqüentemente componentes de defeitos de gaiola. usando um BPFO de 107. (215. Isto evita que um rolamento em bom estado se destaque na medição de envelope.10 199. Figura 16: Filtros para medição de envelope Para a escolha do melhor filtro para a detecção do problema deve-se procurar colocar dentro do filtro a partir da segunda harmônica.34 235.19 28. contenha da segunda harmônica para frente. as bandas laterais estarão a 77.30). os espectros tornar-se-ão mais difíceis de ser analisados.2 + 30 e 215. como também bandas laterais de velocidade 1x. Mas tome cuidado.6 rpm Fonte Atlas SKF: Inner ring speed Inner ring defect frequency Outer ring defect frequency Rolling element defect frequency Inner ring rotational speed Cage rotational speed Rolling element rotational speed RPM Hz Hz Hz Hz Hz Hz 1725. No ESTÁGIO QUATRO . procurando escolher um filtro que.76 12. por exemplo.6 e 167. na pista externa. de preferência. deixando-se a fundamental fora do filtro.6 Hz em um eixo que gira a 30 Hz.6 . tendo interesse.60 311. sua freqüência esperada de vibração é: Outer ring defect frequency (Hz) : 235.30) e o segundo harmônico terá bandas laterais a 185.6Hz (107.2 Hz.ORGÃO EMISSOR. Relacionando esta freqüência com os 13 .2 . desalinhamento ou flexão do eixo modulem o sinal de defeito resultando freqüentemente em bandas laterais na velocidade de rotação.37 99. No caso acima.6 + 30 e 107.700. Abaixo de 10 rpm pode-se tratar de baixíssimas rotações. Não é proibido utilizar deslocamento simplesmente. 3 x 235. Duas maneiras de monitoramento são bastante úteis em se tratando de baixas e baixíssimas rotações: aceleração pico-a-pico real. TÉCNICAS UTILIZADAS Vários métodos já foram utilizados para tentar-se monitorar com sucesso baixas e baixíssimas rotações: deslocamento.ORGÃO EMISSOR.700. sendo assim. tornando distorcidos os dados coletados. ou velocidade. Estas regiões apresentam ruídos significativos. Estas técnicas não são descartadas. A figura abaixo mostra a tela do Setup do envelope. DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32. em monitorações que devem ser feitas cada vez em menor tempo. uma vez que o objetivo é resolver o problema e diagnosticar o defeito. falta de rigidez mecânica. envelope no domínio do tempo. 4. localizando-se então a faixa problemática para a monitoração. temos que dois filtros envolvem a primeira harmônica. que é o mais próximo. 14 . dentro do qual a energia será maior. desbalanceamentos. etc. Figura 17: Setup para análise de envelope Outros tipos de problemas também são confirmados em análise de envelope. porém não oferecem toda a segurança necessária para a garantia de um correto e seguro diagnóstico. Um fundo de 800 Hz cobrirá as freqüências de defeito da pista externa. O terceiro e o quarto filtro não cobrem esta freqüência (primeira harmônica). tudo é válido. trigger externo. detectando antecipadamente o surgimento de problemas.1. folgas. A medição realizada em Pico-a-pico garante uma melhor performance da técnica. portanto. a escolha é pelo terceiro. etc. VIBRAÇÕES EM ROLAMENTOS COM BAIXAS ROTAÇÕES 4. Neste caso. A escolha pelo fundo de escala (END FREQUENCY) será feita com o objetivo de detectarse pelo menos até a terceira harmônica. Porém o uso da técnica mais adequada evitará perda de tempo e dará maior confiança na diagnose. como desalinhamentos.3 Hz.10 = 705.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 filtros. de linhas t = Tempo (seg) 4. range = 55 r = range l = n.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 4. sendo que os componentes mais prejudicados são os retentores e algumas gaiolas. 4. sendo seu motor de acionamento WEG tipo 132S.60 rpm) apenas o sinal de envelope no domínio do tempo mostra-se eficiente.32 rpm (0.1. x 3 ciclos = 27. CASO PRÁTICO Realizou-se um estudo das vibrações de um mancal com rolamento que gira com 1.69 seg.4 RPM (1.3. 9. Estes dados são imprescindíveis para calcularmos as freqüências de defeito esperadas deste rolamento: 15 . DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32. A melhor maneira de visualizar uma baixíssima freqüência está na plotação do envelope no domínio do tempo. e a rotação de Saída dos redutores secundários: 116.5 RPM F = 1 / t 0.94 Hz).1083 Hz = 1 / t t = 1 / 0.2. F = Freqüência (Hz) t = Tempo (seg) Para perceber a presença de 1 ciclo é necessário um tempo de exposição de 9. Outros dados importantes: Rolamentos lado redutor: Rolamento Y Rolmáx 3095/UCR 219. r = 57.78 (arredondar para 55). pois as freqüências de interesse aparecem praticamente em cima do eixo das amplitudes quando plotado o espectro no domínio da freqüência. ENVELOPE NO DOMÍNIO DO TEMPO A utilização da análise de envelope para baixas rotações é um tanto definidora.022 Hz).700.ORGÃO EMISSOR.1083 tempo = 9. CONFIGURAÇÃO ENVELOPE Calculando o RANGE no domínio do tempo: Freqüência – 6. desta forma multiplicamos este tempo por 3 e em seguida calculamos o range adequado.23 Seg. Tem-se notado que em alguns casos de baixíssimas rotações (abaixo de 1 Hz . o redutor principal SEW. Rolamentos lado oposto ao redutor: Rolamento Y Rolmáx 217-800.69 seg (arredondar para 28 seg. sendo que para baixas rotações temos o primeiro filtro (5-100 Hz) como o melhor para as medições das freqüências de interesse. para enxergar os 3 ciclos completos) r= l/t r = 1600 linhas / 27. porém precisamos pelo menos de 3 ciclos.2. Existe no processo um ataque de vapor de ácido aos rolamentos.23 segundos. 23 seg. ........ freqüência de elemento girante Figura 18: Coleta correta.. As medições foram realizadas com o coletor de dados CMVA10 SKF... 5............ORGÃO EMISSOR...09 Hz Elementos Girantes............ DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32..................0............ Verificou-se deformações dos elementos girantes........ ela só foi detectada neste espectro..........0.....0..13 Hz Pista Externa.01 Hz * Cadastrados e calculados p/ rotação de 1.....0.01 Hz FREQÜÊNCIA DE DEFEITO PARA ROLAMENTO UCR 217 (MANCAIS LADO OPOSTO)*: Pista Interna................0.... Houve falha da vedação (retentor e capa do rolamento)... MODULAÇÕES 16 ........................ mostrando freqüência de elemento girante Por se tratar de uma freqüência bastante baixa...............006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 FREQÜÊNCIA DE DEFEITO PARA ROLAMENTO UCR 219 (MANCAIS LADO REDUTOR)*: Pista Interna.32 rpm no software F......0..0...14 Hz Pista Externa. (Frequency Analisys Module .....0. causando folga excessiva...12 Hz Gaiola..... Este rolamento foi trocado........10 Hz Elementos Girantes....... Após troca pôde trabalhar sem perturbações quanto à vibração....................M. Notase a seleção do fundo de escala (END FREQUENCY) em 50 Hz............... tornando impossibilitada a visualização da freqüência do elemento...14 Hz Gaiola.........A............700.......SKF).. sendo que as duas freqüências estarão visíveis no espectro. 60 Hz Figura 19: Modulação de alta freqüência. DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32. Tanto uma onda de baixa freqüência pode modular uma de alta freqüência como uma de alta freqüência pode modular uma de baixa.01 Hz e modulante de 120 Hz.ORGÃO EMISSOR. ocorrem “interferências“ entre todas as ondas. 17 . que são produzidas pelas diferentes partes do equipamento.700.04 Hz. A fonte de maior energia predominará.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 Por termos mais de uma fonte de vibração. Temos a portadora de 60 Hz e a modulante de 1113. 120 Hz Figura 20: Portadora de 1629. ANÁLISE DE ENGRENAMENTO É sabido que vibrações no engrenamento proporcionam vibrações na freqüência calculada por número de dentes vezes a rotação do eixo e harmônicos.700. 6.1. Figura 22: Freqüência de engrenamento com bandas laterais de 1x rpm do eixo problema. 18 . ANÁLISE DE REDUTORES 6. conforme figura abaixo. Fe = Z x rpm Para saber-se qual eixo contém a engrenagem com defeito (pinhão ou engrenagem).006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 Figura 21: Modulação de baixa freqüência (120 Hz) em um sinal de 1991 Hz. DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32.ORGÃO EMISSOR. observa-se a presença de bandas laterais em torno desta freqüência de engrenamento. 5 Hz Figura 24: Engrenamento (121. Este equipamento apresenta a engrenagem intermediária com “pitting” em alguns dentes. Esta vibração com relação à freqüência de engrenamento é apresentada de acordo com o tipo de problema existente no equipamento. provocando deficiência no contato do engrenamento. Uma folga no eixo pinhão provocará uma vibração de 1x rpm e harmônicos deste eixo. Detecção através da análise de vibrações. diagnosticada através dos níveis de vibração encontrados na freqüência de engrenamento. DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 Figura 23: Engrenamento com pitting. com bandas laterais de 130 Hz. Exemplo 2: Um caso prático das vibrações na freqüência de engrenamento pode ser comprovado na seqüência do trabalho a seguir. engrenamento e harmônicos. teremos uma freqüência de engrenamento de 4030 Hz. Exemplo 1: Para um eixo pinhão que rotacione em 130 Hz. onde foi-se “desalinhando” e “realinhando” o eixo pinhão e registrando-se as vibrações geradas por este problema. E 1 E 2 ENGRENAMENTO E1 = E2 = 121. Encontrando-se vibração em 4030 Hz. além de 1x freq. 19 .ORGÃO EMISSOR. além do surgimento da 3ª harmônica. Um eixo desalinhado pode provocar uma elevação da 2ª harmônica do engrenamento.700. e possua 31 dentes. dependendo da gravidade do problema.5 Hz) e espectro mostrando a supremacia da segunda harmônica do engrenamento. Bandas laterais podem ou não surgir em torno destas freqüências. Sucessivas tentativas de baixar os níveis de vibração na freqüência de engrenamento mostraram aumentos das harmônicas superiores. causando rugosidade elevada na sua superfície e provocando a rejeição pelo controle de qualidade. comprova-se uma excentricidade do eixo pinhão. Vibrações elevadas neste acionamento são repassados para a peça a ser usinada. sem a queda esperada da primeira harmônica. mostraram que além do agravamento do desalinhamento. um engrenamento defeituoso aumenta o número de harmônicas do engrenamento. A figura a seguir mostra o aumento das harmônicas de 1x freqüência de engrenamento. mostrando que um desalinhamento do eixo pinhão provoca tal sintoma. passando a ser feito por corrente dentada que absorve os choques que possam surgir com a operação. Figura 25: Harmônicos de 1x engrenamento. É sabido que um problema em uma engrenagem deve ser corrigido atuando-se no par engrenado.ORGÃO EMISSOR. DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32.700. o acionamento foi substituído. Novas posições no eixo de entrada (inferior na figura). e não se consegue a melhora com outro tipo de correção. devido ao desalinhametno do eixo de acionamento (pinhão) e engrenamento defeituoso.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 Na figura abaixo temos a amplitude da segunda harmônica maior que a primeira. Neste caso específico. Desaparecimento da freqüência de engrenamento 20 . Figura 26: Medição após a intervenção. em princípio. passando apresentar aumento da amplitude da segunda harmônica. Não é incomum o analista se achar em situação embaraçosa para finalizar diagnósticos. 6.ORGÃO EMISSOR.Fe I / rpm (ou Hz) Hz E1 = 690 Hz 23 dentes 13 Hz 53 dentes E2 = 299 Hz Figura 27: Engrenamento e ilustração do espectro de vibração para um Ghost. em situações de trabalho onde tem-se uma região da engrenagem deteriorada.299 I 13 = 6 21 . a medida que o problema se agrava. as vibrações se apresentam na primeira harmônica do engrenamento.74 Hz 63 dentes 299 Hz 377 Hz Este sinal mostra uma freqüência de 377 Hz. relacionadas a um setor defeituoso da engrenagem. DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32. exatamente por dar a impressão de que ela não tem ligação com nenhuma parte da máquina. e não no levantamento das freqüências esperadas. G = Freqüência Ghost Fe = Freqüência de engrenamento rpm = rotação do eixo que contém a engrenagem problema Exemplo: Supondo o engrenamento conforme a figura a seguir.FeI / rpm (ou Hz) O que tem-se que verificar é a relação da freqüência encontrada com o Ghost. 