Parâmetros para a medição correcta das vibrações mecânicas nas máquinas

Uma vez que a velocidade de vibração está diretamente relacionada com a severidade da vibração, para a maioria dos fins gerais de medição de vibrações mecânicas em máquinas, este é o parâmetro de medição preferido. De um modo geral, as vibrações que ocorrem na gama de frequências entre 600 e 60 000 cpm são melhor medidas utilizando a velocidade de vibração.

Neste artigo, abordamos os seguintes parâmetros:

• Quando é utilizada a medição da velocidade,
• Quando se utiliza a medição da deslocação, e
• Quando é utilizada a medição da aceleração.

Em condições de tensão dinâmica, o próprio deslocamento pode ser um melhor indicador da gravidade da situação. Discutimos o efeito da flexão repetida em relação à rutura de uma peça de chapa metálica, mas a chapa metálica que utilizámos não demonstrava muito bem uma das propriedades do componente mais rígido de uma máquina, nomeadamente a tendência para se tornar frágil, o que significa uma propensão para se partir ou fender quando sujeita a tensões acima de um determinado limite.

Geralmente, é a baixas frequências que a deslocação pode ser o melhor indicador da gravidade da vibração, tipicamente na gama de frequências abaixo de 600 cpm.

Quando é utilizada a medição da aceleração

A aceleração está intimamente relacionada com a força, e podem ocorrer forças relativamente significativas a altas frequências, mesmo que a deslocação e a velocidade sejam mínimas. Por exemplo, diríamos uma vibração medida de 1,5 mils a 6.000 cpm. Isto corresponde a uma leitura de velocidade de 0,471 in/seg (pico), que pode ser considerada "grosseira" para a maquinaria em geral. Isto também é equivalente a uma leitura de aceleração de 0,7 g.

De seguida, considere uma vibração de 0,015 mils a uma frequência de 600,00 cpm. Esta vibração também corresponde a uma leitura de velocidade de 0,47 in/seg (pico), mas com uma leitura de aceleração de 70g. A 6.000 cpm, a rotura pode ocorrer devido à fadiga (velocidade), mas à frequência mais elevada de 600.000 cpm, a rotura ocorrerá provavelmente devido à força aplicada (aceleração).

A aplicação de uma força excessiva pode resultar numa falha de lubrificação, provocando a rutura da superfície de apoio da chumaceira. Por conseguinte, a frequências elevadas, ou seja, 60,00 cpm e superiores, a aceleração pode ser o melhor indicador da gravidade da vibração.

O que a fase revela

A medição de fase é essencial na análise de vibrações para diagnosticar problemas específicos da máquina. As medições comparativas a laser são utilizadas da seguinte forma:

• Equilíbrio. A fase é utilizada para determinar o tipo de desequilíbrio, estático ou dinâmico, e para calcular a quantidade e a localização angular dos pesos de correção. É também utilizada para avaliar os efeitos da temperatura, da carga, etc.

• Falta de alinhamento. As medições comparativas de fase revelam o tipo de desalinhamento (angular ou offset) e a localização do defeito.

• Afrouxamento. O faseamento é utilizado para detetar a existência de movimentos relativos de componentes de máquinas causados por má qualidade da calda de cimento, fundações partidas ou fissuradas, etc.

• Estudos de modalidades. As leituras comparativas de fase podem revelar formas de modo em todos os tipos de estrutura de máquina.

A informação relativa à fase é obtida por meio de uma luz estroboscópica accionada por um sinal de vibração, um sensor de referência de fase e, em alguns casos, um osciloscópio.

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