61972633-Tecnicas-de-Analise-de-Vibracoes-i - Copia

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CIMATEC 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TÉCNICAS DE ANÁLISE 
DE VIBRAÇÕES I 
 
 
 
 
 
CIMATEC 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Salvador 
2004 
TÉCNICAS DE ANÁLISE 
DE VIBRAÇÕES I 
 
 
 
Copyright 2004 por SENAI DR BA. Todos os direitos reservados 
 
Área Tecnológica de Manutenção Industrial 
 
Elaboração: Antonio Fernando Abreu de Andrade 
 
Revisão Técnica: Robson da Silva Magalhães 
 
Revisão Pedagógica: Rita Cruz 
 
Normalização: Sueli Madalena Costa Negri 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Catalogação na fonte (NIT – Núcleo de Informação Tecnológica) 
_______________________________________________________ 
 
 SENAI- DR BA. Técnicas de análise de vibrações l. 
 Salvador, 2004. 125p. il. (Rev.01) 
 
 
 
 1. Análise de Vibrações l. Título 
 
 
 CDD 621 
________________________________________________________ 
 
 
SENAI CIMATEC 
Av. Orlando Gomes, 1845 - Piatã 
Salvador – Bahia – Brasil 
CEP 41650-010 
Tel.: (71) 3462-9500 
Fax. (71) 3462-9599 
http://www.senai.fieb.org.br 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
 
APRESENTAÇÃO 
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................7 
1.1 CONDIÇÕES DO MONITORAMENTO DE MÁQUINAS POR ANÁLISE DE VIBRAÇÕES:.................. 7 
1.2 MANUTENÇÃO PREDITIVA ATRAVÉS DA ANÁLISE DE VIBRAÇÕES: ........................................ 9 
1.3 RESULTADOS PREVISTOS: .................................................................................................... 10 
2 FUNDAMENTOS DE VIBRAÇÃO E RESPOSTAS ÀS EXCITAÇÕES ...................11 
2.1 MOVIMENTOS BÁSICOS: ....................................................................................................... 12 
2.2 CONCEITOS BÁSICOS: ........................................................................................................... 14 
2.3 DOMÍNIO DO TEMPO E DOMÍNIO DA FREQÜÊNCIA: ............................................................... 16 
2.4 PRINCIPAIS PARÂMETROS: ................................................................................................... 18 
2.5 CONCEITUAÇÃO BÁSICA DO COMPORTAMENTO DINÂMICO DE ESTRUTURAS:..................... 19 
3 MEDIDAS DE VIBRAÇÃO - INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO.............................23 
3.1 SENSORES:............................................................................................................................ 23 
3.2 VANTAGENS E DESVANTAGENS NA ESCOLHA DOS SENSORES: ............................................ 25 
3.3 ESCOLHA E MONTAGEM DE SENSORES:................................................................................ 26 
3.4 ANALISADORES DE FREQÜÊNCIA DE VIBRAÇÃO: ................................................................. 28 
4 PROCESSAMENTO DIGITAL ....................................................................................32 
4.1 CARACTERÍSTICAS DOS SINAIS DINÂMICOS: ........................................................................ 32 
4.2 SINAIS HARMÔNICOS:........................................................................................................... 32 
4.3 ANÁLISE DE FOURIER:.......................................................................................................... 33 
4.4 CARACTERÍSTICAS DA FFT: ................................................................................................. 35 
4.5 ENJANELAMENTO (JANELAS): .............................................................................................. 40 
4.6 MODULAÇÃO DE SINAIS: ...................................................................................................... 43 
5 IDENTIFICANDO OS PROBLEMAS MAIS COMUNS EM MÁQUINAS ...............49 
5.1 VIBRAÇÃO POR DESBALANCEAMENTO: ............................................................................... 49 
PROBLEMAS COM EIXOS TORTOS: ..................................................................................................... 50 
5.2 VIBRAÇÃO POR DESALINHAMENTO:..................................................................................... 52 
5.3 VIBRAÇÃO PROVOCADA POR FOLGA: ................................................................................... 55 
5.4 VIBRAÇÃO OCASIONADA POR EXCENTRICIDADE: ................................................................ 57 
5.5 VIBRAÇÃO POR RESSONÂNCIA: ............................................................................................ 59 
5.6 VIBRAÇÃO EM FUNÇÃO DE PROBLEMAS EM MANCAIS DESLIZANTES: ................................. 61 
5.7 VIBRAÇÃO DEVIDA À PROBLEMAS HIDRÁULICOS/AERODINÂMICOS.................................... 63 
5.8 CONSIDERAÇÕES SOBRE OS TIPOS DE DEFEITOS EM ENGRENAGENS E MANCAIS DE 
ROLAMENTO DEVIDO À VIBRAÇÃO.................................................................................................... 66 
5.9 TABELA DE DEFEITOS EM ELEMENTOS MECÂNICOS CAUSADOS PELA PRESENÇA DE 
VIBRAÇÕES: ....................................................................................................................................... 70 
6 PROGRAMA DE MONITORAMENTO DAS CONDIÇÕES DE MÁQUINAS........93 
6.1 LEVANTAMENTO DO LOCAL:................................................................................................ 94 
6.2 PROCEDIMENTOS FINAIS: ................................................................................................... 106 
6.3 PROGRAMAÇÃO DOS BANCOS DE DADOS PRISM: ............................................................. 107 
6.4 ESTABELECIMENTO DE NÍVEIS DE ALERTA: ....................................................................... 118 
 
Referências.............................................................................................................................125
 
 
APRESENTAÇÃO 
 
 
 
 
 
 
Com o objetivo de apoiar e proporcionar a melhoria contínua do padrão de 
qualidade e produtividade da indústria, o SENAI BA desenvolve programas de 
educação profissional e superior, além de prestar serviços técnico e tecnológicos. 
Essas atividades, com conteúdos tecnológicos, são direcionadas para indústrias 
nos diversos segmentos, através de programas de educação profissional, 
consultorias e informação tecnológica, para profissionais da área industrial ou 
para pessoas que desejam profissionalizar-se visando inserir-se no mercado de 
trabalho. 
 
Este material didático foi preparado para funcionar como instrumento de consulta. 
Possui informações que são aplicáveis de forma prática no dia-a-dia do 
profissional, e apresenta uma linguagem simples e de fácil assimilação. É um 
meio que possibilita, de forma eficiente, o aperfeiçoamento do aluno através do 
estudo do conteúdo apresentado no módulo. 
 
 
 
 
 
 
 
 7 
1. INTRODUÇÃO 
 
Ensaios não-destrutivos (END) são métodos que garantem a qualidade e a 
manutenibilidade de produtos e processos. A escolha de um END depende de 
uma grande quantidade de parâmetros. O conhecimento de detalhes sobre o 
possível tipo de defeito e a localização deste sãorequeridos na maioria dos 
casos. A acessibilidade ao defeito também deve ser garantida. Algumas 
observações servem para justificar o emprego de END na indústria 
recentemente: 
 
• Um aumento nos padrões de qualidade dos produtos e processos; 
• O aumento dos custos causado por paradas imprevistas da planta; 
• Um aumento nos padrões de segurança e proteção ambiental; 
• Uma melhoria dos instrumentos de controle e sensores; 
• Um aumento da experiência e do entendimento na interpretação de sinais. 
 
Os mais comuns END são: 
 
• Inspeção Visual; 
• Ensaios de Líquido Penetrante; 
• Ensaios de Partículas Magnéticas; 
• Ultra-som 
• Raio X; 
• Ensaios com a Corrente de Eddy; 
• Análise de Vibrações. 
 
1.1 Condições do monitoramento de máquinas por análise de vibrações: 
 
Com os altos investimentos que as indústrias fazem atualmente em máquinase 
equipamentos, paradas por períodos longos ocasionam interrupção da produção, 
tornando-se uma situação dispendiosa para as empresas. Conseqüentemente, 
uma grande quantidade de esforços e inovações são aplicadas no processo de 
manutenção das plantas industriais, visando reduzir estes intervalos de tempo. 
 
Durante sua vida útil sabemos que as máquinas vão sofrendo um processo de 
desgaste contínuo. Com o passar do tempo se nada for feito para minimizar ou 
evitar este desgaste, o equipamento quebrará causando a parada do processo ao 
qual faz parte. 
 
Quando é que uma máquina quebra? 
 
Esta pergunta é difícil de responder e sua resposta envolve muitas 
considerações. Podemos dizer intuitivamente que se não fizermos a manutenção 
correta de um equipamento, sua quebra ocorrerá mais cedo do que uma máquina 
que possui um plano de manutenção e que é corretamente executado. Podemos 
 
 8 
fazer o acompanhamento de determinados parâmetros das máquinas e através 
destes prever com uma certa antecedência a ocorrência de falhas. Chamamos 
este acompanhamento de monitoramento e para tanto, devemos encontrar 
parâmetros característicos, os quais descrevam as condições de operação das 
máquinas sob análise. 
 
Uma possibilidade é medir o nível de vibrações em unidades tais como, 
deslocamento (amplitude), velocidade ou aceleração, e observar sinais 
característicos presentes nas variações destes parâmetros, os quais fornecerão 
informações importantes sobre as condições de trabalho do equipamento, 
indicando o momento em que a manutenção deve ser realizada para evitar a 
quebra do mesmo. 
 
Vibração é uma oscilação mecânica em torno de um ponto. Podemos encontrá-la 
em máquinas como resultado da presença de forças dinâmicas, originadas nas 
partes em movimento. Freqüentemente ela é citada como um fenômeno 
destrutivo, mas às vezes pode ser gerada intencionalmente para realizar algum 
tipo de trabalho, como por exemplo as britadeiras, os compactadores, as caixas 
de som, etc. 
 
O controle de vibrações como um método de END utilizado no monitoramento de 
equipamentos, permite identificar com precisão os possíveis defeitos presentes 
nos componentes mecânicos de máquinas e estruturas. Podemos observar 
abaixo alguns exemplos de defeitos em componentes que podem ser 
acompanhados através da Análise de Vibrações, quanto a sua evolução: 
 
Figura 1-Exemplos de defeitos. 
 
Atualmente as indústrias de processos têm enfrentado problemas gerais, tais 
como: redução de custos, aumento do tempo de operação das máquinas e outros 
problemas diversos inerentes a qualquer unidade produtiva. Com isso, a busca 
de técnicas que possibilitem solucionar esses problemas, tornou-se intensa. Uma 
destas alternativas é a programação de intervenções através do 
acompanhamento da qualidade de funcionamento das máquinas, conhecida por 
Manutenção Preditiva ou Manutenção por Condição. 
 
 
 9 
A manutenção preditiva diferencia-se da corretiva pelo fato de que a intervenção 
no equipamento somente ocorrerá a partir do momento em que este apresentar 
os sinais característicos de falha, enquanto que na manutenção corretiva a 
intervenção ocorre quando o equipamento quebra, implicando num aumento de 
custos de manutenção (horas de parada, mão-de-obra, falta de reposição, etc.). 
 
A manutenção preditiva é aquela que indica as condições reais de funcionamento 
das máquinas, baseada em dados que informa o seu desgaste ou processo de 
degradação. Trata-se da manutenção que prediz o tempo de vida útil dos 
componentes das máquinas e equipamentos e as condições para que esse 
tempo de vida seja bem aproveitado. A manutenção preditiva baseia-se no 
monitoramento da condição, que é feita com a coleta de dados periódicos, 
interpretação dos mesmos, avaliando a sua severidade e traçando sua tendência 
ao longo do tempo, visando uma intervenção coerente tanto técnica como 
econômica. 
 
Os ensaios não destrutivos, entre eles a análise de vibrações são utilizados para 
realizar uma avaliação segura das condições de funcionamento dos 
equipamentos, acompanhado da evolução de falhas detectadas nas máquinas. 
Com isso, é possível fornecer previsões de quebra dos equipamentos, garantindo 
a operação sem riscos de quebras inesperadas até a execução de uma parada 
planejada. A análise de vibrações é a técnica utilizada na manutenção preditiva 
para avaliação de máquinas rotativas que apresenta um melhor custo/benefício, 
em relação as demais técnicas, fornecendo dados que possibilitam prolongar a 
vida dos equipamentos, baseando-se nas informações obtidas durante a 
operação normal do mesmo. 
 
1.2 Manutenção preditiva através da análise de vibrações: 
 
Em linhas gerais, o planejamento da implantação desta técnica de diagnose pode 
ser dividido em duas fases: 
 
• A primeira inclui o domínio da tecnologia e o acompanhamento das 
máquinas consideradas críticas para o processo produtivo. O sistema de 
gerenciamento é geralmente constituído de 1 coletor de dados,e o 
respectivo Software de análise. 
 
• A segunda fase consiste na divulgação e suporte à implantação desta 
tecnologia às manutenções de área. Serão gerenciados através dos 
recursos das manutenções de área, os equipamentos que, por razões 
diversas, não foram atendidos na primeira fase. 
 
Portanto, o planejamento (definição dos níveis de vibração, periodicidade das 
medidas, etc.), acompanhamento histórico, diagnósticos e a decisão de onde e 
quando intervir, são atribuições da manutenção de área. A Manutenção Preditiva 
central prestará, sempre, apoio a implantação, planejamento e às análises das 
 
 10 
manutenções de área, quando os recursos alocados nas áreas não forem 
suficientes. Veja Figura 2. 
 
Figura 2-Fluxograma de um programa de análise de vibração. 
 
Para a implantação da Manutenção Preditiva em máquinas rotativas através da 
medida e análise de vibrações, é necessário estabelecer o seguinte: 
 
• Lista dos equipamentos a serem medidos com respectiva identificação e 
cadastramento no sistema; 
• Levantamento de dados construtivos e operacionais dos equipamentos, 
tais como: rolamentos, número de dentes das engrenagens, rotação, 
potência, desenhos construtivos, etc.; 
• Histórico de manutenção dos equipamentos; 
• Escolha dos pontos de medição e sua identificação no sistema e na 
máquina; 
• Aparelho de medição e registro das vibrações; 
• Grandezas a serem medidas para cada ponto; 
• Níveis de alarme para cada ponto de medição; 
• Periodicidade das medições; 
• Programação dos pontos de coleta de dados; 
• Informações e relatórios periódicos. 
 
1.3 Resultados previstos: 
 
As atividades de Manutenção Preditiva permitem ganhos financeiros para a 
empresa, resultantes dos seguintes benefícios: 
 
 
 11 
• Redução dos custos de manutenção: Com base na análise de vibrações 
e nas curvas de tendência, pode-se ter uma previsão de quando será 
necessário uma intervenção de manutenção, e quais os serviços a serem 
realizados, prolongando-se assim a vida útil de componentes, substituindo-
se apenas o necessário; 
 
• Aumento da eficiência das intervenções de manutenção: Através da 
indicação antecipada dos elementos com falha e da avaliação dos 
resultados das intervenções; 
 
• Aumento da disponibilidade de equipamentos: A utilização de 
programas preditivos pode virtualmente eliminar paralisações imprevistas 
devido a falha de máquinas, bem como reduzir a necessidade de 
programação de paradas desnecessárias para serviços preventivos; 
 
• Aumento da confiabilidade operacional: A eliminação de paradas não 
programadas aumenta as confiabilidades operacionais, reduzindo riscos 
de perda de produção. 
 
2. FUNDAMENTOS DE VIBRAÇÃO E RESPOSTAS ÀS EXCITAÇÕES: 
 
Todo movimento físico de um equipamento ou movimento de rotação de uma 
máquina é normalmente referido como vibração. Vibração tem haver com 
oscilação, movimento repetitivo, que na maioria dos casos provocam danos nas 
máquinas e estruturas onde ocorrem. Desde o início das atividadesde 
manutenção, os inspetores tentam mensurar o tamanho da vibração através dos 
sentidos humanos. Medi-la significa a possibilidade de identificar sua origem e 
minimizar sua influência. 
 
Na prática, é muito difícil evitar a vibração. Geralmente ela ocorre devido aos 
efeitos dinâmicos de fabricação, folgas, contatos, atrito entre peças de uma 
máquina e ainda, devido a forças desequilibradas de componentes rotativos e de 
movimentos alternados. É comum que vibrações insignificantes para 
determinados elementos, excitem as freqüências de outras peças da estrutura, 
provocando defeitos que levam a quebra do equipamento. 
 
Com a evolução da eletrônica, foi possível desenvolver equipamentos para coleta 
e análise de dados, visto que a conversão da vibração mecânica para um sinal 
eletrônico é o melhor caminho para conseguirmos medi-la. O meio de conversão 
dos sinais mecânicos para sinais eletrônicos são os chamados transdutores, o 
sinal de saída de um transdutor é proporcional o quão rápido (freqüência), quão 
grande (amplitude) é o movimento oscilatório. A freqüência fornece qual é a fonte 
de vibração do equipamento e a amplitude qual a severidade, além destes 
parâmetros temos também o período que indica os intervalos de tempo em que 
ocorre a repetição do movimento vibratório, ver a Figura 3. 
 
 
 12 
Figura 3 – Sistema massa-mola. 
 
Um exemplo de um transdutor é o sensor de aceleração (acelerômetro), por 
exemplo, onde é possível converter movimentos vibratórios em sinais elétricos e 
digitais para uma análise em tempo real ou posterior, dos fenômenos vibratórios 
envolvidos. Quando falamos de movimento vibratório temos que identificar as 
diferenças entre os diversos tipos. Os movimentos vibratórios podem ser 
harmônicos, periódicos e/ou randômicos. Todo movimento harmônico é periódico, 
porém nem todo movimento periódico é harmônico. O movimento randômico 
acontece quando não podemos predizer a maneira com que a máquina se 
comporta, sendo o mais comum de observarmos em casos práticos. 
 
2.1 Movimentos básicos: 
 
Movimento periódico: 
 
O movimento oscilatório pode repetir-se regularmente, como no pêndulo de um 
relógio, ou apresentar irregularidade considerável, como em eventos da natureza 
(terremotos, por exemplo). Quando o movimento se repete em intervalos 
regulares de tempo (T) é denominado movimento periódico. 
 
Movimento harmônico: 
 
A forma mais simples de movimento periódico é o movimento harmônico: Uma 
massa suspensa por uma mola é deslocada de sua posição de equilíbrio, 
passando a oscilar em torno de um ponto de equilíbrio. Se representarmos 
graficamente a variação do deslocamento da massa em função do tempo, 
observaremos então um movimento de forma senoidal que chamaremos de 
movimento harmônico simples.O movimento registrado pode ser expresso 
pela equação: 
 
 
 13 
( )
T
tAsenX π2= 
 
Figura 4 – Exemplo de movimento harmônico. 
 
 
Definimos a grandeza ω é como freqüência angular , e sua equação é dada por: 
 
f
T
ππϖ 22 == 
 
onde T é o período e ƒ a freqüência. Podemos reescrever a equação do 
movimento harmônico usando a freqüência angular definida acima: 
 
( )tAsenX ϖ= 
 
como foi mostrado na equação acima, a freqüência angular é expressa em 
radiano por segundo, uma vez em que um período, ou ciclo, a partícula em 
oscilação percorre uma circunferência completa, ou 2π radianos, e o período 
expresso em segundos. 
 
Exemplo: Vamos considerar uma engrenagem de 12 dentes com um diâmetro 
externo de 6 polegadas, girando a velocidade constante. Marcamos um dos 
destes e observa-se o número de voltas que este dente realiza durante um 
intervalo de tempo determinado. Se nosso dente realizou 20 voltas completas em 
um segundo, dizemos então que sua freqüência f será de 20 ciclos/s ou 20 Hertz 
(1 ciclo/s = 1 Hz (hertz)). Neste caso a freqüência angular de nossa engrenagem 
será de 2π x 20 Hz, ou seja ω = 125,7 rad/s. 
 
 
Movimento randômico: 
 
Movimento randômico ocorre de uma maneira aleatória e contém todas as 
freqüências em uma banda especifica de freqüência, podendo ser também 
 
 14 
chamado de ruído. Movimento randômico é cada movimento não é repetitivo. (Ex: 
O estourar de pipocas dentro de uma panela). 
 
 
Figura 5 – Exemplo de movimento randômico. 
 
 
2.2 Conceitos básicos: 
 
Relação entre tempo e freqüência: 
 
• Período (T): É o intervalo de tempo em que o elemento gasta para realizar 
uma oscilação completa. 
 
• Freqüência (f): É o numero de ciclos (repetições) que ocorrem em um 
intervalo de tempo. 
 
Exemplo: 
 
Vamos supor que um elemento oscila com uma freqüência de 60 ciclos por 
segundo, ou seja, durante o intervalo de tempo de 1 segundo ele repete o 
movimento 60 vezes. Para encontrarmos o período de tempo em que uma 
oscilação ocorre, dividiremos o intervalo de tempo pelo numero de repetições, 
teremos assim o intervalo de tempo gasto para realizar uma oscilação (o 
período). A freqüência relaciona-se com o período através da seguinte 
expressão: 
 
T
f 1=
 
 
 
Sendo que f é dada em ciclos por segundo (ou Hertz (Hz)) e T em segundos. 
 
Para o caso acima citado, onde o elemento possui uma freqüência f = 60 Hz, 
podemos calcular o período, onde teremos: T = 0.0167 s. 
 
 
 
 
 15 
Amplitude de vibração: 
 
A amplitude de vibração descreve a severidade da vibração, pode ser 
quantificada de diversas maneira: Pico-a-pico, Pico, Valor-médio e Raiz 
Quadrática Media (RMS). 
 
• Medição Pico-a-pico mostra o nível de vibração do topo do pico positivo à 
base do pico negativo. Esta medição se refere à amplitude total do 
deslocamento de equipamento em relação a uma referência (zero), 
indicando o percurso máximo da onda, este valor pode ser útil onde o 
deslocamento vibratório de uma parte da máquina é crítico para uma 
tensão máxima ou onde a folga mecânica é fator limitante. 
 
• A medição Pico mostra o nível de vibração do topo do pico positivo à linha 
de referência (zero). Este é um valor particularmente válido para a 
indicação de choques de curta duração, porém indica somente a 
ocorrência do pico, não levando em consideração o seu histórico no tempo 
da onda. 
 
• A medição de Valor-Médio Retificado representa (0.637 * Pico) da onda 
senoidal. Este valor calculado é exato somente quando a onda medida é 
uma senóide pura. Este é um valor que leva em consideração o histórico 
no tempo da onda, mas na prática é de interesse limitado, por não estar 
relacionado diretamente com qualquer quantidade física útil. 
 
• A medição RMS (Raiz Média Quadrática) é a verdadeira representante do 
valor eficaz da curva. O valor eficaz (RMS) pode ser calculado através de: 
]0[]0[ *707.0*)º45cos( PicoPico dd −− = ou através da aquisição do RMS 
Verdadeiro – calculado pela raiz quadrada da média do somatório dos 
quadrados de pontos da curva. Portanto, o valor RMS é a medida de nível 
mais relevante, porque leva em consideração o histórico no tempo da onda 
e dá um valor de nível, o qual é diretamente relacionado a energia contida 
na vibração, e portanto, à capacidade destrutiva da mesma. 
 
 
Relação entre os tipos de medição: 
 
• Valor Médio = 0.637 * Pico; 
 
• Valor Médio = 0.90 * RMS; 
 
• Pico-a-pico = 2 * Pico; 
 
• Pico = 1.414 * RMS; 
 
• Pico = 1.57 * Valor Médio; 
 
 
 16 
• RMS = 0.707 * Pico; 
 
• RMS = 1.11 * Valor Médio. 
 
