ABNT --- Ensaio não destrutivo – Análise de vibrações – Terminologia

ABNT/ONS-58 1º PROJETO 58:000.03-002

SET 2010

NÃO TEM VALOR NORMATIVO

Ensaio não destrutivo – Análise de vibrações – Terminologia

APRESENTAÇÃO

1) Este 1º Projeto foi elaborado pela Comissão de Estudo de Análise de Vibrações (CE-58:000.03) do ABNT/ONS-58 – Ensaios Não Destrutivos, nas reuniões de:

18.06.2008 05.03.2009 14.04.2009

19.08.2009 21.10.2009 11.11.2009

17.03.2010 -- --

2) Este 1º Projeto de Norma é previsto para cancelar e substituir a(s) ABNT NBR 7497:1982, quando aprovado, sendo que nesse ínterim a referida norma continua em vigor;

3) Não tem valor normativo;

4) Aqueles que tiverem conhecimento de qualquer direito de patente devem apresentar esta informação em seus comentários, com documentação comprobatória;

5) Este Projeto de Norma será diagramado conforme as regras de editoração da ABNT quando de sua publicação como Norma Brasileira.

6) Tomaram parte na elaboração deste Projeto:

Participante Representante

ABENDI Ana Paula Giolo

ABENDI Luiz Mauro Alves

INTER-METRO José Stankevicius

PETROBRAS Aluízio Gomes Leixas

VIBRODATA Lucas Fonseca Leonel

VIBRODATA José Luiz Marra


SET 2010

NÃO TEM VALOR NORMATIVO 1/26

Ensaio não destrutivo – Análise de vibrações – Terminologia

Non-destructive testing – Evaluation of Vibration - Terminology

Prefácio

A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) é o Foro Nacional de Normalização. As Normas Brasileiras, cujo conteúdo é de responsabilidade dos Comitês Brasileiros (ABNT/CB), dos Organismos de Normalização Setorial (ABNT/ONS) e das Comissões de Estudo Especiais (ABNT/CEE), são elaboradas por Comissões de Estudo (CE), formadas por representantes dos setores envolvidos, delas fazendo parte: produtores, consumidores e neutros (universidades, laboratórios e outros).

Os documentos Técnicos ABNT são elaborados conforme as regras das Diretivas ABNT, Parte 2.

O Escopo desta Norma Brasileira em inglês é o seguinte:

Scope

This Standard defines the terms used in mechanical vibrations and shocks.

1 Escopo

Esta Norma define os termos empregados em vibrações mecânicas e choques.

2 Referências normativas

Os documentos relacionados a seguir são indispensáveis à aplicação deste documento. Para referências datadas, aplicam-se somente as edições citadas. Para referências não datadas, aplicam-se as edições mais recentes do referido documento (incluindo emendas).

ABNT NBR 7497, Vibrações mecânicas e choques

3 Termos e definições

Para os efeitos deste documento, aplicam-se os seguintes termos e definições.

3.1 Aceleração

3.1.1 aceleração vetor que especifica a derivada da velocidade em relação ao tempo


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3.1.2 aceleração da gravidade aceleração produzida pela força da gravidade na superfície terrestre. O valor varia com a latitude e altitude do ponto de observação. Por acordo internacional, foi normalizado o valor de 9,80665 m/s2. Normalmente, os valores de aceleração são expressos como múltiplo de g

3.1.3 sistema de referência inercial sistema de coordenadas no qual as leis de inércia (mecânica clássica) são válidas. É considerado um sistema inercial aquele que está em repouso absoluto ou em movimento retilíneo uniforme. Para efeito de análise de vibração, um sistema de referência preso ao solo pode ser considerado como inercial

3.1.4 força de inércia força de reação imposta pela massa que está sendo acelerada

3.1.5 oscilação variação em relação ao tempo da magnitude de uma grandeza, com relação a uma referência especificada, quando a variação assume valores maiores e menores do que um valor médio

3.1.6 excitação força externa periódica ou não, que aplicada a um sistema provoca uma resposta

3.1.7 resposta de um sistema expressão quantitativa do movimento de um sistema devido a uma excitação

3.1.8 transmissibilidade razão não dimensional da resposta de um sistema em movimento vibratório permanente a uma excitação

3.1.9 sistema agregado de partes relevantes constituintes de um dispositivo

3.1.10 sistema linear sistema que apresenta resposta proporcional à magnitude da excitação

NOTA Esta definição implica que as propriedades dinâmicas de cada elemento do sistema pode ser representado por um conjunto de equações diferenciais lineares com coeficientes constantes e que o princípio da superposição pode ser aplicado;


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3.1.11 sistema mecânico conjunto de elementos dinâmicos, composto de massas, rigidez e amortecimento, cujo movimento vibratório, resultante de uma excitação, se deseja analisar

3.1.12 fundação estrutura que suporta um sistema mecânico. A fundação pode ser fixa a um sistema de referência ou pode estar em movimento provocando uma excitação para o sistema suportado

3.1.13 sistema sísmico sistema mecânico que possui uma massa anexada a uma base de referência através de um ou mais elementos flexíveis com ou sem amortecimento

NOTA 1 Sistemas sísmicos normalmente são modelados como um sistema de um grau de liberdade, com amortecimento viscoso.

