melhores praticas manutencao preditiva

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1 Curso Gestão de Técnicas Preditivas São Paulo, 22 a 25 de novembro de 2010 REALIZAÇÃO CONJUNTA Filial V (SP-MS) Av. São João, 2168 9° andar, sala 94 01211-000 São Paulo, SP telefax (11) 3663-2363 Home Page: http://www.abraman.org.br e-mail: [email protected]

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Material apresentando as melhores praticas de manutenção preditiva. Analise de vibração, termografia, boroscopia e muito mais.

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    Curso Gesto de Tcnicas Preditivas So Paulo, 22 a 25 de novembro de 2010

    REALIZAO CONJUNTA

    Filial V (SP-MS) Av. So Joo, 2168 9 andar, sala 94

    01211-000 So Paulo, SP telefax (11) 3663-2363

    Home Page: http://www.abraman.org.br e-mail: [email protected]

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    1. Ttulo: Foco tcnico em Melhores Prticas em Manuteno Preditiva. 2. Nome apresentador: eng. Jos Cludio Fabiano. 3. Resumo do escopo: 3.1 Introduo ao cenrio tcnico. 3.2 Conceitos bsicos de vibrao, equaes fundamentais. 3.3 Nivel de vibrao (RMS, Pico, Pico a Pico). Exerccio com espectro de corrente eltrica residencial. 3.4 Parmetros e unidades de vibrao (deslocamento, velocidade, acelerao). Prtica do pndulo. 3.5 Espectro em funo do tempo. 3.6 Espectro em funo da freqncia FFT. 3.7 Nvel global de vibrao e amplitude por freqncia. Dinmica radinho de pilha. 3.8 Correlao entre amplitude e freqncia de vibrao com cada componente do equipamento. 3.9 Domnio sobre funcionamento do equipamento e comportamento dinmico. 3.10 Chegou a hora de emitir diagnsticos: anlise de espectros. Casos prticos para anlise. 3.11 Casos prticos de desbalanceamento, desalinhamento, empenamento de eixo, folga, falta de rigi-dez mecnica, correia de transmisso, engrenagem de transmisso, aerodinmica em ventiladores e rotores de bombas, cavitao, rolamento, motor eltrico, gerador eltrico, equipamento alternativo, lubrificao, mancal de deslizamento, ressonncia de rotores, batimento, eixo cardan, torre de resfriamento, compressor de ar tipo parafuso, pulsao de presso, termografia aplicada equipamento rotativo, etc. Troca de experincia entre os participantes. 3.12 Instrumentos, softwares e acessrios para o monitoramento preditivo, on line e off line. 3.13 Conceito de multiparmetro aplicado ao controle da condio dinmica de rotativos. 3.14 Tcnicas de monitoramento: anlise de envelope, ensaio esttico de ressonncia, ensaio dinmico de ressonncia, anlise de ordem, mdia no tempo com trigger externo, anlise de rbita, anlise transiente, anlise de espectro de corrente eltrica, anlise de envelope da corrente eltrica, anli-se de pulsao de presso em fluidos, anlise de baixa e baixssima freqncia em rotativos, etc. Casos prticos, troca de experincia entre participantes. 3.15 Elaborao do banco de dados sob conceito de multiparmetros. Exemplos de aplicao. 3.16 Nveis de alarme sob conceito de multiparmetros. Referncias e prticas. 3.17 Indicadores tcnicos de controle e indicadores de resultados como melhores prticas. Exemplos. 3.18 Tipos de rotores rgidos e flexveis. 3.19 Balanceamento dinmico em um plano. Casos prticos. 3.20 Balanceamento dinmico em dois planos. Casos prticos.

    4. Currculo resumido de Jos Cludio Fabiano:

    O Sr. Jos Cludio Fabiano Engenheiro Mecnico formado pela Universidade Santa Ceclia - Santos SP, possui MBA em Gesto Empresarial pela Universidade de So Paulo - SP, atuou durante 10 anos em enge-nharia de manuteno no setor siderrgico poca sob nome de Cosipa - Cubato SP, atuou tambm duran-te 06 anos em engenharia de manuteno e gerao de vapor no setor aucareiro na Usina Aucareira Ester - Cosmpolis SP, atua h 21 anos como Diretor Presidente da Engefaz Engenharia Ltda - Cosmpolis SP (www.engefaz.com.br), cuja atividade inclui a aplicao eficaz de melhores prticas em manuteno prediti-va.

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    3.1 Introduo ao cenrio tcnico.

    Hoje temos disposio uma ampla oferta de recursos tecnolgicos como instrumentos, softwares e acess-rios, para aplicao off line de monitoramento preditivo. Sem falar nos sistemas on line que se apresentam com mais opes de fornecedores e tecnologias de aplicao. Abaixo uma viso geral dos ltimos 5 anos e a tendncia para a evoluo dos custos de recursos preditivos:

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    Abaixo uma viso geral dos ltimos 5 anos e a tendncia para a evoluo de tecnologias e estratgias:

    3.2 Conceitos bsicos de vibrao, equaes fundamentais.

    A VIBRAO: Atravs da monitorao dos parmetros de vibrao, tais como, acelerao, velocidade e deslocamento, possvel detectar prematuramente os defeitos e assim manter a sade dinmica dos equipamentos, de modo a inibir a evoluo de no conformidades. Para tanto, utilizam-se dois tipos de medio que permitem planejar correes seguras com base na tendn-cia de eventuais desvios: Off line: refere-se a medies intermitentes, cuja periodicidade estabelecida de acordo com a classificao da criticidade de cada equipamento. Estratgia flexvel aplicada a uma ampla gama de equipamentos. On line: refere-se a medies contnuas, possibilitando um acompanhamento das condies do equipamento em tempo real. Estratgia aplicada a equipamentos com necessidade de controle contnuo tais como turbo geradores de energia eltrica, equipamentos complexos de alto custo e de difcil reposio, pontos de difcil acesso devido alta temperatura ou forma construtiva, equipamentos de alta responsabilidade para com o con-trole do meio ambiente, etc. Um corpo est vibrando, quando descreve um movimento de oscilao em torno de uma posio de refern-cia e seus parmetros estticos so alterados para uma condio dinmica.

    Vibraes mecnicas podem ser geradas intencionalmente para produzir um trabalho til como em alimenta-dores, britadores, compactadores, vibradores para concreto, uso em ensaios de fadiga, etc; porm, a vibra-

    Mancal Eixo Posio

    central

    Exemplo: Oscilao de um eixo ao redor de uma posio cen-tral em um mancal qualquer.

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    o em geral considerada indesejvel, e sua presena em equipamentos rotativos acelera consideravel-mente as falhas, provocando paradas inoportunas, elevando os custos de manuteno e produo. Este trabalho focado no entendimento da vibrao no desejada, identificando a origem pelo estudo de seu comportamento, registrado por instrumentos de medio, de modo a promover um diagnstico exato, que permita uma correo definitiva. O entendimento do problema um precioso passo no caminho da soluo. Na prtica, a vibrao existe devido a efeitos dinmicos, tolerncia de fabricao, folgas, atrito entre partes em contato, folgas desequilibradas em elementos rotativos e recprocos, ficando em nveis admissveis en-quanto as condies admissveis de projeto so mantidas. Um aumento do nvel de vibrao est relacionado com alteraes ocorridas em um ou mais elementos da mquina, influenciando tambm outros componentes por estarem interligados. Uma pequena vibrao pode excitar freqncias de ressonncia de outras partes estruturais e ser amplificada para um nvel maior de vi-brao, que geralmente ser percebido na estrutura e no diretamente na fonte de vibrao. Ex: Se uma lmina for segurada e sua outra extremidade for puxada at o limite mximo, ao solt-la oscilar positiva e negativamente at voltar ao seu ponto de referncia.

    GRANDEZAS FSICAS DA VIBRAO: As principais grandezas so Freqncia, Amplitude e Fase. FREQUNCIA: Freqncia o numero de ciclos por segundo, medidos na unidade Hz (Hertz). Ex: As estaes de um rdio so divididas em ondas de freqncias. A amplitude de cada estao determina a nitidez do som. F = Freqncia (Hz) 1 = n de ciclos T = Tempo (s)

    Movimento Harmnico: Movimento harmnico o movimento que se repete como mltiplo exato de um mesmo ciclo de referncia, chamado de perodo de vibrao.

    Representao de movimento harmnico. Movimento Peridico: O movimento peridico o movimento que se repete a um mesmo intervalo de tempo, chamado de perodo de vibrao, designado pelo smbolo T (tempo).

    Movimento Randmico:

    O movi- mento randmico ocorre de uma maneira ale-

    x

    (t

    ) t

    T

    1 F = T

    12

    3

    6

    9

    Representao de movimento peridico.

    Exemplo do prato de bateria.

    Exemplo: Ponteiro de um relgio.

  • 6

    atria, no repetitiva. Predomina o contedo de freqncias diferentes e especficas entre si, muitas vezes com caractersticas de rudo. Exemplo: o estourar de pipocas dentro de uma panela. AMPLITUDE: A AMPLITUDE relaciona-se com a quantidade de energia contida no sinal vibratrio mostrando a criticidade e destrutividade dos eventos presentes. A amplitude representada no Eixo Y cartesiano. O tamanho da on-da varia conforme a energia do sinal de vibrao e determina a criticidade e o grau destrutivo da vibrao.

    FASE: A Fase uma referncia expressa em graus (de 0 a 360 graus), que serve para correlacionar o comporta-mento dinmico de uma onda vibratria consigo mesma durante o evento da monitorao, dentro de um de-terminado parmetro (velocidade, por exemplo), ou ainda serve para correlacionar os parmetros entre si (deslocamento, velocidade, acelerao). A anlise de fase um recurso extraordinrio para esclarecer ao analista sobre o comportamento dinmico dos equipamentos como, por exemplo, se um rotor precisa ser balanceado em um plano ou em dois planos, se um determinado eixo passou ou no por uma freqncia crtica, se um equipamento est sendo sobrecar-regado por foras externas e no devido ao giro prprio, etc. No entanto, o recurso mais negligenciado pela maioria dos analistas de vibrao.

