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CDU:621.313-13:620.178.5 OUT.11 990 EB-2072

Mirquinas el&ricas girantes - Medi@o - Avalia@o e limites da severidade de vibra@o mechica de mhquinas de altura de eixo igual ou superior a 56mm

Especifica@o

Registrada no INMETRO coma NBR 11390 NBR 3 - Norma Brasileira Registrada

Origem: Projeto 3:002.09-003/89 CB-3 - Comite Brasileiro de Eletricidade CE-3:002.09 - Comissao de Estudo de Medic%0 e Avaliacao da Severidade de Vibra@o EB-2072 - Rotating electrical machines - Measurement, evaluation and limits of the mechanical vibration severity for machines with shaft heights 56mm and higher Foi baseada na IEC 34-14 e na IS0 2373

Palavras-chave: Maquina eletrica girante. Vibra@o I 7 paginas

sUl#lARlo aquelas que sZio medidas na condi@o de suspensao livre e exclui as de altura de eixo superior a 400mm.

1 Objetivo 2 Documentos complementares 3 Defini@es 4 Generalidades 5 Condicoes de ensaio 6 Condi@es de med i@o 7 Limites da severidade de vibra@o mecanica ANEXO A - Figuras ANEXO B - Limites da severidade de vibracao mec%nica recomendadas para graus de qualidade “R” e “S”

1.4 Esta Norma nao se aplica a maquinas montadas no local de instala@io, a motores trifasicos corn comutador, a maquinas monof&icas, a maquinas trifasicas corn alimentac;ao monofasica, a hidrogeradores, a geradores de im8 permanente ou a maquinas acopladas as suas maquinas de acionamento ou cargas acionadas.

Nota: A altura de eixo de uma m&quina sem p&, ou de uma ma- quina corn p& elevados, ou de qualquer maqulna vertical, 6 considerada coma a altura de eixo de uma maquina de mesma carcaqa b&&a, porem de montagem horizontal corn p& MB3 conforme CB-24.

1 Objetivo 2 Documentos complementares

1.1 Esta Norma especifica as condigoes de ensaio e de medigao e fixa OS limites da severidade de vibragao de uma maquina eletrica girante, quando as medi@es sao efetuadas na maquina desacoplada num laboratorio de ensaio, sob condi@es de ensaio determinadas.

Na aplicag8o desta Norma 6 necessario consultar:

CB-24 - Maquinas eletricas girantes - ClassificagBo das formas construtivas e montagens - Classificacao

EB-120 - Motores eletricosde indu@o - EspecificacZio Nota: Para mdquinas de pot&cia nominal superior a 3OOkW,

ensaiadas no local de instaia@o, refer+se a NB-944 e a Is0 3945.

EB-281 - Maquinas sincronas - Especifica@o

1.2 Esta Normaaplica-se a m&quinasdecorrentecontinua e de corrente alternada trifasica, de altura de eixo igual ou superior a 56mm, de potencia nominal igual ou inferior a 50MW, corn velocidades nominais iguais ou superiores a 600rpm e iguais ou inferiores a 3600rpm.

NB-944 - Vibra@es mecanicas de maquinas corn velocidades de opera@0 de 600 a 12000rpm - Bases para especifica@o e pad&% de avalia@io - Procedimento

1.3 Para maquinas verticais, esta Norma so e apli&vel

NB-991 - Vibragao mecanica de maquinas rotativas e alternativas - Requisitos para instrumentos de medigao de severidade de vibragdes - Procedimento

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TB-214 - Vibra$es mecWkas e choques - Terminologia

IS0 3945 - Mechanical vibration of large rotating machines with speed range from 10 to 200 rev/s - Measurement and evaluation of vibration severity in situ

3 Def ini@es

OS termos tecnicos utilizados nesta Norma estao definidos na TB-214.

4 Generalidades

As vibra@es em maquinas e&riias girantes sao geralmente causadas por:

a) desbalanceamento das massas girantes;

b) pequenas deforma@% na carcass ou base da maquina causadas por certa atra@io magnetica entre estator e rotor;

c) mancais de rolamento;

d) cargas aerodinamicas e alguns efeitos secundarios, tais coma instabilidade do eixo dos mancais, resistencia passiva, deforma@es assimetricas, etc.

Nota: Apesar da precitio do balanceamento, que pode ser obtido corn mtiquinas de balanceamento dinamico, geralmente o desbalanceamento residual 6 a causa principal das vibra- @es constatadas em uma maquina.