NOTA 2 A frequência natural associada a transdutores sísmicos de deslocamento ou velocidade são muito baixa e relativamente elevada para transdutores de aceleração, quando comparada com a faixa de frequência a que se propõe medir esses transdutores;

3.1.14 grau de liberdade número mínimo de coordenadas independentes necessário para definir, em qualquer instante, a configuração de um sistema mecânico

3.1.15 sistema de um grau de liberdade sistema mecânico cujo movimento pode ser configurado, em qualquer instante, por apenas uma coordenada generalizada

3.1.16 sistema de vários graus de liberdade sistema mecânico cujo movimento para ser configurado, em qualquer instante, necessita de dois ou mais coordenadas generalizadas

3.1.17 sistema contínuo sistema distribuído sistema mecânico com infinitos graus de liberdade;

NOTA A configuração de um sistema contínuo é especificada por uma função contínua, ao contrário do sistema discreto que requer apenas um número.

3.1.18 sistema discreto modelagem matemática de um sistema contínuo, utilizando um número finito de graus de liberdade


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3.1.19 centro de gravidade lugar geométrico de um corpo rígido ou não, por onde passa a resultante do peso de todas as partículas que constituem o corpo, para todas as orientações do corpo, com relação ao campo gravitacional

NOTA Para um campo gravitacional uniforme, o centro de gravidade coincide com o centro de massa.

3.1.20 centro de massa ponto associado com o corpo em cujo lugar pode-se colocar uma partícula com massa igual a do corpo. O momento calculado dessa massa, nesse ponto, com relação a qualquer plano será igual ao momento do corpo em relação ao mesmo ponto

3.1.21 rigidez razão entre a força (ou torque) e o deslocamento translacional (ou angular) correspondente de um elemento elástico

3.1.22 compliança inverso da rigidez

3.1.23 impedância razão entre uma excitação harmônica de um sistema e sua resposta (em unidades coerentes). Ambas são quantidades complexas. O termo geralmente aplica-se apenas a sistemas lineares

3.1.24 impedância mecânica razão complexa, em um determinado ponto, entre a força e a velocidade, durante um movimento harmônico simples

NOTA Para o caso de impedância mecânica torsional, os termos “força” e “velocidade” são substituídos por “torque” e “velocidade angular”.

3.1.25 mobilidade mecânica inverso da impedância mecânica

3.1.26 impedância dinâmica constante elástica dinâmica constante dinâmica de mola razão entre uma força de excitação e deslocamento resultante em condições dinâmicas. A rigidez dinâmica para um sistema translacional de um grau de liberdade é caracterizado pela equação:

Fkxdtdxc

dtxdm =++2

2


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é igual a:

tieFF ω.0=

Cd imk

xFk 0

20

0

0 .. ωω +−==

1−=i

Onde:

m é a massa;

x é o deslocamento;

t é o tempo;

c é o coeficiente linear de amortecimento viscoso;

k é a constante elástica;

F0 é a amplitude da força;

e é a base dos logaritmos naturais

ω é a frequência angular;

ω0 é a natural não amortecida;

x0 é a amplitude de deslocamento.

3.1.27 massa aparente massa efetiva razão complexa entre a força e a aceleração durante o movimento harmônico simples

3.1.28 espectro de frequência gráfico cartesiano representativo da série de Fourier relativo a um sinal que está sendo analisado. O eixo das abscissas corresponde a todas as frequências que compõem o sinal, enquanto que o eixo das coordenadas corresponde escala de amplitude das frequências. Cada componente de frequência do sinal possui uma amplitude

3.1.29 espectro de frequência em cascata gráfico cartesiano no qual se apresenta a evolução dos espectros em função do tempo


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3.1.29.1 janelas formas de amostrar os sinais a serem analisados, com o objetivo de condicioná-los para a análise e/ou realçar uma característica deseja

3.1.29.2 frequência máxima corresponde à maior frequência de interesse de um sinal a ser analisado. A frequência máxima será limitada à metade da frequência de amostragem escolhida para a digitalização do sinal

3.1.29.3 número de linhas de um espectro corresponde à quantidade de componentes que pode ser apresentada no espectro de frequência. O número de linhas define a resolução em frequência (∆f) do espectro

NFreqf max=Δ

Onde:

fΔ é a resolução em frequência do espectro;

Freqmax é a frequência máxima do espectro;

N é o número de linhas do espectro.

3.1.30 bel unidade de medida da relação logarítmica entre duas grandezas físicas. O uso de Bel é restrito a níveis de quantidades proporcionais à potência

3.1.31 decibel um décimo de bel

3.2 Vibração

3.2.1 vibração variação no tempo da magnitude de uma grandeza que descreve o movimento ou posição de um sistema mecânico, quando a grandeza assume valores acima e abaixo de um valor médio ou de referência

3.2.2 vibração torsional variação de uma posição angular em função do tempo


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3.2.3 vibração periódica vibração na qual o valor da grandeza mecânica se repete em intervalos constantes da variável independente:

( ) ( )τntftfy ±==

Onde:

n é o número inteiro;

τ é a constante;

t é a variável independente.