    3.3 Nivel de vibrao (RMS, Pico, Pico a Pico). Exerccio com espectro de corrente eltrica residencial.

    NVEL DE VIBRAO: O nvel de vibrao de um espectro, em funo do tempo, pode ser medido em valor pico a pico, valor de pico e valor RMS (Root Mean Square).

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

    Nv

    el

    de V

    ibra

    o

    Nvel Pico a Pico

    Nvel de Pico

    Nvel RMS

    Tempo

    Valor Mdio Retificado

    Tamanho da amplitude, maior energia

    Tamanho da amplitude, menor energia

    Y

    X

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    O valor de pico vlido para indicao de choques de curta durao, porm, indica somente a ocorrncia do pico, no levando em considerao o histrico no tempo da onda. O valor mdio retificado leva em considerao o histrico da onda no tempo, mas considerado de inte-resse prtico limitado, por no estar relacionado diretamente com qualquer quantidade fsica til. O valor RMS (Root Mean Square) a medida de nvel mais relevante, porque leva em considerao o hist-rico da onda no tempo e registra um valor de nvel que diretamente relacionado energia contida no sinal, portanto, capacidade destrutiva da vibrao.

    Correlao entre nvel pico-a-pico, nvel de Pico, nvel mdio retificado e nvel RMS, para uma onda seno:

    Fator de Crista: Um procedimento tpico de avaliar a condio de deteriorao de rolamento verificar a curva de tendncia por fator de crista. O fator de crista definido como sendo a relao entre o valor de pi-co e o seu correspondente valor RMS.

    3.4 Parmetros e unidades de vibrao (deslocamento, velocidade, acelerao).

    Prtica do pndulo.

    PARMETROS DE VIBRAO:

    Nv

    el d

    e V

    ibra

    o

    V

    , D

    , A

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

    Nvel RMS (0,707)

    T

    Nvel Mdio Retificado (0,637)

    Tempo

    Fator de Crista

    Incio Pico

    Incio RMS

    RMS cresce quando

    aumenta a falha

    Pico cresce quando

    aumenta a falha

  • 8

    Os parmetros de medio de vibrao so: deslocamento, velocidade ou acelerao. Observando a vibrao de um componente simples, como uma lmina fina, considera-se a amplitude da on-da como sendo o deslocamento fsico da extremidade da lmina, para ambos os lados da posio de repou-so. Pode-se tambm descrever o movimento da ponta da lmina, em termos de sua velocidade e sua acele-rao. Qualquer que seja o parmetro considerado, deslocamento, velocidade ou acelerao, a forma e o perodo da vibrao permanecem similares. Os trs parmetros apresentam diferena de fase entre si.

    Para sinais senoidais, amplitudes de deslocamento, velocidade e acelerao esto relacionadas matemati-camente em funo da freqncia e tempo.

    Para "n" fontes de vibrao:

    Os parmetros de vibrao so universalmente medidos em unidades mtricas de acordo com recomenda-es ISO, sendo: deslocamento : m, mm, m. velocidade : m/s, mm/s. acelerao : m/s

    2, km/s

    2

  • 9

    ESCOLHA DO PARMETRO DE VIBRAO: O transdutor utilizado numa medio de vibrao o sensor o qual transforma o sinal vibratrio em sinal el-trico, para ser interpretado pelo instrumento de medio e mostrado ao usurio na forma solicitada. Os instrumentos medidores de vibrao em geral esto equipados para medir todos os trs parmetros, con-vertendo (atravs de integradores eletrnicos) o sinal medido pelo transdutor, no parmetro escolhido pelo usurio. Assim temos que decidir qual parmetro utilizar numa medio de vibrao. Cada parmetro tem um comportamento caracterstico em funo da freqncia, conforme demonstra figura abaixo:

    O deslocamento reala componentes de baixa freqncia, recomendado em medies abaixo de 10 Hz (600 rpm). Deslocamento usado como uma indicao de desbalanceamento em partes de equipamentos rotativos, pois amplitudes relativamente grandes ocorrem na freqncia de rotao de um conjunto rotor des-balanceado. Devido a isto, em balanceamento de campo o parmetro deslocamento apresenta boa perfor-mance at 20 Hz (1200 rpm) e eventualmente at 30 Hz (1800 rpm), dependendo da rigidez do sistema. A velocidade de vibrao o parmetro menos representativo para componentes tanto de baixa como de alta freqncia, se mostrando num espectro a mais aplainada das curvas, sendo por isso, o parmetro normalmente escolhido para avaliao da severidade de vibrao entre 10 Hz e 1000 Hz. A acelerao de vibrao o parmetro que representa melhor os componentes de alta freqncia, sua aplicao recomendada na monitorao de rolamentos, engrenamentos, pulsao de presso em com-pressores rotativos, e demais equipamentos que apresentem freqncia de defeito entre 1000 Hz e 10000 Hz.

    3.5 Espectro em funo do tempo. Encontram-se nos equipamentos industriais vrios componentes vibrando em freqncias diferentes, ao mesmo tempo, de modo que estas vibraes se somam e se subtraem formando um espectro em funo do tempo, no qual no se distinguem to facilmente a quantidade de componentes existentes, tampouco as fre-qncias em que ocorrem.

    3.6 Espectro em funo da freqncia FFT (Fast Fourier Transform). Estes componentes podem ser revelados, plotando nvel de vibrao pela freqncia. Quando se analisa as freqncias de vibrao de uma mquina, normalmente encontra-se certo nmero de componentes de fre-

    DE

    SL

    OC

    AM

    EN

    TO

    VE

    LO

    CID

    AD

    E

    AC

    EL

    ER

    A

    O

    FREQNCIA FREQNCIA FREQNCIA

  • 10

    qncias, as quais esto diretamente relacionadas aos movimentos fundamentais das vrias partes da m-quina. A investigao dos sinais atravs da freqncia a tcnica fundamental no diagnstico de vibraes. A anlise de freqncia facilita o trabalho para a deteco das fontes de vibraes.

    3.7 Nvel global de vibrao e amplitude por freqncia. Dinmica radinho de pilha. Cada componente presente no espectro abaixo tem sua localizao em freqncia, amplitude e fase. A soma de todos estes efeitos se d conforme a equao demonstrada no item 3.4, sendo que a amplitude que re-presente o valor total de todos os componentes somados se chama Nvel Global de vibrao. Note que o n-vel global no caso (3,62 mm/s RMS) no corresponde soma isolada da amplitude de cada componente, devido que estes componentes no esto localizados na mesma fase.

    3.8 Correlao entre amplitude e freqncia de vibrao com cada componente do equipamento.

  • 11

    Transdutor relativo de vibrao: Tambm chamados de sensores de proximidade, proximetros, transdutores relativos ou transdutores de des-locamento, so sensveis ao deslocamento de uma superfcie de material conhecido, operam sem contato

  • 12

    com a superfcie a ser monitorada, tendo capacidade de operar em mdia para baixa freqncia, devido ao parmetro de medio ser deslocamento, proporcionando vantagens adicionais em relao aos outros transdutores. No apresentam desgastes por atrito. recomendada a sua utilizao em equipamentos onde pequenos deslocamentos podem danificar partes girantes, ou onde tais deslocamentos no sejam percebidos na carcaa ou ainda em componentes onde a massa do transdutor pode influenciar na medio. O conjunto de medio com transdutor de deslocamento formado por componentes que so eletricamente conectados um ao outro, conforme figura abaixo.

    Transdutor de deslocamento com cabo;

    Cabo extenso;

    Alimentador do transdutor.

    Transdutor relativo, identificao dos componentes. Este sistema usado para medies de deslocamento e opera de acordo com o princpio de correntes para-sitas, Eddy Current, captando vibraes normalmente abaixo de 300 Hz. A bobina do transdutor, cabo de ex-tenso e os elementos do circuito do alimentador formam um circuito oscilante. O transdutor produz um cam-po magntico ao redor da bobina. Se o material condutor de eletricidade estiver presente no interior do cam-po magntico, correntes parasitas so geradas dentro deste campo, as quais atenuam o circuito oscilador. A atenuao do circuito oscilador convertida dentro de uma folga proporcional ao sinal de sada do oscilador. Os transdutores relativos devem ser fixados preferencialmente em partes de mquinas que no interfiram no resultado da medio atravs de suas freqncias naturais. Ao fixar-se um transdutor, deve-se, precisamen-te, seguir os requisitos relacionados abaixo: Espao livre e distncia mnima: Transdutores relativos produzem campos de alta freqncia e, se algum condutor de eletricidade estiver pre-sente dentro desde campo, ele ir interferir na medio, fornecendo valores falsos. Esta distncia chamada de GAP. Este ajuste dado a partir da relao (sensibilidade do transdutor):

    200 mV/mils = 7,87 V/mm

  • 13

    Ponta do transdutor.

    Distncia para o final do eixo.

    Montagem do transdutor relativo.

    Segundo fabricantes, o limite inferior de 10 mils (250 m), o que equivale a 2 volts pico-a-pico. Nos man-cais axiais, o posicionamento correto uma distncia de 50 mils (1,27 mm), o que eqivale a 10 volt pico-a-pico. O efeito da temperatura e o material do eixo tambm devem ser levados em considerao, porque alte-ram a condutibilidade do material do eixo. A capacitncia do cabo, ou seja, a sua reteno de energia tam-bm influencia na sensibilidade, sendo este valor proporcional ao comprimento do cabo. O fabricante adota um comprimento padro, sendo que o cabo no deve ser encurtado e nem aumentado, sob o risco de ocorrer distoro nos valores medidos.