 
Fontes de freqüência: 
 
Existem três diferentes tipos de fontes de freqüência na máquina: 
 
• Freqüências geradas: também chamadas de freqüência forçadas, são 
aquelas causadas pelos os esforços girantes da máquina, quando em 
funcionamento. Podemos citar como exemplo o desbalanceamento, a 
freqüência de engrenamento, a de passagem de palhetas, as freqüências 
geradas por atrito de rolamento, etc. Essa freqüência estará sempre 
presente nas medições da máquina, porém podem estar em níveis 
aceitáveis sem indicar problemas vibratórios; 
 
• Freqüências excitadas: também chamadas de freqüências naturais, 
representam uma propriedade do sistema. Uma amplificaçãoda vibração, 
chamada ressonância, ocorre quando a freqüência gerada é idêntica à 
freqüência natural. Em alguns casos a fonte de excitação pode ser 
removida, antes do fenômeno da ressonância ocorrer. Ex. Excitação das 
freqüências naturais de um rolamento, devido à quebra de um filme de 
óleo. Adicionando lubrificante ou alterando a viscosidade, podemos 
retornar a freqüência original. 
OBS: Ressonância em máquinas rotativas é semelhante aos 
amplificadores de eletrônica. Na maioria dos casos excessivas amplitudes 
de vibração são encontradas e a solução para tais casos é sempre 
complexa exigindo software avançados e profissionais experientes; 
 
• Freqüência causada por fenômenos elétricos/eletrônicos: Em certas 
situações sinais falsos ou errôneos podem estar presentes, por exemplo, 
quando um sinal senoidal é recortado (truncado) devido a um sinal 
saturado durante a coleta de dados, este fenômeno causa a inserção de 
uma onda quadrada no sistema. 
OBS: Deve-se conhecer bastante de máquinas para entender o que está 
acontecendo com as mesmas, não se deixando levar por coletas tomadas 
erroneamente. 
 
2.3 Domínio do tempo e domínio da freqüência: 
 
Podemos identificar o domínio da freqüência ao nosso redor através de alguns 
exemplos práticos. Por exemplo a Luz é freqüência, a cor vermelha é freqüência, 
som é freqüência. Nós não nos referimos a estes itens como freqüências, nós 
apenas chamamos de Luz, Cor e Som. O corpo humano está limitado a um 
determinado intervalo (range) de freqüência, por exemplo, podemos identificar 
sons entre 20 e 20000 Hz, o que nos impossibilita reconhecer certos tipos de 
 
 17 
defeitos em máquinas através do ruído gerado, ou ainda que estes defeitos 
podem estar mascarados por outros fora do nosso range de detecção. 
 
No domínio do tempo podemos fazer uso de parâmetros comuns em nossas 
vidas como deslocamento, velocidade e aceleração, para identificar tais defeitos. 
Vamos tomar como exemplo a suspensão de um carro. Ao passar por um buraco 
sentimos a carroceria subir e descer. Podemos identificar através do 
deslocamento quanto foi que esta carroceria deslocou em relação a sua posição 
inicial (por exemplo 2 cm) ou podemos dizer que esta carroceria oscilou em 
relação a sua posição com uma determinada velocidade (por exemplo 1 cm/s). 
 
Analisando alguns destes problemas no domínio do tempo, observamos que os 
sinais no domínio do tempo para máquinas rotativas se mostram bastante 
complexos. 
 
 
Figura 6 – Exemplo de um sinal analisado no domínio do tempo e da freqüência. 
 
Para análise de vibração é necessário dominar diagnósticos no domínio do tempo 
e da freqüência para análise completa e precisa. Para passarmos do domínio do 
tempo para o domínio da freqüência é necessário aplicar uma ferramenta 
matemática conhecida como Transformada de Fourier ao sinal (FFT). 
 
Fourier foi um grande matemático francês que desenvolveu um algoritmo (uma 
equação matemática) que quebrava um sinal complexo de ondas no tempo, 
decompondo-o em ondas individuas, facilitando assim a transposição matemática 
para o domínio da freqüência e conseqüentemente sua análise. Entretanto esta 
brilhante tecnologia não foi usada extensivamente até o advento do computador, 
utilizado na transformação do sinal do tempo em espectro de freqüência. 
 
 18 
 
Figura 7 – Exemplo de um sinal onde foi aplicada a Transformada de Fourier. 
 
2.4 Principais parâmetros: 
 
Relação entre deslocamento, velocidade e aceleração: 
 
• Velocidade: é a medida de quão rápido o objeto se move de zero a pico e 
isto é normalmente mensurado em milímetros por segundos (mm/s) no 
sistema métrico. 
• Deslocamento: é medida de quão o longe o objeto se move em relação a 
uma referência, de forma alternada. Sua grandeza é mensurada em 
“mícrons” ( sistema métrico ). 
• Aceleração: é a razão de mudança (variação) da velocidade de zero a 
pico e é normalmente medida em unidades de força gravitacional (g’s) no 
sistema métrico. Isto significa que altas freqüências geram altos níveis de 
aceleração. 
 
Os parâmetros relacionam-se entre si através das seguintes equações: 
 
( )222 f
a
f
vD
ππ
== 
Onde: 
D = deslocamento; 
 v = velocidade; 
 a = aceleração; 
 f = freqüência. 
 
OBS: Equação válida somente para sinais senoidais. 
 
 19 
 
Figura 8 – Exemplo dos gráficos de deslocamento, velocidade e aceleração respectivamente. 
 
Podemos notar que indicações de baixa freqüência geram altos níveis de 
deslocamento e indicações de alta freqüência geram baixos níveis de 
deslocamento, ou seja, transdutores de deslocamentos são mais eficientes para 
realçar componentes de baixa freqüência. Componentes de alta freqüência são 
bem representados com o uso de aceleração como parâmetro, como por 
exemplo na identificação de componentes de rolamentos entre 1000Hz e 
10000Hz de faixa de freqüência. A velocidade de vibração é o parâmetro mais 
influenciado por ruídos de baixas ou de altas freqüências, mostrando num 
espectro a mais planas das curvas, sendo por isso o parâmetro normalmente 
escolhido para a avaliação da severidade da vibração ou análise da mesma, 
entre 10Hz e 1000Hz. 
 
2.5 Conceituação básica do comportamento dinâmico de estruturas: 
 
Graus de liberdade de um sistema: é a quantidade de coordenadas 
independentes necessárias pra se definir completamente (de forma inequívoca) a 
posição de um sistema, ou seja, como o sistema vibra. 
 
Um sistema tem tanto modos de vibrar quanto são os seus Graus de Liberdade. 
 
Sistema com comportamento linear: é aquele para o qual vale a regra da 
adição ou superposição, ou seja, se para uma entrada (excitação) Ea, o sistema 
fornece uma saída (resposta) Sa e, se para entrada (excitação) Eb o sistema 
fornece uma saída (resposta) Sb, diz-se que o sistema apresenta um 
comportamento linear se para uma nova entrada 
 
Ec = Ea + Eb o sistema fornece uma saída (resposta) Sc = Sa + Sb 
 
 
 20 
 
Conseqüência 1: se Ec = α (Ea + Eb) � Sc = α (Sa +Sb); 
 
Conseqüência 2: um elemento elástico que apresenta um comportamento linear é 
uma mola que obedece a lei de Hooke (F = Kx); 
 
Conseqüência 3: para uns sistemas lineares , uma excitação senoidal gera uma 
resposta senoidal. 
 
 
Modo próprio de vibrar ou modo de vibrar: 
 
Um sistema mecânico pode armazenar energia mecânica de duas formas: 
 
• Cinética: mv2 / 2 [função do movimento da(s) massa(s)]; 
 
• Potencial: kx2 / 2 [função da deformação do(s) elemento(s) elástico(s)]. 
 
Como conseqüência, temos então três alternativas: 
 
• O sistema armazena energia exclusivamente na forma cinética e o 
movimento deve permanecer inalterado (lei da inércia); 
 
• O sistema armazena energia exclusivamente na forma de energia 
potencial , e os elementos elásticos deverão ser mantidos deformados; 
 
• A terceira alternativa é o sistema de armazenar energia sendo trocada 
internamente de cinética ⇔ potencial. Esta troca se dá com um certo 
tempo “RITMO“ que é função das inércias das partes que se movem e da 
rigidez dos elementos que se deformam; 
 
Este Ritmo é chamado de freqüência própria ou freqüência 
natural do sistema. 
 
O exemplo mais clássico de um sistema simples (1 grau de liberdade) é o 
sistema constituído por uma massa (m) e uma mola linear de rigidez (k). Sua 
Freqüência Natural pode ser calculada de forma simplificada da seguinte forma: 
 
Lei de Newton ⇒ F = m.a , onde a = d2x/dt2 
 
 
Lei de Hook ⇒ F = - k.x ⇒ m.a = - kx ⇒ 
 
 
 
Cuja solução é do tipo x = xo.sen(ωωωω.t) , com ωωωω = 2.ππππ.f 
 
x 
k 
m 
m.d2x = -kx 
 dt2 1 
 
 21 
Conseqüentemente a velocidade será: v = vo.cos(ωωωω.t) , com vo = ωωωω.xo 
 
e a aceleração a = - ao. ωωωω
2.sen(ωωωω.t) , com ao = ωωωω
2.xo , e ⇒ 
 
 
 
De e ⇒ 
 
 
 
xo = amplitude de deslocamento; 
vo = amplitude de velocidade; 
ao = amplitude de aceleração. 
 
A amplitude corresponde ao valor de pico. É comum para o deslocamento se 
utilizar o valorpico a pico, p.p. ou D.A. (Double Amplitude) 
 
Um Sistema tem tantos Modos de Vibrar quanto são seus Graus de Liberdade. 
Cada modo de vibrar é caracterizado por uma freqüência própria ou natural 
(eigen frequency) e pela Forma de Vibrar (Modal Shape), que é representada 
por um vetor próprio (eigen vector). 
 
 
Exemplo: 
 
Dois Pêndulos iguais, conectados por uma mola bem flexível: 
 
 MODO 1 MODO 2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FREQÜÊNCIAS NATURAIS: F1 <<<< F2 
 
VETORES PRÓPRIOS (SHAPE): [X1 X2] = [ 1 1 ] , [X1 X2] = [ 1 -1 ] 
 
Figura 9 – Sistema de dois graus de liberdade (dois modos de vibrar). 
 
OBS: Outros parâmetros modais (massa modal, rigidez modal, etc) podem ser 
utilizados, dependendo da modelagem aplicada; 
 
Para sistemas lineares, diferentes modos de vibrar podem ocorrer 
simultaneamente, e podem ser tratados (analisados) isoladamente. Desta forma, 
 1 
a = ωωωω2.x 2 
 2 
 
 ωωωωn = k 
 m 
M MM M
 
 22 
um sistema com n graus de liberdade e, portanto, n Modos de Vibrar, pode ser 
entendido/modelado/analisado como sendo n sistemas de um grau de liberdade 
superpostos (Análise Modal). 
 
Se um sistema for excitado de forma periódica com freqüência igual a sua 
natural, (com o ritmo que ele gosta) ele tende a absorver toda a energia que 
puder, aumentando seu movimento. É o que se chama de ressonância. 
 
O gráfico a seguir, mostram que, quando as freqüências, natural e de excitação, 
estão próximas (ωf / ω = 1) a amplitude tende a infinito, levando à quebra da 
máquina quando a resistência mecânica é ultrapassada. Dizemos que o sistema 
está em ressonância. 
Figura 10 – Gráfico do deslocamento de um sistema na ressonância. 
 
Em um sistema vibrando na ressonância (em um modo próprio), todos os pontos 
atingem a posição de máxima deflexão de cada ciclo, simultaneamente (andam 
em fase ou em oposição de fase 0º ou 180º); 
 
Velocidade Crítica: Definida como sendo a velocidade em eixos rotativos onde 
as deflexões, ocasionadas pelo desbalanceamento, tornam-se muito severas. A 
velocidade crítica ocorre quando a freqüência ou velocidade de rotação do eixo Ω 
se iguala a sua freqüência natural ω, podendo ocasionar danos graves ao 
equipamento. 
 
Crítica Velocidade⇒=Ω
m
k
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 11 – Gráficos de amplitude e de ângulo de fase identificando-se a velocidade crítica. 
 
 23 
3. MEDIDAS DE VIBRAÇÃO - INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO: 
 
3.1 Sensores: 
 
Os três principais caminhos para representar a detecção de movimentos pelos 
monitores de vibração são deslocamento, velocidade e aceleração. Estes três 
parâmetros são matematicamente relacionados e podem ser derivados da 
entrada de qualquer sensor de movimento. A seleção de um sensor proporcional 
a deslocamento, velocidade ou aceleração depende da freqüência de interesse e 
do nível de sinal envolvido. 
 
Sensores de deslocamento: Sensores de deslocamento são utilizados para 
medir deslocamento a baixa freqüência e pequenas amplitudes. No passado, os 
monitores de deslocamento utilizavam sensores de proximidade, sem contato, 
tais como Eddy Probes. Atualmente, transdutores de deslocamento piezelétrico 
(acelerômetro com dupla integração) têm sido desenvolvidos para superar alguns 
dos problemas associados aos transdutores do tipo Eddy Probe. Ele produz uma 
saída proporcional ao movimento absoluto da estrutura melhor do que o 
movimento relativo entre o ponto de proximidade do sensor e a superfície e o 
alvo, tal como um eixo. 
 
 
Figura 12 – Exemplo de um sensor de deslocamento tipo Eddy Probe. 
 
 
 
Figura 13 – Exemplo de um sensor de deslocamento tipo Eddy Probe. 
Área 
Elétrica 
Eixo 
Distância 
“Eddy Current” ou 
“Proxímetro” 
 
 24 
 
Sensores de velocidade: Sensores de velocidade são usados para medidas de 
baixa à média freqüência. Eles são úteis para monitoramento de vibração em 
máquinas rotativas. Quando são comparados aos acelerômetros, os sensores de 
velocidade têm sensibilidade menor para vibrações de alta freqüência. Desta 
forma, eles são menos suscetíveis a sobrecargas do amplificador. As 
sobrecargas podem comprometer a fidelidade da amplitude baixa, e sinais de 
baixa freqüência. Os sensores de velocidade tradicionais utilizam um sistema 
eletromagnético (bobina e imã) para gerar o sinal proporcional de velocidade. 
Agora, os sensores de velocidade tradicional e do moderno sensor piezelétrico de 
velocidade são mostrados na figura abaixo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 14 – Exemplo de sensores de velocidade. 
 
 
Acelerômetros: 
 
Acelerômetros são os sensores de movimento preferido para aplicações de 
monitoramento de vibração. Eles são úteis para medir de baixa à alta freqüência, 
e são disponíveis numa variedade ampla de fins gerais e desenhos para 
aplicações específicas. 
 
 
 
Figura 15 – Exemplo de sensores de aceleração. 
 
 25 
 
Sensores piezelétricos: 
 
Os sensores piezelétricos podem operar normalmente nas mais severas 
condições, sem afetar a sua performance. A maioria dos sensores usados em 
monitoramento de vibração possuem amplificadores internos. 
 
O elemento piezelétrico de um sensor produz um sinal proporcional de 
aceleração. Este pequeno sinal de aceleração é amplificado para medições de 
aceleração e / ou convertido (integrado proporcionalmente) quando se deseja 
medir velocidade ou deslocamento. 
 
Material piezelétrico: Os dois materiais piezelétricos básicos usados nos 
medidores de vibração são: cristal de quartzo e cerâmica piezelétrica, enquanto 
ambos são adequados para design de sensores, a diferença em suas 
propriedades permite uma maior flexibilidade na sua escolha. Por exemplo, o 
quartzo natural tem sensibilidade menor à carga e exibe um ruído de fundo maior, 
quando comparados a materiais piezocerâmicos. 
 
A maioria dos fabricantes de sensores de vibração utiliza materiais 
piezocerâmicos desenvolvidos especialmente para aplicação de sensor. 
Formulações especiais otimizaram as características para obter informação 
confiável em meios de operações extremas. A sensibilidade excepcionalmente 
alta desse material piezocerâmico permite o design do sensor com resposta de 
freqüência aumentada quando comparas ao quartzo. 
 
 
3.2 Vantagens e desvantagens na escolha dos sensores: 
 
Sensor de corrente (Eddy Probe): 
 
Vantagens: 
 
• Resposta em baixas freqüências; 
• Mede deslocamento relativo; 
• Útil como referência para análise e balanceamento dinâmico; 
• Confiável, se apropriadamente instalado e mantido. 
 
Desvantagens: 
 
• Dificuldade para instalação; 
• Limitada para medição de deslocamento para freqüências altas; 
• Calibração depende do material do eixo; 
• Produz sinal de “run-out” falsos no eixo. 
 
 
 
 
 26 
Sensor de velocidade 
 
Vantagens: 
 
• Não necessita de fonte externa; 
• Saída do sinal: Força; 
• Fácil de utilizar. Não é sensível aos problemas de montagens. 
 
Desvantagens: 
 
• Não é útil em freqüências muito baixas ou muito altas; 
• Possui partes internas móveis; 
• A orientação na montagem é importante; 
• Tamanho; 
• Precisão. 
 
Acelerômetros 
 
Vantagens: 
 
• Range (intervalo) muito grande de freqüências; 
• Range grande de amplitudes; 
• Suporta variações de temperatura; 
• Disponível para saídas de velocidades e deslocamento; 
• Design robusto. 
 
Desvantagens: 
 
• Não dá resposta DC; 
• É limitado em temperatura, devido ao amplificador interno; 
• Sensível a configuração de montagem. 
 
3.3 Escolha e montagem de sensores: 
 
Quando selecionamos um sensor para monitoramento, alguns fatores devem ser 
considerados até que o melhor sensor seja escolhido para aplicação, o usuário 
deve-se questionar para se familiarizar com o sensor. 
 
As questões típicas são: 
• Qual o nível de vibração? 
• Qual o range da medição que interessa?• Qual a temperatura exigida? 
• Existem corrosivos químicos presentes? 
 
 27 
• O ambiente corre riscos de explosão? 
• Existe transiente acústico e ou eletromagnético intenso? 
• Existe descarga eletrostática na área? 
• A maquina é aterrada? 
 
Outras questões também deve ser levantadas quanto aos conectores, cabos etc.: 
• Qual tamanho de cabo é necessário? 
• O cabo deve possuir proteção externa? 
• A qual temperatura o cabo ficará exposto? 
• É necessário conector a prova d’água? 
• Será necessário utilizar outro tipo de instrumentação? 
• É necessária uma fonte externa de alimentação? 
 
Montagem de sensores: 
 
O tipo da configuração de montagem depende primeiramente do tipo de sinal 
dinâmico a ser coletado, qual o range de amplitude necessário e qual o range de 
freqüência. Outros fatores também são considerados para montagem ou não de 
sensores, tais como acessibilidade, proibições, temperatura, etc. Em geral 
existem quatro configurações para montagem de sensores de vibrações: stud 
(prisioneiro), adesivo, magneto e ponteira. 
 
 
 
Figura 16 – Exemplo de montagem de sensores. 
 
 28 
 
Montagem Stud (prisioneiro): 
 
Este tipo de montagem resulta na melhor resposta de range de freqüência. É 
recomendada para montagem de sensores em sistemas de monitoramento 
permanentes e medições em alta freqüência em geral. Conseguimos uma 
resposta máxima do range de freqüências dos acelerômetros. Deve-se observar, 
durante a montagem, a correta usinagem no ponto de conexão, o torque 
suficiente para montagem e a proteção posterior com silicone. 
 
Montagem com adesivo: 
 
Se não se pode aparafusar um sensor na máquina, podemos utilizar o adesivo 
como solução técnica. Existem atualmente diversos tipos de adesivos, os quais 
tem boa resposta de conexão, permitindo extrair até 70% do range de freqüência 
do acelerômetro. Deve-se observar a correta limpeza do local de montagem a fim 
de se ter a aderência necessária, com segurança. observando também o limite 
de temperatura do adesivo a ser utilizado com a realidade da máquina. 
 
Montagem com magneto e ponteira: 
 
Os magnetos são o tipo de montagem mais utilizados no campo, devido sua 
facilidade de manuseio, porém há um inconveniente: perde-se bastante do range 
de freqüências do acelerômetro, dependendo da qualidade de conexão entre 
mancal e magneto. 
 
Magneto tipo “plano” possui melhor resposta que os de “dois pólos” (plano: 50% e 
dois pólos: 30% do range de freqüências do acelerômetro). 
 
A ponteira deve ser o último recurso, sendo até não recomendada sua utilização, 
devido à perda de repetibilidade do sinal, trazendo o range de freqüências do 
acelerômetro para aproximadamente 10%. 
 
3.4 Analisadores de freqüência de vibração: 
 
Sempre que uma máquina exibir vibração excessiva ou um aumento significativo 
em sua vibração durante as medições periódicas, o próximo passo é realizar uma 
análise completa da vibração de forma a determinar suas causas. 
 
O elemento chave de qualquer análise de vibração é determinar quais 
freqüências estão presentes e suas amplitudes, e separar dentre essas, aquelas 
que são indicadoras de problemas. Para fazer isso necessitamos do Analisador 
de Freqüências de Vibração. 
 
Esses instrumentos estão disponíveis em uma grande variedade de formatos, 
tamanhos e capacidades. Porém, o escopo desse curso não detalhará cada um 
desses instrumentos. Entretanto, todos esses instrumentos têm características 
 
 29 
comuns mínimas sem as quais nada poderia ser feito. É muito importante aos 
técnicos que irão trabalhar nessa área, entender esses conceitos básicos desses 
instrumentos, pois muitos problemas de vibração tem sido erroneamente 
identificados ou perdidos, simplesmente porque o analista não entende como 
funciona um analisador de vibração. 
 
Todos os analisadores disponíveis hoje podem ser divididos nas seguintes 
categorias: 
 
• Analisadores Analógicos ou de Filtro Sintonizável; 
 
• Analisadores Digitais. 
 
 
 
Figura 17 – Exemplo de montagem de sensores. 
 
 
Analisadores de freqüência analógicos: 
 
Introduzidos durante a década de 50, os analisadores analógicos ou por filtro 
sintonizável, eram o que havia de mais moderno disponível para a realização da 
análise de vibração. Um analisador de filtro sintonizável trabalha de forma similar 
a um rádio. Numa determinada região existem, literalmente, dezenas de estações 
de rádio transmitindo programas ao mesmo tempo, mas cada estação está 
transmitindo em uma freqüência assinalada de transmissão. No nosso receptor 
de rádio existe um sintonizador que ajuda você a ajustar uma freqüência 
específica de transmissão fazendo então, com que se ouça a música de uma 
estação em particular. O sintonizador é na realidade um filtro eletrônico que 
aceita uma freqüência de transmissão de cada vez e rejeita todas as outras. 
 
Um analisador de freqüência tipo filtro sintonizável trabalha exatamente com o 
mesmo princípio do rádio. Uma máquina pode gerar diversas freqüências 
diferentes ao mesmo tempo em função de suas rotações de serviço, 
componentes mecânicos e freqüências de problemas. 
 
 30 
 
O analisador analógico inclui um filtro que pode sintonizar ou varrer sobre uma 
faixa de freqüência de interesse para capturar ou identificar cada freqüência 
gerada. As únicas diferenças entre um rádio comum e um analisador analógico 
são: 
 
1. O filtro do analisador de vibração é projetado para responder à freqüências 
de vibração e não radiofreqüências (RF); 
 
2. O analisador de vibração usa um sensor tipo acelerômetro enquanto o 
rádio utiliza uma antena; 
 
3. O analisador apresenta os valores sintonizados de amplitude x freqüência 
em indicadores ou em cartas impressas (chamadas de Assinatura de 
Vibração ou Espectro); o rádio apresenta como resultado da sintonia o som 
através de auto-falantes. 
 
O instrumento inclui um botão de manuseio do filtro usado para a sintonia manual 
sobre uma faixa larga de freqüência de vibração. Chaves de seleção são 
incluídas para a seleção do parâmetro de medição da amplitude e largura da 
banda do filtro. Também são incluídos os mostradores para apresentar as 
informações de amplitude e freqüência. Uma lâmpada estroboscópica é também 
incluída para análise de fase, balanceamento, confirmação da rotação e estudos 
em câmera lenta. Especificamente o instrumento fotografado inclui uma 
impressora interna para a geração dos espectros impressos e outras 
informações; também possuem um sistema que pelo simples apertar de um 
botão produz uma varredura automática do filtro de análise ajustado, sobre a 
faixa de freqüência de interesse e produz um espectro impresso 
simultaneamente. Esse aperfeiçoamento nos analisadores tipo filtro sintonizável 
elimina a tarefa tediosa e demorada do rastreamento manual de cada freqüência 
de interesse e sua marcação gráfica manual em uma folha de dados. 
 