3.2.4 movimento harmônico simples movimento vibratório periódico que é função senoidal da variável independente

( )ω += tsenAy . φ

Onde:

y é a vibração harmônica simples;

A é a amplitude do movimento vibratório;

t é a variável independente;

Φ é o ângulo de fase do movimento vibratório.

NOTA O movimento periódico resultante da soma de umas de uma senóide, cada uma com uma frequência múltipla inteira da frequência fundamental é normalmente referido como vibração complexa ou vibração multi-senoidal.

3.2.5 vibração aleatória de faixa larga vibração de um sistema mecânico que possui suas componentes de frequência distribuída ao longo de uma faixa larga de frequência

3.2.6 vibração em regime permanente movimento vibratório em regime permanente existe se a vibração for contínua e periódica

3.2.7 vibração transitória vibração de curta duração, geralmente sobreposta a outro movimento vibratório, e deixa de existir quando toda a energia relacionada com a excitação transitória for dissipada


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3.2.8 vibração forçada vibração de um sistema mecânico em regime permanente, resultante da ação periódica de uma força externa, também em regime permanente. Nesse caso, a vibração acontece com um movimento vibratório cuja frequência é a frequência da força excitadora

3.2.9 vibração livre movimento vibratório que ocorre após a remoção da excitação ou restrição. Após um determinado tempo, quando toda a quantidade de energia for dissipada, o corpo para

3.2.10 vibração auto-excitada vibração de um sistema mecânico resultante da conversão, dentro do próprio sistema, de energia não oscilatória para uma excitação oscilatória

3.2.11 vibração não periódica vibração compostas por duas ou mais frequências fundamentais, não múltiplas entre si, acompanhadas de seus harmônicos

3.2.12 ciclo faixa completa de estados ou valores através do qual um fenômeno periódico passa antes de se repetir identicamente

3.2.13 período fundamental período menor incremento da variável independente de uma grandeza periódica necessário para função repetir-se

3.2.14 vibração aleatória movimento vibratório cuja magnitude não pode ser precisamente predeterminada para qualquer instante

3.2.15 ruído interferências indesejáveis nos sinais fornecidos pelos transdutores e/ou sistema de medição

3.2.16 ruído branco sinal com o nível de energia constante em qualquer frequência, ao longo de toda a faixa de frequência considerada

3.2.17 ruído rosa sinal com nível de energia constante em apenas uma faixa de frequência


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3.2.18 frequência inverso do período de um movimento vibratório. Número de vezes que um sinal se repete, em uma unidade de tempo. Normalmente utilizada como unidade de tempo o segundo e sendo Hz (Hertz) a unidade de frequência, entretanto, em análise de vibração, normalmente, utilização o minuto como unidade de tempo, passando a unidade de frequência para CPM (ciclos por minuto)

3.2.19 frequência fundamental inverso do período fundamental

menor frequência associada a uma excitação

3.2.20 harmônico frequência múltipla inteira da frequência fundamental

3.2.21 subharmônicos grandeza periódica, cuja frequência é submúltiplo da frequência fundamental

3.2.22 batimento variação periódica da amplitude de um movimento vibratório resultante da combinação de dois movimentos vibratórios com frequências próximas entre si; o batimento ocorre com frequência igual à diferença entre as frequências que compõem o batimento

3.2.23 frequência de batimento valor absoluto da diferença das frequências de dois movimentos vibratórios com frequências muito próximas

3.2.24 frequência angular produto da frequência de uma grandeza senoidal pelo fator 2π. Corresponde ao argumento de uma função periódica e indica a quantidade angular de periodicidade da função

3.2.25 ângulo de fase; fase grandeza senoidal equivalente à fração do período medido, a partir de um ponto de referência até um ponto característico de um sinal senoidal

3.2.26 diferença de fase parte de um período que um movimento vibratório senoidal avançou em relação a um valor de referência da variável independente


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3.2.27 amplitude valor máximo de uma quantidade senoidal

3.2.28 valor de pico valor máximo, em módulo, de uma grandeza mecânica durante um intervalo de observação

3.2.29 valor de pico positivo valor máximo positivo de uma grandeza mecânica durante um intervalo de observação, medido a partir de um valor médio de referência

3.2.30 valor de pico negativo valor máximo negativo de uma grandeza mecânica durante um intervalo de observação, medido a partir de um valor médio de referência

3.2.31 valor pico a pico diferença algébrica entre o valor de pico positivo e valor de pico negativo

3.2.32 valor eficaz valor quadrático médio da velocidade de um movimento vibratório

NOTA O valor eficaz é determinado por:

( )∫=T

ef dttvT

V0

2.1

Onde:

Vef é o valor eficaz de velocidade;

T é o período de tempo em que o valor eficaz foi computado;

v(t) é a função da velocidade do movimento vibratório.

