ANLISE DE VIBRAO NVEL I

*Eng. Remo Alberto Pierri Transmotor MBC*Eng. Maurcio Coronado - GYR

Com base na experincia acumulada por vrios especialistas em medida e anlise de vibraes, sero apresentados neste capitulo sugestes para a montagem de bancos de dados e definio das condies de medida e anlise e dos limites admissveis de vibrao, assim como procedimentos para a execuo correta das medies.Montando um Banco de DadosUm passo importante no processo de coleta de dados montar um banco de dados de Manuteno Preditiva. Isto iniciado com uma deciso sobre quais mquinas sero includas no programa.Algumas diretrizes para mquinas que devem ser includas, so as seguintes:1) Mquinas que parariam ou reduziriam significativamente as operaes da planta (mquinas de produo ou utilidade); 2) Mquinas que tm histrico de manuteno crnico e/ou problemas recorrentes; 3) Mquinas com um registro de consertos ou tempo de servio requerido excessivos; 4) Mquinas com custo de conserto ou de substituio excessivos; 5) Mquinas que devem ser programadas para consertos com bastante antecedncia devido ao excessivo tempo de espera (lead time) exigido para se obter as peas de reposio; 6) Mquinas que afetam a segurana; e7) Mquinas em obrigao de monitorao para efeito de seguro. 8) Mquinas que esto sob garantia.Identificao das MquinasUma vez includa no programa, cada mquina precisar ser identificada. Normalmente, um equipamento deve possuir uma identificao que padronizada para atender aos diversos usurios da empresa de forma a possibilitar um rpido acesso a toda a documentao referente mquina durante a sua vida til.No devemos criar novas nomenclaturas e sim utilizar as identificaes feitas pelo programa de gerenciamento de manuteno (CMMS). A linguagem tem que ser nica para todos os envolvidos no processo.A rea de processo ou nmero de estao podem ser includos na composio do ID, juntamente com o tipo ou funo do equipamento, como por exemplo: MIBC para uma bomba centrfuga, acionada por motor de induo.Cada nome deve ser nico e claramente marcado nas mquinas, isto pode requerer o uso de uma pintura especial ou etiqueta especial, que resista ao ambiente no qual a mquina est localizada. Por outro lado, se as mquinas so pintadas periodicamente, ou se o ambiente muito severo, uma placa permanente com o nome da mquina deve ser usada. Nesta placa deveria estar identificao exata que est cadastrada no banco de dados do software de MPd (Manuteno Preditiva).Uma vez completada a identificao dos equipamentos, um mapa da planta com a localizao de todas as mquinas deve ser feito. Isto permitir a montagem de uma rota de medio mais eficiente, como tambm ajudar na localizao correta de cada mquina durante a coleta de dados. Isto crucial, pois uma planta industrial tpica geralmente possui muitos equipamentos semelhantes ou duplicados, como ventiladores de ar ou bombas, operando em paralelo ou como reserva.