4. Pela fórmula do Ghost. e também diferentes de harmônicos dos componentes do sistema. Tal freqüência é chamada de “Ghost”.GHOST Por algumas vezes. Portanto: Zd = I 377 .700. São freqüências diferentes daquelas geradas pelo engrenamento. 23 dentes 30 Zd = I G . Um engrenamento defeituoso pode gerar freqüências diferentes.2 . chegando a apresentar apenas a segunda harmônica num estágio avançado do defeito. O cálculo da freqüência Ghost é usado neste estágio da análise. as vibrações são geradas em freqüências que aparentemente não se correlacionam com o engrenamento. que a primeira vista não tem relação com o engrenamento.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 A prática de análise de vibrações tem demonstrado que em redutores pesados onde há desgastes nos dentes. O cálculo do número de dentes defeituosos é feito por: Zd = Setor de dentes defeituosos da engrenagem problema. temos: Zd = IG . apontando para o pinhão de saída. porem a freqüência que está predominando nos espectro é a do Ghost é 220. DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32. com intensidades diferentes. BATIMENTO Batimento ocorre quando duas fontes de vibração com freqüências diferentes entram em fase. confirmando o problema de engrenamento.25 Hz. Nos espectros de envelope detectamos a freqüência de 20. 7. confirmando os cálculos do defeito. 28 . e girando com freqüências diferentes: VETOR H VETOR M VETOR RESULTANTE 22 .Caso: Redutor do Acionamento da Prensa de Celulose. Fig. Imaginemos que são dois vetores.Fe.ORGÃO EMISSOR. indica um setor de dentes defeituosos da engrenagem que possui um engrenamento em 299 Hz e que gira em 13 Hz. por ser inteiro.700.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 Este número.93 Hz que é a diferença entre a freqüência do engrenamento e do Ghost. Através deste calculo podemos afirmar que o defeito esta na coroa do 2º par engrenado e o defeito se localiza em 6 dentes da engrenagem de 69 dentes. por isso é utilizado o módulo no cálculo de G . A diferença entre o Ghost e a freqüência do engrenamento aparecerá no espectro de envelope. As vibrações são somadas e subtraídas a cada 360° graus. como por exemplo os ponteiros de um relógio. Só ele gira em 13 Hz e possui engrenamento em 299 Hz. A freqüência Ghost pode surgir tanto à direita como à esquerda da freqüência de engrenamento. Imaginando dois vetores. A freqüência de engrenamento calculada é 241.31 Hz. portanto. 700. Com isso as amplitudes de vibração aumentam quando as freqüências entram em fase e diminuem quando as freqüências estão defasadas em 180°. A equação que descreve este movimento é dada por: x = M. A pior situação ocorrerá quando H estiver na mesma direção de M: M+H.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 Figura 29: Batimento. 1 2 3 4 5 6 Figura 30: Polias com desbalanceamentos e rotações diferentes. A cada passagem de um vetor pelo outro acontece uma inversão na fase de 180°. O efeito do Batimento é transitório por isso produz um ruído modulado e característico. As velocidades angulares são diferentes e portanto um vetor ultrapassará o outro de tempos em tempos. sen ht A freqüência do batimento é dada por: fb = (m . Representação vetorial do fenômeno.f h O exemplo abaixo mostra dois equipamentos com rotações diferentes e com pontos pesados. e a melhor quando tivermos M a 180° de H: M-H. 23 . O poder destrutivo do Batimento é pequeno se comparado com o da ressonância.h) / 2 = f m . a resultante variará entre M+H até M-H. sen mt + H.ORGÃO EMISSOR. DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32. Tendo os vetores intensidade M e H. É o resultado de duas freqüências muito próximas entrando e saindo de sincronismo. DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32. com isso houve grande evolução nas vibrações e também o surgimento o efeito Batimento.No 3° temos a maior amplitude quando as freqüências estão em fase somando suas energias.700. modelo HZZ102-5321. acoplamento Falk. modelo 48. Bomba ULZ. problemas de processo e falta de rigidez da base.ORGÃO EMISSOR. Demonstraremos abaixo espectros de vibrações coletados em vários momentos durante o efeito do Batimento.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 O exemplo abaixo se refere a um sistema de Transferência de Óleo de uma Plataforma de petróleo composto por cinco bombas.5632. As coletas foram feitas utilizando a técnica do Pk-Hold. nº palhetas 6. potência de 200 cv e rotação de 3570 RPM. 32 . 33 .Como podemos observar o 1° espectro é no instante que as freqüências estão defasadas em 180° Fig. Motor GE. 31 . Fig.No 2° já percebemos um aumento nas amplitudes com a aproximação das fases Fig. Com a tentativa de melhorar as vibrações que ocorriam nas bombas devido a cavitações. foi soldado uma chapa de 1” nas bases unindo todas as bomba.221. 24 . constituindo problema e provocando danos mais graves ao sistema. Em outras palavras a força de excitação está sempre em equilíbrio com as forças retentoras. São os efeitos combinados das forças retentoras de rigidez. haverá uma freqüência específica na qual as forças de inércia e rigidez vão se tornar iguais em magnitude. FREQÜÊNCIA NATURAL Todas as máquinas apresentam três características fundamentais que se combinam. determinando como a máquina irá reagir às forças que excitam a vibração. para uma determinada força excitadora. ENSAIOS DE RESSONÂNCIA Ressonância é o fenômeno que ocorre quando a freqüência das vibrações forçadas de um objeto se iguala à freqüência natural do mesmo. Há casos em que a freqüência natural é excitada em trabalho. o sistema apresentará uma amplitude de vibração muito mais alta nessa freqüência específica. Como resultado. às vezes torna-se necessário identificá-la. o que produz num crescimento da amplitude. Como a força de inércia aumenta proporcionalmente com o quadrado da freqüência da força excitadora.ORGÃO EMISSOR. 