5 Condiqdes de ensaio

5.1 Grandeza de medi@o

A grandeza caracteristica adotada para a severidade da vibra@o consiste no valor eficaz da velocidade de vibra@o, em milimetros por segundo. 0 valor mais elevado verificado nos pontos de medi@o prescritos (ver 6.2) caracteriza a severidade da vibra@o da maquina.

Nota: Caso seja necess&io converter valores eficazes da veloci- dade de vibra@o em valores de pica de amplitude de deslo- camento associados a uma dada freqii&cia, ver NB-944.

5.2 Equipamento de medi$%o

0 equipamento de med.&&o deve satisfazer as especifii@es da NB-991.

5.3 Montagem da m&quina

A vibra@o de uma maquina eletrica esta intimamente relacionada corn a sua montagem e por isso e geralmente desejavel efetuar as medi@es de vibra$io nas condi@es reais de instala@o e funcionamento. Contudo, para permitir a avalia@o do balanceamento e da vibra@o de maquinas eletricas girantes, e necessario efetuar tais medi@es corn a maquina desacoplada, sob condi@es de ensaio determinadas conforme 53.1 ou 5.3.2, de forma a permitir a reprodutibilidade dos ensaios e obten@o de medidas comparaveis.

5.3.1 Suspentio livre

Esta condi@io e obtida pela suspensao da maquina par

uma mola ou pela montagem desta maquina sobre urn suporte ekstico (molas, borrachas, etc.). A freqiiencia natural de oscilagao do sistema de suspens~o e maquina. Nos seis graus de liberdade possfveis, deve ser inferior a l/4 da freqiienciacorrespondente a velocidade de rota@0 da maquina sob ensaio, definida em 6.3. A massa efetiva do suporte elastico nao deve ser superior a 1 110 daquela da maquina, a fim de reduzir a influencia da massa’e dos momentos de inertia das partes do suporte elastico sobre o nfvel de vibra@o medido.

6.3.2 Montagem rigida

A maquina deve ser fixada a urn piso rfgido, diretamente ou por meio desua placa de base. Deve-se assegurar que as freqijencias naturais, horizontais e verticais, do conjunto sob ensaio, nZio coincidam corn a freqiiencia de rota@0 da maquina ou corn qualquer de seus harmonicas. Alem do mais, a montagem para ensaio nao deve reduzir substancialmente a velocidade crftica do rotor. A montagem satisfaz a estasexigencias, se as velocidadesde vibrac$io, medidas nas dire@% horizontal e vertical nos pes da maquina ou na base proximo aos suportes dos mancais ou aos pes do estator, nao excederem 50% das velocidades que poderiam ser medidas no mancal adjacente nestas direGoes de medi@o.

6 Condiqbes de medi@o

6.1 Chaveta

Para o balanceamento e medi@o da severidade de vibra@o de maquinas corn rasgo de chaveta na ponta de eixo, este rasgo deve ser preenchido corn meia chaveta, recortada de maneira a preenche-lo ato a linha divisoria entre o eixo e o element0 a ser acoplado.

Nota: A definiflo de meia cbaveta indicada nesta se@o, embora teoricamente correta, nao d normalmente prdtica nem necess&ia. Uma chaveta retangular de comprimento identico ao da chaveta utillzada na m&quina em fundio- namento normal e meia altura ou uma chaveta de meio comprimento e altura normal (que deve ser centrada no rasgo de chaveta a ser utilizado) &io aceitaveis cOm0 prM2as alternatlvas.

6.2 Pontos de medi@o

6.2.1 As medi@es da severidade de vibra@io devem ser efetuadas sobre OS mancais, na proximidade do eixo, em t&s dire@es perpendiculares, corn a maquina funcionando na posi@o que ocupa sob condi@es normais (corn eixo horizontal ou vertical).

6.2.2 A localiza@io dos pontos de medi@o e as dire@% a que se referem OS nfveis da severidade de vibra@o estao indicadas na Figura 1 (ver Anexo A) para maquinas de altura de eixo igual ou superior a 56mm e igual ou inferior a 400mm; na Figura 2 (ver Anexo A) para maquinas de altura de eixo superior a 4OOmm; e na Figura 3 (ver Anexo A) para maquinas corn mancais de pedestal.

6.3 Condi($es de funcionamento

6.3.1 As maquinas de corrente alternada devem ser alimentadas corn freqiiencia nominal e tensao nominal de forma de onda praticamente senoidal em conformidade corn a EB-281 e a EB-120, enquanto as de corrente

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contato entre o captador e a superficie da maquina esteja coma especificado pelo fabricante do captador e nao perturbe o estado vibrat6rio da maquina sob ensaio. e importante certificar-se de que a pressao e a massa do captador nao tenham influenciasignificativasobreoestado vibratorio da maquina. Em qualquer case, a massa total acoplada do captador montado deve ser inferior a l/50 da massa da maquina.