    Ilustrao de sistemas com transdutores relativos. Transdutor absoluto: comumente utilizado em medio de vibrao, montado, por exemplo, em mancais de sustentao do eixo com seu conjunto rotor e mede a vibrao total existente no mancal. Existem transdutores absolutos de velo-cidade e os de acelerao, sendo os acelermetros os mais empregados hoje em dia devido a sua maior es-tabilidade de se manterem calibrados se comparados aos transdutores de velocidade. Os acelermetros me-dem normalmente acelerao e os instrumentos podem tambm fornecer os valores em velocidade e deslo-camento. O transdutor, quando fixo a uma superfcie vibrante, produz em seus terminais de sada uma tenso ou des-carga que proporcional acelerao na qual est submetido, ou seja, seu princpio de funcionamento est na utilizao de discos cermicos piezeltricos, que por sua vez, possuem a propriedade fsica de gerar des-cargas eltricas quando solicitados a esforos.

    Mnimo dimetro de controle.

  • 14

    No projeto deste sensor, os elementos piezeltricos so arranjados para que sejam submetidos a uma carga na forma de massa em uma mola pr-tensionada, onde todo este conjunto montado assentado em uma base, sendo que o sistema massa-mola fica preso no topo e protegido por um invlucro resistente. A figura abaixo ilustra um acelermetro do tipo compresso.

    A forma que o transdutor fixado no ponto de medio altera sua freqncia de ressonncia e conseqen-temente o alcance de freqncia. Uma prtica conceituada ter o limite superior da faixa de freqncia de interesse da medio a 1/3 da faixa de freqncia a qual tem como limite superior de ressonncia do transdu-tor. Um acelermetro piezeltrico, por exemplo, pode ter sua freqncia de ressonncia em torno de 32 Khz, ob-tida na calibrao, na qual a superfcie de montagem completamente plana e lisa. Quando o acelermetro montado e rosqueado por um parafuso prisioneiro, fixo na carcaa da mquina, h pouca alterao da freqncia de ressonncia no caso citado: 31 Khz, sendo este mtodo o mais recomen-dado para execuo de medio para alcance para at 10 Khz. Onde os pontos de medio permanentes em mquinas esto para ser estabelecidos, e no desejado furar e fazer rosca de fixao, pode ser utilizado prisioneiro colado, usando cola dura, tipo epxi ou cianoacrilato. Outras colas macias reduzem consideravelmente a faixa de freqncia do acelermetro. O posicionamento do acelermetro piezeltrico com im permanente, altera a freqncia de ressonncia para aproximadamente 7,5 Khz, conseqentemente com este modo de fixao, no se recomenda medies aci-ma de 2,5 Khz. O transdutor transforma um sinal de vibrao mecnica em um sinal eltrico que transmitido ao instrumento de medio, atravs do cabo que liga o transdutor ao instrumento. O cabo para uso com ace-lermetro no deve ficar tracionado ou flexionado, para evitar rudo triboeltrico (eletrizao por atrito). No h problema com o cabo arrumado linearmente e bem apoiado.

    Pontos de medio:

    Cristal piezeltrico

    Mola

    Massa

    Conector

    Sensor de acelerao, tipo compresso.

  • 15

    Os pontos de medies para se realizar a coleta nos equipamentos so diretamente nos mancais, pois este o local onde se concentra toda a fora de desequilbrio causadora das vibraes. A recomendao bsica para um equipamento horizontal que sejam feitas medies na radial horizontal, radial vertical e na axial. No caso de bombas instaladas verticalmente deve-se adotar coleta radialmente em cada mancal deslocando-se 90 um ponto do outro. Para enumerar os pontos do equipamento importante seguir o fluxo de energia atravs do sistema, partindo da unidade acionadora para a unidade acionada.

    GUIA DE ORIENTAO DE CAUSA DA VIBRAO:

    CAUSA DA VIBRAO FREQNCIA PLANO DOMINANTE

    Desbalanceamento

    1 x RPM

    Radial *

    Desbalanceamento esttico: 0 Correlao de fase ** Par desbalanceado: 180 Desbalanceamento dinmico: 0 a 180

    ** A correlao de fase dada a diferena de fase aproximada medida nos dois mancais de sustentao do conjunto rotor, estando os dois transdutores na mesma direo, por exemplo, radial horizontal.

    * Rotores em balano apresentam tambm vibrao axial significativa. Um par desbalanceado tambm provoca vibrao axial.

    Eixo empenado ou desalinhamento angular

    1 x, 2 x RPM *

    Axial

    3

    6 5

    4

    8 7

    3

    6 5

    4

    8 7

    Motor

    redutor

    Bomba

    1 2

    10 9

    Instalao de discos magnticos, garantia de repetibilidade das medies.

    1V

  • 16

    * A componente 2 x RPM pode ser esperada dependendo da magnitude do problema e da rigidez do sistema.

    Axial: 180 ** Correlao de fase

    Radial: 0

    ** Transdutores colocados axialmente em cada mancal, podem estar posicionados em direes opostas, apresentando correlao de fase medida de 0 para uma correlao verdadeira de 180.

    A leitura de fase influenciada pela forma de fixao axial do eixo do rotor em seus mancais, se comportando conforme descrito acima, onde os dois mancais suportam carga axial, fugindo da correlao de fase citada quando apenas um dos mancais suporta carga axial, ficando o outro mancal livre para dilatao.

    Desalinhamento paralelo 1 x, 2 x RPM * Radial

    Correlao de fase Radial: 180

    Axial: 180 *

    Falta de rigidez mecnica 1 x, 2 x, 3 x, 4 x RPM etc...,

    tambm 0,5 x, 1,5 x RPM, etc... * Radial

    * Harmnicas superiores de 1 x RPM estaro presentes (grau de modulao 1). Se a falta de rigidez agravada passamos a ter tambm inter-harmnicas de 1 x RPM isto 0,5 x, 1,5 x RPM, etc (grau de modulao 2). Se a falta de rigidez se torna extrema/crtica passamos a ter tambm 0,33 x RPM, 0,66 x RPM, etc (grau de modulao 3).

    Correia de transmisso defeituosa

    1 x, 2 x, 3 x, 4 x RPM da correia

    Radial

    Com auxlio de lmpada estroboscpica, possvel localizar visualmente a correia defeituosa, posicionando-a na freqncia previamente calculada.

    Nc = . D. n Lc

    Massa com movimento alternativo

    1 x, 2 x, 4 x Freqncia do curso * Radial

    Os nveis de vibrao medidos geralmente diminuem com o aumento do nmero de ordem, para um elemento alternativo somente.

    * A ordem das harmnicas superiores depende do nmero de cilindros da mquina, composio angular entre eles e ciclo de carga dos cilindros (um tempo, dois tempos, etc).

    Turbilhonamento ou chicote do filme de leo em mancais de

    deslizamento. Whirl & Whip.

    0,43 a 0,48 x RPM Radial

    Pode ocorrer em equipamentos de alta rotao com mancais de deslizamento, tipo turbinas. Normalmente um problema de projeto, difcil de ocorrer, mas pode acontecer ou algum desajuste do sistema de leo prin-cipalmente de vazo ou ainda por variao na temperatura ou viscosidade do leo. A primeira freqncia natural de conjuntos rotores deste tipo se localizam normalmente nesta fixa de freqncia (0,43 a 0,48 x RPM) podendo agravar a vibrao por sobreposio de causas, um conjunto rotor de turbina submetido a impactos de vapor (devido recirculao inadequada de vapor entre os estgios do rotor) pode excitar o primeiro modo natural de vibrao e provocar o problema citado. Esta faixa de freqncia pode ser confundida com componentes de x RPM induzindo o analista a um diagnstico incorreto.

    Folga em mancais de deslizamento

    1 x, 2 x, 3 x, 4 x RPM etc..., x RPM, 1/3 x RPM

    Radial

    Nc = rotao da correia. (RPM) Lc = comprimento nominal da correia. (m) D = dimetro de uma das polias. (m) N = rotao da polia de dimetro D. (RPM)

  • 17

    Observado na rotao, temperatura, condio nominal de carga de operao do equipamento. Pode ser combinado com a falta de rigidez mecnica interna ou externa aos mancais. Tende a x RPM, 1/3 x RPM, quando as folgas tendem condio extrema/crtica.

    Engrenamento defeituoso Z x RPM e Harmnicos Radial e axial

    Z = nmero de dentes da engrenagem. Bandas laterais em torno da freqncia de engrenamento (Z x RPM) indicam modulao de freqncia, para a freqncia correspondente ao espaamento das bandas laterais. Por exemplo, uma freqncia de engrenamento fundamental em 75 Hz, com bandas laterais espaadas esquerda e direita por 3 Hz, neste caso a freqncia de rotao do pinho, mostra-se como um problema de excentricidade do eixo do pi-nho e deficincia de contato no engrenamento.

    Um desalinhamento entre eixos de um par engrenado pode provocar harmnicos mltiplos da freqncia do eixo desalinhado, mostrando um pico na freqncia de engrenamento, e bandas laterais em torno da segun-da harmnica de engrenamento, espaadas na freqncia do eixo desalinhado.

    Neste exemplo temos harmnicos de 10 Hz (eixo de entrada de um redutor), um pico na freqncia de engrenamento (191 Hz), bandas laterais de 10 Hz em torno de 2x engrenamento.