25 . massa e amortecimento que determinam como o sistema irá responder a uma determinada força de excitação de vibração.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 8. devido à sua forma construtiva e à sua fixação no local de trabalho. DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32. Existem várias maneiras de se confirmar se um sistema ou uma parte deste está ou não vibrando em ressonância. A freqüência na qual as forças de rigidez e inércia têm igual magnitude e na qual ocorre a mais alta amplitude de vibração denomina-se freqüência de “ressonância”. Figura 34: Freqüência natural excitada durante o processo. Essas características são: a rigidez.1. permanecendo apenas a força de amortecimento para manter a resposta do sistema.700. a massa e o amortecimento. E como as forças retentoras de rigidez e inércia estão defasadas de 180 graus. elas literalmente se anulam mutuamente. 8. Por todo corpo possuir uma freqüência natural característica. DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32. Selecione Trigger Mode: Trigger.3. 8. e Window: uniform. 26 . Average Overlap: None Window: Uniform Selecione Display Setup. Todo a configuração deste menu encontra-se na figura abaixo. Type: Freq. medindo em FFT e tempo e mostrando as duas medições na tela do coletor. A medição Pk Hold registra o maior valor ocorrido em cada frequência. portanto não haverá integração do sinal. este menu é muito importante para registrar o espectro do ensaio.1. esta opção fará o coletor aguardar e só coletar quando a amplitude do sinal atingir 20% do fundo de escala (no exemplo). no caso ocorrer overload durante a coleta aumente o fundo de escala. se for submetido a uma excitação externa constante de freqüência idêntica à freqüência ressonante do conjunto rotor. Selecione Trigger Setup no menu Analyzer. existem técnicas que tornam mais rápida e real a localização destas freqüências “in loco”.2. Um conjunto rotor pode ser destruído. ou freqüências ressonantes. 8. com martelo ou algo semelhante e preparar o aparelho de medição para captar as freqüências excitadas. ENSAIO ESTÁTICO No ensaio de ressonância estático é possível identificar a freqüência natural de uma máquina ou estrutura para esta condição. Esta seleção é devido ao uso do acelerômetro como captador do sinal. pois o coletor precisa estar preparado e medir após o impacto. Muitos equipamentos são projetados de modo que seus conjuntos rotores tenham rotação de serviço abaixo ou acima da primeira rotação crítica. ROTAÇÃO CRÍTICA Todos equipamentos possuem muitas freqüências próprias de vibração. sendo importante selecionar Average Type: Pk Hold. Selecione Full Scale: 10 Gs. selecione Input Setup e no campo Type selecione a opção Acceleration. É recomendado que a primeira rotação crítica se situe 50% acima ou 50% abaixo da rotação de serviço de um conjunto rotor. esta freqüência ressonante é conhecida como rotação crítica. Selecione agora Spectrum Setup. Trace: Dual. Spectrum Setup Lines: 400 Freq. Average mode: cont. São ensaios de ressonância estáticos e dinâmicos e que podem ser feitos sem complicações.ORGÃO EMISSOR. PREPARANDO MICROLOG 1 CANAL: No menu Analyzer. 8.700. Start Freq: 0 Maximum Freq: 500 Number of averages: 1 Average Type: Pk Hold Average Mode: Cont.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 Além dos cálculos referentes a cada equipamento.3. O objetivo deste ensaio é excitar a freqüência natural através de uma batida. No caso de máquinas rotativas. 050 segundos de antes da batida.700.0 Lenght/Rev: 1. Após o impacto a onda aparecerá no display. Figura 35: Ensaio de ressonância Estático FFT Figura 36: Ensaio de ressonância Estático Time 27 . Poderá demorar alguns minutos. dependendo do sistema e de todo o Setup utilizado. A mensagem NO TRIGGER aparecerá no visor. DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32. também. que ajustará o display para -0.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 Trigger Setup Trigger Mode: Trigger Trigger Source: Input Input Trigger Slope: + Input Trigger Level: 20 %FS Trigger Delay: -50 ms Pulses/Rev: 1.0 Selecione Trigger Delay: -50 milisegundos. É interessante a realização de 3 ou 4 vezes o mesmo ensaio. É importante. A mensagem NO TRIGGER deverá desaparecer quando a batida for aplicada com a força suficiente.ORGÃO EMISSOR. É um pré-filtro. a realização de uma medição em “free run” para o registro do espectro de fundo. até que seja dada a batida. certificando-se assim que as mesmas freqüências estão presentes em todos os ensaios. Selecione Full Scale: on. ENSAIO DINÂMICO Assim como temos freqüências naturais do equipamento estático. PREPARANDO MICROLOG 1 CANAL: No menu Analyzer. Selecione agora Spectrum Setup. Type: Freq.0 Lenght/Rev: 1. Todo a configuração deste menu encontra-se na figura abaixo. Trace: Dual. DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32. Este ensaio permite que durante o funcionamento da máquina avalie-se a passagem por freqüências naturais ou a proximidade da rotação de trabalho de alguma ressonante. Para o registro destas freqüências pode-se usar a técnica “Pk Hold”. Esta seleção é devido ao uso do acelerômetro como captador do sinal.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 8.1.700. Selecione Trigger Setup Toda a configuração deste menu encontra-se na figura abaixo Trigger Setup Trigger Mode: Free run Trigger Source: Input Input Trigger Slope: + Input Trigger Level: 0 %FS Trigger Delay: 0 ms Pulses/Rev: 1. as zonas de ressonância serão registradas. medindo em FFT e tempo e mostrando as duas medições na tela do coletor. selecione Input Setup e no campo Type selecione a opção Aceleração p/ Velocidade. Average Overlap: None Window: Hanning Selecione Display Setup. portanto não haverá integração do sinal. e Window: Hanning. Start Freq: 0 Maximum Freq: 100 Number of averages: 40 Average Type: Pk Hold Average Mode: Cont. Spectrum Setup Lines: 400 Freq.4. Tanto na subida quanto na descida.4.ORGÃO EMISSOR. 