Curso Online de Analise de vibraçoes

princípios de
vibrações mecânicas

princípios de
vibrações mecânicas

introdução
 
atualmente os gerentes de fábricas têm enfrentado problemas gerais, tais como: redução de custos, maior disponibilidade de máquinas, redução de mão-de-obra e problemas diversos inerentes a qualquer unidade produtiva.
com isto a busca de ferramentas que possibilitem esses fatos tornou-se intensa, uma destas alternativas é o acompanhamento preditivo, também conhecido por manutenção por condição ou manutenção preditiva.
a manutenção por condição diferencia-se da corretiva pelo fato de que somente será intervido em um equipamento a partir do momento em que este apresentar os sinais de falha e na corretiva faz-se a manutenção quando a máquina quebra, caracterizando para equipamentos importantes um custo bastante elevado de manutenção (horas de parada, mão-de-obra, falta de reposição, etc.).
a manutenção preventiva baseada na vida média caracteriza-se por intervenções em intervalos fixos em equipamentos, que normalmente gera dois tipos de custo: o custo das peças que são trocadas ainda em condições de uso e o custo da quebra deste equipamento por um defeito inserido em uma manutenção desnecessária. a característica da preventiva é o fato principal de incorrer paradas desnecessárias, reduzindo o percentual de disponibilidade do equipamento, porém em número bastante superior que a corretiva.
a manutenção por condição sendo ela por análise de vibrações, termografia, ferrografia, análise de óleo, ensaios de ultra-som, etc., os quais fornecem dados seguros para ser prevista a manutenção das máquinas, garantindo que até a próxima parada a máquina esteja isenta de quebras inesperadas.
a análise de vibrações dentre as ferramentas do controle preditivo, é a que apresenta o melhor custo/ benefício. ela fornece dados para que possamos prolongar a vida do equipamento com informações obtidas durante a vida do mesmo, eliminando desvios "dia 1" e problemas de montagem que reduzem significativamente a vida útil dos equipamentos.

a vibração
 
um corpo é dito estar vibrando, quando ele descreve um movimento de oscilação em torno de uma posição de referência. o número de vezes de movimentos completos (ciclos), tomados durante o período de um segundo, é chamado de freqüência e é medido em hertz (hz = ciclos/segundo). vibrações mecânicas podem ser geradas intencionalmente para produzir um trabalho útil, como em alimentadores vibratórios, britadores de impacto, compactadores, vibradores para concreto, etc; porém, a vibração normalmente é considerada indesejável, e sua presença em equipamentos rotativos acelera consideravelmente o desgaste provocando quebras e por conseguinte paradas inoportunas, elevando os custos da produção.
neste curso, nos dedicamos à eliminação da vibração não desejada, identificando a sua origem pelo estudo de seu comportamento, registrado por instrumentos de medição, de modo a promover um diagnóstico exato, que permita uma correção definitiva, pois acreditamos ser o entendimento do problema, um precioso passo no caminho da solução. na prática, a vibração existe devido à efeitos dinâmicos, tolerâncias de fabricação, folgas, atrito entre partes em contato, forças desequilibradas em elementos rotativos e recíprocos.
o aumento do nível de vibração, está relacionado com alterações ocorridas em um ou mais elementos da máquina, influenciando também outros componentes por estarem interligados. uma pequena vibração pode excitar freqüências de ressonância de outras partes estruturais e ser amplificada para um nível maior de vibração, que geralmente será percebido na estrutura e não diretamente na fonte de vibração.
a vibração de um componente simples, como de uma lâmina fina, excitada numa determinada freqüência, é facilmente identificada.
 
 

controle preditivo por análise de vibrações
 
existe um universo de caminhos para a implantação de um controle preditivo via análise de vibrações e também um universo de parâmetros a serem estabelecidos como padrão para o sistema.
tais parâmetros normalmente são os seguintes: intervalo entre medições, parâmetros de vibração que serão coletados a cada ponto, a definição dos pontos de medição, a codificação dos mesmos para que se estabeleça o histórico com relação ao ponto e a máquina, níveis iniciais e de acompanhamento e alarme, organização de rotas de medição, definição de equipamentos a serem acompanhados e de que maneira eles serão acompanhados, etc.
todos os parâmetros descritos acima variam para cada tipo de equipamento a ser contemplado com o controle preditivo.
 
a. escolha de equipamentos: normalmente, no início de um programa preditivo sugere-se que sejam escolhidos aqueles equipamentos ditos "classe a", vitais para o processo produtivo, e que em caso de parada por quebra ou para intervenção provoquem paradas prolongadas quer pelo seu porte, ou pela falta de peças de reposição, ou por outros motivos característicos a cada empresa. com o decorrer do controle preditivo e a evolução do pessoal de campo em análise de vibrações serão incorporados gradativamente equipamentos de classes inferiores e outros que sejam justificados sua necessidade pelo melhor desempenho do sistema.
 
b. pontos de medição: a vibração da máquina normalmente tem origem em suas partes rotativas, porém é sentida na sua parte estática, portanto é transmitida através dos mancais dos equipamentos, pois neles são sentidas as vibrações provenientes dos componentes internos à máquina.
 

na ilustração, o transdutor a faz uma medição melhor que o transdutor b, assim como o transdutor c está numa posição mais direta que o transdutor d.
 
 

na monitoração de equipamentos, a escolha da direção da medição deve incluir medição na direção axial (z), e em uma das direções radiais (horizontal-x ou vertical-y), normalmente na direção radial que apresentar menor rigidez (maior nível de vibração).
 

c. nomenclatura/codificação: o estabelecimento de uma codificação dos pontos de medição e dos equipamentos envolvidos deve ser construída de forma simples e clara para facilitar o acompanhamento e a criação das máquinas e pontos de medição para o software, o que facilitará sobremaneira a comunicação entre os usuários do sistema.
 
d. rotas: as rotas são roteiros de equipamentos a serem medidos. são estabelecidas de maneira racional para que todos os equipamentos cobertos pela coleta de sinal de vibração sejam medidos no intervalo de tempo especificado e que não se fique andando de um lado para outro dentro da fábrica.
 
e. como medir: existem diversas formas de avaliarmos uma vibração: através do nível global de vibração ou espectros em freqüência, o qual pode ser auxiliado através de medições especiais, tais como: cepstrum, detetor de envoltória (envelope), zoom, scan, fase, etc.
 
f. intervalo entre medições: o estabelecimento do intervalo dependerá basicamente das medições iniciais e que poderá ser alterado ao longo do monitoramento podendo em alguns casos ser desde diário até semestral. este parâmetro é definido para cada equipamento dependendo de suas características mecânicas e de evolução do nível de vibrações.

"você estará medindo máquinas em funcionamento, portanto extremo cuidado para não encostar a mão ou partes do aparelho em partes móveis, pois um grave acidente pode ocorrer".

causas de vibração em máquinas

desbalanceamento de massa

desalinhamento de eixos

folgas generalizadas

dentes de engrenagens

rolamentos

técnicas preditivas

a vibração é uma oscilação em torno de uma
posição de referência e é freqüentemente um
processo destrutivo, ocasionando falhas nos
elementos de máquina por fadiga.

o movimento vibratório de uma máquina é o
resultado das forças dinâmicas que a excitam.
essa vibração se propaga por todas as partes
da máquina, bem como para as estruturas li-
gadas a ela. geralmente uma máquina vibra
em várias freqüências diferentes.