    Harmnicos de 10 Hz (eixo acionamento)

    Bandas laterais de 10 Hz 1x engrenamento (191 Hz)

    2x engrenamento

    4x eng 3x eng 2x eng

    75 Hz

    75 Hz 75 Hz

    1x eng

    75 Hz

    75 Hz

    Bandas laterais de 3 Hz

    2

    1

    f e = 75 Hz

    f 2 = 0,6 Hz

    f 1 = 3 Hz

    Z1 = 25 dentes n1 = 180 RPM Z2 = 125 dentes n2 = 36 RPM

    fe = Z1 . n1 f e = 25 . 180 fe = 75 Hz. 60

  • 18

    Rolamento danificado Freqncias Fundamentais *

    Freqncias Induzidas **

    Radial e Axial

    * Os rolamentos so compostos de elementos como pista externa, pista interna, elementos girantes e gaiola. O incio de defeito em um destes elementos apresenta uma vibrao de freqncia fundamental. A dificuldade de diagnosticar atravs da procura de vibrao nestas freqncias (por exemplo, medindo em velocidade mm/s), que esses componentes so de baixas amplitudes, ficando obscurecidas por outras vibraes predominantes. Instrumentos que possibilitam aplicao da Tcnica de Envelope conseguem auxiliar o usurio na identificao dessas freqncias fundamentais. f = freqncia fundamental (Hz) fr = freqncia relativa entre pista externa e pista interna (Hz) Dp= dimetro primitivo (mm) D = dimetro da esfera ou rolo (mm) n = nmero de esferas ou rolos

    = ngulo de contato

    Defeito na pista externa: f = n . fr.(1 - D . cos ) [Hz] 2 Dp

    Defeito na pista interna: f = n . fr.(1 + D . cos ) [Hz] 2 Dp

    Defeito na esfera ou rolo: f = Dp . fr [ 1 - ( D . cos ) 2 ] [Hz]

    D Dp

    Defeito na gaiola: f = 1 . fr. ( 1 - D . cos ) [Hz] 2 Dp Nestas equaes assumido um movimento de giro puro, sendo que na realidade ocorre algum tipo de es-corregamento tornando os resultados aproximados. Harmnicas superiores das freqncias fundamentais normalmente esto presentes. Softwares existentes no mercado possuem um banco de dados bastante completo e podem calcular estas freqncias rapidamente, dependendo apenas do modelo do rolamento utilizado e da freqncia relativa entre as pistas interna e externa do rolamento de interesse.

    ** As vibraes de rolamentos provocam ressonncia induzida na carcaa do rolamento e estrutura do e-quipamento, normalmente na faixa de 1000 Hz a 20.000 Hz. A freqncia natural excitada por impactos originados no local da falha do rolamento. A comparao de espectros medindo em acelerao (m/s

    2) ou

    (gs) na faixa de 1 kHz a 20 kHz permite boa avaliao da evoluo do estado do rolamento. A principal tcnica utilizada na deteco de problemas em rolamentos a tcnica de envelope de acelerao, inclusive para a condio de aplicao em rotaes baixas e baixssimas. Medies simples de velocidade (mm/s) no so normalmente eficazes na emisso de diagnsticos.

  • 19

    Histerese e ressonncia

    Rotao crtica do eixo, Freqncia natural da estrutura

    Radial

    Consiste na vibrao excitada na passagem pela rotao crtica do eixo, conjunto rotor ou pela freqncia natural da estrutura. Ocorre em equipamentos cuja rotao de operao est acima da rotao crtica ou freqncia natural. Em estruturas, um exemplo comum a vibrao momentnea provocada quando um esmeril do tipo pedestal instalado em oficinas acionado ou desligado. Correes podem ser feitas alteran-do a rigidez da parte excitada, eixo, conjunto rotor ou estrutura. Normalmente um problema de projeto ou de alterao deste. Pode ocorrer influncia entre equipamentos que operam prximos em uma mesma freqncia, provocando flutuao na vibrao. As solues podem ser as de eliminar as fontes de vibrao de cada equipamento, mudando a localizao preferencial da rotao de operao e ou com amortecimento da vibrao atravs de isoladores.

    Perturbao hidrulica ou

    aerodinmica

    N de ps x RPM

    Radial e axial

    Ocorre na freqncia de passagem de lminas, ps ou hlices, do conjunto rotor propulsor. Verificar a rigi-dez das lminas, ps ou hlices, e ou a influncia de turbulncia do fludo sobre o conjunto rotor. Em Torres de Resfriamento pode-se ter inclinao das ps com desvios de ngulos, causando turbulncia no fluxo de ar. Em bombas de mltiplo estgio devem-se montar os rotores defasados de forma a reduzir a

    energia do bombeamento em uma determinada freqncia (n ps x rpm). Alguma obstruo fsica pontual indevida e dentro do equipamento, que obstrua a passagem do fluido bombeado, tambm provoca vibraes na freqncia de passagem das ps. Vlvulas de controle de fluxo na sada do equipamento, quando com alguma restrio de funcionamento tambm podem provocar o mesmo sintoma.

    Vibrao em motores eltricos de induo

    Excentricidade esttica

    2 x Freqncia da rede e componentes para:

    W x [n.Rs.(1-s) / K1]

    Radial

    W = freqncia da rede [Hz]

    N = nmero inteiro qualquer Rs = nmero de ranhuras do rotor S = escorregamento unitrio

    = nmero de pares de plos K1 = zero ou n par (2, 4, 6, 8, ...) Pode resultar de alinhamento interno deficiente, rolamento desgastado, ou de aquecimento local do estator. Vibrao mais intensa com o motor superaquecido. Aquecimento local do estator pode ser causado por Iminas em curto.

    Fragilidade ou afrouxamento do suporte do estator.

    Desbalanceamento de fase, resistncia ou bobina.

    Lminas do estator em curto ou enrolamento.

    2 x Freqncia da rede

    Radial

    Referido como "ferro solto". Difcil diferenciar entre este grupo usando somente anlise de vibrao, reco-mendado fazer anlise de espectro de corrente eltrica inclusive com recurso de envelope. A vibrao estar presente com ou sem carga.

    Lminas soltas do estator

    2 x Freqncia da rede e componentes espaados por

    2 x freqncia da rede em torno de 1 KHz. **

    Radial

    Pode ter amplitude alta, mas normalmente no destrutiva. Os componentes de alta freqncia podem ser similares aos de excentricidade esttica.

    1 x RPM com 2 x freqncia de

  • 20

    Excentricidade dinmica

    escorregamento em bandas laterais e componentes de:

    W x [((n.Rs Ke) x (1-s) / ) K1]

    Radial

    Ke = grau de excentricidade: zero para excentricidade esttica e um valor baixo de nmero inteiro para excentricidade dinmica. Pode resultar de rotor curvo, rotor danificado ou de um aquecimento local do rotor. Vibrao mais intensa com motor superaquecido. Aquecimento local do rotor pode ser causado por lminas em curto ou barra(s) do rotor interrompida(s) ou trincada(s).

    Barra de rotor rompida ou trincada. Barra de rotor solta. Lminas de rotor em curto. Junta do anel final deficiente.

    1 x RPM com 2 x freqncia de escorregamento em bandas

    laterais e componentes similares queles dados anteriormente para

    excentricidade dinmica

    Radial

    As bandas laterais de escorregamento podem ser de nvel baixo medidas diretamente em velocidade (mm/s). Recomendado medir com espectro de corrente eltrica atravs de alicate de corrente, aplicar tcnica de an-lise de envelope sobre o espectro de corrente.

    3.9 Domnio sobre funcionamento do equipamento e comportamento dinmico. A importncia sobre o domnio de como funciona o equipamento e o seu comportamento dinmico, essencial para quem se prope a emitir um diagnstico eficaz com base em tcnicas preditivas. Temos observado um comportamento negligente sobre este aspecto na estratgia utilizada para compor equipes de tcnicos e engenheiros dedicados a esta atividade, seja por prestadores de servio, seja por composio de equipe prpria ou mista. Para entender melhor esta importncia, vamos descrever um equipamento do tipo redutor planetrio e suas peculiaridades.

    O acionamento de equipamentos rotativos com transmisso planetria apresenta como vantagem principal compactao dimensional, se comparada com uma transmisso convencional de mesma capacidade. Aplicada normalmente como funo redutora de velocidade, pode, no entanto tambm ser utilizada como funo multiplicadora de velocidade. Sua construo se constitui basicamente de uma engrenagem central, algumas engrenagens satlites (normalmente trs engrenagens dispostas a 120), um dispositivo para unio das engrenagens satlite aqui denominado de gaiola, e uma engrenagem circular com dentes internos. Ver figura 1. A cada conjunto de engrenagem central, satlite, circular e gaiola, d-se o nome de estgio de transmisso. Na figura 1 temos uma transmisso de simples estgio. Existem vrias formas construtivas em aplicao, de mltiplos estgios, mltiplos estgios misto com trans-misso convencional, simples estgio com satlite duplo, duplo estgio combinado, excntrico, etc. Do ponto de vista de anlise de vibrao importante conhecer a forma construtiva interna, para determina-o das freqncias fundamentais envolvidas.

  • 21

    Existem trs possibilidades de alterar as freqncias fundamentais de uma forma construtiva: pela fixao da engrenagem circular (rotao zero: fica estacionria), pela fixao da engrenagem central ou da gaiola que une as engrenagens satlites. Outro ponto relevante para anlise de vibrao em rolamentos, quanto a freqncia relativa a considerar no clculo de freqncias fundamentais esperadas de falha em componentes internos de um rolamento. Em aplicaes convencionais basta saber o nmero do rolamento e a rotao do eixo em que est montado, isto porque a rotao tem o mesmo valor da freqncia relativa, uma vez que uma das pistas do rolamento fica estacionria. No caso de rolamentos de transmisses planetrias existem trs possibilidades: freqncia relativa igual a rotao do eixo (uma das pistas do rolamento fica estacionria), freqncia relativa calculada com a diferena de rotao entre a pista externa e a pista interna (pista externa girando no mesmo sentido da pista interna), e freqncia relativa calculada com a soma de rotao entre pista externa e interna (pista externa girando em sentido contrrio ao da pista interna). Veja ainda outras formas construtivas possveis:

  • 22

    Freqncias fundamentais de vibrao e giro em transmisses planetrias:

    Conveno para simples estgio Nmero de Dentes Rotao

    Engrenagem Central Z1 N1

    Engrenagem Satlite Z2 N2

    Engrenagem circular Z3 N3

    Gaiola - N4

    n= quantidade de satlites

    Freqncias Fundamentais Esperadas

    Parte

    Estacionria

    Tipo de Falha Clculo de

    Freqncia

    Gaiola Falha de engrenamento N1 . Z1

    Gaiola Falha localizada em engrenagem central n . N1

    Gaiola Falha localizada em engrenagem satlite 2 . N2

    Gaiola Falha localizada em engrenagem circular n . N3

    Engrenagem central Falha de engrenamento N4 . Z1

    Engrenagem central Falha localizada na engrenagem central n . N4

    Engrenagem central Falha localizada na engrenagem satlite 2 . Z1 . N4

    Z2

    Engrenagem central Falha localizada na engrenagem circular n . Z1 . N4

    Z3

    Engrenagem circular Falha de engrenamento N4 . Z3

    Engrenagem circular Falha localizada na engrenagem central n . Z3 . N4

    Z1

    Engrenagem circular Falha localizada na engrenagem satlite 2 . Z3 . N4

    Z2

    Engrenagem circular Falha localizada na engrenagem circular N . N4 .

