analise vibração nsk

7/21/2019 Analise Vibrao NSK

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ANLISE DE VIBRAES


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CONCEITOS DE MANUTENOTIPOS DE MANUTENES

Manuteno Corretiva - o servio de manuteno realizado aps a falha, como o prprionome sugere o trabalho de corrigir. Equivale a uma atitude de defesa enquanto se esperauma prxima falha acidental. chamada manuteno catastrfica ou manuteno tipobombeiro. Ou seja, norteada pela idia: nada se faz enquanto no houver fumaa (defeitoou falha).Este ainda o mtodo tradicional de se fazer manuteno e sempre gera altos custos dematerial, mo de obra e tempo elevado de equipamento parado, devido a dificuldade de seplanejar as intervenes.

Manuteno Preventiva Define-se como sendo um conjunto de procedimentos que visammanter a mquina em funcionamento, executando rotinas que previnam paradas imprevistas. o mtodo onde as intervenes tm previso, preparao, programao e controle. Ou seja,as intervenes so planejadas.As rotinas de manuteno preventiva compreendem:

- Lubrificao.- Inspeo com mquina parada.- Inspeo com mquina em operao.- Ajuste ou troca de componentes em perodos predeterminados.- Reviso de garantia.- Cuidados com transporte e armazenamento.- Reparos de defeitos detectados pela inspeo.


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CONCEITOS DE MANUTENOManuteno Preditiva um aperfeioamento da manuteno preventiva, baseado no realconhecimento das condies da mquina, equipamento ou componente.A manuteno preditiva nasceu de uma constatao: muitos componentes ainda em bomestado so trocados nas intervenes de preventiva.Devido a isso, buscou-se modos de revero momento da falha para intervir pouco antes da ocorrncia.Seu objetivo prevenir falhas nos equipamentos ou sistemas atravs de acompanhamento deparmetros diversos, permitindo a operao continua do equipamento pelo maior tempopossvel. Ou seja a manuteno preditiva privilegia a disponibilidade medida que nopromove a interveno nos equipamentos ou sistemas, pois as medies e verificaes soefetuadas com o equipamento produzindo.

Manuteno Pr-ativa - Tem como objetivo fazer com que as instalaes e/ou equipamentosatinjam, com start-up vertical, o desempenho das funes requeridas nos processos,promovendo as condies necessrias para que esse desempenho padro seja mantido aolongo do seu ciclo de vida. Incio das aes ainda na fase de projeto.

Manuteno Detectiva a atuao efetuada em sistemas de proteo buscando detectarfalhas ocultas ou no perceptveis ao pessoal de operao e manuteno. Um exemplosimples e objetivo o Boto de teste de lmpadas de sinalizao e alarme em painis.Na manuteno Detectiva, especialistas fazem verificaes no sistema, sem tir-lo deoperao, so capazes de detectar falhas ocultas, e preferencialmente podem corrigir a

situao, mantendo o sistema operando.


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Anlise TermogrficaDefinio A termografia a tcnica preditiva que permite o acompanhamento detemperaturas e a formao de imagens trmicas, conhecidas por termogramas.Tipo de Anlise Termogramas.Instrumentos Utilizados Termovisores compostos por cmera e unidade de vdeo.

MANUTENO PREDITIVA

TCNICAS UTILIZADAS E BASE TECNOLGICA


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MANUTENO PREDITIVATCNICAS UTILIZADAS E BASE TECNOLGICAAnlise de leo

Definio As anlises de leo tradicionais implicam na retirada de amostras, a intervalosregulares, de modo que o acompanhamento das caractersticas do lubrificante possa ser feitoao longo do tempo.

Tipo de Anlises Anlise espectrogrfica, ferrografia, viscosidade e cromatografia.Instrumentos Utilizados Espectrgrafo, Espectrmetro de absoro, Cromatgrafo Gasoso,Ferrgrafo e Viscosmetro.