Os analisadores analógicos de filtro sintonizável são considerados hoje 
ultrapassados em comparação com os padrões tecnológicos existentes. 
Entretanto, alguns desses instrumentos são fabricados ainda hoje e ainda 
existem centenas de velhos instrumentos desse tipo em uso. 
 
Analisadores digitais de freqüência (FFT): 
 
Os analisadores analógicos por filtro sintonizável vêem sendo utilizados ao longo 
de muitos anos e tem sido utilizado para detectar, identificar e resolver muitos 
problemas em máquinas. Entretanto, esses aparelhos, como vimos 
anteriormente, possuem inúmeras desvantagens se comparados com os 
analisadores digitais modernos, entre elas: 
 
1. Os analisadores analógicos são tipicamente grandes e pesados com pesos 
na faixa de 10 a 15 kg. Em compensação a maioria dos analisadores digitais 
atualmente, nem chegam a 2 kg; 
 
 31 
 
2. Os analisadores analógicos não podem armazenar dados ou se 
comunicarem diretamente com computadores. Já os analisadores digitais 
podem armazenar dados de vibração em memória própria e se comunicar 
com computadores externos; 
 
3. Nos instrumentos analógicosas capacidades e funções são governadas 
basicamente pelo projeto inicial. As atualizações e aperfeiçoamentos só 
podem ser feitos através de mudanças de hardware. Os instrumentos digitais 
são basicamente computadores e os aperfeiçoamentos podem ser feitos 
alternando os programas internos; 
 
4. Analisadores analógicos têm limitações de precisão em freqüência e não 
conseguem separar muito bem, freqüências muito próximas. Com ajustes 
apropriados, os analisadores digitais podem medir freqüências abaixo de 
frações de cpm; 
 
 
5. Os analisadores analógicos são tipicamente limitados a 600.000 c pm de 
freqüência máxima, ao contrário dos analisadores digitais que podem medir 
até mais de 4 milhões de cpm; 
 
6. Os analisadores analógicos são bem mais lentos que os digitais. O 
analisador analógico pode levar de 30 segundos a vários minutos para 
imprimir o espectro enquanto que o analisador digital pode tornar disponível 
um espectro simples em apenas alguns segundos (em alguns modelos, até 
em frações de segundo). 
 
Essas são apenas algumas das vantagens que os analisadores digitais de 
vibração, incluindo ai os coletores de dados, têm sobre os analisadores 
analógicos. 
 
 32 
4. PROCESSAMENTO DIGITAL: 
 
4.1 Características dos sinais dinâmicos: 
 
As informações dos processos industriais e de todos os experimentos de 
engenharia são transmitidos por sinais dinâmicos. Em alguns casos, a análise 
tem de ser feita com a informação total incluindo o valor médio, as variações 
lentas e as rápidas. Este é o caso típico dos sinais do tipo DC. Outras vezes, é 
suficiente para a análise considerar apenas as variações rápidas do fenômeno, 
eliminando por filtragem o valor médio e as variações lentas. Os sinais usados 
são então, do tipo AC. 
 
Independentemente da forma dos sinais portadores das informações de 
interesse, será imperioso analisá-los com o maior critério, pois a qualidade da 
interpretação depende diretamente da Análise dos Sinais. É necessário então 
conhecer as diversas formas com as quais os sinais se apresentam e seus 
possíveis modos de combinação dinâmica. O analista deve captar os sinais 
emitidos pelas máquinas e perceber se neles existem formas puras, distorcidas, 
combinadas ou moduladas. Depois desta observação pode-se escolher as 
técnicas de Análise de Sinais mais convenientes e adequadas ao caso em 
questão. Atualmente são disponíveis inúmeros analisadores de sinais, com 
recursos computacionais e preços pequenos. 
 
4.2 Sinais harmônicos: 
 
Os sinais harmônicos representam perfeitamente a maioria dos sinais de uma 
máquina. Uma componente de vibração é essencialmente um movimento 
harmônico, uma senóide como visto anteriormente. 
 
O sinal harmônico tem grandezas características próprias que são: 
 
- Amplitude: valor medido do nível de referência a um valor máximo do sinal; 
- Freqüência: número de vezes que o ciclo se repete, por unidade de tempo; 
- Período: tempo de execução de um ciclo completo do sinal; 
- Defasagem: avanço ou atraso de um sinal em relação a outro qualquer. 
 
Sinais harmônicos de mesma espécie ocorrendo simultaneamente interagem 
entre si e podem formar um sinal harmônico único. São várias as formas de 
combinação de sinais. Se a combinação for por processo de soma, pode ocorrer 
os seguintes casos: 
 
- A soma de dois sinais harmônicos de mesma freqüência resulta em outra 
harmônica de mesma freqüência e amplitude de defasagens próprias; 
 
 33 
 
- A soma de dois sinais harmônicos de freqüências diferentes resulta em sinal 
periódico, mas não harmônico; 
 
- A soma de dois sinais com freqüências quase iguais é um caso especial 
chamado Batimento e é de ocorrência comum. 
 
4.3 Análise de Fourier: 
 
Para compreender a informação contida em um sinal, é preciso discretizar o sinal 
captado, ou seja, dividi-los em sinais simples, para associá-los a suas origens e 
identificar as excitações correspondentes. Foi enfatizado, anteriormente, que a 
vibração de um equipamento real apresenta-se como um fenômeno complexo 
contendo um número apreciável de componentes, tanto em freqüência quanto em 
amplitude, devido a várias massas vibrando. 
 
 
Figura 18 – Sinal no domínio do tempo, sua discretização e em seguida o sinal no domínio da freqüência. 
 
No final do século passado, o barão Jean Baptiste Fourier mostrou que qualquer 
sinal ondulatório pode ser descrito como uma combinação de sinais senoidais. 
Demonstrou ainda que, para cada sinal, a combinação de sinais senoidais que o 
descreve é única. Assim, um sinal qualquer pode ser descrito matematicamente 
como: 
 
( ) ( ) ( ) ( )x t X t X t X tn n n= + + + + + +1 1 1 2 2 2sen sen ... senω ϕ ω ϕ ω ϕ 
 
 
 34 
No caso do exemplo de sinal vibratório apresentado na Figura 18, ele é o 
resultado da combinação de apenas três funções senoidais (Figura 18 (b)) cuja 
descrição matemática é: 
 
 
( ) ( ) ( ) ( )333222111 ϕωϕωϕω +++++= tsenXtsenXtsenXtx 
 
 
Levando-se em conta essas idéias, e considerando que uma máquina real se 
comporta como várias massas vibrando, se torna natural descrever o fenômeno 
vibratório de um equipamento indicando os valores das amplitudes máximas Xi 
relativas a cada uma das freqüências de vibração ωi presentes na composição do 
sinal vibratório. A descrição dessa forma é denominada forma espectral ou 
simplesmente espectro da vibração. Usualmente o espectro da vibração é 
apresentado na forma gráfica, do tipo mostrado na Figura 18 (c), que exemplifica 
a representação espectral do sinal da Figura 18 (a). 
 
No caso de um sistema mecânico real que tem um sinal vibratório complexo, 
como, por exemplo, um sistema motor-esmeril, o espectro de vibração é 
composto por um número muito grande de sinais senoidais combinados, 
resultando em um gráfico do tipo apresentado na Figura 19. 
 
 
 
Figura 19 – Sinal no domínio do tempo obtido no mancal de um sistema motor-esmeril. 
 
 
 
 35 
 
Para a separação das componentes harmônicas, determinar seu espectro de 
freqüências, hoje temos os recursos fantásticos em modernos coletores de 
dados, os quais aplicam o algoritmo matemático de decomposição harmônico 
chamado FFT (Fast Fourier Transformer). 
 
 
 
 
Figura 20 – Sinal complexo e seu espectro FFT. 
 
 
 
4.4 Características da FFT: 
 
 
O algoritmo da FFT foi especialmente desenvolvido para aplicação em 
analisadores digitais, em razão disso, ele tem uma série de propriedades e 
limitações decorrentes do processo. O fato básico a ser compreendido, é que a 
transformada é aplicada em blocos, Figura 20. 
 
 
O sistema ADC adquire um determinado tempo de sinal, normalmente 
identificado por Tr, decorrente da denominação em inglês “time record”, e 
digitalizada esse sinal em N pontos espaçados igualmente. Por questões de 
hardware, normalmente N = 1024 pontos, ou algum múltiplo par desse número. 
 
 
 
 
 36 
 
 
 
Figura 21 – Esquema de obtenção do sinal e do espectro. 
 
Verifica-se pelo esquema, que a FFT transforma o sinal em blocos, cada bloco 
equivalente a uma amostragem de um tempo Tr do sinal. Em razão da forma 
como são as freqüências no cálculo dos coeficientes da FFT, cada bloco com N 
pontos de informação do sinal, é transformado em bloco com N/2 freqüências 
igualmente espaçadas. O valor mais alto de freqüência, para a qual é calculada a 
amplitude, é dada por: 
 
 37 
Tr
N
f
⋅
=
2max
 
 
as demais freqüências são igualmente espaçadas entre 0 e fmáx, ou seja: 
 
0, 1/Tr, 3/Tr, ..., (n/2)/Tr 
 
Assim, como o número de pontos utilizados na digitalização de um sinal é 
constante para um dado equipamento, a freqüência máxima que pode ser 
alcançada via uma análise por FFT é governada pelo tempo de amostragem 
referente ao sinal digitalizado. A separação entre os valores de freqüência é 
definida por decorrência, Figura 22 onde a resolução entre as freqüências é 1/Tr. 
 
 
 
Figura 22 – Relações entre a freqüência e o tempo de aquisição do sinal.. 
 
 
 
Problemas na Análise pela FFT: 
 
O primeiro cuidado ao se utilizarFFT para gerar um espectro de um sinal, é 
lembrar que o algoritmo se comporta como um analisador de filtros paralelos de 
largura de banda constante. Se o problema for distinguir componentes próximas 
de alta freqüência, a resolução conseguida com a FFT pode não ser suficiente. 
Neste caso a solução será proceder a filtragem do sinal através de um filtro de 
banda larga, limitando o campo de freqüências do sinal para a região de 
interesse. Este processo é realizado, nos analisadores digitais, por meio de um 
“filtro digital”, e o processo de seleção das faixas de interesse é conhecido por 
“zoom” ou BSA, iniciais da expressão em inglês “Band Select Analysis”. 
 
O outro problema associado ao uso da FFT na obtenção de espectros de 
vibração, é que a transformada de Fourier, ferramenta matemática usada na 
implementação da FFT, supõe que o sinal é periódico através do tempo. Com os 
dados disponíveis pela aquisição digital do sinal é limitado dentro de um intervalo 
 
 38 
de tempo, o algoritmo da FFT supõe que o sinal se espelha para trás e para 
frente de forma periódica. 
 
Este procedimento pode causar problemas sempre que o “corte” do sinal ocorrer 
de tal forma que a periodicidade do sinal fique distorcida. Ao assumir o sinal 
“espelhado”, a FFT estará transformando um sinal diferente do original, não 
periódico, e conseqüentemente o resultado não será adequado. Este tipo de 
defeito na montagem, ou melhor, na edição do sinal para FFT, é conhecido como 
“leakage” (“fuga”) sendo notório o surgimento de freqüências em torno da 
freqüência do sinal. 
 
 
 
Figura 23 – Problema de “leakage” na FFT. 
 
Uma observação importante sobre este fenômeno, é que se o sinal for transiente 
no tempo, a edição do sinal, via espelhamento para frente e para trás, redunda 
em um sinal periódico e, portanto, a sua FFT levará a um resultado correto. A 
Figura 24 ilustra este caso. 
 
 
 
Figura 24 – Edição de um sinal transiente para FFT. 
 
 39 
 
Este fato, leva à uma proposta de solução para o problema de leakage: basta 
“enjanelar” a função editada de modo que nos pontos de edição, as amplitudes 
do sinal no tempo se anule, ou melhor, fiquem muito pequenas. 
 
Claude Shannon e Harry Nyquist provaram que, para não se perder a informação 
contida num sinal amostrado, é necessário que a freqüência de leitura ou 
amostragem (Nº de leituras/Período de amostragem) seja pelo menos o dobro da 
maior freqüência de interesse contida no sinal. A esta freqüência é usual chamar-
se freqüência de Nyquist. 
 
De fato, se pretendermos adquirir o sinal harmônico da Figura 25 (a) e a 
freqüência de amostragem escolhida for igual à do sinal, acontecerá que seremos 
levados a pensar estar perante um sinal contínuo (freqüência = 0) de amplitude 
dependente do instante em que se iniciou a aquisição Figura 25 (b). 
 
 
 
Figura 25 – Freqüência de amostragem igual à freqüência do sinal em análise 
 
Se a freqüência de amostragem for maior que a do sinal, mas inferior ao seu 
dobro obteremos um sinal de freqüência inferior à verdadeira Figura 26 (a). 
Finalmente, se a freqüência de amostragem for maior ou igual ao dobro da 
freqüência do sinal (freqüência de nyquist) já se obtém o valor correto desta 
Figura 26 (b) e (c). 
 
 40 
 
 
Figura 26 – Exemplos da ocorrência do “aliasing”. 
 
 
Ao fenômeno de confundir uma freqüência com outra menor, situação que se 
verifica quando a freqüência de amostragem é inferior ao dobro da freqüência em 
análise, é costume chamar-se aliasing. 
 
 
Na prática, a compreensão deste erro é muito importante quando se utiliza a 
lâmpada estroboscópica, pois é vulgar confundirmos a rotação real com outra de 
metade, um terço ou um quarto do seu valor. O princípio de funcionamento da 
lâmpada estroboscópica baseia-se numa luz intermitente, de freqüência regulável 
pelo utilizador que, ao refletir numa fita colada para o efeito no veio em rotação, 
cria a ilusão desta estar parada, caso a freqüência seja igual à do veio. Assim, 
quando se pretende medir a rotação varia-se a freqüência da lâmpada até se 
parar a fita refletora colada previamente no veio. Naturalmente que se o veio 
rodar ao dobro, triplo ou qualquer múltiplo inteiro da freqüência da lâmpada 
teremos sempre a ilusão da fita parada. Todos estes casos são erros de aliasing. 
Uma forma de determinarmos corretamente a rotação consiste no aumento da 
freqüência da lâmpada até obtermos duas imagens paradas da fita. A rotação 
verdadeira será igual à freqüência imediatamente anterior que mantinha uma 
imagem parada. 
 
 
O erro de aliasing não é problemático para os analisadores de vibrações pois 
estes equipamentos possuem filtros passa-baixa que impedem que freqüências 
mais elevadas presentes no sinal caiam no intervalo de freqüência da aquisição. 
 
 
4.5 Enjanelamento (janelas): 
 
Já vimos anteriormente que o espectro de freqüência de um sinal harmônico é 
composto por uma só linha. Isto é verdade quando falamos de sinais contínuos, 
mas no caso do processamento de sinal digital pode não ser rigorosamente 
assim. De fato, na Figura 27 temos um sinal amostrado durante um período de 
tempo (T – período de amostragem) que por acaso coincidiu exatamente com um 
número inteiro de ciclos deste. 
 
 
 
 41 
 
 
 
Figura 27 – Período de amostragem coincidente com um número inteiro de ciclos (harmônica de amplitude 1, 
fase 0 radianos e freqüência 8 hz). 
 
Assim o espectro obtido pela FFT é rigoroso. Mas na prática nada nos garante 
que, quando medimos uma vibração, o período de amostragem escolhido 
coincida com um número inteiro de ciclos. Além disso, a vibração real das 
máquinas é normalmente composta por variadas contribuições a diferentes 
freqüências e fases. Nas Figuras 28 e 29 podemos constatar o que acontece 
neste caso ao espectro de freqüência. 
 
 
Figura 28 – Período de amostragem não coincidente com um número inteiro de ciclos (harmônica de 
amplitude 1, fase 0 radianos e freqüência 8 hz). 
 
 
Figura 29 – Período de amostragem não coincidente com um número inteiro de ciclos da harmônica de 
maior freqüência. 
 
Como podemos ver, a não existência de um número inteiro de ciclos no sinal 
amostrado provoca no espectro FFT o aparecimento de falsas componentes de 
freqüência assim como a amplitude à freqüência verdadeira surge menor. Este 
efeito chama-se windowing, ou efeito de janela ou enjanelamento. 
 
 
 42 
A razão deste nome deve-se a que parte amostrada do sinal seja como a parte 
do sinal real que vimos através de uma janela Figura 30. 
 
 
Figura 30 – Amostragem do um sinal da figura 29 com uma janela retangular. 
 
 
O erro de enjanelamento pode ser reduzido se escolhermos a janela adequada. 
 
Uma das janelas mais usadas na medição de vibrações periódicas em 
Manutenção é a janela Hanning (Figura 31). O objetivo desta janela é conseguir 
que as amplitudes do espectro sejam mais próximas dos seus valores 
verdadeiros e reduzir o número de componentes falsas do espectro. Se 
aplicarmos ao sinal a janela hanning o resultado será o seguinte: 
 
 
 
Figura 31 – Período de amostragem não coincidente com um número inteiro de ciclos da harmônica de 
maior freqüência. Utilização da janela Hanning. 
 
 
No tempo verifica-se uma atenuação do sinal amostrado nos extremos e na 
freqüência, se compararmos a Figura 31 com a Figura 29, podemos constatar 
que a amplitude da maior freqüência se aproximou mais do seu valor real (X = 2) 
e o número de falsas componentes diminuiu apesar das que restaram 
aumentarem em amplitude. No entanto será sempre fácil verificar se estas 
componentes são ou não verdadeiras bastando para tal mudar a escala de 
freqüências de modo a aumentar a resolução ou fazendo um zoom. 
 
 
Outras janelas também costumam ser usadas, como é o caso da Kaiser-Bessel, 
Flat-Top ou da Exponencial. Na Figura 32 listam-se as janelas mais vulgares e 
quais as suas aplicações. 
 
 
 43 
 
 
Tipo de sinal Aplicação Janela 
Transiente Geral Retangular 
 Transientes curtos e testesde 
impacto com sinal de excitação 
curto 
Transiente 
 Transientes longos e testes de 
impacto com sinal de excitação 
longo 
Exponencial 
 Transientes muito longos Hanning (x % de 
sobreposição) 
Contínuo Geral e medição de respostas 
com excitação aleatória 
Hanning 
 Separação de picos adjacentes Kaiser-Bessel 
 Calibração Flat-Top 
 Sinais pseudo-aleatórios, análise 
por ordens e medição de 
respostas com excitação pseudo-
aleatória 
Retangular 
 
Figura 32 – Janelas e suas aplicações 
 
 
4.6 Modulação de sinais: 
 
O analista de Manutenção Preditiva deve conhecer alguns fundamentos de 
modulação para poder identificar e assim associar às excitações 
correspondentes. 
 
Quando um sensor capta um sinal dinâmico e o transfere para o analisador, 
provavelmente ele vem misturado com outros ou está modificado por algum outro 
processo de modulação. O analista necessita reconhecer a forma de modificação 
para escolher a maneira mais adequada de separá-los e associá-los às causas 
que o geram. No universo de sinais dinâmicos, muitos deles apenas se misturam 
e então são facilmente separados pelo processo de FFT. Algumas vezes, o 
processo físico favorece a combinação de sinais, surgindo diversas formas de 
modulação. Podemos citar como exemplo: gaiolas de rolamentos, campos 
magnéticos, correntes rotóricas, engrenamentos, etc. 
 
As formas mais comuns de modulação são: Amplitude Modulada (AM), 
Freqüência Modulada (FM) e a Modulação de Fase. 
 
 44 
 
A modulação é composta por um sinal modulador e um sinal portador (chamado 
portadora). O sinal portador em sua propagação “transporta” o sinal modulador. O 
sinal modulador modifica o portador alterando-lhe ou a amplitude ou a freqüência 
ou a fase. 
 
 
Modulação de amplitude: 
 
Uma forma de modulação em amplitude AM consiste em “multiplicar” uma 
harmônica de freqüência ωp (a portadora) pelo sinal modulador f(t). Esta forma de 
modulação cria duas componentes eqüidistantes da freqüência, suprimindo a 
portadora. É também chamado de Modulação em Amplitude com Portadora 
Suprimida. 
 
( )ttf pϖcos).( 
 
Outra forma de modulação em amplitude AM, o processo físico faz com que os 
sinais se associem por um processo de soma. Se a amplitude da portadora for 
sempre maior do que o maior pico do sinal modulador, o processo de modulação 
irá transportar o sinal modulador sem perder nenhuma informação. O espectro 
em freqüência deste tipo de AM contém um pico na freqüência da portadora com 
bandas laterais espaçadas da(s) freqüência (s) do sinal modulador. 
 
 
 
Figura 33 – Espectro de freqüência AM com portadora. 
 
Modulação em freqüência: 
 
Neste caso, o sinal de alta freqüência (onda portadora) tem sua freqüência 
variando conforme o sinal de menor freqüência, denominado sinal modulador. O 
sinal FM tem amplitude constante e igual à da portadora e freqüência instantânea 
variável. 
O espectro FM tem as seguintes características: 
 
 45 
 
• Infinitas bandas laterais em torno da freqüência portadora; 
• A modulação em freqüência não é linear, portanto, não vale o princípio da 
superposição, dificultando a análise de sinais modulados por sinais 
complexos; 
• Dependendo do valor do índice de modulação , a amplitude da portadora 
no espectro pode ser nula. 
 
Os casos mais comuns de FM em máquinas rotativas ocorrem em 
Engrenamentos e Motores Elétricos. 
 
 
Figura 34 – Sinal modulado em Freqüência. 
 
Na prática, muitas vezes é difícil distinguir um espectro com FM de um outro com 
AM. Veja abaixo comparação entre eles: 
Figura 35 – Comparação entre Batimento, AM e FM. 
 
 46 
 
Nos casos mais complexos podemos ter superposição de AM + FM + Batimento 
e Super-modulação. 
 
 
 
Figura 36 – Comparação de sinais. 
 
 
 
Grau de Modulação “ββββ”: 
 
O grau de modulação β indica de uma forma geral o nível ou a intensidade de 
falha em determinados sintomas de falhas em máquinas. Por exemplo: em 
motores elétricos, se tivermos β = 2 no motor A e β = 5 no motor B, ambos 
associados a problemas de barras do rotor rompidas, podemos dizer que no 
motor B tal sintoma está mais acentuado do que no motor A, apenas 
comparando-se os graus de modulação β encontrados nos espectros. 
 
 
 
 47 
 
 
Figura 37 – Espectros em freqüência para vários graus de modulação. 
 
Filtros: 
 
O filtro é um dispositivo que, teoricamente, deixa passar um determinado número 
de freqüências e bloqueia as demais. A separação entre a freqüência mínima e a 
máxima que o filtro deixa passar é denominada largura de faixa ou banda, 
definida por: 
 
12 ffB −= 
 
onde: 
f1 = a freqüência mais baixa, 
 
f2 = a freqüência mais alta. 
 
Visando uma maior conveniência para ajustar faixas de freqüência sobre as quais 
se deseja deixar passar o sinal, é definida internacionalmente, uma freqüência, 
denominada freqüência central, expressa pela relação: 
 
 48 
21 fff c ⋅= 
 
ou seja, a média geométrica das freqüências limites do filtro. 
 
Nos casos usuais são utilizados basicamente dois tipos de filtros: o de largura de 
faixa constante e o de largura de faixa percentual ou proporcional. Os filtros de 
largura constante cobrem a faixa de interesse num número de faixas cuja largura 
não é alterada em função de freqüência. Um exemplo são os filtros com largura 
de faixa de 20 Hz. Os filtros de largura proporcional ou percentual, apresentam 
uma largura de faixa que é percentualmente proporcional à freqüência central da 
faixa, por exemplo: 
 
100
cfnB = 
 
onde, n é a largura da faixa em porcentagem da freqüência central. 
 
Os filtros normalmente apresentam uma largura de faixa percentualmente igual a 
6% da freqüência central. Os mais utilizados são os de oitava e de terça de 
oitava, que correspondem a uma largura de faixa é igual a 70,7% da freqüência 
central para os de oitava e para o filtro de terça 23,1% da freqüência central. 
 