7 limites da severidade de vibra@o mec%nica

OS limites da severidade de vibra@o para o grau de qualidade normal (N), para as varias alturas de eixo padronizadas e para os dois metodos de montagem, estao especificados na Tabela 1.

continua devem ser excitadas corn corrente nominal e alimentadas corn uma tensao tal que elas girem a sua velocidade nominal.

6.3.2 Salvo especifica@io em contrario, para m&juifiaS de varias velocidades, OS limites de severidade de vibra$io nao devem ser excedidos em qualquer das diferentes velocidades. Para o case destas maquinas, o titulo “velocidade nominal” da Tabela 1 deve ser considerado coma cada velocidade de funcionamento. Para maquinas que giram nos dois sentidos, OS limites da severidade de vibragao aplicam-se a ambos OS sentidos. A medigrio da severidade de vibracao deve ser efetuada corn a maquina funcionando em vazio e desacoplada, se possivel.

6.4 Captador de vlbracao

Cuidados devem ser tomados para assegurar que o

Tabela 1 - Llmites da severidade de vibra@io para o grau de qualidade “N”

Velocidade nominal “v”

(rpm)

Valores eficazes maximos da velocidade de vibracao, em mm/s, para uma altura de eixo H, em mm

M&odos de montagem

Suspensao livre Rigid0

56IHI132 132cH5225 H > 225 H > 400

600lvI1800 118 198 23 23

18OO<v<3600 198 23 495 23

Notas: a) Para as maquinas que necessitem valores inferior-es aos constantes da Tabela 1, recomenda-se escolher urn dos graus de qualidade indicados no Anexo B. Para estes graus de qualidade, as disposic$es a serem tomadas para a montagem das maquinas devem constituir objet0 de acordo previo entre fabricante e comprador;

b) Para maquinas corn H > 4OOmm, OS dois metodosde montagem Sao apkaveis; nao deve, no entanto, ser feitacOmpara@O entre OS resultados. Salvo acordo em contr&io, a escolha do metodo fica a criteria do fabricante;

C) A avalia@IO davibra#o axial do mancal depende de sua fun@o e constru@o. No case de mancais de escora, asvibracoes axiaiS so relacionadas Zis pulsa@es do empuxo, as quais podem danificar OS revestimentos met&os dos mancais de bucha ou par&S de mancais de rolamento. As vibrages ax&is &s&s mancals devem ser julgadas de forma identica &S vibra@es transversais. Quando OS mancais tiverem constru@o sem limita@o axial, mediante acordo entre fabricante e comprador, podem ser estabelecidas exigencias menos rigorosas.

/ANEXOS

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ANEXO A - Figuras

(a) Omitir quando inacessivel

Figura 1 - Pontos de medi@o e dite$bes para maquinas de altura de eixo igual ou superior a 56mm e igual ou inferior a 400mm

(a) Omitir quando inacessivel

!- 1 I I t- -- t t I 1 1-J I

Figura 2 - Pontos de medi@o e dire$bes para mhquinas de altura de eixo superior a 400mm, aplichveis as duas extremidades da maquina

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(a) Omitir quando inacessivel

Figura 3 - Pontos de medi@o e dire@es para maquinas corn mancais de pedestal de altura de eixo superior a 400mm, aplicheis as duas extremidades da maquina

/ANEXO B

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ANEXO B - Limites da severidade de vibra@o mechica recomendados para OS graus de qualidade “R” e “S”

OS limites da severidade de vibra@o para OS graus de para as alturas de eixo padronizadas at6 H = 400 e para qualidade reduzido (R) e especial (S), recomendados suspensao Me, e&lo especificados na Tabela 2.

Tabela 2 - Limites da severidade de vibra@o recomendados para OS graus de qualidade “R” e “S”

Grau de

qualidade

Velocidade nominal “t’

UPN

(!khzido) 600Iv51800 0,71 1,12 138 18OO<v53600 1,12 18 23

s (especial)

600sv~1800 18OO<v13600

Valores eficazes mWirnos(*) da velocidade de vibra@o, em mm/s para uma altura de eixo H, em mm

Suspensrio livre

56IH5132 I

132<H<225 I

225 < H I 400

0,45 0,71 1,12 0,71 1,12 198

(A) Se comprovado pela experibcia, pode ser utilizado urn tinico conjunto de valores par-a cada grau de qualidade. Por exemplo, aquele aplic&el para a altura de eixo entre 132 e 225mm.