    Relaes de Transmisso

    Parte Estacionria Relao de Velocidade Relao de Dentes

    Gaiola N1/N2 - Z1/Z2

    Gaiola N1/N3 - Z3/Z1

    Engrenagem Central N2/N3 Z3/(Z3-Z1)

    Engrenagem Central N3/N4 (Z3+Z1)/Z3

    Engrenagem Circular N1/N2 - (Z1-Z3)/Z1

    Engrenagem Circular N1/N4 (Z3+Z1)/Z1 Portanto, sem o conhecimento de como funciona o equipamento e seu comportamento dinmico, dificilmente teremos sucesso na assertividade dos diagnsticos. Aqui tratamos de um caso de transmisso planetria, mas muitos outros equipamentos os quais necessitam do acompanhamento e anlise de vibraes exigem

  • 23

    de ns esse conhecimento. Sobre isso, experimente perguntar aos profissionais prximos a voc, por que o motor eltrico vira? Voc provavelmente vai se surpreender com a enorme quantia de respostas imprecisas e que demonstram a falta de domnio sobre como funciona o equipamento, mas paradoxalmente, todos em geral se sentem capacitados para diagnosticar sobre defeitos e falhas em motores eltricos.

    3.10 Chegou a hora de emitir diagnsticos: anlise de espectros. Casos prticos para anlise.

    3.10.1 O equipamento Ring Flaiker - RF140-148, um triturador de cavaco de madeira, acionado por um mo-tor eltrico de 4 plos, transmisso com reduo de velocidade por correias, o conjunto rotor do triturador fica em balano sendo sustentado por dois mancais em um eixo que gira a 795 rpm. Apresentou vibrao eleva-da da ordem de 9,67 mm/s RMS localizada na freqncia de 13,25 Hz no mancal do eixo do rotor do tritura-dor, lado da polia movida, direo radial vertical. A vibrao axial neste mancal no era to relevante, bem como a vibrao no mancal deste mesmo eixo prximo ao rotor do triturador. No foram percebidas vibra-es elevadas em acelerao (m/s

    2) nos mancais do eixo do rotor do triturador. As vibraes fundamentais

    em velocidade (mm/s - RMS) do motor eltrico no eram relevantes, bem como as medies em acelerao no se mostraram preocupantes nos mancais do motor. Qual o diagnstico da causa da vibrao para este caso? 3.10.2 Um ventilador de tiragem de um forno apresentou vibrao elevada no mancal lado acoplamento do conjunto rotor, da ordem de 32,48 mm/s RMS como nvel global de vibrao, direo radial horizontal, con-forme espectro abaixo. O ventilador acionado por um motor eltrico de 6 plos e a transmisso direta por acoplamento. Nos demais espectros no h sinais relevantes em acelerao nem em envelope de acelera-o que indique incio de falha em qualquer dos rolamentos. Qual o diagnstico da causa da vibrao para este caso?

  • 24

    3.10.3 Um ventilador apresentou evoluo significativa nos nveis de vibrao, com variao para maior de cerca de 800%, no mancal Lado Acoplamento, direo radial horizontal, chegando ao nivel global de 10,40 g Pk a Pk medindo no parmetro de acelerao, e ao nivel global de 3,80 g Pk a Pk medindo no parmetro envelope de acelerao (filtro de 1Khz a 10Khz), conforme espectro demodulado abaixo. As vibraes fundamentais de 1x, 2x, 3x, RPM em velocidade mm/s RMS esto normais. Qual o diagnstico da causa da vibrao para este caso?

    3.10.3 Um equipamento soprador do tipo lbulo, acionado por correia com aumento de rotao do eixo do lbulo em relao ao eixo do motor. O motor de 4 plos, a polia motora tem dimetro de 360 mm, a polia movida solidria ao eixo do lbulo tem dimetro de 240 mm, a correia modelo 5V 1120 (comprimento da correia de 2.845 mm). O mancal do soprador lado da polia movida apresenta o espectro de vibrao abaixo, com nvel global de 6,34 mm/s RMS na direo radial horizontal, com os componentes mostrados no espec-tro. No h sinais de vibrao significativa medida sob os parmetros de acelerao ou envelope de acelerao relativa aos rolamentos, seja do motor ou do soprador. Qual o diagnstico da causa da vibrao para este caso? 3.10.4 Um soprador conforme foto abaixo sofreu avaria severa em um de seus mancais. O soprador acionado por um motor de 4 plos, 150 CV, equipado com inversor de freqncia para controle da vazo, sendo a rotao mxima do conjunto rotor do soprador de 2.750 RPM.

  • 25

    Houve um acrscimo relevante da vibrao nos mancais do soprador, chegando a 33,63 mm/s RMS o nvel global de vibrao, limitando inclusive a carga no soprador por reduo da velocidade possvel de operao. O espectro com os componentes de vibrao se encontra abaixo. Qual o diagnstico da causa da vibrao para este caso? 3.10.5 Um turbo compressor centrfugo opera em torno de 150 Hz como freqncia nominal de giro. O con-junto rotor do compressor dotado de transdutores relativos para medio e controle contnuo do posicionamento do eixo em relao a cada mancal onde o mesmo gira. Foi solicitado aos profissionais analis-tas de vibrao que fizessem um ensaio para determinar se o conjunto rotor opera ou no acima da rotao crtica, pois esta era uma dvida que incomodava os engenheiros de manuteno da planta. O ensaio realizado est registrado no grfico abaixo e foi feito atravs de medies das vibraes elevando a rotao desde zero at a rotao nominal de operao. O sinal foi tomado de um dos transdutores relativos, com va-lores microns Pk a Pk. Que informaes importantes esto contidas no ensaio registrado?

  • 26

    3.10.6 Para o redutor de 3 eixos da figura abaixo, sendo a rotao do eixo de entrada de 1.191 RPM, calcule:

    * as rotaes dos eixos intermedirios 2 e 3, bem como a rotao do eixo de sada 4; * as freqncias de engrenamento presentes no redutor; * para cada par engrenado, desenhe um espectro de vibrao com defeito em uma das engrenagens e um outro espectro com defeito nas duas engrenagens.

    N1 = rotao 1

    o eixo = 1191 RPM

    N2 = rotao 2o eixo

    N3 = rotao 3o eixo

    N4 = rotao 4o eixo

    Espao para respostas e desenhos:

    Z1 = 28 dentes Z2 = 44 dentes Z3 = 20 dentes Z4 = 63 dentes Z5 = 19 dentes Z6 = 75 dentes

  • 27

    Espao para respostas e desenhos:

  • 28

    3.11 Casos prticos.

    Apresentamos outros casos prticos para discusso das tcnicas e solues aplicadas, como referncia: 3.11.1 Um equipamento de grande porte para bombeamento de esgoto em Estao de Tratamento de Esgoto apresentava problemas de falhas por quebras constantes tanto no sistema do eixo propulsor prximo ao aco-plamento principal da transmisso, quanto no corpo tubular que protege e sustenta o eixo propulsor, tam-bm na regio superior na flange de fixao do tubo. Um estudo do tipo rvore de Falhas foi elaborado, ver figura abaixo, enquanto ensaios e anlises de vibrao foram realizados. A tcnica que mais contribuiu para a soluo neste caso foi a de run up & Coast Down, ou seja, o registro das amplitudes, freqncias e fases das vibraes, durante a partida e durante a parada do equipamento. Pode-se perceber que a amplitude da vibrao durante o ciclo de partida era cerca de 6 (seis) vezes a amplitude da vibrao em regime de operao, esta condio se agrava quando ocorre desgaste do rotor de propulso e tambm quando parte do material slido bombeado se aderia ao rotor, uma condio que ocorre com freqncia neste tipo de equipamento. O registro da fase durante estes ensaios foi tambm esclarecedor, no sentido de comprovar que estava ocorrendo a passagem pela primeira freqncia crtica do

    conjunto eixo propulsor, uma vez que havia inverso de cerca de 180 no valor do ngulo de fase, e no uma coincidncia de amplitudes em mesma freqncia do equipamento ensaiado com outro equipamento externo. Um estudo por elementos finitos foi realizado para localizar a freqncia crtica do conjunto eixo propulsor, confirmando a localizao da crtica abaixo da freqncia nominal de giro operacional. Foi desenhada uma soluo para mudana da freqncia crtica de primeira ordem, mas esta soluo no apresentava viabilida-de econmica, alm de no atender ao prazo necessrio para obter a normalizao do equipamento. No ca-so ento, foi reduzido o tempo de rampa para partida do equipamento tendo o cuidado de verificar as amperagens de partida no motor, de modo a minimizar a excitao da crtica. Esta soluo se mostrou a mais vivel e foi aplicada com sucesso.