Com o auxílio dos filtros obtém-se as amplitudes das diferentes freqüências, 
bastando então traçar o espectro versus freqüência. 
 
 
 49 
5. IDENTIFICANDO OS PROBLEMAS MAIS COMUNS EM MÁQUINAS: 
 
Está fora do objetivo deste curso introdutório descrever detalhadamente as 
características associadas a cada problema específico que podem ser encontrados 
em todos os tipos de máquinas. Essa apostila foi desenvolvida para aquelas 
pessoas que tem pouca experiência no uso da detecção de vibração e suas técnicas 
de análise para a Manutenção Preditiva. 
 
A seqüência deste capítulo aborda as características dos problemas mais comuns 
em máquinas em geral, a saber: 
 
1. Desbalanceamento; 
2. Eixo torto; 
3. Desalinhamento; 
4. Folgas; 
5. Problemas de excentricidade; 
6. Ressonância; 
7. Rolamentos (caso típico em 88% das ocorrências); 
8. Mancais deslizantes; 
9. Problemas hidráulicos ou aerodinâmicos; 
10. Problemas em motores elétricos AC assíncronos; 
11. Engrenagens; 
12. Correias. 
 
A análise de vibração, como a medicina, não é uma ciência exata. Entretanto, com a 
informação fornecida neste capítulo, associada ao bom senso, tornarão vocês aptos 
a indicar a maioria dos problemas de máquinas com confiança. 
 
5.1 Vibração por desbalanceamento: 
 
O desbalanceamento de componentes de máquinas é talvez o problema mais fácil 
de reconhecer com certeza. O desbalanceamento simples, não complicado por 
outros fatores, pode ser rapidamente identificado pelas seguintes características: 
 
1. A vibração ocorre a 1 x rpm do componente desbalanceado. A presença 
de múltiplas freqüências harmônicas (2x, 3x, 4x, etc.) usualmente indica 
problemas adicionais como folga, roçamentos entre outros; 
 
2. A vibração é razoavelmente uniforme na radial dos mancais, nunca 
excedendo uma relação 5:1 entre a horizontal e a vertical. As medições de 
 
 50 
fase geralmente apresentam uma diferença entre 60º e 120º, entre a 
horizontal e a vertical; 
 
3. Se um componente específico como motor, ventilador, bomba, é a fonte do 
desbalanceamento, esse componente vibrará mais que os outros. Se a 
fontefor um acoplamento toda a máquina vibrará. 
 
O estado do desbalanceamento também pode ser afetado por condições de 
operação, tais como carga ou temperatura. Por exemplo, máquinas operando em 
altas temperaturas podem se distorcer fisicamente e deformar em função da 
dilatação, resultando em mudanças no balanceamento do rotor. 
 
Grandes ventiladores de tiragem de fornos de rotor soldado devem ser balanceados 
à temperatura de operação, de forma a compensar distorções térmicas. Quando 
balanceados à temperatura ambiente, podem rodar bem suaves a frio, mas, 
começam a vibrar violentamente quando em operação normal à quente., 
 
Complementando, devido a pequenas variações de posição e diâmetro médio nas 
pás de grandes ventiladores de rotor montado, podem apresentar variações 
significativas de balanceamento com a variação do fluxo. Em outras palavras, uma 
variação no ajuste das válvulas pode resultar em uma variação significativa na 
amplitude de desbalanceamento e características da fase. Esses efeitos são 
referenciados como desbalanceamento aerodinâmico e indicam a importância de 
balancear o rotor sob as condições normais de operação. 
 
Problemas com eixos tortos: 
 
Eixos tortos são um problema comum encontrado em máquinas devido a erros de 
fabricação ou então, da manipulação durante o transporte ou instalação. Também 
pode ser provocado por distorção térmica ou desbalanceamento excessivo. 
 
Independente das causas, eixos tortos produzem uma vibração predominantemente 
em 1 x rpm, muito parecida com o desbalanceamento. E como no 
desbalanceamento, na direção radial essa vibração é uniforme e não direcional. 
Mas, diferente do desbalanceamento, o eixo torto irá produzir um nível significativo 
de vibração AXIAL. Toda a vez que a amplitude da vibração medida na direção axial 
exceder 50% da maior amplitude medida na direção radial, um eixo torto será a 
provável causa de altas vibrações axiais. Sendo o eixo torto a principal causa da 
vibração axial, podemos confirmá-lo através de uma simples análise de fase nessa 
direção, pois, podem existir dois tipos diferentes de entortamento de eixo: 
 
1. Rotores com um simples empenamento; 
 
2. Eixos com um entortamento ou dobra, próximo a um mancal específico. 
 
Cada um desses tipos de distorção irá produzir alta amplitude axial, mas cada tipo 
irá ocasionar uma vibração axial notavelmente diferente. Portanto, uma análise de 
 
 51 
fase não apenas verificará uma condição de empenamento, mas também apontará a 
natureza e o local exato do empenamento. 
 
Identificando um eixo com um entortamento próximo a um mancal: 
 
A vibração axial causada por um eixo torto pode realmente acontecer de duas 
formas diferentes. Normalmente, o eixo se dobra próximo a um mancal em 
particular, como acontece em uma dobra na ponta de um eixo causada por uma 
pancada no transporte ou instalação, o mancal vai tender a "dançar" axialmente. 
Essa "dança" ou retorção pode ser facilmente reconhecida tomando medições axiais 
de fase em várias posições do mesmo mancal, como apresentado na figura abaixo. 
 
 
 
Figura 38 – Exemplos de um mancal com entortamento. 
 
Quatro medições de fase axiais por mancal são recomendadas, porém, limitações 
físicas e de segurança, com certeza, tornarão impossível obter todas as leituras 
recomendadas. De qualquer forma, mais de uma leitura axial é necessária. Então, 
tente medir a maior quantidade possível (no mínimo duas posições diametralmente 
opostas). 
 
Mancais que são montados tortos em seus alojamentos, também apresentam alta 
vibração axial e a mesma característica de fase exposta acima. Entretanto, o mancal 
torto possui vibração axial extremamente direcional, então, as amplitudes axiais nas 
posições indicadas na figura acima serão muito diferentes umas das outras, sendo 
que a maior amplitude será na posição para onde o mancal está torto. 
 
Identificando um eixo com um simples empenamento: 
 
Um eixo que possua um empenamento simples como o mostrado na Figura 39, 
pode não provocar que seus mancais vibrem axialmente na forma de movimentos de 
retorção. Também um simples empenamento pode fazer com que os suportes dos 
mancais vibrem axialmente de forma uniforme ou plana como o mostrado na figura 
abaixo. Nesse caso a amplitude axial e a fase medidas nas 4 posições indicadas 
serão muito uniformes, quase iguais, indicando um movimento plano ou uniforme do 
mancal. 
 
De forma a identificar um empenamento simples como a causa da alta vibração 
axial, será necessário comparar o movimento axial relativo entre os suportes dos 
 
 52 
mancais. Se o eixo está somente empenado, os suportes dos mancais do rotor irão 
revelar uma substancial condição de fora de fase conforme mostrado na figura 
abaixo. 
 
Apesar de um empenamento pronunciado revelar 180º de defasagem na direção 
axial entre os suportes, uma defasagem de apenas 90º é significativa o suficiente 
para indicar um possível empenamento. 
 
Uma verificação com um relógio comparador deve ser feita no rotor para determinar 
eventuais empenamentos, especialmente se as amplitudes axiais excederem 50% 
da mais alta amplitude radial. 
 
É importante observar que as leituras de fase axial nos suportes dos mancais sejam 
feitas com o sensor de vibração sempre na mesma direção. Por exemplo: se você 
mede o mancal da direita em sua face do lado direito, o mesmo deve ser feito no 
mancal da esquerda. Se não for possível e você girar o sensor e colocá-lo para a 
esquerda, o valor de fase lida terá que ser corrigido, subtraindo-se 180º da leitura 
obtida. 
 
 
 
Figura 39 – Eixo com um empenamento simples. Abaixo temos a indicação 
 do movimento plano do mancal. 
 
 
5.2 Vibração por desalinhamento: 
 
Verificações têm demonstrado que nos estágios iniciais da maioria dos Programas 
de Manutenção Preditiva, o desalinhamento de máquinas diretamente acopladas é 
de longe o problema mais comum que causa a vibração nas máquinas. A respeito 
de mancais auto-compensadores e acoplamentos flexíveis, é difícil alinhar dois eixos 
 
 53 
e seus mancais de forma a não existirem forças que irão produzir vibração. Mesmo 
com as máquinas bem alinhadas inicialmente, vários fatores podem afetar esse 
estado, incluindo: 
 
1. Temperatura (máquinas alinhadas a frio ou na oficina, podem apresentar 
grandes desalinhamentos quando aquecidas - por fatores de operação ou 
pelo sol) devido à dilatação térmica dos metais; 
 
2. Assentamentos de fundação; 
 
3. Deterioração de ancoragens. 
 
 
A Figura 40 ilustra os três tipos desalinhamentos: off-set, angular e combinado. As 
características de vibração ocasionadas por desalinhamento dependem do tipo de 
desalinho e da extensão ou grau de desalinhamento. 
 
Seguem aqui as características gerais a verificar: 
 
1. As forças resultantes do desalinhamento no acoplamento são geralmente 
"compartilhadas" pelas máquinas acopladas. Como resultado, as amplitudes 
de vibração medidas nas unidades motoras e movidas vão apresentar um 
nível razoavelmente próximo. É claro que diferentes massas e rigidez vão 
resultar em amplitudes de vibração levemente diferentes. Entretanto, a 
vibração não será tipicamente localizada em um único componente; 
 
2. A vibração será normalmente direcional. O desalinhamento ocorre em uma 
certa direção, e como resultado as forças radiais não serão uniformemente 
aplicadas em todas as direções na radial; 
 
3. As freqüências características da vibração ocasionadas pelo desalinhamento 
serão 1x, 2x e 3x rpm e podem aparecer em qualquer combinação, 
dependendo do tipo e da extensão do desalinho. 
 
Desalinhamento angular geralmente causa vibração em 1x rpm, enquanto que 
o desalinhamento off-set ou paralelo causa vibração predominante em 2x 
rpm. 
 
De fato o desalinhamento paralelo é provavelmente a causa mais comum de 
vibração predominante em 2x rpm. Combinações de desalinhamentos 
angulares e paralelos podem mostrar conjuntos de 1x e 2x rpm e em alguns 
casos, até 3x rpm; 
 
4. Sempre que o desalinhamento éo problema, uma análise de fase axial, 
comparando o movimento axial relativo entre o motor e a máquina movida 
pode ser muito útil. Como resultado, problemas de desalinhamento irão 
normalmente revelar uma significativa defasagem axial de até 180º. Mas, 
 
 54 
defasagens da ordem de 60º na axial é suficiente para sugerir o 
desalinhamento; 
 
5. Um desalinhamento paralelo pode não mostrar altas amplitudes axiais, 
especialmente em máquinas cujos eixos acoplados são muito curtos. 
Entretanto, é fato de que o desalinhamento é um problema fácil de ser 
reconhecido porque: 
 
• A vibração é distribuída entre a máquina motora e a movida; 
 
• A vibração radial à altamente direcional; 
 
• Vai existir diferença de fase (até 180º) entre motor/movida na radial. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 40 – Tipos de desalinhamentos. 
 
Existem outras condições de desalinhamento que não envolvem um acoplamento. 
Um exemplo que já foi discutido é um mancal de rolamento torto no seu alojamento 
devido à distorções de montagem ou construção. Neste caso, medições 
comparativas de amplitude na axial ao redor do eixo irão indicar grande variação. 
Agora, se o rolamento ou seu suporte estiver torto em relação ao eixo, as amplitudes 
de vibração axial serão uniformes. Mas, a fase axial indicará um movimento de 
torcer do mancal exatamente como no caso do eixo torto. 
 
A Figura 41 é a de um mancal deslizante desalinhado. Diferentemente dos mancais 
de rolamento, esse desalinhamento irá raramente resultar em vibração 
significativamente alta, a não ser que exista uma condição de desbalanceamento. 
Um desbalanceamento provoca forças radiais significativas, que por sua vez, fazem 
com que o desalinhamento crie vibração axial. De fato existem vários casos 
relatados onde grandes amplitudes axiais de vibração causadas por mancais 
deslizantes desalinhados foram muito reduzidas por um simples balanceamento da 
máquina em tolerâncias mais finas. Porém, a causa real da amplitude axial é o 
desalinhamento que precisa ser corrigido. Se o mancal está realmente desalinhado, 
ocorrerá um rápido desgaste, mesmo quando a amplitude da vibração puder ser 
corrigida por balanceamento. 
 
Outra condição de desalinhamento que gera alta vibração axial é produzida pelo 
desalinhamento de polias e catracas usadas em transmissão por correias e 
correntes. Na Figura 41 podemos observar vários exemplos desse tipo de 
desalinhamento. Essas condições não resultam apenas em vibração destrutiva, mas 
também o rápido desgaste de polias, catracas, correntes e correias. 
 
 55 
 
 
 
Figura 41 – Exemplos de desalinhamento de mancais, rolamentos e polias. 
 
 
5.3 Vibração provocada por folga: 
 
A primeira coisa importante para entender a respeito de vibração ocasionada por 
folgas é que “Folga não é uma força de excitação”.De outro modo, a vibração 
excessiva pode existir por causa de uma folga, mas, a folga não é a verdadeira 
causa da vibração. Alguma outra força como um desbalanceamento ou um 
desalinhamento estará presente excitando a vibração. 
 
A folga é simplesmente a perda ou redução da rigidez normal da máquina ou 
sistema, por causa de parafusos soltos, rachaduras, deterioração da ancoragem, 
soldas quebradas ou rotores soltos sobre o eixo. Condições de folgas simplesmente 
ajudam a qualquer força de excitação que possa existir na máquina a exibir ou gerar 
altas amplitudes de vibração que aqueles que existiriam se não houvesse nenhuma 
folga. Se a força predominante é um desbalanceamento em 1 x rpm, então a 
vibração predominante pela folga será de 1 x rpm. Se a força predominante for de 2 
x rpm, então a vibração por folgas não tem que ocorrer predominantemente em 2 x 
rpm, como indicado em muitas cartas de diagnóstico publicadas. 
 
O termo "folga" é muito genérico porque cobre uma larga faixa de possibilidades. 
Para os nossos propósitos, dois tipos gerais de folgas e suas características 
identificáveis serão discutidas: 
 
1. Folgas associadas ao sistema rotativo; 
 
2. Folgas do sistema de suporte e fixação. 
 
 56 
 
Folgas associadas ao sistema rotativo: 
 
Folgas associadas ao sistema girante irão geralmente produzir uma condição 
"tamborilante", ou seja, uma série de pequenos impactos entre os vários 
componentes da máquina como no caso de um rotor solto sobre o eixo que gira em 
falso raspando ou pulando solto sobre ele. Outro exemplo é o de um anel de fixação 
solto batendo entre o eixo e o mancal produzindo um ruído típico de um pequeno 
sino sendo tocado. Como discutido antes, sempre que impactos ou pequenos pulsos 
ocorrerem, por qualquer razão, o resultado em termos do domínio de freqüência 
(espectro ou FFT) será de múltiplas freqüências harmônicas. 
 
 
Folgas do sistema de suporte: 
 
Diferente das folgas associadas ao sistema rotativo, folgas no sistema de suporte da 
máquina pode não apresentar múltiplas freqüências harmônicas relacionadas. Se 
essas freqüências são geradas ou não, não depende apenas da severidade da 
folga, mas também da intensidade das forças de excitação existentes. Por exemplo, 
um motor elétrico AC que tenha sido bem balanceado e não tenha nenhum outro 
problema, pode operar suavemente mesmo estando solto no chão. Entretanto, se 
houver um mínimo de desbalanceamento o motor poderá vibrar significativamente, e 
poderá inclusive "andar" em torno da fundação se não for fixado. 
 
O estado de folga no sistema de suporte da máquina, tais como parafusos de 
montagem soltos, deterioração da fundação ou rachaduras estruturais, podem ser 
usualmente identificadas pelas seguintes características de vibração: 
 
1. Folgas estruturais acompanhadas por forças moderadas de excitação, como 
pequenos desbalanceamentos ou desalinhamentos, podem revelar apenas a 
freqüência de excitação predominante sem nenhum harmônico aparente. 
Porém, porque isso é uma folga, a vibração radial será altamente direcional e 
poderá apresentar uma alta amplitude vertical não usual, podendo até ser 
igual ou maior que a amplitude na horizontal, sendo isso um bom indicador de 
folga estrutural; 
 
2. Se existe folga estrutural combinada com uma força de excitação significativa, 
a combinação das duas condições pode resultar em um estado de 
"martelamento". Para explicar, a Figura 42 mostra um mancal com seus 
parafusos soltos juntamente com um desbalanceamento pronunciado do 
rotor. Quando o desbalanceamento gira produzindo força centrífuga, ele 
empurra o mancal para cima, podendo erguê-lo até o limite que a folga 
permite, e a medida que o eixo gira levando a força de desbalanceamento, 
joga o eixo para baixo novamente, empurrando-o contra a base. A vibração 
resultante desse defeito é uma distorção da curva senoidal típica de um 
desbalanceamento. Como foi discutido antes, quando um sinal desvia de uma 
senoidal, múltiplas freqüências harmônicas de vibração serão evidentes no 
resultante no FFT. 
 
 57 
 
Aqui também, como evidência adicional de folga estrutural, uma alta amplitude 
vertical será indicada (no caso do exemplo, será realmente muito alta). Condições 
de folgas estruturais são facilmente verificadas e identificadas pelo uso de um 
simples estudo de sondagem. 
 
 
 
Figura 42 – A folga mecânica combinada com uma força de excitação significativa pode resultar em 
“martelamento”. 
5.4 Vibração ocasionada por excentricidade: 
 
É claro que nenhum eixo ou rotor pode ser feito perfeitamente circular. Alguma 
excentricidade ou falta de circularidade estará presente em todas as montagens 
rotativas. Essa excentricidade é uma das causas mais comuns de 
 
 58 
desbalanceamento. Em máquinas simples como ventiladores, sopradores, bombas, 
o balanceamento pode ser utilizado normalmente para minimizar os efeitos de 
excentricidade. Entretanto, em certas situações, excentricidades podem resultar em 
forças de reação que não podem ser compensadas totalmente pelo simples 
balanceamento de rotor. Provavelmente os exemplos mais comuns são as polias 
excêntricas nos sistemas de correias, catracas detransmissão de corrente, pares 
engrenados excêntricos e armaduras de motores elétricos excêntricos. A figura 
abaixo ilustra essas fontes comuns de excentricidade juntamente com mancais de 
rolamento excêntricos. Mancais excêntricos são raramente causa de vibração 
excessiva por causa da alta precisão com que são fabricados, entretanto, no caso 
de máquinas-ferramenta, onde as vibrações têm que ser extremamente baixas, a 
simples troca de um rolamento pode resultar em um aumento significativo de 
vibração por causa das variações nas tolerâncias do rolamento. 
 
No caso de polias e catracas excêntricas, cada revolução da polia ou catraca irá 
causar uma variação no tensionamento das correias (ou correntes). O resultado será 
uma vibração à freqüência de 1x rpm do elemento excêntrico com uma força 
direcional, alinhada com os centros dos eixos motor e movido da transmissão. 
Apesar de poder ser facilmente indicado erroneamente como desbalanceamento, 
um simples teste para detectar a direcionalidade da vibração (por fase ou por várias 
medidas radiais) irá rapidamente revelar o problema. Um estudo utilizando o 
estroboscópio ou a medição com um comparador, confirmará a excentricidade. 
 
Engrenagens excêntricas irão causar vibração extremamente direcional a 1x rpm da 
engrenagem excêntrica exatamente como no caso das polias e pode ser identificada 
pelas mesmas técnicas. 
 
 
 
Figura 43 – Fontes de excentricidade que não podem ser compensadas por simples balanceamento. 
 
Se o balanceamento é tentado nas condições descritas anteriormente, os resultados 
serão pouco satisfatórios. Em muitos casos o balanceamento na direção horizontal 
irá produzir um acréscimo na vibração da direção vertical e vice-versa. 
 
A excentricidade da armadura em motores de indução é outro caso em que o 
balanceamento não irá resolver o problema de excentricidade. Uma armadura 
excêntrica irá resultar em uma variação da folga entre o rotor e o extator que muda 
de posição quando o rotor (armadura) girar. Apesar da armadura poder ser muito 
bem balanceada para compensar as distribuições de massa do rotor, isso não irá 
 
 59 
resolver o problema da folga de ar rotativa. Se a folga entre o rotor e o extator varia 
com a rotação, as forças magnéticas entre a armadura e o extator irão também 
variar com a rotação, causando um desbalanceamento de forças magnéticas. 
 
5.5 Vibração por ressonância: 
 
Como já foi mencionado várias vezes, cada objeto, e nisso se inclui cada elemento 
ou parte de uma máquina, tem uma "Freqüência Natural" ou uma freqüência na qual 
ele "gosta" de vibrar. Tocar um sino ou tanger a corda de um violão faz com que eles 
vibrem em sua freqüência natural. 
 
A freqüência natural de cada objeto é determinada por sua massa e rigidez. 
Aumentar a massa (ou peso) de um objeto reduz ou abaixa a sua freqüência natural. 
Aumentar a rigidez do objeto, como por exemplo aumentar a tração de uma corda do 
violão, aumenta ou sobe sua freqüência natural. 
 
O fato de que cada objeto tem pelo menos uma freqüência natural não implica em 
um problema. Mas, um problema de vibração excessiva pode acontecer como 
resultado da coincidência de uma freqüência natural da máquina com uma 
freqüência inerente de funcionamento dela. 
 
Quando isso acontece, o problema é denominado de "Ressonância". Do ponto de 
vista da vibração, a ressonância atua como um amplificador mecânico. Mesmo 
forças pequenas ou normais tais como o desbalanceamento residual, o 
desalinhamento, as forças hidráulicas ou aerodinâmicas, ou ainda as forças 
magnéticas em motores, que normalmente resultam em pequenas ou insignificantes 
vibrações, podem vir a ter amplitudes de vibração extremamente altas se uma delas 
excitar uma condição de ressonância. 
 
Ressonância é uma causa muito comum de vibração excessiva em máquinas 
porque: 
 
1. Máquinas consistem em uma reunião de diversos elementos diferentes 
como tubulações, mancais e seus pedestais, bases, itens acessórios como 
bombas de lubrificação e etc. É claro que cada um desses componentes 
tem a sua própria freqüência natural; 
 
2. A rigidez de cada componente da máquina é diferente em direções 
diferentes. Como resultado, cada componente da máquina terá várias 
freqüências naturais. Por exemplo, considere o mancal de um ventilador, a 
rigidez desse mancal é diferente nas direções horizontal, vertical e axial. 
Conseqüentemente, as freqüências naturais desse item em particular 
também serão diferentes para cada uma das direções. Portanto, é fácil de 
entender porque a ressonância é um fenômeno muito comum em 
máquinas; basta observarmos a quantidade de componentes que uma 
máquina tem, cada um deles com múltiplas freqüências naturais, basta 
somente uma freqüência de excitação gerada pelo equipamento coincidir 
 
 60 
com uma dessas freqüências naturais para a ressonância acontecer e os 
níveis de vibração resultantes serem bastante elevados. 
 
Apesar de várias máquinas recém instaladas e postas em serviço poderem não 
exibir esses problemas, no futuro é possível acontecer a ressonância devido à 
mudança de rigidez que ocorreu graças ao desgaste interno, a perda de parafusos, 
a acomodação estrutural, a deterioração da base e etc. 
 