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MANUTENO PREDITIVATCNICAS UTILIZADAS E BASE TECNOLGICA

Anlise Acstica

Definio a tcnica utilizada para detectar rudos de alta freqncia produzidos porvazamentos, particularmente de ar comprimidos gases e vapor. O sensor um microfoneapropriado e o rudo convertido para uma freqncia audvel ou mostrado em um indicador.Tipo de Anlise Anlise de Freqncia Ultra-snica.Instrumentos Utilizados Detector Ultra-snico e fone de ouvido.

Inspeo EstacionriaDefinio utilizada para detectar defeitos como: trincas, desgastes internos ou externos,porosidades, defeitos em soldas ou dupla laminao em estruturas mecnicas de mquinasou componentes estacionrios.Tipo de Anlise Partcula Magntica, Ultra Som (espessura), Raios-X e Liquido Penetrante.

Instrumentos Utilizados Medidor de espessura Ultra-Snico, Luz Ultravioleta, LquidosPenetrantes e Reveladores, Magna Flux e Aparelho para Raio X.


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Anlise de VibraoDefinio Atravs da monitorao dos parmetros de vibrao, tais como, acelerao,velocidade e deslocamento, possvel detectar prematuramente os defeitos e assim manter asade dinmica dos equipamentos, de modo a inibir a evoluo de no conformidades.

Tipo de Anlise Anlise de Onda no Tempo, FFT, ODS, Modal, Medio Sncrona, Anlise deCorrente Eltrica, Anlise de rbita, Ensaio de ressonncia Esttico e Dinmico.Instrumentos Utilizados Coletor de Dados, Analisadores, Caneta de vibrao, Osciloscpio,Transdutores, Acelermetros, Alinhadores Laser ou Mecnicos, Balanceadores, AlicateAmpermetro e Lmpada Estroboscpica.

MANUTENO PREDITIVATCNICAS UTILIZADAS E BASE TECNOLGICA

Equ pamentos o twareEqu pamentos o twareColetor CSI 2120

Bobina de FluxoMagntico

Pina Amperimtrica

Megmetro


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Como veremos, a anlise de vibrao proporcionar uma valiosa ajuda na identificao decausas. Quanto mais voc conhece sobre o defeito, maior a confiana com a qual voc pode

diagnosticar.Em anlise de vibrao, isto deve ser adquirido passo a passo. Um pouco de teoria necessrio para o entendimento de procedimentos. O grande sucesso influenciado pelaqualidade dos instrumentos e tcnica utilizada, mas sobretudo, pela habilidade do executante

CONHECIMENTO DE MQUINAS

em ar com as n orma es gera as pe os ns rumen os, e o seu om n o so re a m qu na aqual ser realizada a monitorao, desde seu funcionamento at conhecer todos os seuscomponentes e para isso muito importante elaborar um dossi com o croqui do equipamentoe os dados importantes para identificar a causa da vibrao.

Uma realimentao sobre acertos e erros auxilia o desenvolvimento pessoal, desbloqueando

o raciocnio e promovendo a empatia com o assunto.


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Atravs da monitorao dos parmetros de vibrao, tais como, acelerao, velocidade edeslocamento, possvel detectar prematuramente os defeitos e assim manter a sadedinmica dos equipamentos, de modo a inibir a evoluo de no conformidades.

Para tanto, utiliza-se de dois tipos de medio que permitem planejar correes seguras com

A VIBRAO

Off-line refere-se a medies intermitentes, cuja periodicidade estabelecida de acordocom a criticidade de cada equipamento.

On-line refere-se a medies contnuas, possibilitando um acompanhamento das condies

do equipamento em tempo real.


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A VIBRAOUm corpo est vibrando, quando descreve um movimento de oscilao em torno de umaposio de referncia e seus parmetros de projetos so alterados.

Mancal

Eixo

Posiocentral

Exemplo: Oscilao deum eixo ao redor de

uma posio centralem um mancalqualquer

Ex: Se uma lmina for segurada e suaoutra extremidade for puxada at o limitemximo, ao solt-la oscilar positiva enegativamente at voltar ao seu ponto dereferncia.


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A VIBRAOPorm, o que se encontram nos equipamentos industriais, so vrios componentes vibrando emfreqncias diferentes, ao mesmo tempo, de modo que estas vibraes se somam e sesubtraem formando um espectro em funo do tempo, no qual no se distingue a quantidade decomponentes existentes, tampouco as freqncias em que ocorrem.


