Qual é o limite da gama de vibrações de um motor elétrico industrial?

O limite da gama de vibrações de um motor elétrico industrial é uma especificação técnica importante que define a gama de frequências de vibração em que um motor pode funcionar sem danos significativos. A vibração é um fenómeno mecânico que ocorre quando um objeto oscila em torno de uma posição de equilíbrio. No caso dos motores eléctricos industriais, a vibração pode ser causada por uma variedade de factores, tais como desalinhamento, desequilíbrio, fricção, torção e flexão.

A vibração em motores eléctricos é um grande problema para muitos gestores de manutenção em instalações industriais, uma vez que pode causar danos mecânicos, tais como fadiga de materiais, desgaste, desalinhamento e fratura de componentes. Além disso, a vibração pode afetar negativamente o desempenho do motor, causando perda de potência, aumento do consumo de energia, aumento do ruído e da vibração e redução da vida útil.

Para minimizar os efeitos negativos das vibrações nos motores eléctricos industriais, é estabelecido um limite para a gama de vibrações. Este limite é definido de acordo com a geometria, o projeto e a configuração do motor e é estabelecido através de ensaios do motor em condições reais de funcionamento.

O limite da gama de vibrações pode ser medido utilizando diferentes técnicas de medição das vibrações, tais como acelerómetros, sensores de proximidade e câmaras de alta velocidade. Estas técnicas permitem medir a amplitude e a frequência das vibrações em diferentes partes do motor, permitindo identificar as áreas de maior vibração e fixar o limite adequado da gama de vibrações.

O limite da gama de vibrações para motores eléctricos industriais é definido de acordo com diferentes níveis de vibração. Estes níveis são definidos de acordo com a norma ISO 10816, que estabelece os valores limite de vibração para diferentes tipos de máquinas e equipamentos rotativos. Os níveis de vibração são classificados em quatro categorias: A, B, C e D, sendo a categoria A a mais baixa e a D a mais alta.

Limite da gama de vibrações em velocidade (in/seg.)

Já mencionámos que a vibração é um fator importante na vida e no funcionamento do motor elétrico. Quando há vibração no sistema, a culpa é geralmente do motor, mas devemos ter em atenção que nem sempre é esse o caso. Para excluir a possibilidade de ser o motor a vibrar, recomenda-se testar o motor em vazio. As medições são efectuadas em duas posições horizontais, duas posições verticais e duas posições axiais. Nos motores verticais, são testados cinco pontos, consoante a velocidade do motor. Por exemplo, a uma velocidade de 60Hz, o valor máximo permitido de vibração do motor é o indicado na figura, polegadas por segundo. Se algum dos pontos de medição exceder este valor, considera-se que o motor está a vibrar. Se nenhum dos pontos exceder este valor, o motor não tem vibração. Depois disto, o motor é montado e é efectuado um novo ensaio de vibração para garantir que a vibração não aumenta.

Assim, se a vibração do motor exceder este valor, não é aconselhável trabalhar com ele. Se a vibração for externa, o motor deve ser revisto, reequilibrado ou as chumaceiras substituídas para que o valor da vibração não ultrapasse este ponto. Quando a vibração é externa, a causa deve ser procurada noutro local.

É comum, em muitos casos, atribuir as vibrações aos motores, mas é importante efetuar testes sem carga e medir as vibrações em diferentes pontos para excluir o motor como causa. É um erro culpar sempre o motor sem primeiro excluir outras causas possíveis, como o acoplamento, a ventoinha ou a polia. Ao excluir o motor como fonte da vibração, podemos ter a certeza de que não há nada de errado com o motor.

Como garantir que o motor elétrico funciona dentro do limite da gama de vibrações

Para garantir que um motor elétrico industrial funciona dentro do limite da gama de vibrações, podem ser utilizadas diferentes técnicas de controlo das vibrações, como a equilibragem dinâmica, o ajuste do alinhamento, a utilização de amortecedores e a conceção de componentes que minimizem as vibrações. Para além disso, podem ser utilizadas as seguintes técnicas técnicas de monitorização das vibrações para detetar quaisquer alterações na gama de vibrações do motor e tomar medidas preventivas para evitar danos.

Análise do ruído e das vibrações dos motores eléctricos

O ruído e as vibrações gerados por um motor elétrico podem ser divididos em três factores principais: mecânico, aerodinâmico e eletromagnético.

O ruído e a vibração mecânicos estão relacionados com condições mecânicas ou de fabrico, tais como fricção, falhas de alinhamento ou de lubrificação e perda de contacto entre rolamentos, engrenagens e outras interfaces. Estas condições dependem da velocidade de rotação, da carga e da temperatura.

Existem várias vias de transferência para o ruído e a vibração gerados por um motor elétrico:

• Ruído aéreo irradiado pela estrutura do motor ou por qualquer parte estrutural do motor. A vibração é transmitida através da estrutura de suporte e convertida em ondas sonoras no ar no componente ressonante.
• Ruído transmitido pela estrutura é transmitida à estrutura pelo estator através das suas fixações. As ondas de vibração transmitidas causam ruído e podem também ser perigosas para a estrutura.
• Ruído devido a caixas de velocidades e acoplamentos, causado pela ondulação do binário. A ondulação de binário é uma perturbação periódica do binário, com uma componente de frequência e uma componente de amplitude (uma corrente alternada imposta a um valor de corrente contínua, impulsionada por excitação e construção).