Para uma função discretizada da função velocidade, temos que:

21

2∑ ==N

n nef

VV

Onde:

Vn é a amplitude de cada componente espectral do sinal de velocidade;

N é o número de componentes espectral do sinal de velocidade.


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3.2.33 fator de crista relação entre o valor de pico de uma grandeza periódica ou não e o valor quadrático médio da grandeza

3.2.34 valor instantâneo valor de uma grandeza em um determinado instante

3.2.35 severidade de vibração termo genérico que designa um valor, ou conjunto de valores, tal como valor quadrático médio, valor de pico ou outro parâmetro que descreve a vibração

NOTA A severidade de vibração de uma máquina é definida pelo máximo valor eficaz da velocidade, medido em pontos significantes da máquina, tais como mancais.

3.2.36 nó ponto nodal linha nodal ponto, linha ou superfície de um sistema mecânico submetido a um movimento com de ondas estacionárias, que apresenta amplitude nula

3.2.37 anti-nó ventre ponto de deslocamento máximo de uma superfície ou linha, submetido a um movimento de ondas estacionárias, medido a partir de sua posição de repouso

3.2.38 modo de vibrar em um sistema submetido à vibração, o modo de vibrar designa um padrão de nós e ventres assumido pelo sistema, no qual o movimento de cada ponto, para uma frequência particular, apresenta um movimento harmônico simples

NOTA Dois ou mais modos de vibrar podem existir ao mesmo tempo, em um sistema com vários graus de liberdade;

3.2.39 modo natural de vibração modo de vibração assumido pelo sistema, em movimento de vibração livre

NOTA Existe um modo natural de vibração para cada grau de liberdade do sistema;

3.2.40 modo natural fundamental de vibração modo natural de vibração de um sistema, associado à menor frequência natural


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3.2.41 forma do modo forma do modo para um determinado modo de vibrar de um sistema mecânico é dado pela máxima deflexão, normalmente normalizada para uma determinada magnitude de deflexão em um determinado ponto, com relação a sua linha ou superfície neutra (sem deflexão)

3.2.42 modo acoplado modos de vibração que não são independentes e interagem entre si, porque a energia é transferida de um para o outro

3.2.43 modo desacoplado modos de vibração que podem existir simultaneamente em um sistema mecânico, independentemente entre si. Nenhuma energia é transferida de um modo para o outro

3.2.44 modo normal modo normal de um sistema não amortecido

NOTA O movimento de um sistema mecânico consiste da soma da contribuição de cada modo normal que participa do movimento.

3.2.45 onda movimento oscilatório que se propaga no espaço, conduzindo energia sem transporte de massa, caracterizado por um comprimento de onda e uma frequência

3.2.46 comprimento de onda distância medida perpendicular à direção de deslocamento da onda, entre dois pontos sucessivos da onda que estão separados entre si por um período

3.2.47 onda estacionária onda periódica que possui uma distribuição fixa no espaço

NOTA Ondas estacionárias são caracterizadas por nós e ventres que estão fixos, para uma determinada posição.

3.2.48 frequência audível qualquer frequência contida na faixa de frequência audível pelo ser humano (20 – 20 kHz)

3.2.49 ressonância ressonância ocorre em um sistema com vibração forçada, quando qualquer alteração, por menor que seja, na frequência de excitação causa uma reduão na resposta do sistema


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situação em que a frequência de uma fonte excitadora a coincide com uma das frequências naturais do sistema

3.2.50 frequência de ressonância frequência em que ocorre a ressonância

3.2.51 anti-ressonância anti-ressonância de um sistema em movimento vibratório forçado existe quando alteração, por menor que seja, na frequência de excitação causa um aumento na resposta do sistema naquele ponto

3.2.52 frequência de anti-ressonância frequência em que ocorre a anti-ressonância

NOTA A frequência de anti-ressonância depende da variável medida. Por exemplo, a anti-ressonância para a velocidade pode ser diferente da anti-ressonância para o deslocamento.

3.2.53 velocidade crítica velocidade crítica lateral rotação de um eixo na qual as forças de inércia anula as forças de rigidez, permitindo grandes deformações do eixo em relação ao eixo de rotação

3.2.54 velocidade crítica torsional rotação de um eixo na qual as forças de inércia angular anulam as forças de rigidez torsional, permitindo grandes deformações angulares do eixo

3.2.55 amortecimento fator responsável pela dissipação de energia em função do tempo

3.2.56 amortecedor componente mecânico ou elemento equivalente destinado a dissipar energia de um sistema mecânico e assim reduzir a magnitude do movimento vibratório em função do tempo

3.2.57 frequência natural frequência na qual a força de reação inercial anula a força de reação associada à rigidez do sistema. Nesse caso não existe força de reação à excitação e amplitude do movimento vibratório resultante da excitação tende ao infinito

3.2.58 frequência natural não amortecida frequência natural de um sistema mecânico em que foram considerados apenas os componentes de inércia e elasticidade. É a frequência de vibração livre


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NOTA Para um sistema de um grau de liberdade a frequência natural não amortecida é dada por:

Hzmkfna .