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As principais grandezas so FREQNCIA, AMPLITUDE e FASE.FREQUNCIAFreqncia o numero de ciclos por segundo, medidos na unidade Hz (Hertz).

GRANDEZAS FSICAS DA VIBRAO

F = Freqncia

1 = n de ciclosT = Tempo

F = 1/ T

AMPLITUDEA amplitude relaciona-se com a quantidade de energia contida no sinal vibratrio mostrando a

plotada no EIXO Y cartesiano. o tamanho da onda, variando conforme a energia emitida no sinal de vibrao, determinandosua criticidade e seu grau destrutivo.

Tamanho da amplitude, maior energia

Tamanho da amplitude, menor energia


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FASEInforma a interao cintica entre os esforos atuantes e a reao fsica da mquina oucomponente.Em mquinas rotativas tem-se o seguinte evento: Em um ponto de referncia da mquinaexiste a atuao da fora num determinado instante t e, para toda AO existe uma REAO

igual e contrria.A fora de ao rotacional e quando ocorrer a reao, o ponto forante no estar no ponto dereferncia. Esta diferena de fase chamada de fase do movimento.

GRANDEZAS FSICAS DA VIBRAO

NVEL DE VIBRA O0 nvel de vibrao de um espectro, em funo do tempo, pode ser medido em valor pico apico, valor de pico e valor RMS (Root Mean-Square).

Nvel Pico a Pico

Nvel de Pico

Nvel RMS

Nvelde

Vibrao

Tempo


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NVEL DE VIBRAO

O valor pico-a-pico indica o percurso mximo da onda, e pode ser til quando o deslocamentovibratrio da parte da mquina crtico para a tenso mxima ou a folga mecnica limitante. aplicada tanto para indicar o incio prematuro do defeito e tambm para seu estgioavanado.

O valor de pico vlido para indicao de choques de curta durao, porm, indica somentea ocorrncia do pico, no levando em considerao o histrico no tempo da onda.

O valor RMS(Root Mean Square) a medida de nvel mais relevante, porque leva emconsiderao o histrico da onda no tempo e registra um valor de nvel que diretamente

, , .

Nvel Pico a Pico (2,0) Nvel de Pico (1,0)

Nvel RMS(0,707)

T


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TIPOS DE MOVIMENTO

Movimento PeridicoO movimento peridico o intervalo de tempo, chamado de perodo de vibrao, designado pelosmbolo T (tempo)


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TIPOS DE MOVIMENTO

Movimento HarmnicoMovimento harmnico o movimento que se repete, dentro de um mesmo ciclo, chamado deperodo de vibrao, de acordo com a figura abaixo.


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Os parmetros de medio de vibrao so: deslocamento, velocidade ou acelerao.Observando a vibrao de um componente simples, como uma lmina fina, considera-se aamplitude da onda, como sendo o deslocamento fsico da extremidade da lmina, para ambosos lados da posio de repouso. Pode-se tambm descrever o movimento da ponta da lmina,em termos de sua velocidade e sua acelerao. Qualquer que seja o parmetro considerado,deslocamento, velocidade ou acelerao, a forma e o perodo da vibrao permanecemsimilares. A divergncia principal que existe uma diferena de fase entre os trs parmetros.

PARMETROS DE VIBRAO


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ESCOLHA DO PARMETRO DE VIBRAO

Cada parmetro tem um comportamento caracterstico em funo da freqncia, conformedemonstra figura abaixo:DESLOCAMEN

TO

VELOCIDA

DE

ACELERAO

FREQNCIA FREQNCIA FREQNCIA

O deslocamento reala componentes de baixa freqncia, sendo recomendado para mediesa a xo e z rpm .Deslocamento usado como uma indicao de desbalanceamento em partes de mquinasrotativas, pois amplitudes relativamente grandes ocorrem na freqncia de rotao de um eixocom rotor desbalanceado. Devido a isto, em balanceamento de campo apresenta boaperformance at 20 Hz (1200 rpm) e eventualmente at 30 Hz (1800 rpm), dependendo darigidez do sistema.