8. O Pk Hold é feito na subida e na descida de rotação do equipamento. sendo importante selecionar Average Type: Pk Hold. registrando-se os maiores eventos em cada freqüência. A medição Pk Hold registra o maior valor ocorrido em cada freqüência.0 28 . Average mode: cont. também a temos quando este se encontra em regime de trabalho. 700. CONCEITOS E FUNDAMENTOS Quando diante de casos que necessitam de estudos mais.1. 9. Na análise de ordem podemos acompanhar o comportamento das harmônicas e sub-harmônicas da rotação. 1º PASSO: > ANTES DE DETERMINAR A FREQUÊCIA NATURAL É NECESSÁRIO FAZER O ESPECTRO DE FUNDO COM O MODO DE DISPARO LIVRE (FREE RUN).ORGÃO EMISSOR. 29 . ANÁLISE DE ORDEM 9. Acompanhando a evolução dos componentes múltiplos da rotação poderemos perceber a existência de freqüências naturais em regiões que a rotação não atingirá. DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32. Equipamento parando. gravando o comportamento das componentes durante a partida ou parada do equipamento.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 Figura 37: Ensaio Pk Hold. detalhados temos alguns recursos que podem ser utilizados com sucesso. teremos via software.700. aparecendo no espectro apenas a rotação e seus múltiplos. deverá ser realizada a análise de ordem “in loco”. CMVA10 da SKF). que trabalha em 3600 rpm. CUT OFF RPM ACC TO VEL 30 MM/S * RMS 98. que possibilitará a montagem do gráfico de subida e descida de rotação. o sinal será gravado em fita cassete e depois processado quantas vezes forem necessárias.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 Esta gravação pode ser via gravador ou mesmo via coletor de dados (por exemplo CMVa55.ORGÃO EMISSOR.0 Hz 60 Hz 30 . A configuração do coletor CMVA55. para a coleta e plotagem dos gráficos. Figura 38: Gravador digital (DAT) para gravação do sinal de vibração. 9.2. pode ser feita conforme segue: Selecionar a opção INPUT SETUP no menu ANALYSER: TYPE FULL SCALE DETECTION INPUT LOW FREQ. SUBIDA E DESCIDA DE ROTAÇÃO CASO 1: Utilizando um coletor de dados CMVA55 SKF. durante a partida e parada de um motor de um esmeril. Caso a opção seja por um gravador tipo DAT ( figura 38 ). a tabela de freqüências x amplitudes. Isto oferece a vantagem de “partir-se” e “parar-se” a máquina sem interferência na produção. Pode ser usado simultaneamente com um coletor de dados. No caso de execução com coletor de dados.0 MV/EU 3. DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32. ORGÃO EMISSOR. Selecionar UTILITIES: Entrar em SYSTEM SETUP e selecionar no campo AUTO RANGE: “ON”. DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32. garantindo assim que a coleta comece com a condição inicial (repouso ou rotação de trabalho). LINES MEASUREMENT TYPE NUMBER OF ORDERS NUMBER OF AVERAGES AVERAGE TYPE AVERAGE OVERLAP WINDOW 400 * ORDERS 10 ** 10 AVERAGE CONTINUOUS HANNING *400 linhas: menor número de linhas acelera a coleta. selecionar no campo PULSES / REV: 2. que neste caso é importante. 3 e assim por diante. 31. Para gravar a medição. iniciará a medição.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 * A escolha do FULL SCALE é válida quando o campo AUTO RANGE estiver em “OFF”. e 32 a seguir. independente do valos anteriormente definido. ** Caso se queira Ter no espectro sub-harmônicas. é necessário um trigger externo. ** 10 orders: número de harmônicos da rotação que se quer no espectro. 31 .700. As coletas consecutivas possibilitam as gravações dos espectros conforme as figuras 30. Executando-se TAKE DATA. É importante iniciar a medição antes de parar ou partir o equipamento em estudo. para “informar” o coletor a freqüência da rotação. Caso esteja em ON o FULL SCALE se ajusta automaticamente. Selecionar TRIGGER SETUP no menu ANALYSER: TRIGGER MODE TRIGGER SOURCE INPUT TRIGGER SLOPE INPUT TRIGGER LEVEL TRIGGER DELAY PULSES / REV LENGTH / REV TRIGGER EXTERNAL * + 0 % FS _______ms 1 ** 1 * Trigger source: external. pressione a tecla [SAVE]. 80 Hz.36 Hz. 1xRPM e harmônicos Figura 40: Rotação em 33. DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32.700.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 Figura 39: Rotação = 57. Nota-se no domínio do tempo a ausência de outras fontes de vibração 32 .ORGÃO EMISSOR. 700. 33 .ORGÃO EMISSOR. Figura 42: Dados coletados em Análise de ordem utilizando CMVA55 SKF Plotando-se os valores das amplitudes x freqüências obtidos neste ensaio.38 Hz. É a Análise de 1a ordem. que mostra claramente o que acontece com a componente 1xRPM. DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32. acompanhando 1xRPM.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 Figura 41: Rotação em 29. desde a rotação de trabalho (3600 RPM) até o momento em que ele para por completo. tem-se gráfico conforme figura 43. Na figura 42 temos a tabela formada pelos valores obtidos nos ensaios de parada do motor em estudo. Isto é útil para a eliminação das vibrações durante o processo de produção. 46 e 47 mostram os resultados do ensaio. Figura 44: 21xRPM com motor 1 + motor 2 ligados Figura 45: 22xRPM com motor 1 + motor 2 ligados 34 . Parada do equipamento ( freqüência x amplitude ) Nota-se uma região de ressonância localizada em torno de 40 Hz ( 2400 RPM ). realizada com gravador tipo DAT (ver figura 44). pois é a região onde a vibração em 1xRPM atinge os maiores valores. com o objetivo também de estudar como a componente de 72. 45. acompanhamos a evolução das componentes em 21xRPM e 22xRPM de um pinhão de moinho.48 Hz é formado. sendo múltiplo exato de 21xRPM. CASO 2: Através da ANÁLISE DE ORDEM.ORGÃO EMISSOR.700. DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32. Os gráficos das figuras 44.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 Figura 43: Acompanhamento de 1xRPM. Estes ensaios permitiram localizar uma freqüência natural existente no pinhão. As figuras 46 e 47 apresentam o ensaio realizado com 10% de carga.ORGÃO EMISSOR. O componente 21xRPM alcança amplitude máxima em 72. AMOSTRAGEM SÍNCRONA COM TRIGGER EXTERNO 10.40 Hz de 6. comparados a valores em torno de 1. o componente 22xRPM alcança amplitude máxima em 73.81 mm/s RMS.0 mm/s RMS.46 mm/s RMS.1.25 mm/s RMS.