Verificando o problema de ressonância: 
 
Sempre que o problema de ressonância é uma suspeita, existem várias maneiras 
simples de verificar e provar se esse é realmente o problema. Essas verificações 
incluem: 
 
1. Mude a força de excitação. A amplitude relacionada com uma ressonância 
depende da freqüência de excitação estar ou não próxima à freqüência 
natural do componente. Por isso, pequenas variações na freqüência da 
força de excitação produzem enormes variações de amplitude. Logo, se 
for possível mudar a rotação de uma máquina, verifique o efeito na 
amplitude da vibração. Se ela varia muito, o problema com certeza será 
uma ressonância; 
 
2. Mude a massa ou a rigidez do componente suspeito. Proceder às 
alterações na massa ou na rigidez de uma máquina, estrutura ou outro 
componente do sistema para testar a possibilidade de corrigir um 
problema de ressonância é outro procedimento direto e viável. Mudanças 
temporárias de massa podem ser feitas pela simples adição de sacos de 
areia, tijolos, blocos de concreto ou outros pesos adequados ao 
componente suspeito, para verificar o resultado antes de uma tentativa de 
reparo mais cara e definitiva; 
 
Uma vez, em uma planta de cimento, havia uma laje que era suspeita de vibrar por 
ressonância. Durante a manobra de um caminhão grande carregado, ele precisou 
ser estacionado sobre essa estrutura. Foi verificada imediatamente uma drástica 
redução na vibração. A equipe de engenheiros encarregada de estudar o problema 
proibiu a retirada do caminhão da área por dois anos até ser estudada e executada 
uma reforma corretiva nas estruturas daquele piso. 
 
De modo similar, mudanças temporárias na rigidez podem ser feitas colocando-se 
calços, cunhas, apoios, cabos e etc. 
 
3. Executar um teste de impactos no componente suspeito. Esse é o método 
mais rápido, fácil e barato de verificar um problema de ressonância. 
Qualquer objeto que é golpeado certamente irá vibrar em sua(s) 
freqüência(s) natural(ais). Basta lembrar o princípio de funcionamento do 
sino, de um piano, de uma guitarra ou de um violão. É claro que a 
freqüência natural excitada pelo impacto decai com o tempo devido ao 
amortecimento. Repetidos impactos, porém, podem sustentar as 
 
 61 
freqüências naturais por um tempo necessário para se efetuar a análise de 
FFT, a fim de identificar as mais significativas freqüências naturais. 
 
Para executar um teste de impacto, apenas desligue a máquina a ser analisada, 
aplique o sensor no local e direção suspeitas, pegue um martelo de borracha ou de 
plástico, e mãos a obra. Martele a estrutura com força suficiente para excitar uma 
vibração alta o bastante para superar o ruído de fundo. Pancadas com o peso do 
martelo (300 a 400 g) serão suficientes para a maioria das máquinas.Não utilize 
martelos metálicos porque eles tendem a excitar freqüências naturais localizadas e 
não as estruturais, além de poderem danificar a máquina. Para melhores resultados, 
é recomendado que a máquina seja excitada regularmente a uma taxa de um ou 
dois impactos por segundo para sustentar as freqüências ressonantes em uma 
amplitude razoável. 
 
5.6 Vibração em função de problemas em mancais deslizantes: 
 
Os problemas de vibração associados a mancais deslizantes são normalmente o 
resultado de folgas internas excessivas ocasionadas por desgaste ou ajuste 
incorreto, ou então, folga entre os casquilhos do mancal e o alojamento. O 
desalinhamento do mancal é um outro tipo de problema e já foi abordado no item 
relativo ao desalinhamento. 
 
Folga excessiva: 
 
Quando existem folgas excessivas, a primeira indicação do problema aparece na 
forma de um aumento anormal em 1x rpm (desbalanceamento e alinhamento). O 
crescimento da folga simplesmente reduz a rigidez do mancal, ajudando qualquer 
força existente a exibir grandes amplitudes. 
 
Conforme o desgaste do mancal progride, as vibrações características associadas 
com folgas irão começar a aparecer. Usualmente, isso irá incluir múltiplos 
harmônicos da rotação e poderá ser localizado em apenas um dos mancais, se 
apenas um deles estiver com problema. Se o mancal estiver realmente folgado ou 
"jogando" na zona de carga o incremento da amplitude da vibração vertical poderá 
ser mais pronunciado que o da direção horizontal. 
 
Se a máquina está com proxímetros montados para medir a vibração relativa do 
eixo, o desgaste do mancal normalmente vai ser acompanhado por um notável 
crescimento na voltagem DC proporcional ao "gap" entre a ponta sensora e o eixo, 
indicando que o mancal está jogando em relação à localização da sonda. 
 
Folga excessiva de mancais deslizantes em algumas máquinas pode resultar em 
vibração associada. Por exemplo, folgas de mancais em caixas de engrenagens 
podem produzir uma elevação da amplitude na freqüência de engrenamento e seus 
harmônicos devido às mudanças nas folgas e alinhamento entre as engrenagens. 
De forma similar, folgas excessivas em bombas centrífugas de alta velocidade 
podem revelar um notável incremento na freqüência de passagem das pás, em 
 
 62 
função da perda de centro do rotor em relação à carcaça (ou difusores). No caso de 
grandes motores, o desgaste dos mancais pode causar uma mudança significativa 
no espaço vazio entre a armadura do rotor e o extator (corpo), resultando em forças 
magnéticas desbalanceadas, produzindo freqüências características de problemas 
elétricos. Em certos casos o desgaste no mancal pode resultar em freqüências sub-
harmônicas em 1/2 rpm. Isso é observado em algumas ocasiões, em mancais com 
folga demasiadamente grande em grandes motores. 
 
Fenômeno do "Oil Whiril" (cunha de óleo móvel ou onda de óleo): 
 
O fenômeno do "oil whiril" é outro problema associado com os mancais deslizantes. 
Essa vibração ocorre apenas em máquinas equipadas com sistema de mancais 
deslizantes lubrificados com óleo sobre pressão e operando a velocidades 
relativamente altas, acima da freqüência natural do rotor, que no caso é chamada de 
freqüência crítica (rotação igual ao valor da freqüência natural). 
 
 
 
Figura 44 – Oil whiril. 
 
A figura acima mostra um eixo girando dentro do seu mancal. Devido à gravidade e 
outras forças, o eixo não gira perfeitamente centrado dentro do mancal. Apesar da 
linha de centro do eixo estar um pouco excêntrica em relação a linha de centro dos 
mancais, isso é normal. Como resultado disso, o filme de óleo ao redor do eixo tem 
uma espessura variável. Com a rotação do eixo o óleo é empurrado para a área de 
carga do mancal embaixo do eixo, como mostrado. Isso também é o normal. O filme 
de óleo junto ao eixo tende a aderir e girar com ele. Entretanto, o filme de óleo junto 
à parede do mancal tende a aderir a ela permanecendo parada, como conseqüência 
o óleo entre a superfície do eixo e do mancal serão cisalhadas e tenderão a girar 
dentro da folga em uma velocidade entre 0 rpm e a rotação do eixo. Normalmente, 
quando as perdas por fricção são consideradas, a rotação do filme de óleo estará 
em torno de 42 a 48% da rotação do eixo. Por exemplo, para uma máquina de 3.600 
rpm, o filme de óleo gira a aproximadamente 1.600 rpm. 0 problema começa a 
acontecer quando a força do óleo girando se torna significativa ou dominante sobre 
as demais forças do sistema (estáticas e dinâmicas). 
 
O filme de óleo basicamente empurra o eixo ao redor do mancal na velocidade de 
giro da camada de óleo, de forma muito parecida como uma onda no mar carrega 
uma prancha de surf. Porém, isso não deverá acontecer se a carga normal nos 
 
 63 
mancais exceder a força do filme de óleo girante. Mas, existem condições que 
podem levar a força do filme de óleo girante a se tornar dominante, e, nesse caso, o 
eixo será arrastado, podendo até haver a ruptura do filme e o contato metal/metal. A 
freqüência característica será próxima a 112 rpm, tipicamente entre 42 e 48% da 
rpm do eixo. 
 
Sempre que um possível problema de "oil whiril" for detectado, as seguintes coisas 
devem ser verificadas: 
 
1. Se a máquina tem um histórico de operação perfeito, e a evidência de "oil 
whiril" está começando a aparecer. Verifique um possível desgaste do 
mancal. Se o mancal está desgastado, o eixo tende a operar de forma 
mais excêntrica que o normal em relação ao mancal, o que aumenta a 
susceptibilidade ao "oil whiril"; 
 
2. Se a máquina nunca apresentou esse defeito e de repente ele aparecer, 
verifique se o óleo lubrificante é o mesmo que vinha sendo utilizado desde 
o início da operação. A temperatura, a viscosidade e outras propriedades 
do lubrificante afetam o "oil whiril"; 
 
3. Se a máquina é nova, verifique o projeto do mancal. Normalmente, 
mancais deslizantes com lubrificação sob pressão, sujeitos a possíveis 
problemas de "oil whiril" tem que ter uma carga estática mínima de 100 
libras/pol2. Se as superfícies do mancal são muito largas, o mancal pode 
estar muito pouco solicitado, o que acaba levando ao "oil whiril"; 
 
4. Se a máquina apenas passou por uma reforma, tenha certeza de que os 
mancais não estejam sem carga devido a problemas como o 
desalinhamento ou outros problemas de instalação e montagem. 
 
 
5.7 Vibração devida à problemas hidráulicos/aerodinâmicos 
 
Vibrações ocasionadas por forças aerodinâmicas ou hidráulicas em ventiladores, 
sopradores, bombas, são facilmente e reconhecíveis porque a vibração resultante 
acontecerá à uma freqüência que é igual ao produto da rotação de giro da máquina 
pelo número de pás ou impelidores do rotor da bomba ou ventilador. 
 
Por exemplo, temos uma bomba centrífuga cujo rotor possui 7 pás e gira a 3.600 
rpm, a freqüência de passagem das pás será de 3.600 rpm vezes 7 pás ou 25.200 
cpm. 
 
Não é incomum detectar alguma vibração na freqüência de passagem de pás nas 
proximidades de um ventilador ou bomba, exatamente porque é impossível 
balancear e alinhar perfeitamente uma máquina; será também impossível construir 
uma máquina onde nenhuma força hidráulica ou aerodinâmica esteja presente. 
Entretanto, quando a amplitude das vibrações aerodinâmicas ou hidráulicas é 
 
 64 
excessiva ou tem apresentado um significativo aumento, é sinal de algum problema. 
Sempre que ocorrer alta vibração ou aumento pronunciado da amplitude à 
freqüência de passagem das pás, os seguintes problemas podem ser considerados: 
 
1. Ressonância, como discutido previamente, qualquer força vibratória pode 
excitar uma freqüência natural de um ou mais componentes da máquina, 
pulsações aerodinâmicas e hidráulicas não são exceções. Se o problema 
é de fato esse, a vibração será altamente direcional. Consulte o item que 
discorre a respeito da ressonância para testes adicionais e considerações 
de análise e correção; 
 
2. Erros de fabricação e montagem: simplesmente por ser nova nenhuma 
máquina deve ser consideradacomo 100% boa. Muitos defeitos de 
qualidade podem produzir vibração, entre eles destacam-se os seguintes 
problemas: 
 
• Rotores deformados; 
• Quando as pás são soldadas no rotor podem haver erros de 
posicionamento e espaçamento, e eventualmente até pás soltas; 
• O rotor pode estar fora de centro em relação a carcaça (ou 
difusores), tanto no sentido radial quanto no axial; 
• Quando bombas com disco estacionário de difusores, podem haver 
erros de projeto ou de montagem (difusor errado para o modelo do 
rotor) quando o número de difusores e o número de pás do rotor é 
múltiplo causa uma espécie de ressonância hidráulica; 
• Erros de estocagem e transporte; 
• Desalinhamentos internos de eixos e mancais; 
• Etc. 
 
3. Configuração de dutos e tubulações: às vezes altas amplitudes de 
vibração à freqüência de passagem de pás, pode simplesmente ser o 
resultado de projetos equivocados de tubulações ou dutos de entrada e 
saída. Mudanças bruscas na direção do fluxo de fluídos (líquidos e 
gasosos) vão geralmente resultar em grandes turbulências e vibração. 
Apesar da vibração poder ter alta amplitude à freqüência de passagem das 
pás, vibração aleatória tanto em baixa como em alta freqüência podem 
estar presentes também. Curvas imediatamente adjacentes à sucção ou 
descarga de ventiladores ou bombas, devem ser evitadas sempre que 
possível. Para ilustrar, uma curva de 90º colocada diretamente na flange 
de sucção de uma bomba centrífuga pode causar uma variação de 
pressão e velocidade do fluxo do fluído, entrando no centro do rotor. Essa 
variação causa vibração na freqüência de passagem das pás. Alguns 
padrões de performance industrial para ventiladores e bombas 
estabelecem que curvas em tubulações e dutos tem que ser posicionadas 
à uma certa distância da máquina. Por exemplo, a API estabelece em sua 
norma API std 610, que as curvas em tubulações de entrada de bombas 
não devem estar mais próximas que cinco vezes o diâmetro do tubo. Por 
exemplo, se temos uma bomba com diâmetro de entrada de 250 mm, 
 
 65 
então a menor distância entre a tomada de entrada da bomba e um 
eventual cotovelo na tubulação deverá ser de cinco vezes 250mm ou 
1.250mm (1,25 metros); 
 
4. Capacidade do projeto: ventiladores, sopradores, bombas e outras 
máquinas de movimentação de fluídos são normalmente projetadas para 
certas condições de fluxo que incluem pressões de sucção e descarga, 
taxas de vazão, pressão interna, densidade do fluído, etc. Se operadas 
fora dessas especificações de projeto, altas amplitudes de vibração irão 
ocorrer. Por exemplo, bombas que são forçadas a operar bem abaixo de 
sua capacidade de projeto irão experimentar a cavitação. Operando abaixo 
da pressão de sucção estabelecida, a bomba está essencialmente 
"faminta" e a quantidade de fluído que entra na bomba é insuficiente. Isso 
criará pequenas áreas de vácuo na borda das pás, esses pontos de baixa 
pressão geram bolhas de vapor instáveis e que logo em seguida, 
implodem violentamente. Essas implosões são de natureza "impactante", 
excitando portanto, as freqüências naturais dos vários componentes da 
máquina exatamente da mesma forma que os impactos dentro de um 
rolamento defeituoso. A cavitação causa o aparecimento de um piso de 
amplitudes elevadas em freqüências aleatórias na faixa entre 20.000 cpm 
e 150.000 cpm, exatamente como no caso de rolamentos com defeito. 
Entretanto, a vibração causada por um rolamento com defeito é 
tipicamente localizada no mancal com defeito, enquanto a cavitação pode 
ser medida em qualquer local da máquina até mesmo em tubulações 
adjacentes. 
 
Como vimos acima, está claro que existem muitas causas possíveis para altas 
amplitudes das freqüências de pulsação hidráulica e aerodinâmica. De forma geral, 
as seguintes verificações identificam a causa específica: 
 
1. Verificar se a máquina está operando dentro das especificações 
projetadas (de outra forma, se a máquina é a correta para a função); 
 
2. Verificar as tolerâncias dimensionais da máquina, principalmente as novas 
e reformadas; 
 
3. Verificar se não há obstruções óbvias tais como: dampers, soltos, válvulas 
fechadas, tubos amassados, filtros entupidos, etc. 
 
Se as verificações acima, juntamente com as verificações de ressonância eventual, 
falharem em identificar o problema, será necessário parar a unidade para uma 
inspeção interna a fim de detectar problemas como selos de desgaste soltos ou 
gastos, mau posicionamento do rotor, pás quebradas etc. 
 
 
 
 66 
5.8 Considerações sobre os tipos de defeitos em engrenagens e mancais de 
rolamento devido à vibração 
 
As engrenagens são elementos mecânicos que transmitem movimento e força entre 
dois eixos e, portanto, estão sujeitas a cargas dinâmicas que podem originar 
vibrações. Estas são parte constituinte de um número enorme de mecanismos, 
máquinas e equipamentos, estando presente em praticamente todo maquinário. No 
caso da manutenção interessa, como falamos anteriormente, verificar as vibrações, 
e como o estudo das mesmas pode indicar o estado das engrenagens ou sistemas 
de engrenagens de um dispositivo qualquer, incluído num programa de manutenção. 
 
As vibrações e seu nível, de um sistema de engrenagens, depende de vários 
fatores, existindo três áreas que afetam de maneira marcante, não somente o 
barulho, mas também as vibrações observadas nas engrenagens e sistemas de 
engrenagens: 
 
a) Projeto: Envolvendo o tipo de engrenagem, a geometria dos dentes, a carga 
unitária sobre os dentes, os rolamentos, os materiais utilizados, etc.; 
 
b) Fabricação: Envolvendo a precisão, o nível de acamamento superficial dos 
dentes, o alinhamento, o balanceamento, o desbalanceamento residual, etc; 
 
c) Operação: Envolvendo a velocidade crítica, ressonância natural, condições 
ambientais, lubrificação, montagem da caixa que contém o sistema de 
engrenagens, etc. 
 
Como recomendação geral, indica-se que as ressonâncias dos componentes do 
sistema rotativo devem apresentar uma freqüência natural de, no mínimo, 30% 
separadas da rotação de operação, múltiplos da rotação e freqüências de malha dos 
conjuntos de engrenagens. A ressonância de caixa-suporte, assim como de outros 
componentes estruturais, deve estar separada da rotação do sistema de 20%, 
incluindo-se os múltiplos da rotação, freqüência da malha, etc. 
 
Na manutenção preditiva, a medida e observação das vibrações visam detectar os 
defeitos mais comuns em engrenagens e sistemas de engrenagens (redutores) que, 
pela ordem, são os seguintes: 
 
• Desbalanceamento das partes móveis; 
 
• Erro de transmissão estática; 
 
• Desalinhamento; 
 
 
 67 
• Dentes estragados; 
 
• Variações de torque; 
 
• Turbulência no filme de óleo. 
 
 
Irregularidades nos rolamentos podem ser analisadas através da medição de 
vibrações de uma máquina em operação. O analisador de espectro de freqüência é 
usado para medir a magnitude da vibração e a distribuição das freqüências. Os 
resultados dos testes determinam as causas da irregularidade. Os valores 
encontrados variam de acordo com as condições de operação dos rolamentos e do 
ponto onde a vibração é medida. Deste modo, o método necessita de procedimentos 
padrões para cada máquina. 
 
Os defeitos ou irregularidades que aparecem nos rolamentos consistem na 
deterioração da pista externa ou interna, ou mesmo ambas. Quando os elementos 
rolantes passam sobre tais irregularidades, ocorrem choques que dão origem a 
vibrações, cuja amplitude depende do estado do rolamento no que diz respeito às 
machucaduras nas pistas. As respostas vibratórias estão tipicamente entre 1 kHz e 
20 kHz. Os níveis absolutos das vibrações devidas aos rolamentos são pequenos, 
mas possuem grande energia. É recomendável então, acompanhar a evolução do 
espectro dos rolamentos, medindo a vibração preferencialmente em aceleração. Os 
principais defeitos em rolamentos são devidos a umas poucas causas, sendo as 
mais comuns as seguintes: 
 
o Sobrecarga; 
 
o Desbalanceamento;o Variações bruscas de temperatura; 
 
o Lubrificação inadequada; 
 
o Partículas abrasivas ou corrosivas no lubrificante; 
 
o Erro de projeto, utilizando o rolamento inadequado à função; 
 
o Desgaste pelo uso (fadiga do material). 
 
 
 68 
 
A construção dos rolamentos faz com que seu comportamento dinâmico seja bem 
definido. Quando os rolamentos estão com defeitos, as vibrações geradas 
apresentam sinais bem caracterizados tanto em aspecto e como em freqüência. 
Pela rotação do eixo, geometria e dimensões internas, as freqüências fundamentais 
dos elementos rolantes, gaiola, pista interna e externa são calculadas sem 
dificuldades. As fórmulas são: 
 
 
( )βcos121 Ddff oGaiola −= ⇒ Freqüência da gaiola (FTF); 
 
 
( ) 



 −= β2
2
cos12
1
D
df
D
df oBall ⇒ Freqüência do elemento rolante (BSF); 
 
 
( )βcos121 DdNff oExterna −= ⇒ Freqüência da pista externa (BPFO); 
 
 
( )βcos121 DdNff oExterna += ⇒ Freqüência da pista interna (BPFI); 
 
 
onde: 
 
fo = freqüência de rotação do eixo (Hz); 
 
 d = diâmetro da esfera ou rolo (mm); 
 
 D = diâmetro primitivo do rolamento (mm); 
 
 N = número de esferas ou rolos; 
 
 β = ângulo de contato do rolamento. 
 
 
 69 
 
 
Figura 45 – Espectro da identificação de defeitos em rolamentos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 70 
5.9 Tabela de defeitos em elementos mecânicos causados pela presença de 
vibrações: 
 
 
Desbalanceamento Caracterização 
 
 
A amplitude devida ao 
Desbalanceamento cresce com o 
quadrado da rotação (3X de aumento 
de rotação = 9X de aumento na 
vibração). Pode ser corrigida pela 
colocação, simplesmente, de um peso 
de balanceamento em um plano no 
centro de gravidade do Rotor (CG). 
1X está sempre presente e 
normalmente domina o espectro. A 
amplitude varia com o quadrado do 
crescimento da rotação. Pode 
provocar vibrações axiais e radiais 
elevadas. A correção exige a 
colocação de pesos de 
balanceamento em pelo menos 2 
planos. 
 
O Desbalanceamento do Rotor em 
Balanço causa elevado 1X RPM tanto 
na direção axial como na direção 
radial. 
 
Rotor Excêntrico Caracterização 
 
 
Ocorre Excentricidade quando o 
centro de rotação está fora do centro 
geométrico de uma polia, uma 
engrenagem, um mancal, uma 
armadura de motor, etc. A maior 
vibração ocorre a 1X RPM do 
componente excêntrico na direção 
das linhas dos centros dos dois 
rotores. 
 
A Tentativa de balancear um rotor 
com excentricidade resulta, muitas 
vezes, na redução da vibração em 
uma direção, porém em seu aumento 
na outra direção radial (dependendo 
da quantidade da excentricidade). 
 
 
 
 
 
 71 
Eixo Empenado Caracterização 
 
 
Problemas de empenamento do eixo 
causam alta vibração axial. 
 
A vibração dominante é normalmente 
de 1X se a curvatura for próxima ao 
centro do eixo, mas será de 2X se a 
curvatura estiver próxima ao 
acoplamento. 
 
Desalinhamento Angular Caracterização 
 
 
O Desalinhamento Angular é 
caracterizado pela vibração alta na 
axial, 180° fora de fase através do 
acoplamento. 
 
Caracteristicamente haverá alta 
vibração axial tanto com 1X quanto 
com 2X RPM. Entretanto não é 
incomum que 1X, 2X ou 3X sejam 
dominantes. Estes sintomas podem 
indicar também problemas de 
acoplamento. 
 
Desalinhamento Paralelo Caracterização 
 
 
Desalinhamento Paralelo tem 
sintomas similares ao Angular, mas 
apresenta vibração radial alta. 2X é 
muitas vezes maior que 1X, mas sua 
altura relativa para 1X é 
habitualmente ditada pelo tipo e 
construção do acoplamento. 
 
Quando o Desalinhamento Angular ou 
Radial se torna severo, pode gerar 
picos de alta amplitude em 
harmônicos muito mais altos (4X-8X) 
ou mesmo toda uma série de 
harmônicos de alta freqüência similar 
na aparência à folga mecânica. A 
construção do acoplamento 
influenciará muitas vezes a forma do 
espectro quando o Desalinhamento é 
severo. 
 
 
 
 72 
 
 
Rolamento Enjambrado no Eixo Caracterização 
 
 
Rolamento Enjambrado pode gerar 
considerável vibração axial. Causará 
Movimento de Torção com 
aproximadamente 180° de variação 
de fase de alto a baixo e/ou lado a 
lado quando medido na direção axial 
do mesmo local do mancal. 
 
Tentativas de realinhar o acoplamento 
ou balancear o rotor não aliviarão o 
problema. O Rolamento deve ser 
removido e corretamente instalado. 
 
 
Ressonância Caracterização 
 
 
Ocorre Ressonância quando uma 
Freqüência Forçada coincide com 
uma Freqüência Natural do Sistema, 
e pode provocar um grande aumento 
da amplitude, o que pode resultar em 
falha prematura ou mesmo 
catastrófica. 
 