Avelocidade de vibrao o parmetro menos influenciado por rudos de baixa ou altafreqncia, se mostrando num espectro a mais aplainada das curvas, sendo, por isso, oparmetro normalmente escolhido para avaliao da severidade de vibrao entre 10 Hz e1000 Hz.Aacelerao de vibrao o parmetro que representa melhor os componentes de altafreqncia, sua aplicao recomendada na monitorao de rolamentos, engrenamentos,problemas eltricos entre 1000 Hz e 10000 Hz de faixa de freqncia.


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Os transdutores de vibrao so dispositivos que fazem a codificao de um sinal mecnico emum sinal eltrico representativo. Existem basicamente dois tipos de transdutores: absoluto erelativo.

Transdutor relativo montado no mancal de forma a medir a vibrao no eixo somente, ou seja, o deslocamentoentre o eixo e seu alojamento. Transdutores sem contato so utilizados, na maioria dos casos,em mancais de deslizamento de mquinas, cujos rotores atuam em altas velocidades epossuem pequena massa relativa, contra uma carcaa de massa considervel. Os outrostransdutores em geral no teriam respostas satisfatrias aos impulsos vibratrios do eixo, pois

TRANSDUTORES DE VIBRAO

carcaa, o que restringe suas utilizaes.

Sensor

Oscilador /demodulador

Sinal de vibraomodulado em alta

freqncia

Sinal de sada

Vibrao


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TRANSDUTORES DE VIBRAO

Transdutor absoluto comumente utilizado em medio de vibrao, montado, por exemplo, em mancais desustentao do eixo com seu rotor e mede a vibrao total existente no mancal. preparadopara medir um dos trs parmetros: deslocamento, velocidade e acelerao.

Mola

Massa

Cristal piezeltrico

Conector

Sensor de acelerao (tipo compresso)


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FIXAO DOS TRANSDUTORES

A forma que o transdutor fixado no ponto de medio,altera sua freqncia de ressonnciaeconseqentemente o alcance de freqncia.Uma prtica conceituada ter olimite superior da faixa de freqncia de interesse da medioa 1/3 da faixa de freqncia a qual tem como limite superior de ressonncia do transdutor.Um acelermetro piezeltrico, por exemplo, tem sua freqncia de ressonncia em torno de 32Khz, obtida na calibrao, na qual a superfcie de montagem completamente plana e lisa.Quando o acelermetro montado erosqueado por um parafuso prisioneiro, fixo na carcaada mquina, h pouca alterao da freqncia de ressonncia: 31 Khz, sendo este mtodo omais recomendado para execuo de medio para alcance para at 10 Khz.Onde os pontos de medio permanentes em mquinas esto para ser estabelecidos, e no

, , ,tipo epxi ou cianoacilato. Outras colas macias reduzem consideravelmente a faixa defreqncia do acelermetro.O posicionamento do acelermetro piezeltrico comim permanente, altera a freqncia deressonncia para aproximadamente 7 Khz, conseqentemente com este modo de fixao, nose recomenda medies acima de 2 Khz.O transdutor transforma um sinal de vibrao mecnica em um sinal eltrico que transmitidoao instrumento de medio, atravs do cabo que liga o transdutor ao instrumento. O cabo parauso com acelermetro no deve ficar tracionado ou flexionado, para evitar rudo triboeltrico(eletrizao por atrito). No h problema com o cabo arrumado linearmente e bem apoiado.


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PONTOS DE MEDIO

Os pontos de medies para se realizar a coleta nos equipamentos so diretamente nosmancais, pois este o local onde se concentra toda a fora de desequilbrio causadora dasvibraes.A recomendao bsica para um equipamento horizontal que sejam feitas medies na radialhorizontal, vertical e na axial. No caso de bombas instaladas verticalmente deve-se adotar

coleta radialmente em cada rolamento deslocando-se 90um do outro.Para enumerar os pontos da mquina importante seguir o fluxo de energia atravs dosistema, partindo da unidade acionadora para a unidade acionada.

