Análise de vibrações de folgas e choques

1 – Análise de vibrações de folgas e choques – Introdução

A análise de vibrações de folgas e choques, com um analisador de vibrações, numa máquina é um importante preliminar a uma intervenção da manutenção. As folgas e choques são muito comuns e geram vibrações excessivas nas máquinas. Assim quem quer compreender o comportamento dinâmico de um equipamento em funcionamento tem de dispor uma compreensão razoavelmente completa deste fenómeno. Isto é essencial para implementar com sucesso um programa de manutenção preditiva.

Folgas e as suas diversas consequências, são das anomalias mais comuns num parque de máquinas em funcionamento. Tendo o seu diagnóstico alguma particularidade importa compreender as suas consequências e sintomas.

2 -Consequências das folgas

2.1 – Desequilíbrio

Folgas excessivas e desapertos podem se manifestar de diversas maneiras diferentes.

Uma consiste na geração de um desequilíbrio como se vê na figura.

Figura 1 – A folga permite uma excentricidade entre o centro de gravidade e o centro de rotação gerando um desequilíbrio – Análise de vibrações de folgas e choques

A folga ao permitir que o eixo de inércia do veio fique excêntrico em relação ao eixo de rotação vai gerar um desequilíbrio.

Nestas condições para distinguir o efeito de folga de um desequilíbrio puro e simples do veio, há que olhar ao historial anterior da máquina. Caso a máquina tenha vindo de uma beneficiação onde se verificaram as folgas desconfia-se de desequilíbrio do rotor, caso esteja a funcionar há anos, desconfia-se de folgas.

Quando as folgas são elevadas por vezes consegue-se ver o movimento relativo do veio com a chumaceira, com um estroboscópio.

2.2 – Choques e Oscilações de Amplitude

Outra maneira das folgas se manifestarem é sob a forma de choques. Efectivamente, por vezes, quando as folgas se criam o rotor ganha uma liberdade de movimento que por vezes o leva a embater nas partes estáticas conforme se pode ver na figura.

Figura 2 – Um dos efeitos das folgas é poder permitir a geração de choques – Análise de vibrações de folgas e choques

Nestas condições, no espectro de frequência, aparecem numerosas harmónicas, e por vezes, inter-harmónicas da velocidade de rotação.

Figura 3 - Espectro de Frequência medido na chumaceira de um ventilador onde estavam a ocorrer choques. - Análise de vibrações de folgas e choques — Figura 3 – Espectro de Frequência medido na chumaceira de um ventilador onde estavam a ocorrer choques. – Análise de vibrações de folgas e choques

Note-se que o espectro mais normal num ventilador é constituído quase só pela componente à velocidade de rotação o que não é manifestamente o caso na fig. 3.

As inter-harmónicas da velocidade de rotação constituem, em qualquer circunstância, um sintoma claro da existência de choques.

No sinal na base tempo o fenómeno tornase evidente especialmente quando medido em aceleração.

Figura 4 - Forma da onda medida na chumaceira de um ventilador onde ocorriam choques - Análise de vibrações de folgas e choques — Figura 4 – Forma da onda medida na chumaceira de um ventilador onde ocorriam choques – Análise de vibrações de folgas e choques

Estes choques são claramente audíveis com um estetoscópio, ou mais simplesmente com uma chave de parafusos.

2.3 – Posicionamento Incorrecto

No caso da montagem de uma máquina ser efectuada com tolerâncias apertadas as folgas dão origem a desalinhamentos, engrenamento incorrecto etc. Os sintomas são, portanto, os destas anomalias, frequentemente acompanhadas doutros sintomas de folgas como seja por exemplo o desequilíbrio.

3 – DESAPERTOS

Quando ocorre o desaperto de uma máquina do seu fixe dá-se normalmente uma subida da amplitude das vibrações, frequentemente com a direcção vertical como predominante. Quando o desaperto é ao nível dos pernes, um controle sensorial com vista a determinar se a amplitude das vibrações na cabeça do perne é igual à do fixe, é geralmente suficiente para determinar se essa é efectivamente a causa.