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 Figura 46: 21xRPM com motor 2 ligado Figura 47: 22xRPM com motor 2 ligado A figura 44 e 45 apresentam o ensaio realizado com carga. em uma posição bastante superior à sua rotação de trabalho (em torno de 3. quando ela estaciona em 75. O componente 21xRPM alcança amplitude máxima em 72.45 Hz).85 Hz.36 mm/s RMS. A componente 22xRPM alcança amplitude máxima em 72.49 Hz de 2.40 Hz de 21. CONCEITOS E FUNDAMENTOS 35 . DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32.75 Hz de 17. ao constatar-se a passagem tanto da 21a quanto da 22a harmônica pela região de ressonância. 10. A componente 22xRPM apresenta valores surpreendentes ao passar por 73.75 Hz.700. Média no tempo é uma medição dos componentes que coincidem com a rotação da máquina tendo como referência um sinal de luz que é emitido de um trigger externo para uma marca no eixo. Figura 48: Kit fotosensor SKF para medição com trigger externo Especialmente quando temos duas fontes de vibração próximas e com freqüências também bastantes próximas. No processo de medição de média síncrona é importante o trigger estar bem sincronizado para que o processo de medição seja coerente com a rotação.ORGÃO EMISSOR.700. Geralmente. A seleção do componente de interesse é feita com a utilização de uma marca reflexiva em cada parte da máquina que irá ativar um fotosensor direcionado para esta parte. podendo também ser utilizado um sensor de proximidade. Em um mancal temos a vibração global. Exemplo 1: 36 . que é a soma de todas as fontes influentes neste mancal. quando um sinal é composto por várias perturbações. a localização da falha é difícil exatamente por envolver baixas freqüências. a técnica da amostragem síncrona diferencia a fonte problema. Média no tempo é diferente das medições normais no domínio do tempo é medida e somada antes de acontecer a conversão para FFT. o transdutor usado para fazer média no tempo síncrona é um acelerômetro. Esta técnica é importante ferramenta na separação das fontes de vibração. Ruídos e sinais que não coincidem com a rotação não ficam na medição.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 Quando temos a boa performance de componentes de uma máquina de baixa rotação afetada por algum problema de origem mecânica. O fotosensor é obrigatório. O fotosensor controla o analisador para registrar somente vibrações nas freqüências do componente focado e seus múltiplos harmônicos. A figura a seguir mostra um Kit de fotosensor da SKF. DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32. portanto são medições absolutas. Medição mancal inferior. pode-se utilizar um sensor de proximidade para registrar o movimento da prensa.700. Trigger rolo superior. Estas medições são feitas com acelerômetro. Medição mancal inferior. através de fotosensor. Medição mancal superior. Medição mancal superior. Tem-se o fotosensor direcionado para o feltro.ORGÃO EMISSOR. O acelerômetro é montado no mancal e as vibrações são medidas com o trigger variando de lugar (referência). rolo inferior e feltro). Trigger rolo inferior. Para a determinação da vibração exatamente da região do NIP. Medição mancal inferior. sendo o feltro de baixa freqüência e os dois rolos com freqüências próximas. Trigger rolo inferior. Trigger rolo superior. Trigger no feltro. 37 . Nestas regiões são particularmente interessantes as medições de média no tempo com trigger externo. DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32. Figura 50: Fotosensor instalado e direcionado para o feltro de uma prensa de máquina de papel A seqüência de medição ocorre na seguinte ordem: Medição mancal superior. Esta montagem é mostrada na figura 51. Figura 49: Região de prensa de máquina de papel Uma montagem em máquina de papel é mostrada na figura a seguir.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 A figura 47 mostra a região de uma prensa de máquina de papel. Trigger feltro. Ocorre vibração em um local onde temos três componentes influenciando (rolo superior. O conjunto de medição com transdutor de deslocamento é formado por componentes que são eletricamente conectados um ao outro.1 COMO FUNCIONA UM SENSOR DE PROXIMIDADE Os transdutores sensíveis ao deslocamento operam sem contato com a superfície a ser monitorada. Monta-se o sensor de proximidade no local de interesse e seleciona-se a superfície a ser medida. É recomendada a sua utilização em máquinas onde pequenos deslocamentos podem danificar partes girantes. conforme figura 39. tendo capacidade de operar em baixas freqüências.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 Figura 51: Sensor de proximidade e fotosensor montados para realização de medição relativa na região do NIP 10.ORGÃO EMISSOR.2. proporcionando vantagens adicionais em relação aos outros transdutores. Não apresentam desgastes por atrito. SENSORES DE PROXIMIDADE Estes sensores podem ser utilizados para medições especiais.700. ou onde tais deslocamentos não sejam percebidos na carcaça ou ainda em componentes onde a massa do transdutor pode influenciar na medição. tanto através de instalações fixas como não fixas. DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32. 10. Alimentador do transdutor. Transdutor de deslocamento com cabo. Cabo extensão.2. 38 . Esta distância é chamada de GAP. A bobina do transdutor. ESPAÇO LIVRE E DISTÂNCIA MÍNIMA Transdutores de deslocamento produzem campos de alta freqüência e.2. ele irá interferir na medição. correntes parasitas são geradas destro deste campo.700. Os transdutores de deslocamento devem ser fixados preferencialmente em partes de máquinas que não interfiram no resultado da medição através de suas freqüências naturais. O transdutor produz um campo magnético ao redor da bobina. A atenuação do circuito oscilador é convertida dentro de uma folga proporcional ao sinal de saída do oscilador.ORGÃO EMISSOR. Ao fixar-se um transdutor.2. Identificação dos componentes Este sistema é usado para medições de deslocamento e opera de acordo com o princípio de correntes parasitas. seguir os requisitos relacionados abaixo: 10.