4

Motor

redutor

Bomba

12

109

3

65

87


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CURVAS DE TENDNCIA

O grfico que registra os nveis globais ao longo do tempo, chama-se CURVA DE TENDNCIA.Atravs dessa curva, pode-se extrapolar com os resultados obtidos, realizando uma previsoda data de ocorrncia de nveis de falha programando-se assim as intervenes comantecedncia.

As plotagens de tendncia permitem que voc compare facilmente uma leitura mais recente doPONTO de medio com as leituras anteriores e os pontos de ajuste de alarme, permitindoque voc veja qual a tendncia do PONTO com o decorrer do tempo.


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AVALIAO DAS VIBRAES

Para todos os pontos de medio, registrado o nvel global de vibrao, que representa acomposio de vrias fontes de vibrao. Estes nveis avaliados, devendo permanecer dentrode faixas admissveis. Os critrios de avaliao das condies de um equipamento estobaseados em normas como ISO 2372, tabela a seguir, que especificam limites que dependemsomente da potncia da mquina e do tipo de fundao.


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AVALIAO DAS VIBRAES

VALORES DE VIBRAOParmetro Velocidade ( RMS ), Segundo VDI 2056

Mquinas grupo K ( Pequenas mquinas, partes fixas de motores at 15 KW )Bom Estado Alarme 1 Alarme 2

0,7 mm/s 1,8 mm/s 4,5 mm/s

Mquinas grupo M ( Mquinas mdias, em particular motores de 15 75 KW ou mquinas combases especiais at 300 KW )

Bom Estado Alarme 1 Alarme 21,1 mm/s 2,8 mm/s 7,1 mm/s

Mquinas grupo G ( Mquinas maiores acima de 300 KW, sobre fundaes especiais )Bom Estado Alarme 1 Alarme 21,8 mm/s 4,5 mm/s 11,0 mm/s

Mquinas grupo T ( Grandes mquinas sobre fundaes de baixa freqncia prpria )Bom Estado Alarme 1 Alarme 2

2,8 mm/s 7,0 mm/s 18,0 mm/s


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PROBLEMAS CAUSADORES DE VIBRAO

DesbalanceamentoOcorre em 1x RPM e um dos grandes problemas causadores de vibrao em equipamentosrotativos nas indstrias.

Rotor desbalanceado devido a abraso.Vibrao em 1x RPM.


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DesalinhamentoDesalinhamentos ocorrem nas empresas como o maior ndice de problemas detectadosatravs da manuteno monitorada.Um desalinhamento angular apresenta vibraes elevadas na direo axial, portanto, sendo defcil identificao nas medies. Um valor elevado na direo axial em 1x RPM indicar um

desalinhamento angular.Uma vibrao em 2x RPM tambm indicar um desalinhamento (paralelo).

Vibrao em 2x RPM, causada pordesalinhamento. Este tipo de espectro

tambm gerado quando se trata de umeixo empenado, pois ele gera o mesmosintoma.


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Falta de rigidez mecnica ou folga Sintomas de falta de rigidez no esto ligados somente a uma base solta, mas tambm a umadeficincia de projeto em muitos casos.

Falta de rigidez mecnica.Harmnicos de 1x RPM.

Ex: 1. Corroso na chapa da base onde fixado o parafuso do pedestal de um ventilador;2. Base mal projetada.


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Correia de transmisso defeituosa As vibraes provenientes da correia so em geral de baixas freqncias, podendo serdetectadas em velocidade, porm, sua energia de vibrao pequena. Uma vibraoproveniente de correia defeituosa esperada acompanhada de um desalinhamento das polias,geralmente, o que no acontecer se apenas a correia estiver defeituosa.

Um exemplo de desalinhamento atacado da formaincorreta. Para suportar a vibrao, foi fixados o

mancal monobloco com uma chapa. A causa no foiatacada: desalinhamento e correia defeituosa.


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Movimento AlternativoEquipamentos que possuem movimento alternativo apresentam vibraes em harmnicos de1x RPM em nveis maiores que aqueles que no possuem estas caractersticas.Compressores, motores diesel so os mais comumente encontrados.

Movimento alternativo (motordiesel). Harmnicos de 1x RPM.