21π

=

Onde:

k é a constante linear elástica equivalente do sistema de um grau de liberdade;

m é a massa equivalente do sistema de um grau de liberdade.

3.2.59 frequência natural amortecida frequência da vibração livre considerando o amortecimento

NOTA Para um sistema de um grau de liberdade a frequência natural não amortecida é dada por:

Hzmc

mkfna .

221

2

2

−=π

Onde:

k é a constante linear elástica equivalente do sistema de um grau de liberdade com amortecimento;

m é a massa equivalente do sistema de um grau de liberdade com amortecimento;.

c é a constante linear equivalente de amortecimento viscoso do sistema de um grau de liberdade.

3.2.60 amortecimento viscoso amortecimento responsável pela dissipação de energia proporcional à velocidade do movimento vibratório. A força associada ao amortecimento é proporcional à velocidade do movimento vibração e com direção oposta à da velocidade

3.2.61 amortecimento viscoso equivalente valor de um amortecimento viscoso linear assumido para o objetivo de análise de um movimento vibratório, tal que a dissipação de energia por ciclo, na condição de ressonância, tem o mesmo valor da força resultante do amortecimento real

3.2.62 coeficiente de amortecimento viscoso razão entre a força de amortecimento e a velocidade

3.2.63 amortecimento crítico valor do amortecimento viscoso que corresponde à condição limite entre o estado oscilatório e não oscilatório, para um sistema de um grau de liberdade


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NOTA Para um sistema de um grau de liberdade o coeficiente de amortecimento viscoso crítico é dado por:

0ω

0

22 mkmcc ==

Onde:

cc é a constante linear elástica limite de amortecimento viscoso para que o sistema ainda mantenha a característica de movimento oscilatório ;

ω é a frequência natural angular do sistema.

3.2.64 decremento logarítmico logaritmo natural da razão entre duas amplitudes consecutivas de um movimento vibratório amortecido, composto de uma única frequência

3.2.65 fator Q quantidade que mede a intensidade da ressonância, de um movimento vibratório de um grau de liberdade

NOTA Para um sistema de um grau de liberdade o fator Q é dado por:

cCCQ

21

=

3.2.66 isolador elemento geralmente visco-elástico cuja função principal é atenuar a transmissão de choque e ou vibração de um sistema mecânico para uma fundação ou estrutura

3.2.67 isolador de vibrações isolado designado para atenuar a transmissão de vibração, em uma faixa de frequência

3.2.68 absorvedor dinâmico de vibrações dispositivo para reduzir vibrações de um sistema principal de uma faixa de frequência, por transferência de energia a um sistema ressonante auxiliar, de tal maneira sintonizado, que a força exercida pelo sistema auxiliar é oposta em fase à força que atua no sistema principal

3.3 Choque mecânico

3.3.1 choque mecânico variação súbita da força, posição, velocidade ou aceleração que excita do perturbações transientes no sistema


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3.3.2 impacto colisão única entre dois corpos

3.3.3 impulso integral com relação ao tempo da força, durante o intervalo de tempo de aplicação da força

3.3.4 teste de impacto impactos desferidos contra o sistema com o objetivo de excitar suas frequências naturais durante um teste

3.4 Transdutores para medição de vibração e choques

3.4.1 transdutores para medição de vibração e choques dispositivo capaz de captar energia de um sistema e fornecer energia, na mesma espécie ou em espécie diferente, de maneira a permitir uma constante de proporcionalidade entre a energia de entrada e a energia de saída. Em análise de vibração, geralmente, os transdutores são dispositivos capazes de captar energia de movimento angular ou linear de um sistema mecânico e fornecer um sinal elétrico proporcional à grandeza de movimento

3.4.2 pick-up eletromecânico transdutor que recebe energia de um sistema mecânico (deformação, força, movimento, etc) e fornece energia para um sistema elétrico, ou vice-versa

NOTA Os principais tipos de transdutores eletromecânicos utilizados em medição de vibração e choques são:

a) acelerômetro piezoelétrico;

b) acelerômetro piezoresistivo;

c) acelerômetro por strain-gage;

d) transdutor de resistência variável;

e) transdutor eletrostático (capacitor);

f) strain-gage;

g) transdutor de bobina móvel;

h) transdutor indutivo;

i) transdutor eletrônico


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3.4.3 transdutor sísmico transdutor que consiste de um sistema sísmico, no qual o movimento diferencial entre a massa sísmica e a base do sistema produz um sinal elétrico de saída

NOTA Transdutores de aceleração operam numa faixa de frequência inferior à frequência natural do sistema sísmico. Transdutores de velocidade ou deslocamento operam em uma faixa de frequência acima da frequência natural do sistema sísmico;

3.4.4 transdutor linear transdutor para o qual a grandeza de entrada e a grandeza de saída estão linearmente relacionadas, dentro de uma específica faixa de frequência

3.4.5 elemento sensor elemento do transdutor que fornece o sinal de saída, quando excitado