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 Figura 52: Transdutor de deslocamento. fornecendo valores falsos. precisamente. Este ajuste é dado a partir da relação: 200 mV = mils 7. se algum condutor de eletricidade estiver presente dentro desde campo. as quais atenuam o circuito oscilador. captando vibrações entre 0 e 10 Khz. deve-se. Se o material condutor de eletricidade estiver presente no interior do campo magnético. cabo de extensão e os elementos do circuito do alimentador formam um circuito oscilante. DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32.87 V mm 39 . 40 . DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32. o limite inferior é de 10 mils (250 m). o que eqüivale a 10 volta pico-a-pico.700.ORGÃO EMISSOR. o posicionamento correto é uma distância de 50 mils (1. O efeito da temperatura e o material do eixo também devem ser levados em consideração. Medição Mínimo diâmetro de controle Figura 55: Montagem do sensor de proximidade Segundo fabricantes. porque alteram a condutibilidade do material do eixo. o que equivale a 2 volts pico-a-pico. Nos mancais axiais.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 Figura 53: Ponta do transdutor Figura 54: Distância para o final do eixo.27 mm). TYPE: ACELERATION P/ DISPLACEMENT. UTILIZANDO O CMVA 10/55/60 SKF Em situações onde se necessita saber o deslocamento entre partes.700. Com isto pode-se verificar a instabilidade do eixo nesta direção.2. A sensibilidade do sensor de proximidade (200) deve se selecionada digitandose. Ver figuras 56 e 57. Medições de folgas axiais ou radiais em situação de trabalho são facilmente mensuráveis. Este tipo de medição pode ser útil quando se trata de identificar a freqüência para a confecção de isolação. 41 .3. DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32. sendo este valor proporcional ao comprimento do cabo. que é feita em deslocamento. sendo que o cabo não deve ser encurtado e nem aumentado. Seleciona-se deslocamento. O fabricante adota um comprimento padrão. sob o risco de ocorrer distorção nos valores lidos. 10. ou seja. com relação ao mancal. Figura 56: Sensor de deslocamento montado em eixo de gerador na direção axial Pode-se utilizar o sensor de proximidade para uma medição relativa entre uma máquina e o piso. Exemplo: Se quiser medir o deslocamento axial (folga axial) de um eixo de um gerador. deve-se utilizar este tipo de medição. INPUT SETUP. no campo ANALYSER.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 A capacitância do cabo. por exemplo. a sua retenção de energia também influencia na sensibilidade. a utilização do sensor de proximidade é bastante eficaz. conforme croqui da figura 57.ORGÃO EMISSOR. DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32.46 Hz. Figura 58: Espectro obtido com sensor de proximidade. Freqüência a ser isolada A figura 59 mostra a configuração para a realização da média no tempo com trigguer externo utilizando o coletor / analisador CMVA55 da SKF. INPUT SETUP TYPE ACEL p/ VELOC FULL SCALE 10 DETECTION PK a PK ou RMS INPUT 98 MV / EU LOW FREQ. mostrando vibração em 2. CUT OFF 3 RPM 1780 TRIGGER SETUP TRIGGER MODE TRIGGER TRIGUER SOURCE EXTERNAL INPUT TRIGGER SLOPE + INPUT TRIGGER LEVEL 0 TRIGGER DELAY 0 MS PULSES / REV 1 LENGHT / REV 1 SPECTRUM SETUP LINES 400 FREQÜÊNCIA TYPE ORDERS NUMBER OF ORDER 30 NUMBER OF AVERAGE 40 AVERAGE MODE TIME SYNC AVERAGE OVERLAP NONE WINDOW UNIFORM DISPLAY SETUP TRACE Dual SCREEN 1 Magnitude SCREEN 1 Time PHASE TYPE 0 – 360 CURSOR TYPE CROSS X AXIS LABEL 3 42 .700.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 Figura 57: Posicionamento para medição relativa entre máquina e piso As medições apontam baixas freqüências. Deslocamento do equipamento com relação ao solo. que evitam transmissões das vibrações. neste caso utilizadas para a confecção de isoladores de vibração especiais.ORGÃO EMISSOR. Para que os maiores picos ocorridos durante a medição em cada freqüência sejam mantidos no display. porém não serão cortadas outras freqüências. MONITORAÇÃO DE MÁQUINAS COM ROTAÇÃO VARIÁVEL Todas as componentes serão dadas em função da rotação. 50 CV. aliada a um trigger externo. DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32.700. 43 . utiliza-se a técnica Peak-Hold. fixando-se o número de linhas na coordenada horizontal.ORGÃO EMISSOR. A figura 61 mostra um espectro realizado com a técnica Order / Peak-Hold durante a variação de rotação de um motor de 3600 RPM. Para isto deve ser utilizada a técnica order.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II Figura 59: Telas para configuração do coletor / analisador CMVA55 SKF VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 Figura 60: Média síncrona com trigger externo 11. a vibração encontrada no motor é influenciada pelas partes acionadas. a solução poderá ser encontrada. haverá a queda na vibração instantaneamente após a remoção da alimentação.. se tivermos um problema elétrico.700. que são transmitidos ao rotor. 44 . pois. como engrenamentos. O esquema da figura 62 ilustra o processo de medição de rotação variável Figura 62: Análise de rotação variável 12.ORGÃO EMISSOR.