  • 29

  • 30

    3.11.2 Uma bomba de leo acionada pelo eixo de sada de um redutor apresentou vibrao elevada. Esta bomba tem a funo de lubrificar os mancais e as engrenagens do redutor, a bomba do tipo deslocamento positivo bombeando o fluido atravs de um par de engrenagens. Por ser instalada em balano e flangeada na carcaa do redutor, este tipo de bomba acaba amplificando eventuais vibraes de origem do redutor, de modo que nem sempre chama a ateno do analista para eventual problema na prpria bomba. Com anlise por tcnicas de multiparmetro foi possvel detectar que o problema era devido a folga em um dos mancais da bomba, utilizando medies em velocidade mm/s RMS, envelope de acelerao m/s

    2 Pk a Pk, espectro de

    acelerao em funo do tempo m/s2 Pk a Pk. Foi feita a manuteno solicitada e resolvido o problema.

    3.11.3 Um turbo gerador novo de 36 Mw apresentou vibrao elevada j na partida, nos mancais da turbina, medido nos transdutores relativos radiais instalados no equipamento. A vibrao se apresentava na faixa de turbilhonamento do filme de leo (0,43 a 0,48 x RPM), como sub harmnica da rotao da turbina. O componente sub harmnico tinha amplitude at maior que a componente 1xRPM da turbina e representava 22% do valor global da vibrao, medido atravs dos transdutores relativos em microns Pk a Pk. Embora tenha sido detectado logo de incio esta anormalidade, os estudos junto ao fabricante e ao cliente no estavam sendo esclarecedores sobre uma causa definitiva, por se tratar de um equipamento com extrao de vapor (tomada de sada de vapor entre os discos da turbina, para alimentar o processo quando necessrio), vrias possibilidades estavam sendo analisadas. Neste perodo ocorreram danos em um dos discos da turbi-na, obrigando a uma parada de emergncia do equipamento. Em seqncia foram realizadas anlises de rbita utilizando como sinal os transdutores relativos instalados no equipamento. Notou-se a rbita irregular, coerente com os espectros com predominncia da sub harmnica. No se encontravam anomalias no circuito de leo e no projeto dos mancais. O formato da sub harmnica e a rbita correspondente, conduziram suspeita da freqncia natural do conjunto rotor da turbina estar sendo excitado por impactos de vapor, sobre os discos de cada estgio da turbina.

  • 31

    Em conjunto com o fabricante o assunto foi estudado com foco nesta possibilidade. Chegou-se a concluso de que poderia haver alguma dificuldade de fluxo de vapor na regio dos tip seals (selos instalados entre uma cmara e outra de vapor, com objetivo de aumentar o ganho de potncia em cerca de 2% por reduzir a perda de vapor na passagem perifrica de vapor entre as cmaras), esta dificuldade poderia ocasionar turbulncia e conseqente impactos nos discos do conjunto rotor, excitando o mesmo. Assim foram retirados os tip seals como experincia, durante a parada geral entre uma safra e outra. Quando o equipamento retornou em operao na condio sem os tip seals, a vibrao de origem sub-harmnica desapareceu e o equipamento entrou em normalidade quanto a vibrao. 3.11.4 Em uma empresa automobilstica, o fornecimento de ar comprimido para o setor de pintura de importncia vital. Nesta montadora o controle preditivo de vrios compressores era feito regularmente sob conceito de multiparmetro. O sistema de controle de manuteno preventiva disparou a necessidade de reforma geral em dois compressores do tipo ZR. Embora esta reforma tivesse um custo bastante elevado, o oramento estava aprovado devido a importncia dos compressores para a linha de pintura. Consultados os tcnicos de inspeo preditiva, os mesmos se posicionaram que em um compressor havia a necessidade de interveno apenas no primeiro estgio de compresso e em outro compressor, havia a necessidade de interveno em uma das engrenagens de transmisso multiplicadora de velocidade. As duas necessidades tinham prazo para 6 (seis) meses a um ano, nada de imediato. Alm disso, o custo destas duas intervenes era da ordem de 10% do total previsto no oramento para a reforma geral dos dois compressores citados. Impasse criado venceu a conduta sugerida pela inspeo preditiva. A estratgia de controle preditivo sob conceito de multiparmetro gerou a confiana tcnica em que se baseou a tomada de deciso: controle de parmetros de processo, termografia aplicada parte mecnica, anlise magntica de motores por espectro de corrente eltrica, controle de vibrao por componente e alarmes especficos, aplicao de vrios filtros de envelope, anlise no tempo em Pk a Pk real para falhas localizadas e em estgio inicial, etc.

  • 32

    Espectro de corrente eltrica, acima senide normal, abaixo senide deformada.

    Termografia aplicada parte mecnica.

    Controle de vibrao por componente.

  • 33

    Controle de vibrao por componente.

    Vrios filtros de envelope para controle especfico.

    Domnio sobre a expectativa de vibrao de desempenho dinmico de cada componente.

  • 34

    3.11.5 Um setor de prensa de uma empresa de celulose e papel, apresentava problema de qualidade no produto, localizado em uma regio de uma das prensas de papel. A parte de prensas de uma mquina de papel composta por vrios rolos, cilindros e feltros. Temos os rolos superiores e inferiores por meio dos quais passa o papel para ser prensado de uma forma contnua, junto com o papel tambm passa o feltro entre os rolos, o feltro o elemento que vai absorver a gua que est sendo retirada do papel atravs da prensagem. Os cilindros so elementos girantes utilizados para a passagem do papel ao longo da mquina. Na entrada das prensas existe um rolo chamado de rolo suco, que atravs de vcuo interno aspira de uma forma macro a gua contida no papel em formao antes de entrar nas prensas. J haviam sido trocados alguns rolos de prensas e feltros sem solucionar o problema. Na composio deste tipo de equipamento, tudo mltiplo de tudo em termos de freqncia de giro de cada parte, o que dificulta muito para o analista saber de qual parte da mquina pertence um determinado componente de vibrao. Foi utilizada a tcnica de amostragem sncrona identificando que a fonte principal de vibrao e causadora de defeito no papel, era proveniente do rolo suco, que se apresentava com facetamento. Substitudo o rolo o defeito cessou.

    3.12 Instrumentos, softwares e acessrios para o monitoramento preditivo,

    Vista tpica das prensas em uma mquina de papel.

    Amostragem sncrona: alto nmero de mdias para espectro em funo

    do tempo com trigger externo. Utilizado transdutor relativo

    posicionado no Nip da prensa, aliado a um sensor fotoeltrico.

  • 35

    on line e off line. A monitorao on line consiste na instalao de transdutores fixos, relativos e ou absolutos, sensores de rotao e fase tambm fixos onde necessrio, transdutores de presso fixos em sistemas de conduo de produtos bombeados na forma fluida (onde for importante controlar a pulsao de presso por influenciar a formatao do produto). Dos transdutores e sensores os sinais caminham at as caixas de controle, normalmente preparadas para mltiplos de 4 canais at 32 canais ou mais. Da os sinais po-dem caminhar por cabos ou no sistema wireless at a central onde est instalado o software gerencia-dor, e ou para sistema Web. A parametrizao do software disponibiliza controle das condies admissveis, emitindo alarmes ou sinais de deciso para os sistemas controladores dos equipamentos.

    A monitorao off line consiste na utilizao de instrumentos portteis que se deslocam at os pontos de medio selecionados para interesse do controle preditivo. Uma ampla gama de acessrios pode agregar valor qualidade da monitorao: fone de ouvido como estetoscpio eletrnico, alicate ampermetro, transdutores para alta freqncia, transdutores para baixa e baixssima freqncia, lmpada estroboscpica, transdutor e cabo para alta temperatura, martelo para bump test, cabo longo para acesso em coleta com dois canais ou balanceamento de campo, sensor fotoeltrico para trigger e ou balanceamento, transdutor relativo, transdutor de presso, etc.

  • 36

    3.13 Conceito de multiparmetro aplicado ao controle da condio dinmica de

    Cmera termogrfica inspeo eltrica. Cmera termogrfica inspeo mecnica.

    Inspeo acstica vazamento gs ou ar comprimido.

    Boroscpio para Inspeo interna

    em equipamentos.

    Instrumentos e recursos para controle da sade, contaminao e desgaste de lubrificantes.

    Megohmetro para inspeo de resistncia hmica em motores eltricos.

    Analisador porttil especfico para grandezas eltricas.

    Analisador porttil especfico para inspeo de vlvula no campo automtica e semi automtica.

    Coletor de vibrao com alicate ampermetro para inspeo de motores

    e geradores eltricos.

    Pocket com cdigo de barras para:

    inspeo de manuteno, inspeo operacional,

    execuo de lubrificao.

    Gesto vista touch screen controle da condio equipamentos.

  • 37

    equipamentos rotativos. Os equipamentos em geral apresentam uma ampla gama de possibilidade de defeitos. Um sistema preditivo ineficaz utiliza uma pizza pobre de tcnicas, para diagnosticar sobre todos as causas da rica pizza de defeitos. Um sistema preditivo eficaz utiliza o conceito de multiparmetro, onde se aplica a tcnica adequada para identificar cada tipo de defeito. Isso faz uma grande diferena entre: acompanhar a morte do seu equipamento ou cuidar da sade dele!

    3.14 Tcnicas de monitoramento: anlise de envelope, ensaio esttico de ressonncia, ensaio dinmico de ressonncia, anlise de ordem, mdia no tempo com trigger externo, anlise de rbita, anlise transiente, anlise de espectro de corrente eltrica, anlise de envelope da corrente eltrica, anlise de pulsao de presso em fluidos, anlise de baixa e baixssima freqncia em rotativos, etc. J vimos aqui neste trabalho muitas destas tcnicas aplicadas, mas vamos ilustrar alguns pontos mais.