Estratégias de atenuação do ruído de vibração no motor elétrico

As estratégias de atenuação do ruído mecânico incluem, mas não se limitam a:

• Modificação de rolamentos de esferas danificados.
• Utilização de aditivos químicos.
• Utilização de dispositivos de absorção de vibrações ou de isolamento de vibrações.
• Modificação da velocidade de rotação.
• Utilização de ferramentas de alinhamento aquando da montagem do motor.
• Aplicação de um vedante para impedir a entrada de sujidade nos rolamentos
• Equilibragem dinâmica do rotor.
• Revestimentos para travões e embraiagens industriais.

O ruído aerodinâmico ocorre mais frequentemente em torno do sistema de ventilação ou na área da máquina que se comporta como uma ventoinha. Este ruído é predominante em velocidades mais elevadas do motor devido à maior flutuação da velocidade. As frequências características do ruído aerodinâmico em máquinas eléctricas incluem a frequência do vórtice, a frequência do passo da pá e a frequência do passo da conduta do rotor.

O ruído e as vibrações electromagnéticas são o principal tipo de ruído e vibrações das máquinas eléctricas de pequena e média dimensão amplamente utilizadas no sector industrial. O ruído provém das vibrações do motor elétrico na gama audível sob a excitação de forças electromagnéticas, incluindo a magnetostricção e as forças de Maxwell.

A magnetostricção na geração de ruído pode geralmente ser ignorada, uma vez que não é normalmente a causa do ruído eletromagnético e das vibrações em máquinas rotativas.

A tensão de Maxwell é a formalização da forma como as forças magnéticas surgem dos campos electromagnéticos. Inclui forças atractivas e repulsivas entre dois ímanes, forças reactivas que podem encurtar linhas de campo magnético e forças de Laplace que se aplicam a correntes eléctricas em campos magnéticos externos.

Para atenuar ou gerir o ruído eletromagnético, podem ser aplicadas várias estratégias, tais como

• Evitar a ressonância entre as forças magnéticas e os modos estruturais.
• Reduzir as assimetrias para que a tolerância seja activada.
• Excentricidades correctas.
• Otimizar a posição do íman e a sua magnetização.
• Melhorar a circularidade da laminação.

O análise de vibrações de motores eléctricos  pode ajudar os gestores de manutenção industrial a evitar níveis perigosos de som e vibração, bem como a avaliar a causa de falhas de produtos ou sistemas. Os especialistas certificados podem efetuar medições de vibração e colocar um acelerómetro numa máquina para obter resultados precisos. O som e a vibração dependem das condições de teste, como a temperatura, o ruído ambiente e se as entradas são provenientes da fonte de excitação correcta.

A análise de vibrações é uma forma eficaz de identificar potenciais problemas com o equipamento antes de se tornarem um problema, reduzindo o tempo de inatividade e os custos de reparação, bem como aumentando a vida útil do equipamento, a segurança e a produção.

A análise de vibrações em motores eléctricos é um processo quantitativo que utiliza ferramentas e software sofisticados para gerar dados que os engenheiros e analistas podem utilizar para tomar medidas correctivas. Além disso, a análise de vibrações pode ser contínua através da instalação de ferramentas e software no equipamento para monitorizar as vibrações em tempo real, 24 horas por dia, 7 dias por semana. As leituras podem ser enviadas para um computador, tablet ou telemóvel para análise.

A análise de vibrações é um processo não invasivo que pode ser efectuado enquanto o equipamento está em funcionamento, pelo que não há necessidade de perder tempo de produção. Além disso, a análise de vibrações pode ser utilizada para estabelecer linhas de base do equipamento e estabelecer critérios de teste de aceitação para avaliar se a instalação e as reparações do equipamento foram efectuadas corretamente. É particularmente adequada para determinados tipos de equipamento, tais como os essenciais, muito utilizados e de difícil acesso, uma vez que podem ser continuamente monitorizados para evitar problemas e reduzir custos. Poderá estar interessado em saber como utilizar o análise das vibrações para reduzir os custos de funcionamento das instalações industriais.

O limite da gama de vibrações de um motor elétrico industrial consiste em fornecer uma solução fiável e eficaz para monitorizar e controlar as vibrações do motor, a fim de aumentar a vida útil do motor e reduzir o tempo de inatividade.

Podemos recomendar vários especialistas em análise de limites de gama de vibrações de motores eléctricos industriais que podem fornecer ferramentas essenciais para qualquer empresa que dependa do funcionamento de equipamento elétrico nos seus processos de produção. Este limite de gama baseia-se nas normas ISO 10816 para vibrações mecânicas em máquinas e proporciona uma forma eficaz de medir as vibrações do motor em tempo real.

Com as soluções certas, os gestores de manutenção podem definir um intervalo de vibração permitido para cada motor elétrico e receber alertas em tempo real se o motor estiver a funcionar fora desse intervalo. Isto permite-lhes tomar medidas imediatas para evitar avarias no motor e reduzir o tempo de inatividade.

Além disso, a inclusão destas tecnologias também fornece informações pormenorizadas sobre as causas das vibrações, o que ajuda os gestores de manutenção industrial a identificar e resolver os problemas na origem. Isto permite-lhes efetuar reparações preventivas antes da ocorrência de falhas, o que, por sua vez, reduz os custos de reparação e aumenta a vida útil do motor.

Solicite mais informações sobre as soluções de limite da gama de vibrações de motores eléctricos industriais e obterá uma forma eficaz e fiável de monitorizar e controlar as vibrações do motor, ajudando-o a reduzir o tempo de inatividade, a aumentar a vida útil do motor e a melhorar a eficiência dos seus processos de produção.