3.4.6 transdutor retilíneo transdutores projetados para serem sensíveis a características translacionais de um movimento

3.4.7 transdutor angular transdutor capaz de captar energia de um movimento angular e fornecer um sinal elétrico proporcional à grandeza angular

3.4.8 acelerômetros transdutores que fornecem um sinal de saída (geralmente elétrico) proporcional à entrada em aceleração do movimento vibratório

3.4.9 transdutor de velocidade transdutores que fornecem um sinal de saída (geralmente elétrico) proporcional à entrada em velocidade do movimento vibratório

3.4.10 transdutor de deslocamento transdutores que fornecem um sinal de saída (geralmente elétrico) proporcional à entrada em deslocamento do movimento vibratório

3.4.11 vibrômetro instrumentos capazes de indicar em uma escala a alguma medida da magnitude de uma vibração tal como, valor de pico, valor eficaz etc


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3.4.12 sensibilidade constante de proporcionalidade entre o sinal de saída de um transdutor, medido na direção de seu eixo sensível, e a excitação da grandeza mecânica, com o transdutor excitado na direção de seu eixo sensível

NOTA A sensibilidade de um transdutor é normalmente determinada através de uma excitação senoidal.

3.4.13 fator de calibração de um transdutor sensibilidade média dentro de uma faixa especificada de frequência

3.4.14 eixo sensível direção de maior sensibilidade de um transdutor retilíneo

3.4.15 eixo transversal qualquer direção perpendicular ao eixo sensível do transdutor

3.4.16 sensibilidade transversal razão entre a sensibilidade segundo um eixo transversal e o eixo sensível do transdutor

3.4.17 atraso de fase de um transdutor variação de fase de um sinal senoidal de excitação e o sinal senoidal resultante fornecido por um transdutor

3.4.18 distorção de amplitude de um transdutor variação da razão entre a amplitude de entrada e saída de um transdutor

3.4.19 distorção de fase de um transdutor variação do ângulo de fase entre a entrada e saída de um transdutor em função da frequência

3.5 Análise de sinais

3.5.1 densidade espectral a densidade espectral G(f) de uma quantidade ξ(t) é o valor médio quadrático da quantidade que passou por um filtro passa-banda cuja frequência central é f, dividida pela largura da banda do filtro, no limite quando a largura da banda tende a zero e o tempo de amostragem tende ao infinito

A densidade espectral é dada por:


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( ) ( )∫∞→

→=

T

TB

dtBtfBT

fG0

2

0...1lim ξ

( )Btf ..2ξ

( )

Onde:

G(f) é a densidade espectral;

B é a largura da banda do filtro;

T é o tempo de análise do sinal.

é o quadrado do sinal filtrado por um filtro passa-banda de largura B e frequência central em f

No domínio da frequência, a função G(f) pode ser expressa como:

( ) 2.2lim TfFT

fGT ∞→

=

0⟩f

( ) ( )∫ −=T fti dtetTfF0

2 ... πξ

( ) ( )∫ −=T fti dtetTfF0

2 ... πξ

Sendo que:

3.5.2 transformada de Fourier transformada discreta de Fourier DFT operação matemática utilizada para transformar um sinal de uma grandeza mecânica do domínio do tempo para o domínio da frequência, isto é, para obter todas as componentes de frequência que compõem um sinal correspondente a uma grandeza mecânica;

Onde:

F(f,T) é a Transformada de Fourier para um função ξ(t);

f é a frequência;

t é o tempo.

3.5.3 erro de aliasing erro resultante na análise digital de uma função temporal causado por amostragem inadequada da função


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3.5.4 resolução em frequência inverso do tempo total de duração do sinal amostrado

3.5.5 tempo total tempo necessário para amostrar (coletar) uma quantidade N de pontos que representam a função

3.5.6 amostragem amostra operação que visa a digitalizar uma função (sinal). Amostra é cada ponto digitalizado com espaçamento regular entre cada ponto

3.5.7 frequência de amostragem número de amostras (pontos) amostrado por unidade de tempo (geralmente segundo); A escolha da frequência de amostram deve obedecer ao teorema de Nyquist ( ) max.2 FFa ≥

3.5.8 intervalo de amostragem número de amostras (pontos) amostrado por unidade de tempo (geralmente segundo)

3.5.9 alisamento operação matemática que tem por objetivo corrigir erros aleatórios obtidos durante a amostragem do sinal

EXEMPLO O alisamento realizado a partir de três amostras é feito como:

( )3

11 +− ++= kkk

kxxxx

O alisamento pode ser realizado no domínio do tempo ou domínio da frequência.