Esta pode ser uma Freqüência 
Natural do rotor, mas pode, muitas 
vezes, se originar da carcaça, da 
fundação, da caixa de engrenagens 
ou mesmo de correias de 
transmissão. Se o rotor estiver em 
ressonância ou próximo dela, será 
quase impossível balanceá-lo devido 
à grande variação de fase que ele 
experimenta (90° em ressonância; 
aproximadamente 180° quando a 
ultrapassa). Muitas vezes exige 
mudança da localização da 
freqüência natural. 
 
Freqüências Naturais não mudam 
com a mudança de velocidade, o que 
ajuda a facilitar sua identificação. 
 
 
 
 
 
 
 73 
Folga Mecânica Caracterização 
 
 
A folga Mecânica é indicada pelos 
espectros dos tipos A, B e C. O Tipo 
A é causado por folga/fragilidade. 
 
 
Estrutural nos pés, base ou fundação 
da máquina; também pela 
deterioração do apoio ao solo, folga 
de parafusos que sustentam a base; e 
distorção da armação ou base (ex.: . 
pé frouxo). A análise de fase revelará 
aproximadamente 180° de diferença 
de fases entre medições verticais no 
pé da máquina, local onde está a 
base e a própria base. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O tipo B é geralmente causado por 
parafusos soltos no apoio da base, 
trincas na estrutura do skid ou no 
pedestal do mancal. 
 
 
 74 
 
 
 
 
O tipo C é normalmente 
provocado por ajuste 
impróprio entre partes 
componentes para forças 
dinâmicas do rotor. Causa o 
truncamento da forma de 
onda no tempo. 
 
 
O tipo C é muitas vezes 
provocado por uma folga 
linear do mancal em sua 
tampa, folga excessiva em 
uma bucha ou de elemento 
rotativo de um mancal de 
rolamento ou um rotor solto 
com folga em relação ao 
eixo. 
 
 
A fase tipo CX é muitas 
vezes instável e pode variar 
amplamente de uma 
medição para a seguinte, 
particularmente se o rotor 
muda de posição no eixo à 
cada partida. 
 
 
A folga Mecânica é, 
geralmente, altamente 
direcional e pode causar 
leituras bem diferentes se 
comparamos incrementos de 
30° de nível na direção radial 
em todo o caminho em torno 
de uma caixa de mancal. 
 
 
Observe também que a folga 
causará muitas vezes 
múltiplos de sub-harmônicos 
a exatamente 1/2 ou 1/3 
RPM (.5X, 1.5X, 2.5X,etc.). 
 
 
 
 
 
 
 75 
Roçamento Caracterização 
 
 
 
 
 
O Roçamento do Rotor 
produz espectro similar à 
folga mecânica quando as 
partes rotativas entram em 
contato com componentes 
estacionários. O atrito pode 
ser parcial ou em toda a 
rotação. Usualmente, gera 
uma série de freqüências, 
muitas vezes excitando uma 
ou mais ressonâncias. 
 
 
Muitas vezes excita uma 
série completa de sub-
harmônicos frações da 
velocidade de marcha 
(1/2,1/3, 1/4,1/5, ...1/n), 
dependendo da localização 
das freqüências naturais do 
rotor. 
 
 
O Roçamento do Rotor pode 
excitar muitas freqüências 
altas (ruído de banda larga 
semelhante ao ruído do giz 
quando risca o quadro-
negro). 
 
 
Ele pode ser muito sério e de 
curta duração se provocado 
pelo contato do eixo com o 
(Babbit) metal-patente do 
mancal; mas menos sério 
quando o eixo roça em uma 
vedação, a pá de um 
misturador roça na parede de 
um tanque, e o eixo ou a luva 
roça no guarda-acoplamento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 76 
Folga em Mancais Deslizamento Caracterização 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Os últimos estágios de 
desgaste dos mancais de 
bucha são normalmente 
evidenciados pela presença 
de séries inteiras de 
harmônicos da velocidade de 
operação (acima de10 ou até20). Mancais de bucha 
desgastados comumente 
admitirão altas amplitudes 
verticais se comparadas com 
as horizontais. Mancais de 
bucha com excessiva 
liberdade podem permitir um 
menor desbalanceamento 
e/ou desalinhamento, 
provocando vibração alta, 
que poderia ser muito menor 
se as folgas do mancal 
fossem apertadas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 77 
 
Instabilidade na Camada de Óleo Caracterização 
 
 
 
 
A Instabilidade do Filme de 
Óleo por Turbilhonamento 
ocorre de .42 a .48X RPM e 
é muitas vezes bastante 
severa e considerada 
excessiva quando a 
amplitude exceder 50% das 
folgas dos mancais. 
 
O Turbilhonamento do Óleo 
é uma vibração firmemente 
excitada do óleo causada por 
desvios nas condições 
normais de operação 
(posição do ângulo e razão 
de excentricidade) fazem 
com que a cunha de óleo 
empurre o eixo ao redor da 
parte interna do mancal. A 
força desestabilizadora na 
direção de rotação resulta 
em um turbilhonamento (ou 
precessão). 
 
O Turbilhonamento é 
inerentemente instável, uma 
vez que ele aumenta as 
forças centrífugas que 
aumentam as forças do 
turbilhonamento. Pode levar 
o óleo a não sustentar o eixo, 
ou pode se tornar instável 
quando a freqüência do 
turbilhonamento coincide 
com a freqüência natural do 
rotor. 
 
Mudanças na viscosidade do 
óleo, pressão no tubo e 
cargas externas podem 
causar o turbilhonamento do 
óleo. 
 
 
 
 
 
 
 78 
Instabilidade de Filme de Óleo Caracterização 
 
 
 
 
 
 
 
Pode ocorrer 
Chicoteamento do Óleo 
se a máquina operar 
em ou acima de 2X a 
Freqüência Crítica do 
Rotor. Quando o Rotor 
atinge duas vezes a 
Velocidade Crítica, o 
Chicoteamento do Óleo 
estará muito próximo 
da Crítica do Rotor e 
talvez cause excessiva 
vibração a qual leva a 
película de óleo a não 
mais ser capaz de 
suportar o eixo por 
muito tempo. 
 
Agora a Velocidade do 
Turbilhonamento se 
amarrará à Crítica do 
Rotor e seu pico não 
ultrapassará mais esta, 
mesmo que a máquina 
atinja velocidades cada 
vez mais altas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 79 
Forças Aerodinâmicas e Hidráulicas Caracterização 
 
 
 
Freqüência de Passagem 
de Palheta (BPF) = No. 
de Palhetas(ou Pás) X 
RPM. 
 
 Esta Freqüência é 
inerente à bombas, 
ventiladores e 
compressores e, normal- 
mente não constitui um 
problema. 
 
 Entretanto, grande 
amplitude de BPF (e 
harmônicos) podem ser 
gerados em uma bomba 
se o intervalo entre as 
pás rotativas e os 
difusores estacionários 
não for mantido igual ao 
longo de todo o caminho. 
 
Também BPF (ou 
harmônico) pode coincidir 
algumas vezes com a 
freqüência natural do 
sistema causando alta 
vibração. 
 
Alto BPF pode ser gerado 
se formarem desgastes 
nos impulsores ou caírem 
as travas dos difusores. 
 
BPF alto também pode 
ser causado por bandas 
abruptas na tubulação 
(ou duto), obstruções que 
prejudiquem o fluxo, ou 
se o rotor da bomba ou 
do ventilador estiver 
descentralizado dentro de 
sua carcaça . 
 
 
 
 
 
 
 
 80 
 
 
A turbulência muitas 
vezes ocorre em 
sopradores devido às 
variações de pressão e 
velocidade do ar 
passando através do 
ventilador ou do 
sistema de dutos 
conectados. A 
passagem do fluxo 
causa turbulência, que 
gerará vibração 
aleatória de baixa 
freqüência, típica- 
mente na faixa de 50 a 
2000 Hz. 
 
 
 
 
 
A cavitação 
normalmente gera 
energia em banda 
larga, de freqüência 
mais alta, de caráter 
aleatório, que algumas 
vezes se superpõe a 
harmônicos de 
freqüência de passo de 
lâmina. Normalmente, 
indica pressão de 
sucção insuficiente. A 
cavitação pode ser 
bastante destrutiva 
para a parte interna da 
bomba, se deixada sem 
correção. Ela pode 
particularmente erodir 
as palhetas do rotor. 
Quando presente, ela 
soa muitas vezes como 
se pedras estivessem 
passando através da 
bomba. 
 
 
 
 
 81 
Engrenagens Caracterização 
 
 
 
O Espectro Normal 
mostra 1X e 2X, junto 
com a Freqüência da 
Rede de Engrenagens 
(GMF). Comumente 
GMF tem bandas 
laterais da velocidade 
de operação em torno 
dela todos os picos são 
de baixa amplitude, e 
não são excitadas as 
freqüências naturais 
das engrenagens. 
 
O indicador chave do 
Dente Gasto é a 
Freqüência de 
Engrenamento, junto 
com bandas laterais em 
volta dela, espaçadas 
na velocidade de 
operação da 
engrenagem em mau 
estado. 
 
A Freqüência de 
Engrenamento pode 
mudar ou não em 
amplitude, embora 
ocorram bandas 
laterais de alta 
amplitude envolvendo 
GMF, em geral quando 
o desgaste é 
perceptível. As bandas 
laterais podem ser 
melhores indicadores 
do desgaste que as 
próprias freqüências 
GMF. 
 
 
 
 
 
 
 82 
 
 
 
Freqüências de Dentes 
de Engrenagens são 
muitas vezes sensíveis 
à carga. Altas 
amplitudes GMF não 
indicam 
necessariamente um 
problema, 
particularmente se as 
freqüências de banda 
lateral se mantêm em 
nível baixo e as 
freqüências naturais 
das engrenagens não 
são excitadas. 
 
Cada análise deve ser 
executada com o 
sistema operando com 
carga máxima. 
 
 
 
 
 
Engrenagem 
Excêntrica ou eixo fora 
de paralelismo: Bandas 
laterais de alta 
amplitude regularmente 
em volta de GMF 
sugerem muitas vezes 
excentricidade de 
engrenagem, folga, ou 
eixos não paralelos que 
permitem à rotação de 
uma engrenagem 
"modular" a velocidade 
de operação da outra. 
A engrenagem com o 
problema é indicada 
pelo espaçamento das 
freqüências de banda 
lateral. Folga excessiva 
normalmente excita 
GMF e a Freqüência 
Natural da 
 
 83 
Engrenagem, ambas 
tendo bandas laterais 
em 1X RPM. As 
amplitudes de GMF 
muitas vezes 
decrescem com o 
crescimento da carga, 
se o problema for de 
folga na engrenagem. 
 
 
 
 
 
 
 
O Desalinhamento da 
engrenagem quase 
sempre excita 
harmônicos de 
segunda ordem, ou de 
ordem mais alta de 
GMF, os quais terão 
banda lateral na 
velocidade de 
operação. 
 
Muitas vezes mostrarão 
somente pequena 
amplitude 1X GMF, 
mas níveis muito mais 
altos em 2X ou 3X 
GMF. É importante 
aumentar a escala de 
Freqüência para 
capturar, ao menos o 
2º Harmônico (2GMF), 
utilizando-se o 
transdutor para Altas 
Freqüências. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 84 
 
 
 
 
 
 
Um Dente Trincado ou 
Quebrado gerará uma 
amplitude alta em 1X 
RPM desta 
engrenagem e além 
disso excitará a 
Freqüência Natural da 
Engrenagem (Fn) com 
a banda lateral em sua 
velocidade de 
operação. Ele é melhor 
detectado em Forma de 
Onda de Tempo, a qual 
mostrará uma ponta 
pronunciada cada vez 
que o dente com 
problema tentar 
engrenar nos dentes da 
engrenagem com que 
trabalha. O tempo entre 
impactos (∆) 
corresponderá a 
1/velocidade da 
engrenagem com 
problema. Amplitudes 
de Pontas de Impacto 
na Forma de Onda de 
Tempo habitualmente 
serão muito maiores 
que aquela de 1X RPM 
em FFT. 
 
Batimento Caracterização 
 
 
 
 
Uma Freqüência de 
Batimento é o resultado 
de duas freqüências 
muito próximas 
entrando e saindo de 
sincronismo, uma com 
a outra. O espectro de 
banda larga 
normalmente mostrará 
um pico pulsando para 
cima e para baixo. 
 
 
 85 
 
 
 
 
 
 
 
 
Quando se olha mais 
de perto nestes picos 
(espectro mais abaixo), 
vê-se dois picos muito 
próximos. A diferença 
entre estes dois picos 
(F1-F2) é a Freqüência 
de Batimento que 
aparece, ela mesma, no 
Espectro de Banda 
Ampla. A Freqüência de 
Batimento não é 
comumente vista nas 
medições de faixa 
freqüência normal, uma 
vez que ela tem como 
característica inerente 
ser uma freqüência 
baixa, usualmente 
ficando numa faixa de 
aproximadamente 5 a 
100 CPM. 
 
 
 
 
 
 
A vibração máxima se 
verificará quando a 
forma de onda no 
tempo de uma 
freqüência (F1) estiver 
em fase com a outra 
freqüência (F2). A 
vibração mínima ocorre 
quando as formas de 
onda destas duas 
freqüências estiverem 
defasadas de 180°. 
 
 
 
 86 
Problemas com Correias Transmissoras Caracterização 
 
 
Freqüências de correias 
estão abaixo tanto da 
RPM do motor como da 
RPM do equipamento 
acionado.Quando elas estão 
gastas, frouxas ou 
desiguais, elas causam 
normalmente 
freqüências múltiplas, 
de 3 a 4, da Freqüência 
da Correia. 
 
 
Muitas vezes à 2X a 
Freqüência da Correia 
é o pico dominante. 
Amplitudes são 
normalmente instáveis, 
algumas vezes 
pulsando com a RPM 
do equipamento 
acionador ou do 
acionado. 
 
 
Em equipamentos com 
correias dentadas, o 
desgaste ou o 
desalinhamento da 
polia é indicada por 
altas amplitudes na 
Freqüência da Correia 
Dentada. 
O Desalinhamento das 
polias produz alta 
vibração em 1X RPM, 
predominantemente na 
direção axial. A relação 
de amplitudes da RPM 
do acionador para a do 
acionado depende do 
local de obtenção dos 
dados, bem como da 
 
 87 
massa relativa e da 
rigidez da armação. 
Muitas vezes, com o 
Desalinhamento dos 
eixos, a vibração axial 
mais alta no motor 
ocorrerá a RPM do 
acionado ( ex.: 
ventilador). 
 
 
 
Polias excêntricas ou 
desbalanceadas 
ocasionam alta 
vibração em 1X RPM 
da polia. A amplitude é 
normalmente mais 
elevada quando em 
linha com as correias, e 
poderá ser identificada 
nos mancais do 
acionador e do 
acionado. Algumas 
vezes é possível 
balancear polias 
excêntricas prendendo 
arruelas aos parafusos 
de fixação. Entretanto, 
mesmo balanceada, a 
excentricidade induzirá 
à vibração e à tensões 
de fadiga reversíveis na 
correia. 
 
 
 
A Ressonância da 
Correia pode provocar 
amplitudes elevadas, 
se ocorrer que a 
Freqüência Natural da 
Correia se aproxima ou 
coincide com a RPM do 
acionador ou da polia 
acionada. A Freqüência 
Natural da Correia 
 
 88 
pode ser alterada tanto 
pela mudança da 
Tensão da Correia 
como do seu 
Comprimento. Ela pode 
ser detectada 
tensionando e depois 
reduzindo a tensão da 
correia enquanto se 
mede a resposta nas 
polias ou nos mancais. 
 
 
 
Problemas Elétricos Caracterização 
 
 
Problemas no estator 
geram vibração alta em 
2X a freqüência da 
linha (2FL=120Hz). 
Problemas no estator 
produzem um espaço 
vazio estacionário 
desigual entre o Rotor 
e o Estator, o que 
produz uma alta 
vibração bem definida 
em freqüência. O Air 
Gap Diferencial (Entre-
ferro) não deve exceder 
5% para motores de 
indução e 10% para 
motores síncronos. Pés 
amortecidos ou bases 
isoladas podem 
acarretar a 
excentricidade do 
estator. O ferro solto é 
devido à fragilidade ou 
a folga do suporte do 
estator. Lâminas do 
estator curto-
 
 89 
circuitadas podem 
causar aquecimento 
localizado irregular, o 
que pode fazer curvar o 
eixo do motor, 
produzindo vibração 
induzida termicamente 
que pode crescer 
significativa mente ao 
longo do tempo de 
operação. 
 
 
 
Rotores excêntricos 
produzem um Air Gap 
(entre-ferro) entre o 
rotor e o estator que 
induz à vibração 
pulsante (normalmente 
entre 2 FL e o 
harmônico da 
velocidade de operação 
mais próximo). Muitas 
vezes exige um "zoom" 
do espectro para 
separar 2FL e 
harmônicos da 
velocidade de 
operação. 
 
 
 
Rotores excêntricos 
geram 2 FL cercado de 
bandas laterais de 
Passagem de Polo 
(FP), bem como 
bandas laterais em 
volta da velocidade de 
operação. A própria FP 
aparece em freqüência 
baixa (Freqüência de 
Passagem de Polo = 
Freqüência de 
Escorregamento X 
No.de Pólos). Valores 
 
 90 
comuns de FP vão de 
aproximadamente 20 a 
120 CPM (.30 a 2.0 
Hz). 
 
 
 
Anéis de Curto e/ou 
Barras de Rotor trincadas 
ou quebradas, Soldas 
ruins entre Barras e 
Anéis em curto, ou 
Laminas do Rotor Curto-
circuitadas, produzirão 
alta vibração na 
velocidade de operação 
1X com bandas laterais 
iguais à Freqüência de 
Passagem de Pólo (FP) 
ou 2X Freqüência de 
Sincronismo. Além disso, 
Barras de Rotor 
quebradas gerarão 
muitas vezes bandas 
laterais (FP ou 2Fs) em 
volta do terceiro, quarto e 
quinto harmônicos da 
velocidade de operação. 
Barras do rotor frouxas 
são indicadas por bandas 
laterais de espaçamento 
igual à 2x Freqüência da 
Linha (2FL) em torno da 
Freqüência de Passagem 
de Barras do Rotor 
(RBPF) e/ou seus 
Harmônicos (RBPF = 
Número de Barras x 
RPM). Muitas vezes 
causará níveis altos em 2
X RBPF, (com apenas 
uma pequena amplitude 
em 1X RBPF). 
 
 91 
 
 
 
Problemas de Fase 
devidos a conectores 
frouxos ou partidos 
podem causar uma 
vibração excessiva em 
2X da Freqüência da 
Linha (2 FL), a qual 
terá bandas laterais em 
sua volta em 1/3 da 
Freqüência da Linha 
(1/3 FL). Níveis em 2FL 
poderão ultrapassar 1.0 
polegada/segundo se o 
problema não for 
corrigido. Isto será 
particularmente 
problemático se o 
conector defeituoso 
fechar e abrir contato 
periodicamente. 
 
 
 
 
 
Bobinas do Estator 
frouxas, em motores 
síncronos, gerarão 
nitidamente alta 
vibração na Freqüência 
de Passagem da 
Bobina (CPF), que é 
igual ao Número de 
Bobinas do Estator x 
RPM (No. Bobinas do 
Estator = No. Pólos x 
No. Bobinas/Pólo). A 
Freqüência de 
Passagem da Bobina 
terá em sua volta 
bandas laterais de 1X 
RPM. 
 
 
 92 
 
 
Problemas em motores 
de CC podem ser 
detectados por 
amplitudes maiores que 
a normal na Freqüência 
de Disparo de SCR 
(6FL) e seus 
harmônicos. Estes 
problemas incluem 
enrolamentos de 
campo partidos, SCR 
com mau 
funcionamento e 
conexões soltas. 
Outros problemas, 
inclusive fusíveis 
queimados ou soltos e 
cartões de controle em 
curto, podem causar 
picos de grande 
amplitude em 
Freqüências da Linha 
de 1X até 5X (60 - 
300 Hz). 
 
 
 93 
6. PROGRAMA DE MONITORAMENTO DAS CONDIÇÕES DE 
MÁQUINAS: 
 
O objetivo deste procedimento é oferecer um método padronizado, idealizado 
para implementar um programa de monitoramento das condições utilizando 
instrumentos portáteis de aquisição de dados e softwares de análise, como por 
exemplo àqueles baseados no Microlog (SKF) e no software PRISM4 para 
Windows. 
 
Embora cada instalação seja única em função do projeto de equipamento, das 
condições de operação e foco dos negócios, existem sempre certas relações 
mecânicas e físicas básicas que permitem uma prática padrão, 
independentemente dos modelos de equipamentos. Esse capítulo descreve 
procedimentos padronizados de monitoramento de modo a auxiliar novos 
usuários em sistemas de monitoramento a ter um bom início. 
 
Esta metodologia está baseada em três considerações fundamentais: 
 
• PROCESSO e PADRONIZAÇÃO: Uma vez compreendidos o processo e 
a lógica, as informações obtidas a partir dos dados serão repetitivas e 
consistentes, possibilitando a tomada de decisões corretas quanto às 
avaliações de riscos e operações dos negócios. 
 
• REPETITIVIDADE e INTEGRIDADE DE DADOS: É essencial que os 
dados obtidos sejam abrangentes e repetitivos, de maneira que o analista 
tenha segurança suficiente nas informações para detectar a alteração no 
desempenho dos equipamentos e seja capaz de diagnosticar com sucesso 
não apenas o sintoma mecânico, mas também a própria fonte da 
anomalia. Isto pode ser conseguido de modo consistente se a 
padronização for efetiva em termos de uma total abrangência das 
evidências do comportamento total do equipamento em seu ambiente 
operacional. 
 
• ANÁLISE, RELATÓRIOS e AVALIAÇÃO DE GARANTIA DE 
QUALIDADE BEM SUCEDIDOS: Os métodos de redução de dados 
devem ser consistentes para se evitar a perda de eventos importantes, 
mas ao mesmo tempo devem ser flexíveis o suficiente para permitir 
transições de operação associadas com a operação normal do 
equipamento. À medida que o programa amadurece, são desenvolvidas 
novas técnicas sistêmicas de análise, permitindo um exame mais seletivo 
dos dados, o que apontará certos eventos mecânicos de especial 
interesse. Essas técnicas serão discutidas em detalhe. 
 
Descreveremos as linhas gerais de orientação que deverão aumentar de maneira 
sensível o potencial do cliente em implementar um programa bem sucedido. Para 
todos os casos, será definida aqui a abordagem mais conservativa - ou “segura”. 
Se um cliente optar pelos compromissos de implementaçãoem qualquer uma de 
 
 94 
suas decisões relativas à implementação, é imperativo que os membros do 
suporte técnico discutam as opções e os compromissos resultantes. Embora 
muitas opções tenham sido consideradas na elaboração deste procedimento, é 
importante lembrar que estas são apenas diretrizes - o ‘BOM SENSO’, a 
característica empreendedora e a experiência do técnico em campo ainda são 
fundamentais para uma implementação bem sucedida do programa de 
monitoração. 
 
 
6.1 Levantamento do local: 
 
Procedimentos locais, instalação física: 
 
Para uma implementação rápida, eficiente e segura no local, recomenda-se que a 
equipe de instalação seja formada por dois indivíduos: um especialista em 
instalação e um assistente. A experiência mostra que uma equipe de dois 
homens é mais rápida devido à divisão de responsabilidade, além de permitir 
uma atenção maior às condições de segurança em ambientes operacionais 
perigosos. Os procedimentos de instalação em equipe normalmente permitem a 
instalação de 20 equipamentos por dia, em média. A instalação de 
aproximadamente 32 unidades (acionador/acionado ou combinação 
acionador/redução simples/acionado) é uma média considerada alta. 
 
Os fatores que afetam inerentemente a velocidade e a precisão são: 
 
• configuração complexa de equipamentos que exigem uma instalação mais 
extensa; 
• longo tempo de trânsito entre as equipamentos (prospecção, etc.); 
• facilidade de permissão de acesso; 
• ambiente; 
• segurança do acesso, etc. 
 