Tipicamente, eles so identificados com o mesmo nmero, diferenciado por um nmero seqencial ou um sufixo. Tenha certeza que o nome est na mquina, no banco de dados de MPd, e no mapa de localizao de mquina.Levantamento de Dados e Definio de ParmetrosNa pagina seguinte sugerimos uma planilha para coleta das informaes bsicas para cadastro dos equipamentos no sistema de Manuteno Preditiva. Com base nos dados desta planilha sero definidos os parmetros de medio nos diversos pontos de cada mquina, ou grupos de maquinas semelhantes.Como? R.- Analisando as caractersticas construtivas da mquina descritas na planilha possvel definir e relacionar os defeitos que deveremos monitorar !Quais seriam estes defeitos ? R.- desbalanceamento; desalinhamento; folgas mecnicas; falhas de rolamentos, correias, engrenagens; falhas eltricas; etc.Deveremos criar jogos de parmetros, como bandas de freqncia, que nos permitam distinguir cada um dos defeitos que possam surgir durante o funcionamento da mquina. Dessa forma, a evoluo de cada defeito poder ser acompanhada individualmente, atravs das Curvas de Tendncia das respectivas bandas ou parmetros.Pontos de MedioComo uma boa identificao de mquina, deve tambm ser estabelecida convenes para pontos de medio. Os IDs de pontos de medio devem ser nicos para cada posio da mquina.Normalmente as medies so realizadas nas carcaas dos mancais. atravs dos mancais que os esforos gerados pelo funcionamento da mquina so transmitidos sua estrutura. Por essa razo, as vibraes medidas junto aos mancais so menos influenciadas pelas caractersticas dinmicas da estrutura e so mais representativas da condio dos componentes rotativos da mquina do s vibraes medidas em outros pontos. prtica comum numerar seqencialmente os mancais no sentido do acionador para o acionado, isto , iniciar a numerao dos pontos de medio no mancai externo do acionamento, e prosseguindo at o mancai externo do equipamento acionado, como ilustrado na Figura 1.Assim, as posies 1, A, ou O (outboard) so reservados para o mancai externo de um motor, as posies 2, B, ou I (inboard) so reservadas para o mancai interno. Para posio 1, a localizao horizontal identificada como 1H ou AH ou MOH e para posio 2, a posio horizontal identificada como 2H ou BH ou MIH como na Figura 2. O mesmo se aplica para identificar as medies verticais e axiais e todas as outras posies.

Figura 1 - Conveno de numerao sugerida para os mancais e pontos de medio.

Outro digito pode ser usado para indicar a grandeza medida:v - velocidade d - deslocamentoa - acelerao p - peakvue ou e - envelope

Assim uma identificao completa poder a ser feita com 3 dgitos, por exemplo:1 Hv - mancal do lado livre do motor, velocidade da vibrao, direo horizontal,4He - mancai do lado livre da bomba, envelope da vibrao, direo horizontal,3Aa - mancai do pinho do redutor. lado do motor, acelerao da vibrao, direo axial.

Figura 2 - IDs sugeridos para pontos de medio nas posies 1 e 2.Usando a prpria mquina ou um desenho, voc tem que definir a identificao dos pontos de medio de todos os equipamentos. Uma vez escolhida uma conveno e nomeados os

pontos de medio, eles devem ser etiquetados ou marcados em cada mquina. O ponto de medio pode ser identificado atravs de uma placa de metal com a identificao do ponto impressa.Um disco de metal tambm pode ser montado permanentemente (soldado ou colado) em cada ponto de medida na mquina, para prover uma superfcie plana e lisa, na qual se pode acoplar uma base magntica plana de forma adequada, sem risco de balano do sensor.Caso se necessite de um alcance de freqncias mais elevado, como em caixas de engrenagens, recomenda?se colar uma base dotada de rosca, na qual se pode aparafusar o sensor. Pode?se aplainar a superfcie, com uma fresa de topo e colar uma pastilha roscada ou se fazer uma rosca na qual ser aplicado um dispositivo de fixao.

Figura 3 - Mancal com pastilha colada para fixao de acelermetro por pino roscado.Lembre-se:1) Para tendncias mais consistentes vital que se tomem medies sempre na mesma localizao;2) Em bombas, no confunda localizaes de selo com localizaes dos mancais;3) No tome medies em fundao ou bases a menos que isso seja verdadeiramente o que

se quer;4) Nunca escolha pontos de medio em regies de baixa rigidez, como superfcies de metal de pouca espessura.Exemplo tpico de regies de baixa rigidez que devem ser evitadas so as coberturas de ventoinhas normalmente sobrepostas s tampas traseiras de motores. Neste caso, prefervel adotar pontos localizados numa parte substancial do motor como a carcaa, o mais prximo possvel da extremidade traseira. Outra soluo adequada para medies do lado livre de motores instalar uma haste como a mostrada na figura a seguir.Figura 4 - Haste com dispositivo de fixao para medio em tampa traseira de motor eltrico

Definio dos Parmetros Bsicos de MedioOs mais importantes parmetros de medio que o analista deve definir so os alcances de freqncia e a resoluo do espectro.Alcance de FreqnciaO "alcance de freqncia" representa a faixa de anlise de espectro, a partir de um ponto inferior at um limite superior, tambm chamado de "Freqncia Mxima - Fmax", como ilustrado na Figura 5.