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Turbilhonamento do Filme de leo um problema de projeto e bastante incomum de ser encontrado como fonte de problema.Espera-se o aparecimento desta vibrao to logo o equipamento entre em funcionamento.Importante analisar com boa definio para diferenciar entre 0.48 x RPM e 0.50 x RPM.

0.5xRPM

0.48xRPM

1 XRPM

Turbilhonamento do filme de leo.Boa resoluo para a anlise.



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Engrenamento DefeituosoSintomas e Problemas sabido que vibraes no engrenamento proporcionam vibraes na freqncia calculada pornmero de dentes vezes a rotao do eixo e harmnicos.

Fe = Z x rpmPara saber-se qual eixo contm a engrenagem defeito (pinho ou engrenagem), observa-se apresena de bandas laterais em torno desta freqncia de engrenamento, conforme figuraabaixo.

bandas laterais de 1x rpm



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PROBLEMAS CAUSADORES DE VIBRAOFalhas em Motores Eltricos de Induo necessrio, primeiramente, conhecermos algumas freqncias fundamentais inerentes a estetipo de equipamento, so elas:

Rotao nominal do motor (Nm):Rotao que normalmente aparece como dado de placa, 1185 Rpm por exemplo.

Rotao sncrona do campo (Ns): utilizada para o clculo da freqncia de escorregamento, a rotao do campo magnticogirante pelas bobinas do estator.

= . .

60 . nmero de plosRotao real do motor no instante da coleta (Nr):Deve ser confirmada a rotao exata do motor, via anlise de vibrao (Velocidade Rms at35, 45 ou 75Hz).

Freqncia de escorregamento (Fe): dada pelo escorregamento unitrio vezes a freqncia da rede.Fe = Ns - Nr . freq. linha

NsConhecidas estas freqncias, pode-se analisar as possveis falhas mecnicas emagnticas que podem surgir.



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Defeitos em RolamentosOs rolamentos so elementos de mquinas bastante estudados em termos de vibrao e arazo disto que raramente se encontra uma mquina onde no os utilizem. Os defeitos derolamento podem gerar quatro freqncias fundamentais caractersticas: uma devido a defeitona pista externa, outra na interna, outra nos separadores ou gaiolas e por fim outra devido a

defeito nos elementos rolantes (esferas ou roletes).Para o clculo das freqncias fundamentais de rolamentos usa-se a geometria do rolamento(que o que os softwares fazem automaticamente): Pd = dimetro nominal; Bd = dimetro doelemento; n = nmero de elementos girantes; = ngulo de contato.



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Vibrao Aero-hidrodinmicaO fluxo do fludo que passa pelas ps dos rotores tanto de bombas quanto de turbinas,provocam uma freqncia bem caracterstica, que equivalente ao nmero de ps multiplicadopela freqncia de rotao do mesmo e, em alguns casos, seus harmnicos tambmaparecem. O plano dominante quando se trata de bombas o radial, na direo da tubulaode descarga.

RMB - BOMBA BB-04 -E4H MANCAL

Route Spectrum14-APR-99 15:52

18

OVRALL= 14.54 V-DGRMS = 14.39CARGA = 100.0RPM= 1750.RPS = 29.16

0 10000 20000 30000 40000 0

2

4

6

8

10

12 14

Freqncia emCPM

R M S V e

l o c

i d a

d e e m

m m

/ S e c

Freq:Ordr:Spec:

10500 6.002 10.20

6x

1xEspectro caracterstico defalha devido ao fluxo hidro-dinmico, onde pode ser

constatado alto nvelexatamente a seis vezes a

rotao do rotor, que por suavez tambm possui seis ps.

CONCEITO MULTIPARMETRO


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Trabalha para predizer quando a

falha ocorrer.

Trabalha parabloquear a falha no

nascimento dodefeito.


Qual a diferena?



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Pizza rica detcnicas

Tcnica ade uada ara


Faz apenas duas medies e

pretende diagnosticar sobre todosos defeitos!

identificar cada defeito.

Sua inspeo precisa decolar?Ou voc compra avio pra dirigir na rua?

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