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 Figura 61: Variação de rotação num motor de 3600 RPM. E mais. variando o “air-gap”. CONCEITOS E FUNDAMENTOS Vibrações em motores elétricos de indução estão relacionadas à problemas mecânicos e magnéticos. variações da resistência ôhmicas das bobinas do estator. como por exemplo. se manifestando como um sintoma de desbalanceamento do rotor. afetando o campo magnético e provocando perturbações elétricas. causam a mudança da posição de giro do rotor. podem alterar o comportamento dinâmico do conjunto.1. rotores. Análise order / peak-hold . DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32. ANÁLISE MAGNÉTICA 12. etc. Alguns testes práticos podem ser realizados no motor em estudo.. falta de rigidez mecânica. rolamentos. desalinhamento. possibilitando a conclusão do diagnóstico com maior precisão. Acompanhando-se no analisador a queda das amplitudes de vibração. teste de desligamento de energia elétrica.. Problemas de desbalanceamento. Por exemplo. entre outros. Problemas elétricos. Forças de atração desbalanceadas resultam em vibração. A frequência de escorregamento é a diferença entre velocidade síncrona e a velocidade do rotor. Se o rotor tivesse de acompanhar a velocidade do campo girante. Em presença de problemas mecânicos e elétricos é esperadas a modulação de amplitude em 59. Figura 63 .4 Hz). respectivamente).Nm. a rotação do rotor estará em 3564 rpm (59. Para que haja corrente induzida no rotor é necessário que suas espiras cortem as linhas de força do campo. A velocidade síncrona depende da alimentação e do número de pólos do motor. fr. se houver problema elétrico.8 Hz e 120 Hz (2x rpm e 2x freqüência síncrona. a redução será muito mais significativa.700. de acordo com a fase de cada onda. Ns Os campos girantes avançam em relação ao rotor por 2 polaridades para cada ciclo da frequência de escorregamento. nenhum esforço de rotação.Neste micromotor também existem vibrações. DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32. com fornecimento de energia em 60Hz. Poderá ocorrer também modulação de amplitude de um componente do motor devido à problema magnético. não haveria corrente induzida e. os condutores do rotor não seriam cortados por qualquer fluxo. a energia das componentes é bem reduzida. portanto. A tabela abaixo relaciona e compara os problemas e suas causas: TIPO DE PROBLEMA FREQUÊNCIA SINTOMÁTICA DE VIBRAÇÃO VARIAÇÃO NO “AIR-GAP” VARIAÇÃO DE CAUSAS TÍPICAS 45 .4 Hz e 60 Hz (1x rpm e 1x frequência da rede) e 118.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 Redução de carga no equipamento acionado causa redução das vibrações mecânicas. Forças desbalanceadas podem ter como fonte variações de corrente ou do air-gap. Freqüências muito próximas podem causar este tipo de problema. porém. O rotor do motor não gira com velocidade síncrona. mas escorrega para trás no campo girante. O torque é produzido quando existem forças balanceadas dos dois lados do rotor. Por exemplo: em um motor de 2 pólos.ORGÃO EMISSOR. se somando e se subtraindo. com escorregamento de 1%. Porém. necessitando de uma diferença (atraso) de velocidade entre rotor e campo girante. Modulações de amplitude podem indicar combinações de problemas elétrico e mecânico. A frequência esperada de escorregamento pode ser definida como sendo o escorregamento unitário vezes a frequência da linha (alimentação): s = Ns . estator deformado. BARRA(S) SOLTA(S) DO ROTOR. LAMINADOS DO ROTOR EM CURTO. etc.700. DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32. por exemplo.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 CORRENTE EXCENTRICIDADE ESTACIONÁRIO 2X FREQÜÊNCIA DA REDE 1X RPM. Estas situações produzirão vibração em 2x freqüência da rede (2x 60 Hz. devido a um rotor empenado). COM 2X FREQÜÊNCIA DE ROTATIVO ESCORREGAMENTO EM BANDAS LATERAIS EXCENTRICIDADE DINÂMICA.Frequências esperadas de vibração para excentricidade estática (a) e dinâmica (b) Deve-se ter em mente que em alguns casos práticos temos os dois efeitos e apenas uma causa. no Brasil). para alimentação padrão. Isto produzirá uma vibração forçada em 1x rpm e 2x freqüência de escorregamento em bandas laterais em torno de 1x rpm. devido ao desgaste de um rolamento. folga entre uma tampa e a pista externa de um rolamento. ESTÁTICA. sendo que a verdadeira origem da vibração será identificada após a análise de todos os espectros. FALHA DO ENROLAMENTO DO ESTATOR Excentricidade estática refere-se a excentricidade que não se move. Excentricidade dinâmica move-se com o rotor (por exemplo. além de produzir picos em 2x escorregamento em análise de envelope e envelope de espectro de corrente. FALTA DE RIGIDEZ DO SUPORTE DO ESTATOR BARRA(S) DO ROTOR ROMPIDA(S) OU QUEBRADA(S). 2x rede 1x rpm c/ bandas laterais de 2x escorregamento (a) (b) Figura 64 . 46 .ORGÃO EMISSOR. sendo que agora usando um alicate de corrente.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 12. Nesta medição serão detectadas todas as freqüências modulantes dentro do filtro aplicado. na qual tem-se modulações de harmônicos de 1x rpm do motor. que conterá as harmônicas superiores da onda de energia gerada.1. a sua sensibilidade é a que deve ser escolhida. ESPECTRO DE CORRENTE – AMPER 47 .2.700. ENVELOPE DO ESPECTRO DE CORRENTE Em análise de motores elétricos é importante a coleta e verificação dos espectros de corrente (ver apostila ENGEFAZ . DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32. Figura 66: Espectro da corrente via análise de envelope 12. Para isto. O desenvolvimento e a técnica da Análise de Envelope pode ser aplicada também com sucesso na medição de corrente. prepara-se o coletor para realizar Envelope de Aceleração. Figura 65: Setup para Análise de Envelope do Espectro de Corrente O espectro da figura abaixo mostra uma medição de envelope no terceiro filtro. Apenas a sensibilidade é mudada. conforme figura 65.ORGÃO EMISSOR.MOTORES ELÉTRICOS). para um melhor diagnóstico sobre problema de origem mecânica ou magnética. coleta-se os sinais elétricos provenientes das fases. Esta técnica permite verificar a forma de onda da corrente elétrica em motores e geradores.700. Figura 67: Espectro de corrente em função da freqüência Figura 68: Espectro de corrente em função do tempo. 48 .006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 É uma técnica executada como rotina de monitoração. DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32. Através de um alicate de corrente acoplado ao instrumento que monitora vibração. Senóide fundamental.ORGÃO EMISSOR. 700. DOCUMENTO Nº: GPS/bDH/TT 32. Pacote de senóides.006 DATA EMISSÃO: Inspeção Dinâmica 04/07/2005 Nº REVISÃO: 00 APOSTILA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO – Nível II VIGÊNCIA: 04/07/2005 APROVADOR: COMITÊ Diretivo – 10/01/2005 Figura 69: Espectro de corrente em função do tempo.ORGÃO EMISSOR. 49 .
Report "Apostila Análise de Vibraçao Nível II - Revisao 1"