Processo local: 
 
Reconhecimento: Percorra a área da fábrica onde os equipamentos deverão ser 
monitorados para determinar o local e desenvolver um plano de localização para 
o estabelecimento de rotas. Recomenda-se que um representante do setor esteja 
presente para o reconhecimento da área, para identificação de quaisquer 
peculiaridades de acesso e das opções de criação e estabelecimento de rotas. 
 
Preenchimento de Folhas de Dados de Máquina: Identifique os equipamentos 
a serem monitorados e preencha uma Folha de Dados de Máquina para cada 
unidade (FDM - Machinery Data Sheet). O objetivo das folhas de dados de 
equipamento, ou FDM, é fornecer as informações necessárias sobre o 
equipamento a partir das quais todos os componentes rotacionais pertinentes 
possam ser identificados por sua freqüência de assinatura. Em muitas fábricas, 
as informações sobre o equipamento constante das plantas “como projetado” 
 
 95 
podem não refletir a real configuração do equipamento instalado em campo. Este 
documento contém o seguinte: 
 
• nome do equipamento, na nomenclatura familiar às pessoas do local; 
• tempo de operação do equipamento; 
• dados da placa de identificação de cada componente do trem de 
acionamento; 
• esboço do perfil do equipamento mostrando local e identificação; 
• quaisquer observações pertinentes sobre a instalação que será usada na 
programação ou diagnósticos do equipamento; 
• dados de lubrificação, capacidade e filtros usados no início da análise dos 
lubrificantes associados; 
• identificador do número de dentes de engrenagem, pás do ventilador, 
configurações, etc., relacionado aos registros do fabricante. (Este dado é 
vital para informações importantes de diagnósticos) e devem ser 
fornecidos diretamente pelo fabricante. 
 
As Folhas de Dados de Máquina (FDM) fornecem ao analista as informações 
necessárias para programar os bancos de dados de equipamentos, bem como 
prover um local para um esboço do perfil do trem do equipamento e locais de 
pontos de coleta. 
 
OBS: Entretanto, deve haver uma FDM individual preenchida para cada unidade 
a ser testada. 
 
Observe que APENAS os dados de identificação real devem ser registrados na 
FDM. Os desenhos de plantas “como desenhado” ou “como construído” não 
podem ser usados para o preenchimento das FDM. Devido ao desgaste 
operacional de componentes, atualizações e modificações nos elementos dos 
equipamentos, os desenhos “como construído” podem não refletir 
verdadeiramente o que se encontra em campo. As informações vitais são 
registradas na placa de identificação do equipamento, que podem ser usadas 
como referência do fabricante, etc. Note que na FDM é fornecido um espaço para 
um desenho esquemático dos componentes do equipamento bem como para 
quaisquer observações adicionais que possam ser úteis ao técnico coletando ou 
analisando dados. Virtualmente, qualquer observação relativa à construção do 
equipamento pode ser útil, e deve ser anotada no esboço, caso o campo 
apropriado não esteja disponível nos dados da placa de identificação. Os pontos 
de coleta recomendados devem ser anotados no esboço da FDM. 
 
OBS: Sobre os Sensores Usados Nos Programas Portáteis de Monitoramento: A 
instrumentação portátil de monitoramento de vibração normalmente usa um 
acelerômetro piezelétrico como transdutor (sensor ou “pickup”). Em resumo, o 
acelerômetro é um aparelho eletromecânico calibrado que consiste de um cristal 
o qual, quando submetido a uma força (“vibração”), emite uma tensão 
proporcional à força aplicada. Mecanicamente, o acelerômetro contém um cristal 
piezelétrico e uma massa conhecida. A vibração é transmitida através da 
carcaça, e a interação entre a massa de referência e o cristal produz uma carga 
 
 96 
elétrica mensurável que é então condicionada/amplificada para a instrumentação 
de análise. 
 
Teoricamente, o acelerômetro, ou transdutor, deve ser fixado de modo 
permanente na máquina sendo fixado com um torque nominal de 12-18 
libras/polegada. Isto, entretanto, não é economicamente viável para a maioria das 
aplicações industriais, uma vez que devem ser usados tantos transdutores 
quantos forem os pontos a serem medidos. Partindo-se da melhor opção até a 
menos desejada das técnicas de montagem, os acelerômetros podem ser 
montados para propósitos de testes como segue: 
 
MELHOR/MAIS DESEJÁVEL: 
 
• (PREFERÍVEL) - Montagem através de prisioneiro com torque 
controlado/Montagem direta através de adesivo; 
 
• (BOM) - Montado através de base magnética; 
 
• (RUIM) - Adesivo/Cêra de dois lados (apenas aplicações de baixa 
freqüência e geralmente não recomendado para a coleta de dados de 
rotina num programa de monitoramento - diária). 
 
MENOS DESEJÁVEL: 
 
• (ÚLTIMA OPÇÃO) - Acelerômetro manual / ponteira de aço fixa ao 
acelerômetro. 
 
 
OBS: ANSI S2.17-1980 e ASA 24-1980, Seção 6.1.5 declaram especificamente, 
“Pickups e vibrômetros manuais não são aceitáveis para medições segundo este 
padrão. Eles podem ser usados em superfícies de máquinas para identificação 
dos pontos de medições...” 
 
É importante notar que devem ser consideradas as freqüências a serem 
examinadas pelo operador. Normalmente, a regra prática é reduzir a resposta de 
freqüência esperada do transdutor montado com prisioneiro em 
aproximadamente 50% se for usada uma base magnética. Existem fatores a 
considerar como, por exemplo, a configuração do magneto sendo usado, uma 
base plana é mais forte do que uma com rabo de andorinha. As questões 
específicas relativas à combinação individual de configuração transdutor/magneto 
devem ser tratadas caso a caso. Na maioria das aplicações de equipamentos 
industriais, este não é um problema crítico, mas deve ser considerado no 
procedimento de diagnóstico em relação às atividades de verificação de 
tendência / monitoramento/ primeira detecção. 
 
O monitoramento portátil de vibração requer que os dados sejam coletados 
exatamente no mesmo local físico na máquina a cada coleta de dados, e a 
 
 97 
identificação positiva desse ponto de coleta é fundamental para se obter dados 
altamente confiáveis. 
 
Locais de medição: 
 
Os locais escolhidos para se medir os níveis de ruídos gerados na própria 
estrutura do equipamento instalado têm evoluído durante os últimos 30 anos. 
Conceitualmente, para equipamento montado horizontalmente, devem-se fazer 
medições nos planos horizontal e vertical de cada mancal, mais, no mínimo, uma 
posição axial de monitoramento para cada eixo de um sistemade vários eixos 
(“complexo”) (trem de engrenagens, etc.). Bombas e equipamento montados 
verticalmente devem ter uma posição de coleta medida radialmente em cada 
rolamento (posicionado horizontalmente), de preferência deslocado 90o a partir 
do plano de descarga da bomba. Deve-se também considerar a guarda de uma 
certa distância a partir da conexão de terminação elétrica do motor, para evitar 
excitação excessiva à 60Hz e 120Hz do acelerômetro devido à interação com o 
campo. 
 
Convenções: 
 
Devem ser usadas as convenções padrão descritas nas figuras a seguir. 
 
 
 
Figura 46 - Numeração dos pontos de medição seguindo o fluxo de energia 
 
 
Identificação de locais de coleta: 
 
Como o equipamento varia de configuração dependendo do tipo, tamanho, 
função e componentes, os dados são coletados em cada mancal, e cada local de 
coleta é identificado numericamente em seqüência com o fluxo de energia 
através do sistema, partindo da unidade acionadora para a unidade acionada. A 
 
 98 
identificação do ponto de coleta é feito como segue: Numere cada mancal em 
seqüência partindo do mancal no lado oposto ao acoplamento (LOA) da unidade 
acionadora (geralmente um motor ou turbina), passando pelo trem de potência 
(na direção do fluxo de energia), pelos mancais do lado acoplado (LA) até o 
mancal no lado oposto ao acoplamento (LOA) de unidade não-acionada do 
último componente acionado. A compreensão da seqüência do fluxo de energia 
na máquina é vital para a avaliação de diagnóstico de dados de espectro de 
vibração. Embora muitas opções sejam consideradas na elaboração desta prática 
padronizada, é importante lembrar que estas são apenas diretrizes. O 
discernimento e a experiência do representante técnico em campo ainda são 
fundamentais para uma implementação bem sucedida do programa de 
monitoração. Em cada rolamento, o plano de coleta de dados será identificado 
por H para Horizontal, V para Vertical, A para Axial, ou R para Radial 
(normalmente para bombas verticais). 
 
Se o acesso a um local do ponto de coleta não estiver disponível, não “mude” a 
identificação padronizada do ponto. 
 
O exemplo a seguir mostra para uma bomba simples, de 4 mancais montada 
horizontalmente, como os pontos de coleta da bomba seriam marcados e 
rotulados: 
 
• LADO NÃO-ACOPLADO DO MOTOR (LOA) = 1H, 1V 
• LADO ACOPLADO DO MOTOR (LA) = 2H, 2V,2A 
• LADO ACIONADO DA BOMBA (LA) = 3H, 3V 
• LADO NÃO-ACIONADO DA BOMBA (LOA) = 4H, 4V 
 
 
 
Figura 47 - Exemplo de moto-bomba com respectivos pontos de medição. 
 
Em campo, o técnico de instalação poderá encontrar algumas unidades onde, por 
exemplo, o mancal do lado acoplado da bomba pode não estar disponível para as 
medições devido a uma proteção do acoplamento ou alguma outra restrição 
física. Neste caso, recomenda-se usar o seguinte: 
 
LADO NÃO-ACOPLADO DO MOTOR (LOA) = 1H, 1V 
LADO ACOPLADO DO MOTOR (LA) = 2H, 2V,2A 
LADO NÃO-ACIONADO DA BOMBA (LOA) = 4H, 4V 
 
 99 
 
Novamente, sempre haverá situações em campo que exigirão avaliação e 
modificação das convenções de instalação. Certas aplicações, como bombas 
centrífugas verticais, demonstram uma necessidade de se entender o sistema 
operacional, e proceder-se às medições de acordo. As bombas verticais têm uma 
leitura radial ® medida abaixo do plano de mancais a 90o, perpendicularmente ao 
plano da voluta de descarga. Se houver problemas de cavitação, é feita uma 
medição a 3 diâmetros da conexão da descarga para baixo no tubo de descarga 
 
 
 
Figura 48 - Locais de medição em bomba vertical. 
 
Redutores e trens de diversos componentes são bons exemplos. As convenções 
seguem as mesmas regras básicas, embora durante a fase de programação do 
banco de dados, deve ser lembrado que as mudanças de velocidade no processo 
de engrenamento farão com que as freqüências forçadas de componentes sejam 
definidas por estágio de componente. 
 
 
 
Figura 49 - Locais de medição do Sistema Acionador/Redutor/Acionado. 
 
Este é o ponto onde o bom senso de engenharia ditará a aplicação das 
convenções. Embora seja recomendado que se monitore todos os três planos 
 
 100 
para cada mancal, o acesso limitado poderá exigir apenas uma medição axial por 
plano de eixo em algumas aplicações de campo. Motores com tampas da 
ventoinha leves ou em forma de anel podem exigir que o orifício de acesso seja 
recortado na própria tampa para permitir o acesso de transdutor, ou podem ter a 
montagem do transdutor fixada diretamente em uma estrutura de disco. Não 
obtenha dados na capa do motor se o ponto de coleta não tiver acesso 
adequado, os dados poderão ser obtidos na extremidade acoplada do motor. 
 
Observe que as convenções de numeração são mantidas inalteradas (LA para 
lado acoplado). 
 
 
 
Figura 50 – Exemplo de numeração. 
 
Note que no exemplo acima, as convenções corretas de numeração (lado não 
acoplado foi denominado nº 1, lado acoplado foi denominado nº 2, etc.) são 
preservadas, mesmo que o ponto de coleta nº 1 não esteja disponível para coleta 
de dados. Os caracteres que seguem a identificação do ponto (“1”, por exemplo) 
e do eixo (“V”, “H”, “A”, ou “R”) identificam o parâmetro de medição física. 
 
Os caracteres são: 
 
• 1VVEL Ponto 1, Vertical, Velocidade 
• 1HACC Ponto 1, Horizontal, Aceleração 
• 1AD Ponto 1, Axial, Deslocamento 
• 2VSEE Ponto 2, Vertical, medição SEE 
• 2AgE3 Ponto 2, Axial, medição do Envelope de Aceleração, Filtro nº 3 e 
assim por diante. 
 
Observe que as medições do Envelope de aceleração e as medições SEE são 
mais efetivas se feitas na zona de carga do rolamento, e portanto, num 
equipamento montado horizontalmente, por exemplo, as medições gE e SEE são 
feitas no eixo horizontal. 
 
HFD, SEE, e gE são todas medições de alta freqüência e, portanto, muito mais 
críticas para se garantir que os dados são medidos corretamente. Os melhores 
resultados para estas leituras são obtidos utilizando-se transdutores montados 
permanentemente. Em muitas instalações, entretanto, isto não é possível nem 
apropriado para a operação do cliente. Um erro bastante comum no processo de 
coleta de dados de uma medição de HFD, gE ou SEE é usar base magnética 
 
 101 
plana montada numa superfície arredondada. Um programa de sucesso tem que 
ser consistente. Quando selecionar o método mais adequado para uma aplicação 
específica, considere fatores como; experiência do operador e cansaço potencial 
do operador durante longas sessões de coleta. 
 
 
 
Figura 51 - Montagem incorreta de base magnética plana em superfície curva permitindo excessiva 
liberdade, resultando em dados não repetitivos. 
 
Marcação física dos pontos de coleta: 
 
A alta confiança na repetitividade dos dados é a chave do sucesso para o 
programa de monitoramento de vibrações. Os dois “elos mais fracos” observados 
são: 
 
A medição não é feita no mesmo lugar e segundo o mesmo ângulo de contato 
todas às vezes; 
O uso de hastes de extensão nos transdutores e nos instrumentos de medição 
apoiados manualmente contra o local da medição. 
 
A coleta de dados em campo feita através de instrumentos portáteis requer uma 
atenção absoluta aos detalhes para se garantir que os dados são obtidos da 
mesma maneira repetidamente, e que os dados sejam reproduzíveis. Como 
mencionado anteriormente, o uso de acelerômetros com ponteira é inaceitável. 
Por razões óbvias, um sensor montado com prisioneiro diretamente na estrutura 
da máquina seria o ideal. Contudo, na maioria das aplicações portáteis, sensores 
montados com prisioneiro são caros e nada práticos. 
 
Recomenda-se usar acelerômetros magneticamente acoplados para aplicações 
rotineiras em equipamentos industriais. O uso de acelerômetros com “extensões” 
não é aceitável. 
 
Entre os problemas normalmente encontrados com o uso de transdutores 
magneticamente montados estão: 
 
• estrutura do equipamento feita de um metal sobre o qual o magneto não 
pode ser preso; 
• má fixação da base magnética; 
 
 102 
• a coleta de dados nãoé feita no mesmo local todas às vezes; 
• aletas de trocador de calor obstruindo o acesso com o sensor, e; 
• acesso limitado ao local do ponto de coleta onde devem ser obtidos os 
dados ideais. 
 
Existem, evidentemente, vários outros problemas encontrados em campo, mas 
estes apontados acima estão entre os mais comuns. Para se garantir que os 
dados obtidos são confiáveis, recomenda-se o seguinte procedimento para a 
marcação de pontos de coleta no equipamento. 
 
Discos de montagem do acelerômetro: 
 
O acelerômetro e o prisioneiro de fixação do acelerômetro necessitam de uma 
área de montagem sobre as máquinas. O equipamento que é periodicamente 
medido deve ter um disco de aço laminado a frio de diâmetro mínimo de 30 mm 
(dependendo do tamanho do magneto a ser usado) permanentemente fixado nos 
locais de ponto de medição com adesivos aprovados. O lado a ser fixado à 
superfície da máquina deve ter uma aspereza de superfície de 500 rms 
(aproximadamente) para garantir uma fixação adesiva adequada. A espessura do 
disco deve ser suficiente para que o mesmo não tenha seu perfil plano distorcido 
(espessura mínima de 3 mm, ou, mais adequada, aproximando-se de 10 mm). A 
SKF CoMo recomenda um disco de aço inoxidável da série 409, que possui um 
conteúdo alto de ferro o suficiente para garantir boas características magnéticas, 
ao mesmo tempo em que apresenta uma boa resistência à corrosão em 
ambientes razoavelmente hostis. 
 
O aço inoxidável da série 409 torna-se “avermelhado” com uma camada de 
corrosão passiva num ambiente exposto, o que é aceitável nesta aplicação. Os 
discos de aço apresentam uma superfície plana e lisa para fixação do 
acelerômetro magneticamente acoplado para realização das medições. Além 
disso, tais discos garantem que cada medição periódica é obtida no mesmo local 
sobre as máquinas. A marcação da identificação do ponto (i.e., “2H”) sobre a face 
do disco ajuda o técnico a identificar o local correto para a coleta de dados. 
 
 
Figura 52 - Exemplo de discos de montagem. 
 
 103 
Outros discos de montagem do acelerômetro (blocos sísmicos, arruelas ou outros 
materiais ferrosos em ambientes não corrosivos) podem ser usados como opções 
para os discos acima. 
 
Instalação de bases de fixação (discos de montagem) do acelerômetro: 
 
Verifique se o local de medição na máquina está limpo e livre de tinta, óleo, 
ferrugem, resíduo de tinta, etc. Limpe completamente a superfície do metal 
usando um esmeril de mão de 4º ou uma broca de perfuração rebaixada 
acoplada a uma furadeira elétrica para preparar a superfície. É fundamental que 
as superfícies limpas e metálicas sejam preparadas. Qualquer resíduo de óleo, 
tinta, poeira, ferrugem ou qualquer outro material estranho impedirá 
invariavelmente a adesão do disco. Lave a superfície preparada usando um 
solvente, como álcool isopropílico ou acetona. Quando trabalhar em ambientes 
voláteis ou explosivos, obtenha as autorizações apropriadas, ou use um solvente 
aceitável para preparar a superfície. 
 
Embora a superfície de fixação entre a base do disco e a máquina deva ser 
áspera para garantir uma adesão adequada, é importante que ela esteja livre de 
poeira, óleo, água e graxa. 
 
Fixe uma face do disco de montagem diretamente sobre a superfície preparada 
da máquina aplicando uma leve “torção” para criar um filete de adesivo (filete 
completo) em torno da base do disco usando os produtos aprovados para esta 
aplicação. Para as máquinas cuja temperatura de superfície não exceda 120oC 
podem ser usados adesivos como 3M DP420 ou adesivos Versalok. Siga as 
instruções para a mistura e aplicação dos adesivos para obter uma instalação 
correta. 
 
A seleção do adesivo correto é vital! São recomendados os adesivos de epoxy 
com características de endurecimento após a secagem (“dureza”). Caso o 
adesivo não seque completamente, e o mesmo possuir características plásticas 
flexíveis, remova-o completamente e fixe o disco novamente fazendo a 
preparação correta da superfície, e/ou mude para um adesivo que seja adequado 
ao ambiente de aplicação. Note que a maioria das instalações requer o 
preenchimento de uma folha FDM para o adesivo e solventes a serem usados 
antes que os materiais sejam levados ou utilizados no local. As folhas FDM 
devem ser disponibilizadas para todos os adesivos e solventes trazidos para as 
facilidades do cliente. 
 
Podem ser usados temporariamente adesivos de cianoacrílico, para uma única 
coleta de dados. Entretanto, tais adesivos tornam-se muito frágeis após a 
secagem e estão sujeitos a quebras durante a dilatação decorrente do 
aquecimento da máquina em operação. Em aplicações gerais, os adesivos de 
cianoacrílico não são adequados. 
 
Fixe o disco no local usando uma fita. Embora a secagem do adesivo possa 
ocorrer em poucos minutos, é necessário aguardar-se 24 horas para garantir uma 
 
 104 
boa adesão e também até que o adesivo torne-se um corpo rígido para obter-se 
um bom acoplamento de sinal. 
 
É importante inspecionar visualmente o disco para verificar as características de 
adesão. Observe o filete uniforme de adesivo em torno da base do disco. O filete 
deve aparecer como uma fieira uniforme em torno da base do disco para 
proporcionar uma boa adesão e vedação. Uma superfície côncava no filete irá 
permitir o vazamento de óleo entre o disco e a superfície da máquina, o que 
causará falha na adesão do disco. 
 
 
 
Figura 53 - Tipos de utilização de cola adesiva. 
 
Embora seja preferível manter a fita no local por 24 horas, ela pode ser 
geralmente removida algumas horas depois da secagem ao toque do adesivo. É 
importante não remover a fita até que o adesivo esteja seco o suficiente para 
impedir qualquer movimentação do disco ou o rompimento do filete o que 
permitiria que óleo e outros materiais estranhos infiltrassem sob o disco. 
 
Aguarde 24 horas para a secagem do adesivo antes de iniciar a coleta de dados! 
 
É fundamental que a temperatura da superfície da máquina, a umidade e outros 
fatores ambientais sejam considerados na determinação de qual adesivo será 
utilizado. Ao fixar as montagens de transdutores sobre as máquinas, o principal 
fator é a dureza do adesivo no equipamento operante. O adesivo corretamente 
seco deve ser bem rígido, apresentando tanto quanto possível uma dureza de 
material cerâmico. Outras opções, dependendo da temperatura dos fatores 
ambientais, são cimentos odontológicos (e outros adesivos de alta temperatura e 
alta resistência). 
 
Opções para máquinas cuja montagem não permite o uso de discos: 
 
Em campo, haverá ocasiões em que a montagem de um disco não poderá ser 
feita por questões de segurança das pessoas ou segurança da máquina. 
Apresentamos a seguir algumas opções que podem ser úteis em aplicações 
específicas. 
 
 105 
 
 
 
 
 
• Rebaixo feito por Broca de Perfuração Rebaixada: 
 
Em algumas aplicações, como rolamentos para máquinas de papel, onde as 
caixas do rolamento podem ser de ferro fundido, se a colagem de um disco 
não for aceitável devido à possibilidade de o disco acidentalmente soltar-se e 
cair dentro da máquina, uma boa alternativa pode ser a perfuração de um 
rebaixo plano na superfície da máquina para fixação do transdutor 
magneticamente acoplado usando-se uma broca de perfuração rebaixada de 
4 ranhuras. 
 
• Bloco de Montagem do Acelerômetro (“Blocos Sísmicos”): 
 
Em aplicações onde às máquinas não oferecem uma área adequada para a 
montagem de um disco de superfície ou para se fazer uma depressão usando 
broca de perfuração rebaixada (por exemplo, máquinas de moagem), ou se a 
temperatura da máquina é alta demais para a aplicação de adesivos, um 
bloco de montagem de acelerômetro pode ser uma alternativa aceitável. 
 
 
Figura 54 - Bloco de montagem. 
 
Nesta aplicação, é fabricado um quadrado sólido perfurado no centro em um 
único plano de diâmetro suficiente para permitir a passagem de um parafuso 
Allen na tampa M6. É feito um furo M6 e ajustado na caixa da máquina num 
determinado local.O bloco é anexado a ponto de coleta, permitindo que seja 
fixado um transdutor magneticamente acoplado a ponto de coleta da máquina, 
oferecendo acoplamento mecânico adequado para garantir uma boa coleta de 
dados. 
 