Figura 5 - Espectro com alcance de 800 Hz.

Com a folha de dados do equipamento em mos pode?se definir quais os componentes a serem monitorados e de posse desses dados pode?se determinar Fmax com o auxlio da tabela da pg. 41.O limite inferior (2 a 10 Hz) escolhido de forma a eliminar o rudo do integrador, porm sem prejuzo da deteco de subharmnicos importantes. Uma regra bsica que pode ser usada para a definio do limite inferior de freqncia iniciar a anlise em da freqncia de rotao da mquina:

Limite Inferior (em Hz) = RPS / 4 = RPM / 240Resoluo do EspectroUma vez definido o alcance de freqncias, devemos determinar quantas linhas de resoluo deve ter o nosso espectro. A habilidade de ver picos espectrais importantes ser determinada por esse parmetro.O analista ter que escolher o nmero de linhas de resoluo e a freqncia mxima entre os valores disponveis no analisador/coletor utilizado. A resoluo de Freqncia determinada dividindo-se o alcance de freqncia selecionado pelo nmero de linhas especificado, como mostrado na Figura 6.

Figura 6 - Determinao da resoluo de freqncia.Como regra bsica pode?se definir o nmero de linhas de forma que a resoluo seja igual ou melhor do que da freqncia de rotao da mquina:

Resoluo = Fmax / nmero de linhas < RPS / 4Nmero de linhas 4 Fmax / RPS = 240 Fmax / RPM

Na grande maioria dos casos prticos de anlise de mquinas, essa resoluo suficiente para que se possa separar os picos mais prximos dos espectros. Casos especiais que exijam maiores resolues ou anlise de "zoom" sero abordados no captulo 5.Auto Escala de AmplitudeO "auto range" ou funo de auto escala, disponvel em diversos coletores de dados e softwares de MP, seleciona automaticamente os ganhos e fundos de escala de amplitude de forma a acomodar os maiores picos detectados na fase inicial de cada medio.Este um recurso importantssimo pois agiliza sobremaneira as medidas de campo enquanto garante uma alta qualidade dos dados em todas as medies, pois automatiza totalmente a definio dos ganhos do instrumento enquanto mantm as condies ideais de relao sinal-rudo.

Outros parmetros bsicos a serem definidos so os tipos de mdia a ser empregado no clculo do espectro e o janelamento. Critrios para a escolha desses parmetros foram abordados no captulo 3.Critrios de Avaliao da Severidade das VibraesEmbora seja agradvel pensar que os limites de vibrao so exatos, eles geralmente no o so. To logo algum diga que todas as mquinas operaro satisfatoriamente abaixo de certo nvel, excees sero citadas. Assim, avaliar a severidade de vibrao quase sempre uma questo de experincia auxiliada por critrios e valores de referncia publicados por vrios especialistas e entidades normalizadoras.Os valores de referncia so usualmente obtidos ou derivados de informaes fornecidas pelo fabricante da mquina ou de recomendaes apresentadas em Normas.Esses limites ajudam a avaliar as maquinas em uma primeira medio. Posteriormente, ao se dispor de vrias medies realizadas em uma mesma planta, deve?se analisar constantemente as variaes dos nveis de vibrao de cada equipamento especfico e de grupos de equipamentos semelhantes, para estabelecer os limites mais adequados para cada mquina em suas condies particulares de montagem e trabalho.

Fonte: Apostila CSI:Treinamento Anlise de Vibraes Nvel I VIB I

Desenvolvida por: Eng. Remo Alberto Pierri Transmotor MBCEng. Maurcio Coronado - GYR