    Anlise de envelope: esta tcnica aplicada para realar problemas relevantes, mas que normalmente no tm energia para aparecerem nos espectros de vibrao, como componentes individuais de amplitude significativa. Esta caracterstica tpica de problemas como em impactos gerados por componentes de rolamentos, barras rompidas em motores eltricos, componentes com defeitos que excitam freqncias naturais nos equipamentos, folgas em mancais com de eixos de transmisso, etc. Os defeitos primrios como em desbalanceamento, desalinhamento, engrenamento, empenamento, etc., que aparecem com muita energia em amplitude nos espectros de vibrao, formam ondas chamadas de portadoras, as que predominam e definem o formato principal da onda vibratria. E os defeitos de baixa amplitude que se submetem onda portadora formam o que se chama de ondas modulantes, ou seja, atrapalham as portadoras na exata

    Pizza de defeitos:

    Pizza pobre de tcnicas: utiliza poucas tcnicas de anlise e pretende diagnosticar sobre todos os defeitos!

    Utiliza tcnica adequada para identificar cada defeito.

    Trabalha para bloquear a falha no nascimento

    do defeito.

    Trabalha para predizer quando

    a falha ocorrer.

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    freqncia caracterstica prpria. Quando esto presente portadora e modulante em uma onda vi-bratria, esta tem a configurao de uma onda AM Amplitude Modulada. A extrao da fre-qncia do defeito modulante se d conforme a ilustrao abaixo:

    Anlise de Ordem: em uma onda vibratria originada por defeitos em equipamentos quase sempre esto presentes o componente fundamental (1x a freqncia do defeito) e alguns harmnicos superiores (2x, 3x, 4x, 5x,...). Em muitos casos pode ser interessante acompanhar isoladamente, como determinado componente do defeito se comporta em termos de amplitude, quando se varia a freqncia de giro do equipamento. Plotar as amplitudes em funo da freqncia de giro de um determinado componente, seja ele fundamental, harmnico ou sub harmnico, d-se o nome de Anlise de Ordem n. Para ilustrar, citamos o caso de um moinho de minrio, onde ocorria uma vibrao elevadssima em 21x a freqncia de giro do pinho de acionamento, sendo que o pinho tinha 22 dentes. Era de se esperar alguma vibrao devido ao engrenamento localizada em 22x e no em 21x como vinha ocorrendo. Algumas empresas especializadas passaram por este caso sem entender o fenmeno. Ao se fazer anlise de ordem do componente 21x e tambm do componente 22x ao longo da partida do equipamento, pode-se entender como o pico em 21x se forma. No caso havia uma freqncia natural do conjunto eixo do pinho localizada muito prxima da freqncia de engrenamento. O pico em 22x crescia ao pas-sar por 21x e estacionava em 22x com amplitude de 1,00 mm/s RMS, neste momento, o compo-nente 22x era a portadora no espectro, no entanto pela proximidade excitava a freqncia natural que crescia at 30,00 mm/s RMS em 21x assumindo o espectro agora como onda portadora e tornando o componente 22x insignificante dada a amplitude alta em 21x. Ou seja, este moinho no pode ter problema de engrenamento enquanto no for modificado o pinho e sua freqncia natural, enquanto isso, foram tomadas algumas aes que minimizaram o problema de engrena-mento e a excitao conseqente. Este ensaio tambm no deixa de ser um ensaio dinmico de ressonncia. Muito legal no ?

    Anlise de rbita: turbo mquinas so em geral equipamentos de alta freqncia de giro, alta potncia transmitida e folgas mnimas envolvidas no conjunto rotor girante, seja entre eixo e mancais de deslizamento ou entre o conjunto rotor e partes da carcaa. Portanto, o controle da estabilidade geomtrica do conjunto rotor imprescindvel para uma operao segurana e confivel desses equipamentos. Para tanto, so instalados transdutores relativos nos mancais de deslizamento, nas direes radial e axial, para monitorar o posicionamento do conjunto rotor dentro de valores admissveis. Para a direo radial, a instalao de dois transdutores relativos a 90

    o entre si, permite registrar o movimento orbital do eixo dentro do mancal. Para a figura que se

    forma no registro deste movimento d-se o nome de

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    rbita. O desenho ou formato que se obtm no registro de cada rbita esclarecedor quanto ao tipo de defeito ou falha que possa estar ocorrendo. Outro grfico importante que pode ser extrado nesta forma de medio, o registro do caminho que o ponto mdio do centro do eixo faz desde a sua partida at a estabilidade com carga. J a medio na direo axial, tem interesse apenas para controle da folga ou passeio mximo axial permitido para o conjunto rotor.

    Instalao de dois transdutores a 90o.

    Folgas mnimas envolvidas.

    Mostra uma revoluo no rotor com as ondas funo do tempo direita e a rbita esquerda.

    Pr carga moderada.

    Aceitvel.

    Pr carga severa.

    Sub sncrona + atrito.

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    Anlise de baixa e baixssima freqncia: aqui ainda reside um forte paradigma da comuni-dade tcnica, onde muitos insistem em dizer que no se pega problema de vibrao em baixa e baixssima freqncia, no s analistas comentam isso como tambm lderes de algumas empresas especializadas no assunto. Vamos tratar aqui de baixssima freqncia, considerada abaixo de 10 rpm e os casos de baixa rotao so anlogos e menos crticos. O primeiro aspecto a orientar com relao sensibilidade do transdutor absoluto a ser utilizado. Os instrumentos, via de regra, so fornecidos com um acelermetro de sensibilidade 100 mv/g, no entanto, para este caso necessrio utilizar um acelermetro de pelo menos 500 mv/g, indicado para medies em baixas freqncias. Utilizar a tcnica correta de monitorao com acelermetro errado, no se captam os sinais adequadamente e por conseqncia afetam negativamente as anlises. O segundo aspecto a orientar a forma de se fazer a parametrizao da medio ou fazer o setup no software para este tipo de medio, abaixo segue exemplo de clculo dos parmetros para monitorar um equipamento em 6,5 rpm e um outro caso de rolamento em 1,32 rpm. O terceiro aspecto a orientar o cuidado em selecionar os filtros de envelope para a classe mnima possvel como, por exemplo, de 5 a 100 Hz. O quarto aspecto a orientar que as medies e anlises mais eficazes se encontram no domnio do tempo e no no domnio da freqncia como est acostumada a maioria dos analistas. Normalmente, ningum gosta de correr o cursor sobre um espectro em funo do tempo para descobrir a freqncia entre os picos de maior amplitude. O tempo de coleta para este tipo de medio bem mais demorado que o normal, mas h que se ter pacincia se queremos dar cobertura para estes equipamentos. A amostragem singela, sem fazer mdia devido ao elevado tempo de coleta. O espectro que tem se mostrado mais esclarecedor para baixssimas freqn-cias de giro o espectro de envelope no tempo (no em funo da freqncia como comumente utilizado), valor de Pk a Pk.

    Configurao do Envelope: Calculando o range no domnio do tempo: Freqncia: 6,5 rpm: 0,1083 Hz F = 1 / t 0,1083 Hz = 1 / t t = 1 / 0,1083 tempo = 9,23 segundos Portanto para se perceber a presena de 1 ciclo necessrio um tempo de exposio de 9,23 segundos, po-rm precisamos pelo menos de 3 ciclos (aparecer pelo menos uns 2 ou 3 picos nesta freqncia), desta for-ma multiplicamos este tempo por 3 e em seguida calculamos o range adequado. 9,23 s x 3 ciclos = 27,69 s (arredondar para 28 s para enxergar os 3 ciclos completos) r = l / t r = 1600 linhas / 27,69 s r = 57,78 (arredondar para 58 ou o mais prximo que o software permite). range = 58 Hz Caso prtico: Realizou-se um estudo das vibraes de um mancal com rolamento que gira com freqncia de 1,32 rpm (0,022 Hz), sendo o motor de acionamento WEG tipo 132S, o redutor principal SEW, e a rotao de sada dos redutores secundrios: 116,4 RPM (1,94 Hz). Existe no processo um ataque de vapor de cido aos rolamentos, sendo que os componentes mais prejudicados so os retentores e algumas gaiolas. Outros dados importantes: Rolamentos lado redutor: Rolamento Y Rolmx 3095/UCR 219. Rolamentos lado oposto ao redutor: Rolamento Y Rolmx 217-800.

    Freqncia de defeito para rolamento UCR 219 (mancais lado redutor)*: Pista Interna................................0,13 Hz Pista Externa...............................0,09 Hz Elementos Girantes.....................0,12 Hz Gaiola.........................................0,01 Hz

    r = range (fundo de escala a ajustar) l = nmero de linhas do espectro t = Tempo (s)

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    Freqncia de defeito para rolamento UCR 217 (mancais lado oposto)*: Pista Interna...............................0,14 Hz Pista Externa..............................0,10 Hz

    Elementos Girantes......................0,13 Hz Gaiola.........................................0,01 Hz

    * Dados obtidos do banco de dados do software de anlise normalmente fornecido nos sistemas preditivos, no caso entrando com a freqncia relativa de giro com 1,32 rpm. Espectro de envelope em funo do tempo, realce para defeito oriundo de elemento girante ou da pista interna do rolamento UCR 217 lado oposto. Na prtica o defeito era de elemento girante.

    Aplicao semelhante para baixa rpm, espectro de envelope f(Hz) acima e f(t) abaixo.

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    3.15 Elaborao do banco de dados sob conceito de multiparmetro. Exemplos de aplicao na formatao do banco para monitorao:

    Quanto menor a freqncia o espectro de envelope f(Hz) esquerda reala bem menos o defeito em gaiola do que o espectro de envelope f(t) direita.

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    3.16 Nveis de alarme sob conceito de multiparmetro. Referncias e prticas.