3.5.10 truncamento amostragem insuficiente de um sinal para definir precisamente o sinal

3.5.11 análise em tempo real processamento de um sinal em tempo real

3.5.12 transformada rápida de Fourier FFT algoritmo computacional utilizado para obter a transformada de Fourier. Um procedimento em que o número de operações matemáticas para a obtenção da transformada de Fourier é fortemente reduzida


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3.5.13 janelas operação matemática realizada durante o processamento dos dados amostras com o objetivo de reduzir os erros provocados pelo truncamento

3.5.14 série de Fourier uma série matemática que expressa os valores de uma função periódica em termos de componentes discretas em frequência que são harmônicas entre si

NOTA 1 Uma função não periódica pode ser representada por uma série de Fourier se o intervalo sobre o qual a função é definida é tomado como período fundamental da série;

NOTA 2 A série de Fourier é fornecida por:

( ) ( ) ( )( )∑∞

++= 0 cos. nn tnsenbtnaatf ωω

( ) ∑∞

=

=1

.n

tinn ectf ω

=1n

Ou, na forma complexa, temos

Onde:

an e bn são os coeficientes de Fourier;

cn é o coeficiente complexo de Fourier

ω é a frequência angular e é igual a 2πf

f é a frequência fundamental

n número inteiro

Os valores dos coeficientes de Fourier são:

( )∫=T

dttfa00 .1

τ

( ) ( )∫=T

tntfa00 cos.2 ω

τ( )...3,2,1=n

( ) ( )∫=T

dttnsentfb00 .2 ω

τ( )...3,2,1=n

( )∫=T tin dtetfc00 .1 ω

τ( )...3,2,1 ±±±=n

E a amplitude de cada frequência discreta de Fourier é:


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22nnn baA +=

E o ângulo de fase de cada frequência de Fourier é:

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

n

nn a

barctanϕ

3.6 Termos auxiliares

3.6.1 desalinhamento montagem não colinear entre dois ou mais eixos. O desalinhamento é uma das principais fontes de pré-carga nos rotores e, por isso, é responsável por esforços não-lineares nos mancais. A presença de esforços não lineares é responsável pelo aparecimento de harmônicos nos espectros de frequência, particularmente, o segundo harmônico

3.6.2 alinhamento de eixos operação realizada com o objetivo de tornar dois ou mais eixos colineares entre si, e assim, eliminar pré-cargas nos eixos que são causas de esforços não lineares sobre os mancais

3.6.3 bandas laterais são componentes que aparecem no espectro de frequência como decorrência de modulação por amplitude ou frequência de uma frequência fundamental. Aparecem aos pares, sendo uma de cada lado da frequência fundamental, deixando-a como frequência central. O espaçamento entre a frequência fundamental e as bandas laterais é exatamente a frequência que está provocando a modulação. A quantidade de pares que aparecem nos espectros depende intensidade da modulação e da intensidade da força que está sendo modulada

3.6.4 balanceamentos correção na distribuição de massa de um rotor, com o objetivo de eliminar forças e momentos nos mancais. O objetivo é fazer um dos eixos principais de inércia coincidir com a linha de centro dos mancais, que é o vetor rotação do motor, ou seja, o objetivo é transformar o vetor momento angular, paralelo com o vetor rotação. Instabilidade de fluxo de fluido líquido, onde ocorre pressões abaixo da pressão de vapor do fluido

3.6.5 desbalanceamento distribuição assimétrica de massas ao longo do rotor, causando esforços de forças e momento nos mancais. O desbalanceamento é a principal fonte de excitação nos equipamentos rotativos

3.6.6 desbalanceamento estático distribuição assimétrica de massas ao longo do rotor capaz de causar apenas esforços de força nos mancais. A identificação do desbalanceamento estático, dependendo da precisão desejada, pode ser feito com o rotor parado, apoiado em roletes de baixo atrito


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3.6.7 desbalanceamento dinâmico distribuição assimétrica de massas ao longo do rotor capaz de causar apenas esforços de momento nos mancais. A identificação do desbalanceamento dinâmico somente é possível rodando o rotor

3.6.8 cavitação instabilidade de fluxo de fluido líquido, onde ocorre pressões abaixo da pressão de vapor do fluido

3.6.9 deslocamento deslocamento relativo grandeza proporcional à variação de posição de um corpo ou superfície submetido a um movimento vibratório, em relação a um ponto de repouso

3.6.10 escorregamento diferença entre a frequência de rotação de um rotor de motor, com a frequência de rotação do campo magnético

3.6.11 gráfico de Campbell gráfico cartesiano no qual estão registradas todas as velocidades críticas de um rotor, juntamente com as principais fontes de excitação. Isto permite visualizar todas as interferências entre as excitações e as velocidades criticas

3.6.12 frequência de engrenamento frequência com que os dentes de um par engrenado se engrenam. A frequência de engrenamento é igual ao número de dentes da coroa multiplicado pela sua rotação ou o número de dentes do pinhão multiplicado pela sua rotação

3.6.13 frequência de inversão do campo magnético corresponde ao dobro da frequência da rede elétrica. Para locais onde a frequência da rede é de 60 Hz, a frequência do campo magnético é igual a 120 Hz. Para locais onde a frequência da rede é 50 Hz, a frequência do campo magnético é 100 Hz

3.6.14 frequência de passagem das barras de um motor é a frequência com que as barras de um motor elétrico do tipo gaiola de esquilo cortam o fluxo magnético. A frequência de passagem das barras é igual ao número de barras da gaiola de esquilo, multiplicada pela rotação do motor. Essa frequência é acompanhada, nos espectros por bandas laterais com espaçamento de 120 Hz

