VIBRAÇÕES E INFLUENCIAS NO DESBALANCIAMENTO

ANHANGUERA EDUCACIONAL

Unidade de Anápolis

Engenharia Mecânica

VIBRAÇÕES E INFLUENCIAS NO DESBALANCIAMENTO

Anápolis

2014

ANHANGUERA EDUCACIONAL

Unidade de Anápolis

VIBRAÇÕES E INFLUENCIAS NO DESBALANCIAMENTO

Mecanismos e Dinâmica das Máquinas

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Anápolis

2014

INTRODUÇÃO

Vibração

Vibração mecânica é um tipo de movimento, no qual se considera uma massa reduzida a um ponto ou partícula submetida a uma força. A ação de uma força sobre o ponto obriga-o a executar um movimento vibratório.

No detalhe da figura anterior, o ponto P, quando em repouso ou não estimulado pela força, localiza-se sobre o eixo x Sendo estimulado por uma força, ele se moverá na direção do eixo y, entre duas posições limites, equidistantes de x, percorrendo a distância 2D, isto é, o ponto P realiza um movimento oscilatório sobre o eixo x.

Para que o movimento oscilatório do ponto P se constitua numa vibração, ele deverá percorrer a trajetória 2 D, denominada trajetória completa ou ciclo, conhecida pelo nome de período de oscilação. Com base no detalhe da ilustração, podemos definir um deslocamento do ponto P no espaço.

Esse deslocamento pode ser medido pelo grau de distanciamento do ponto P em relação à sua posição de repouso sobre o eixo x. O deslocamento do ponto P implica a existência de uma que poderá ser variável. Se a velocidade for variável, existirá uma certa aceleração no movimento. Por meio da medição e análise das vibrações existentes numa máquina em operação, é possível detectar com antecipação a presença de falhas que podem comprometer a continuidade do serviço, ou mesmo colocar em risco sua integridade física ou a segurança do pessoal da área.

A aplicação do sistema de análise de vibrações permite detectar e acompanhar o desenvolvimento de falhas nos componentes das máquinas. Por exemplo, pela análise de vibrações constatam-se as seguintes falhas:

• Rolamentos deteriorados; • Engrenagens defeituosas;

• Acoplamentos desalinhados;

• Rotores desbalanceados;

• Vínculos desajustados;

• Eixos deformados;

• Lubrificação deficiente;

• Folgas excessivas em buchas;

• Falta de rigidez;

• Problemas aerodinâmicos ou hidráulicos;

• Cavitação;

• Desbalanceamento de rotores de motores elétricos.

O registro das vibrações das estruturas é efetuado por meio de sensores ou captadores colocados em pontos estratégicos das máquinas. Esses sensores transformam a energia mecânica de vibração em sinais elétricos. Esses sinais elétricos são, a seguir, encaminhados para os aparelhos registradores de vibrações ou para os aparelhos analisadores de vibrações.

Os dados armazenados nos registradores e nos analisadores são, em seguida, interpretados por especialistas, e desse modo obtém-se uma verdadeira radiografia dos componentes de uma máquina, seja ela nova ou velha.

A análise das vibrações também permite, por meio de comparação, identificar o aparecimento de esforços dinâmicos novos, consecutivos a uma degradação em processo de desenvolvimento.

Os níveis de vibrações de uma máquina podem ser representados de várias maneiras, porém a maneira mais usual de representação é a espectral ou frequência, em que a amplitude da vibração é dada de acordo com a frequência. Graficamente temos:

No ponto A0 temos a amplitude de uma certa vibração, e no ponto A1 a amplitude de uma outra vibração. Desse modo, em um espectro todos os componentes de um nível vibratório são representados sob a forma de picos que nos permitem seguir, individualmente, a variação da amplitude de cada vibração e discriminar, sem mascaramentos, os defeitos em desenvolvimento nos componentes das máquinas.

A figura a seguir mostra um gráfico real de uma análise espectral. Esse gráfico foi gerado por um analisador de vibrações completo. Dentre as diversas fontes de vibração aquelas mais comuns e que, portanto,podem ser responsabilizadas pela quase totalidade das vibrações mecânicas indesejáveis são: Desbalanceamento, o desbalanceamento é uma das causas mais comuns de vibrações em máquinas. Na maioria das vezes as principais características da vibração medida são:

• A frequência da vibração coincide com a rotação do elemento desbalanceado.

• A amplitude é proporcional à quantidade do desbalanceamento (tende sempre a crescer com o passar do tempo).

• A amplitude de vibração é normalmente maior nas direções radiais (transversais ao eixo de rotação).

• As leituras de fase permanecem estáveis.

• A fase muda 90° quando o sensor é deslocado 90°.