    NORMA ISO 10816-3 (substituindo a Norma ISO 2372) Avaliao de mquinas industriais com potncia acima de 15 KW e rotao entre 120 rpm e 15000 rpm Classificao por tipo de mquina Grupo 1 - Mquinas grandes acima de 300 KW, mquinas eltricas com altura de eixo H= ou > 315 mm Grupo 2 - Mquinas de tamanho mdio 15KW a 300 KW, mquinas eltricas com altura de eixo H de 160 a 315 mm Grupo 3 - Bombas com rotor multi-estgio e com acionador separado (centrifugo, fluxo misto e fluxo axial) acima de 15 KW Grupo 4 - Bombas com rotor multi-estgio e com acionador integrado (centrifugo, fluxo misto e fluxo axial) acima de 15 KW Zonas de avaliao Zona A - As vibraes de comissionamento de mquina nova devem estar dentro desta zona Zona B - As vibraes de mquinas dentro desta zona so consideradas aceitveis por longo tempo Zona C - As vibraes de mquinas dentro desta zona so consideradas insatisfatrias para operao continua de longa durao Zona D - As vibraes de mquinas dentro desta zona so consideradas inaceitveis

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    3.17 Indicadores tcnicos de controle e resultados, melhores prticas. Exemplos.

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    3.18 Tipos de rotores rgidos e flexveis. A compreenso da diferenciao entre rotores rgidos e rotores flexveis auxilia na definio do mtodo de balanceamento a ser utilizado. Rotores rgidos podem ser balanceados em um ou dois planos, enquanto que rotores flexveis so balanceados no mnimo em trs planos. Plano de balanceamento o local escolhido no rotor para efetuar a correo (adio ou retirada de massa), sendo considerado um plano imaginrio perpendicular ao eixo axial do rotor. O conjunto rotor formado pelo rotor propriamente dito, eixo, componente de transmisso (polia, acopla-mento, roda dentada, etc), e pode ter ainda outros componentes funcionais (tambor de freio, volante de inr-cia, disco com aletas de ventilao, etc). Todo conjunto rotor tem muitas freqncias prprias de vibrao, ou freqncias ressonantes. Um conjunto rotor pode ser destrudo, se for submetido a uma excitao externa constante de freqncia idntica fre-qncia ressonante do conjunto rotor. No caso de mquinas rotativas, esta freqncia ressonante conheci-da como rotao crtica. As condies de apoio influenciam a localizao da rotao de um conjunto rotor. Por exemplo:

    Um mesmo conjunto rotor, apresenta localizao diferenciada da primeira rotao crtica, somente devido alterao de seus apoios. Muitos equipamentos so projetados de modo que seus conjuntos rotores tenham rotao de servio abaixo da primeira rotao crtica. recomendado que a primeira rotao crtica se situe pelo menos 35% acima da rotao de servio de um conjunto rotor. Desta forma, teremos um ROTOR RGIDO, que no apresenta deflexo significativa de seu eixo suporte, para qualquer rotao abaixo da rota-o de servio. Isto proporciona o confortvel benefcio de poderem ser balanceados em uma rotao menor que a rotao de servio, bastando alterar proporcionalmente o grau de qualidade de balanceamento. Os ROTORES RGIDOS apresentam facilidades para balanceamento, pois no mximo dois planos de corre-o so necessrios. Os ROTORES RGIDOS se comportam de modo que, atingindo o desbalanceamento residual admissvel desejado, na rotao de balanceamento, o desbalanceamento residual se manter ad-missvel para qualquer rotao menor ou igual de servio. ROTOR RGIDO, portanto, aquele cuja rotao

    A B

    Figura 5 - Rotor em balano:1 critica: 2000 rpm.

    A B

    Figura 4 - Rotor entre mancais:1 critica: 2700 rpm.

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    crtica se encontra acima distante pelo menos 35% da rotao de trabalho, aproximadamente, fazendo com que, desta forma, no haja uma deflexo significativa de seu eixo suporte, para qualquer rotao abaixo da rotao de servio. O desenvolvimento de mquinas cada vez mais velozes elevou a rotao de servio para acima da primeira rotao crtica dos conjuntos rotores destas mquinas, de modo que para atingir a rotao de servio, o conjunto rotor passa obrigatoriamente pela primeira rotao crtica. Esta passagem deve ser feita no menor tempo possvel, para minimizar os efeitos da vibrao observada na freqncia ressonante. Uma vez localizada a rotao de servio acima da primeira crtica, necessrio verificar a posio da segun-da rotao crtica em relao rotao de servio. recomendado que nestas circunstncias, a rotao de servio fique pelo menos 35% acima da primeira crtica, e que a segunda crtica esteja pelo menos 35% aci-ma da rotao de servio. A aplicao destes valores na prtica alterada pelos fabricantes de equipamen-tos, que garantem ainda assim boa performance. Por exemplo, motores eltricos de rotores rgidos, so pro-jetados para rotao de servio em 1785 rpm, estando a primeira crtica em torno de 2300 rpm (30% acima). Motores eltricos de rotores flexveis tem a primeira rotao crtica localizada em 2500 rpm, estando a rota-o de servio em 3585 rpm (43% acima da primeira crtica), e a segunda rotao crtica em 4700 rpm (32% acima da rotao de servio). Geradores eltricos de grande porte, de rotores flexveis, com possibilidade de sobre velocidade (distrbio que provoca aumento da velocidade de servio em 20% por exemplo) tem a se-gunda rotao crtica 25% acima do ponto mximo de sobre velocidade, o que d 50% acima da rotao de servio (1,2 x 1,25 = 1,5). Ao passar pela primeira rotao crtica, os conjuntos rotores apresentam deforma-o significativa por flexo de seus eixos e assim permanecem na rotao de servio. ROTOR FLEXVEL aquele cuja rotao critica se encontra 35%, aproximadamente, abaixo da rotao de trabalho, ou seja, para que o rotor atinja a rotao de trabalho ele passa obrigatoriamente pela 1 rotao crtica. Esta passagem dever ser feita no menor tempo possvel, para que se possa minimizar os efeitos da vibrao observados na freqncia de ressonncia. recomendado tambm que a 2 rotao crtica se situe 35 % acima da rotao de trabalho, para que se possa garantir uma boa performance do equipamento. O objetivo do balanceamento de ROTORES FLEXVEIS diminuir tais deformaes, de modo que os mo-mentos fletores internos do eixo permaneam dentro de valores admissveis. O balanceamento destes roto-res mais complicado e exige no mnimo trs planos de correo para o modo V e quatro para modo S. So feitos vrios ensaios, em rotaes diferentes, sendo na rotao em que o rotor ainda est em sua condio rgida, em rotao maior com o rotor no modo V e se for o caso, em alta rotao com o rotor no modo S. Isto para cada ensaio, para cada massa de teste instalada em cada plano de correo.

    A forma construtiva deste tipo de rotor facilita a sua aplicao em muitos projetos, porm, do ponto de vista de vibraes, se mostram menos tolerantes falhas na distribuio de massa. Estas falhas podem ser provocadas devido desgaste das ps do rotor por abraso ou corroso. Outro mo-do de falha, que chamamos de induzida, quando um rotor em balano passa a vibrar muito, logo aps uma interveno de manuteno, sendo que anteriormente no vibrava tanto. O que ocorre, que, se por algum mo-tivo, o rotor foi desmontado de seu cubo, aps a nova montagem, na mesma posio anterior em relao ao cubo, ele pode vibrar em operao, pois a falta de pinos-guia permitir uma mudana do centro de massa do rotor em relao ao centro do giro, devido s folgas existentes entre os parafusos de fixao e as furaes do corpo do rotor. O balanceamento de rotores em balano, que possuem comprimento do rotor menor que 1/7 a 1/10 de seu di-metro, pode ser executado em um nico plano, fazendo medies no mancal que mais influenciado pela massa de teste (normalmente mancal 1).

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    Para rotores de comprimento significativo, a distribuio de massa se distancia da forma em disco, sendo normalmente necessrios dois planos de correo para execuo de balanceamento. As massas de teste podem ser colocadas conforme a ilustrao, e o procedimento o mesmo do balanceamento em dois planos. O plano 2 se localiza mais distante dos

    mancais 1 e 2 (y x) , portanto, a massa de teste calculada a ser colocada no plano 2, deve ser reduzida na proporo y/x.

    3.19 Balanceamento dinmico em um plano. Caso prtico.

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    3.20 Balanceamento dinmico em dois planos. Caso prtico. Um exaustor de tiragem induzida, instalado em uma caldeira, apresentando vibrao elevada em 1x rpm, ne-cessitou de balanceamento aps interveno de manuteno. Este rotor tem suco de gases na lateral, po-rm no fica em balano, estando o rotor apoiado em dois mancais de sustentao. Devido esta forma cons-trutiva, o centro de massa do conjunto rotor no coincide com o centro geomtrico entre mancais. O rotor foi balanceado em dois planos, no local, na rotao de servio do ventilador, conforme a seqncia de balanceamento a seguir. O comportamento do rotor durante os ensaios de balanceamento mostra clara-mente a necessidade de balanceamento em dois planos.

    Entre plano 1 e 2 vibraes prximas, fases prximas, durante os ensaios de balanceamento os dois mancais reagiram semelhante. Embora tenha sido colocadas massas em dois planos, elas foram de valores prximos na mesma direo e raio, como se tivssemos dividido uma suposta massa desbalanceadora do plano central do equipamento. Este rotor embora de comprimento

    relevante em relao ao seu dimetro, se comportou pedindo balanceamento esttico.

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    Bibliografia: Trabalhos e tecnologia da Engefaz Engenharia Ltda.(Solues para manuteno preditiva) Artigos da Orbit Magazine, Bently Nevada. Ilustraes da Disgnostic Solutions. Artigos tcnicos da Bruel&Kjaer. Ilustrao instrumento Baker da SKF web. Ilustrao transdutores relativos da Balluff web. Ilustrao software accent VB7 da Commtest. Ilustrao acelermetros Hansford (Hansford do Brasil). Ilustrao analisador porttil de vlvulas Profiler da Softek Engineering. Ilustrao instrumentos iOMvib Engefaz Engenharia Ltda (Solues para gesto manuteno). Ilustrao gesto vista TV touch screen Engefaz Engenharia Ltda (Gesto a Vista)