3.6.15 frequência de defeitos em rolamentos


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3.6.15.1 frequência de defeitos nos elementos rotativos de rolamentos BSF é a frequência dos choques produzidos por defeitos presentes nos elementos rotativos de um rolamento (esfera ou rolo)

3.6.15.2 frequência de passagem de elementos na pista externa em rolamentos BPFO é a frequência dos choques produzidos pela passagem dos elementos rotativos de um rolamento de esfera ou rolos sobre um defeito na pista externa do rolamento

3.6.15.3 frequência de passagem de elementos na pista interna em rolamentos BPFI é a frequência dos choques produzidos pela passagem dos elementos rotativos de um rolamento de esfera ou rolos sobre um defeito na pista interna do rolamento

3.6.15.4 frequência de passagem da gaiola FTF é a frequência de rotação da gaiola que transporta os elementos rotativos

3.6.16 frequência de passagem de pás é a frequência com as pás de uma máquina de fluxo intercepta o fluxo. No caso de bombas hidráulicas a frequência de passagem das pás é igual ao número de volutas do rotor multiplicado pela rotação do rotor. No caso de ventiladores, é igual ao número de pás do ventilador multiplicado pela sua rotação

3.6.17 frequência de passagem dos polos corresponde ao produto da frequência de escorregamento pelo número de pólos do motor

3.6.18 frequência do campo magnético corresponde à frequência de inversão do campo magnético dividida pelo número de pólos de um motor elétrico

3.6.19 frequência fantasma corresponde a uma frequência fundamental relacionada a um erro de fabricação das engrenagens. Após algum tempo de funcionamento, com o melhor acasalamento entre os dentes das engrenagens essa frequência desaparece e por isso recebem esse nome

3.6.20 gráfico de tendência gráfico cartesiano no qual são registrados a evolução de níveis de vibração globais ou de bandas de frequência, em função do tempo


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3.6.21 grau de balanceamento nível para avaliação do estado de balanceamento

3.6.22 instabilidade aerodinâmica instabilidades provocadas no funcionamento dos rotores devido à recirculação de fluido gasoso nos elementos de selagem, nos selos ou na voluta de entrada

3.6.23 instabilidade de filme de óleo são vibrações auto-excitadas provocadas pela circulação do filme de óleo no interior dos mancais

3.6.23.1 turbilhonamento oil whirl instabilidade provocada quando a pressão hidrodinâmica gerada pelo arraste do óleo de lubrificação pelo eixo supera o peso próprio do eixo fazendo-o circular no interior do mancal

3.6.23.2 chicoteamento oil whip evolução da instabilidade do turbilhonamento quando sua frequência coincide com a velocidade crítica lateral do eixo

3.6.24 instabilidade hidrodinâmica instabilidades provocadas no funcionamento dos rotores devido à recirculação de líquido em máquinas de fluxo

3.6.25 média temporal técnica utilizada em análise de sinais com o objetivo de eliminar frequências não síncronas, tais como interferência de outras máquinas ou ruído

3.6.26 modulação em amplitude são sinais de vibração em que ocorre modulação em amplitude devido à esforços cíclicos presentes nos elementos rotativos

3.6.27 modulação em frequência ou modulação de fase são sinais de vibração em que ocorre modulação em frequência devido a esforços angulares cíclicos presentes nos elementos rotativos


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3.6.28 órbita figura de Lissajous gráfico cartesiano que representa o movimento de precessão que o eixo desenvolve no interior dos mancais

3.6.29 precessão movimento de orbitação que o rotor descreve em torno de sua posição de equilíbrio

3.6.29.1 precessão direta movimento de orbitação que o rotor descreve em torno de sua posição de equilíbrio no mesmo sentido de rotação do eixo

3.6.29.2 precessão reversa movimento de orbitação que o rotor descreve em torno de sua posição de equilíbrio no sentido contrário ao de rotação do eixo

3.6.30 pré-carga carga inicial provocada ou induzida no rotor. A pré-carga pode ser intencional para tentar estabilizar uma instabilidade do mancal ou indesejada provocada, por exemplo, por desalinhamentos entre eixos

3.6.31 rotor flexível são rotores que operam acima, pelo menos, da primeira velocidade crítica. Rotores flexíveis necessitam de técnicas especiais de balanceamento

3.6.32 rotor rígido são rotores que possuem faixa de operação inferior à primeira velocidade crítica. Rotores rígidos quase não apresentam alteração no estado de balanceamento em função da rotação e por isso podem ser balanceados normalmente em máquinas de balanceamento convencionais

3.6.33 runnout erros embutidos nos sinais de vibração de sensores de proximidade. O runnout pode ser de natureza mecânica, tais como erros de usinagem, riscos no eixo etc, ou eletromagnética, tais como, granulometria não homogênea do aço, magnetismo residual etc

ABNT --- Ensaio não destrutivo – Análise de vibrações – Terminologia

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