 
 
 
 106 
Os pontos principais nesta instalação são: 
 
• Na fixação do bloco à superfície da máquina, deve ser aplicada graxa às 
roscas do parafuso e a superfície de fixação do bloco voltada para a 
máquina; 
 
• As roscas do bloco devem receber um torque de acordo com as 
especificações mínimas para garantir que o bloco torne-se um 
componente rígido da caixa da máquina. Desta forma, consegue-se uma 
boa transferência de energia; 
 
• O furo no bloco para o parafuso deve ser escareado no bloco a uma 
profundidade suficiente para criar uma superfície plana no bloco onde será 
inserido o transdutor magnético. Isto é particularmente importante se for 
usado um imã de metal raro de superfície plana; 
 
• Esta opção é também aceitável para o acoplamento do transdutor 
magnético a superfícies não ferrosas (exemplo: caixa de bombas de 
bronze); 
 
• Ambientes hostis/superfícies de máquinas não ferrosas; 
 
• Usando uma broca de perfuração rebaixada de 4 ranhuras, faça um 
rebaixo plano na superfície da máquina. Usando o adesivo apropriado, 
instale um disco de montagem de acelerômetro no rebaixo, certificando-se 
de que haja um filete adequado de adesivo preenchendo a área entre o 
disco e a superfície da máquina; 
 
• O equipamento localizado em ambientes hostis ou inseguros pode 
comprometer a segurança do técnico em colocar um transdutor 
magneticamente acoplado no local de coleta. Nestes casos, recomenda-se 
que um transdutor seja montado permanentemente no local/instalação 
corretos, e que um cabo seja disponibilizado adequadamente para um 
ponto conveniente onde um coletor portátil de dados será conectado para 
se fazer às medições. 
 
6.2 Procedimentos finais: 
 
Ao completar os esboços das folhas de dados do equipamento e da instalação 
física dos discos de ponto de coleta, o especialista deve percorrer a fábrica 
segundo o esquema de montagem das rotas pretendidas e organizar as FDM’s 
na mesma seqüência. Deste modo, o técnico obterá uma referência cruzada de 
dados e localizações das máquinas, e poderá ajudar na programação do banco 
de dados. 
 
 
 
 
 107 
Durante a caminhada final, verifique: 
 
• Se não existe qualquer tubulação acidentalmente deixada sobre alguma 
das máquinas; 
 
• Se não há algum disco de amostra que possa ter sido removido da 
posição; 
 
• Se não há lixo ou materiais acidentalmente ignorados durante a instalação, 
etc. 
 
É aconselhável proceder esta caminhada final juntamente com um representante 
da área, para o caso de existirem questões ou outras informações disponíveis 
nesse momento. 
 
 
6.3 Programação dos bancos de dados PRISM: 
 
Revisão: 
 
O aspecto mais crítico do monitoramento de vibração como parte de sistema de 
monitoramento integrado de múltiplos parâmetros é a coleta física dos dados 
propriamente. Por esta razão, as diretrizes a seguir devem ser utilizadas para 
implementação de um programa de monitoramento de vibração usando os 
bancos de dados PRISM. 
 
Este é um documento geral. Haverá situações em que será necessário desviar-se 
destes procedimentos. Contudo, o bom senso de engenharia é sempre nosso 
melhor recurso. É nossa responsabilidade, como provedores de recursos 
técnicos e instrumentação, oferecer ao usuário uma metodologia altamente 
confiável. A partir dessa base técnica, o cliente poderá então tomar decisões 
operacionais com relação às opções e compromissos de sua preferência para 
este programa específico. 
 
O banco de dados deve ser preciso e completo. Ambos o PRISM2 e o PRISM4 
para Windows visam “orientar” o técnico nas etapas de programação, e a 
programação, por sua vez, foi projetada para ser completada usando-se mais de 
um método, dependendo da experiência técnica do operador e das necessidades 
da aplicação. O desenvolvimento completo do banco de dados deverá incluir 
todos os pontos, alarmes gerais, alarmes espectrais ou de banda estreita, 
conforme o caso, e rotas. 
 
Classificando e selecionando máquinas a monitorar: 
 
Durante o levantamento do local, o equipamento deve ser avaliado com base na 
vida útil e segurança operacional. Geralmente, não é prático monitorar todos os 
 
 108 
equipamentos de uma instalação. Deve-se considerar atentamente os três 
critérios abaixo para determinar a classificação do equipamento: 
 
• Crítico - Se ocorrer falha ou queda de energia, interrupção da produção, 
ou a operação da máquina criar um ambiente inseguro; 
 
• Essencial - Se ocorrer falha ou queda de energia e a produção for 
interrompida; 
 
• Não Essencial ou Redundante - Se ocorrer uma falha e houver perda da 
produção; entretanto, uma unidade redundante pode ser colocada em 
funcionamento, ou um reparo reativar o sistema de produção sem perda 
significativa da produção. 
 
Deve-se considerar especialmente o que o equipamento pode afetar: 
 
• Segurança - A falha no equipamento ou alguma condição de operação 
anormal poderá criar condições inseguras para as pessoas, ambiente ou 
público? 
 
• Falha catastrófica ou perda irrecuperável - a perda desta máquina 
criaria uma falha catastrófica, ou seria financeiramente comprometedora? 
 
• Manutenção excessiva - Esta máquina tem uma freqüência alta de falha, 
ou requer atenção especial para ser mantida operacional e produtiva? 
 
• Custo excessivo de reparos - Esta máquina requer custos de reparos 
extremamente altos? 
 
OBS: O equipamento classificado como Crítico ou Essencial deve ser monitorado 
em todas as circunstâncias. O equipamento classificado como Não-Essencial 
deve ser monitorado quando possível. 
 
Normalmente, equipamentos essenciais operam por mais de 320 horas por mês 
(dois turnos completos, 5 dias por semana) devem ser monitorados no mínimo 
uma vez por mês. O equipamento Não-Essencial deve ser monitorado não 
menos do que uma vez a cada trimestre. 
 
Nota: Lembre-se de que quando uma máquina começa a demonstrar uma 
tendência indicando um aumento do nível de vibrações, a freqüência da coleta de 
dados deve aumentar para melhorar a confiabilidade da máquina, determinar a 
causa da falha, determinar condições operacionais que afetam a máquina, e/ou 
seu ciclo normal de desgaste com relação à sua confiabilidade. 
 
As máquinas que contêm mancal de escorregamento, sistemas de engrenagens, 
etc., têm freqüências de defeito e mecanismos de desgaste definíveis durante a 
falha. Uma vez que esses padrões ou seqüências são identificados durante o 
processo de análise e diagnóstico, a freqüência da coleta de dados deve ser 
 
 109 
ajustada para se avaliar a vida útil restante, durante o planejamento do reparo ou 
substituição. Esse processo de avaliação e diagnóstico contínuo pode ajudar a 
operação e a equipe de manutenção no controle de suas opções, permitindo que 
eles tomem as decisões operacionais para prolongar a vida da máquina visando 
conseguir um tempo de interrupção controlado e aceitável. 
 
Em muitas aplicações industriais, recomenda-se atribuir níveis de prioridade a 
freqüências crescentes de coleta de dados durante a identificação de um 
problema. As recomendações mais comuns são: 
 
• Prioridade CRÍTICA - Os dados do equipamento indicam que a falha é 
iminente. O equipamento requer atenção imediata, e deve-se considerar 
uma interrupção imediata para reparos. Durante este nível de atenção, a 
máquina deve ser monitorada pelo menos uma vez a cada turno. 
 
• Prioridade ANORMAL - Os dados do equipamento indicam que a 
operação encontra-se na categoria hostil. Devem ser feitos planejamentos 
para se organizar interrupções para reparo na primeira oportunidade. Os 
dados sobre vibração, óleo, temperatura e dados operacionais devem ser 
examinados para se determinar não apenas as tendências dos dados 
dinâmicos, mas também a causa principal deve ser diagnosticada de 
maneira que nãosó sejam reparadas as falhas sistêmicas (i.e., 
rolamentos, lubrificante, etc.), como também sejam identificadas às falhas 
de origem, e sejam feitos reparos ou consideradas as opções de operação 
(desequilíbrio, desalinhamento, velocidade excessiva da máquina, 
problemas de resfriamento, etc.) para prolongar a disponibilidade da 
máquina e minimizar o risco de perda da produção. 
 
• Prioridade MONITORAÇÃO ESTREITA - tipicamente empregada quando 
é detectada uma alteração no desempenho da máquina ou em sua 
dinâmica. Todavia, deve-se observar as tendências para se determinar se 
a máquina estabiliza, ou se os métodos operacionais estão provocando 
algum desvio, em vez de os mecanismos de desgaste mecânico. 
Normalmente, a freqüência de coleta de dados do equipamento é dobrada 
durante este período (a coleta mensal passa para bissemanal, bimensal 
torna-se mensal, etc.). 
 
• Prioridade NORMAL - nenhuma tendência ou desempenho anormais são 
observados na época da coleta de dados. Assim nenhuma ação é 
normalmente recomendada neste período e a coleta de dados é 
programada para a próxima data estabelecida. 
 
 
Métodos para aquisição de dados: 
 
O melhor método de coleta de dados é o que minimize a probabilidade de falha 
do equipamento. Embora, do ponto de vista da Física, recomenda-se que os três 
eixos de dados sejam tomados para cada mancal (horizontal, vertical, e axial), e 
 
 110 
que os dados sejam coletados considerando-se vários parâmetros (velocidade, 
aceleração, envelope de aceleração, etc.), as considerações práticas apelam 
para o bom senso dos componentes físicos sendo medidos, e a compreensão da 
maneira como a máquina pode potencialmente falhar para se detectar uma 
aberração de máquina com antecipação (tempo limite) suficiente para se adotar a 
medida corretiva apropriada. Em muitos casos, o simples acesso a um local de 
coleta pode impedir que se consiga dados no ponto sugerido. Em alguns casos, 
podem ser disponibilizados sensores de proximidade tipo eddy current para 
informações de orbitação de eixos. Como todas estas questões são variáveis, 
apresentamos aqui uma breve discussão das considerações mais comuns. 
 
Deslocamento é a medida linear física real entre um ponto de referência 
(superfície da caixa) e a posição física real do eixo. Por esta razão, é usado um 
dispositivo de proximidade ou fotométrico para se medir a mudança real do 
deslocamento, com o ponto de referência sendo o ponto físico real da superfície 
do instrumento de medição, e o eixo oferecendo a superfície variável de medição. 
O sensor típico para medição do deslocamento é um sensor de proximidade tipo 
eddy current permanentemente instalado. Uma vez que os sensores de 
proximidade devem estar fisicamente instalados no conjunto eixo/mancal, 
normalmente eles não são adequados para sistemas portáteis de monitoração. 
As medições de deslocamento são válidas como valores lineares reais 
SOMENTE quando tomadas a partir de um sensor de proximidade tipo eddy 
current instalado. As características e as aplicações de sensores de proximidade 
não são discutidas neste documento. Como a velocidade e a aceleração são 
medições feitas nas caixas dos mancais, são introduzidas variáveis pela 
impedância mecânica dos vários componentes e fluidos dos sistemas mecânicos. 
Isto invariavelmente resulta em coeficientes de erro que não são considerados, e 
são, portanto, inaceitáveis para integração de valores relativos de deslocamento. 
 
Velocidade é a primeira derivada do deslocamento, com a introdução do vetor 
velocidade. Encontram-se disponíveis numerosas referências ilustrando as 
relações matemáticas de deslocamento, velocidade e aceleração. Como a 
integração da aceleração para a velocidade depende da freqüência, observa-se 
uma interessante característica de apresentação. 
 
Se mantivermos constante a aceleração e representarmos num gráfico a relação 
velocidade x amplitude, veremos: 
 
 111 
 
 
Figura 55 – Gráfico Amplitude x Freqüência. 
 
OBS: Observe que outros fatores como tempo de resposta de freqüência, filtros, 
etc., não foram considerados neste exemplo, para simplificar a apresentação do 
conceito. Assim, vemos que para uma medição de velocidade na faixa de baixas 
freqüências, temos um indicador visualmente bastante grande, que diminui à 
medida que a freqüência aumenta. Desta forma, a velocidade é um indicador 
visual muito bom para apresentações de freqüências de ordem mais baixa, como 
desbalanceamento, desalinhamento, folga mecânica, e freqüências de rolamento 
de ordem baixa que são evidentes em situações de falhas antecipadas. 
 
Aceleração é a segunda derivada do deslocamento, e é, por definição, a 
quantidade mensurável da taxa de mudança no sinal. A aceleração é a resultante 
de uma mudança na velocidade linear ou direção. Um objeto em repouso não 
está sob aceleração. Um objeto com velocidade linear constante sem mudança 
de direção tem aceleração nula. A aceleração é uma ferramenta bastante valiosa 
na análise de equipamento rotativo devido à característica de rotação de que o 
elemento está, por definição, constantemente mudando de direção. A aceleração 
é uma quantidade que, com modernos acelerômetros, produz um resultado que é 
linear ao longo de um amplo intervalo de freqüências, e torna-se mais visual à 
medida que a freqüência aumenta. 
 
OBS: Observe que a apresentação dinâmica de dados de aceleração torna-se 
um sinal maior e mais facilmente reconhecível à medida que a freqüência 
aumenta. É importante lembrar que a seleção do parâmetro de apresentação é 
mais uma função dos sentidos humanos em reconhecer a freqüência em 
questão, do que a física real do sinal presente, já que a Física nos diz que o sinal 
estará lá independentemente do método usado em sua detecção - é meramente 
uma questão de apresentação para tornar a característica de interesse 
reconhecível durante a observação! 
 
Tendo isto em mente, uma freqüência de desbalanceamento e uma freqüência de 
rolamento pareceriam algo como as seguintes apresentações. 
 
 112 
 
 
Figura 56 – Gráfico Velocidade x Freqüência. 
 
A mesma medição de força, apresentada na aceleração, teria uma relação visual 
parecida com: 
 
 
 
Figura 57 – Gráfico Aceleração x Freqüência. 
 
Os acelerômetros são normalmente usados na coleta de dados de vibração em 
equipamento rotativo porque: 
 
• Os acelerômetros são pequenos e de pouco peso (conveniência de 
acesso); 
 
• Os acelerômetros, essencialmente, não têm partes móveis, o que aumenta 
sua confiabilidade em campo; 
 
• Os modelos de cristal produzem um grande sinal de saída para um evento 
dinâmico razoavelmente pequeno, o que simplifica os requisitos de 
condicionamento de sinal; 
 
 
 113 
• Os acelerômetros têm uma resposta linear razoavelmente constante ao 
longo de uma ampla faixa de freqüências; 
 
• Os acelerômetros são razoavelmente baratos de serem fabricados; 
 
• Os acelerômetros produzem uma saída alta para um nível de energia 
relativamente baixo nas faixas de freqüências mais altas. Isto os torna 
especialmente convenientes para a monitoramento de freqüências de 
rolamento. 
 
Embora seja coletado um sinal de aceleração, os coletores de dados de última 
geração e analisadores de tempo real fazem a integração da aceleração para a 
velocidade, e ambas as apresentações tornam-se disponíveis, aumentando a 
evidência dos sintomas mecânicos sob exame. As apresentações da velocidade 
são mais adequadas para fenômenos mecânicos de baixa ordem, e a aceleração 
é mais adequada para eventos de freqüência maior (exemplos: freqüências de 
rolamentos e de engrenamentos), podemos aproveitar as vantagens de cada 
medição. 
 
 
Resolução espectral: 
 
A resolução espectral é definida como: 
 
 
 
onde: 
 
 fmax = freqüência máxima de interesse; 
 fmin = freqüência mínima de interesse; 
 fres = resolução de freqüência por linha de filtro. 
 
se os dados forem tomados de 0 a 100Hz e utilizando-se uma apresentação 
espectral de 400 linhas, teremos a seguinteresolução: 
 
 
 
Uma vez que é importante ter-se uma resolução razoável para realizar a análise 
definitiva do espectro, podemos usar os dados obtidos por acelerômetro, 
estabelecer os respectivos valores de fmax para melhor utilização de suas 
características ideais de apresentação, e aumentar a eficiência dos recursos de 
diagnose e detecção. Uma alternativa seria aumentar o número de linhas à 
 
 114 
medida que a freqüência aumenta. Todavia, isto também aumenta o tempo de 
coleta de dados, o que pode ser indesejável para os procedimentos de rotina de 
coleta de dados. 
 
 
Parâmetros de medição sugeridos: 
 
Sugerimos que os parâmetros de velocidade e aceleração sejam medidos 
através da seguinte diretriz geral para freqüência máxima de medição: 
 
Velocidade do 
Eixo [rpm] 
VELOCIDADE 
[mm/s] 
ACELERAÇÃO 
[g’s] 
< 1200 100 Hz (6 000 cpm) 1 000 Hz (60 000 cpm) 
1200 - 2400 200 Hz (12 000 cpm) 2 000 Hz (120 000 cpm) 
> 2400* 500 Hz (30 000 cpm) 5 000 Hz (300 000 cpm) 
 
Figura 58 – Parâmetros de medições sugeridos. 
 
*Turbinas a gás, turbocompressores, etc., que têm velocidades de operação 
muito altas, normalmente têm a aceleração fmax definida em cerca de 10kHz 
(600kCPM), e necessitam de acelerômetros com resposta plana > 10 Khz e 
fixação através de prisioneiro. 
 
Em alguns casos, dependendo da configuração do sistema mecânico, pode ser 
desejável aumentar-se a fmax de aceleração de um fator de 10, se existir a 
suspeita de ruído de alta freqüência gerados na própria estrutura, ou se os 
componentes internos forem desconhecidos, e existir a probabilidade de uma 
fonte de ruído gerado por alta freqüência. A medição da aceleração deve ser feita 
primeiro para se observar os eventos de freqüências mais altas relacionados com 
o desgaste prematuro de rolamentos, anomalias de engrenagens, problemas de 
lubrificação, etc., antes que se tornem consideráveis no espectro de velocidade. 
Durante esta fase da análise, é menos importante quantificar as medições do que 
garantir que os eventos são observáveis, assim, fmax pode ser elevada a uma 
freqüência mais alta para melhorar a observação. 
 
No caso de avaliar-se a condição de engrenagens, as medidas de aceleração 
(g’s) e envelope de aceleração (gE) fornecem a melhor apresentação das 
características de engrenagens. Mostramos a seguir uma diretriz geral para 
estudos de engrenamento. 
 
ESTABELECIMENTO DA ACELERAÇÃO: 
 
fmax = (3 x FREQ CALCULADA DE ENGRENAMENTO.) + 10% 
 
Defina os números de linhas de análise a um mínimo de 400 linhas, apesar de 
um número maior de linhas espectrais melhorar a resolução do espetro. 
 
 
 115 
Definindo fmax a (3x Engrenamento)+10% garante que engrenamentos mais dois 
harmônicos do engrenamento fiquem disponíveis para a análise, mais uma 
“margem” suficiente para se observar à modulação de banda lateral, se existir, 
nos harmônicos da freqüência fundamental do engrenamento. 
 
Observe que as informações de velocidade da máquina são vitais para o 
processo de diagnóstico de velocidade variável ou equipamento com cargas 
variáveis. Por esta razão, recomenda-se que seja programado um ponto de 
verificação de velocidade a uma resolução mais alta no processo de coleta de 
dados normal. Na criação de modelos de equipamento, a SKF definiu a medição 
de velocidade do ponto 1H ou 2H como um espectro de 1600 linhas. Este ponto 
consome uma quantidade de tempo significativamente maior na coleta de dados, 
mas a velocidade é facilmente verificada através deste ponto. 
 
Note que o aumento do número de linhas de resolução aumenta o tempo de 
coleta de dados, mas o nível de confiança na medição final compensa 
largamente a desvantagem de alguns segundos a mais para se obter os dados. 
 
Envelope de aceleração (gE, ou Envelope de Aceleração) constitui uma 
excelente e eficaz ferramenta para a análise de eventos de alta freqüência mais 
comumente associados com a condição do rolamento. Em geral, é aplicado um 
dos quatro filtros de banda larga para se examinar o espectro de aceleração de 
alta freqüência. A próxima etapa é processar o sinal resultante de tal maneira que 
as freqüências mais proeminentes no espectro apresentado são as freqüências 
moduladas de rolamento. Existem vários estudos e diretrizes sobre a discussão 
das teorias e aplicações do envelope de aceleração. Os quatro principais filtros 
de envelope de aceleração usadas em equipamentos industriais são: 
 
Velocidade do Eixo 
(em rpm) 
Envelope de Aceleração 
(em Hz) 
Intervalo de Análise Espectral 
do Sinal do Envelope de 
Aceleração 
(em Hz) 
< 50 5 – 100 0 – 10 
25 - 500 50 – 1 000 0 – 100 
250 -
 5000 
500 – 10 000 0 – 1000 
2500+ 5 000 – 40 000 0 – 10 000 
(André Smulders, 1993) 
 
Figura 59 – Uso do envelope de aceleração. 
 
Nota: Uma simplificação da tabela acima para seleção do filtro de envelope é 
multiplicar a rotação da máquina por 10 e selecionar o filtro com freqüência 
superior. 
 
Na maior parte do intervalo de 1100 rpm a 3600 rpm de equipamento operante, o 
terceiro filtro do envelope de aceleração é mais aplicável. A freqüência máxima 
usada na apresentação do espectro da medição do envelope de aceleração pode 
ser definida como cerca de 40 vezes a velocidade de funcionamento da máquina 
 
 116 
sendo testada. Na maioria dos casos, o envelope de aceleração é mais 
adequado para as medições horizontal ou radial, uma vez que elas estão 
próximas à zona de carga e a folga no rolamento não é máxima. 
 
Nota: Em casos onde os componentes do equipamento foram definidos e a 
experiência do analista complementa o método, as medições do envelope de 
aceleração são geralmente substituídas por pontos de aceleração. Isto não é 
apropriado para redutores ou equipamento de configuração complexa. 
 
Outras tecnologias de processamento de dados, i.e., tecnologia SEE, HFD e 
outras técnicas de processamento fornecem opções adicionais para os recursos 
de detecção e análise, dependendo da configuração da máquina, experiência do 
analista, além de outros fatores. Estas tecnologias são especialmente confiáveis 
em sistemas montados permanentemente (LMU’s, etc.). Entretanto, em 
aplicações portáteis, as medições podem fornecer dados de difícil reprodução, 
devido às variáveis introduzidas durante a coleta de dados portátil. Estes 
parâmetros de tecnologias adicionais podem ser incorporados ao banco de 
dados, dependendo da aplicação. 
 
 
Médias: 
 
É necessário um mínimo de 8 médias para garantir a repetitividade de 1dB. Em 
termos de porcentagem de confiança na repetição de sinais, 6 médias resultam 
normalmente em uma qualidade de repetição de 75% em sinais periódicos. 8 
médias aumentam esta repetitividade para aproximadamente 95%. Recomenda-
se que seja usado um mínimo de 8 médias na coleta de dados de monitoramento 
dos dados espectrais. Contudo, surgem dois problemas: 
 
• Pequeno aumento no tempo de coleta de dados de 6 contra 8 médias; 
• Problemas de baixa rotação do equipamento afetando a coleta de dados. 
 
O pequeno aumento no tempo necessário para se obter dados em 8 contra 6 
médias é mínimo para freqüências fmax maiores do que 100Hz. 20 milissegundos 
multiplicado por mais duas médias é irrelevante, e o tempo de processamento de 
FFT é relativamente aceitável. 
 
A baixa rotação do equipamento apresenta problemas únicos. Pode ser 
necessário um número menor de médias, e isto é responsabilidade do analista 
para determinar o compromisso da duração do evento em função da 
disponibilidade dos dados. Entretanto, a prática para se medir equipamentos 
industriais deve ser de 8 médias. 
 
O espectro do envelope de aceleração (gE) é um sinal processado que apresenta 
apenas os sinais repetitivos e modulados normalmente associados com 
freqüências de rolamentos e engrenagens. Nesta aplicação, apenas 1 amostra, 
ou média, é necessária. 
 
 
 117 
Estabelecimento de bandas: 
 
A análise por bandas (bandagem) é usada em aplicações como avaliação de 
garantia de qualidade ou monitoramento de condições de equipamentode 
velocidade variável. Para maiores informações sobre as bandas no processo de 
avaliação e diagnose, consulte “Proven Method for Specifying Both 6 Spectral 
Alarm Bands As Well As Narrowband Alarm Envelopes Using Today’s Predictive 
Maintenance Software Systems”, de autoria e com direitos de reprodução da 
Technical Associates of Charlotte. Os produtos do software PRISM permitem 
configurar mais do que o método das 6 bandas. 
 
Observe que existem dois tipos diferentes bandas de alarme espectral: 
 
• Limite Absoluto - permite aos usuários especificar a amplitude máxima 
permitida de qualquer pico único dentro de cada banda designada (se 
qualquer pico for igual ou maior do que este limite, o alarme da banda será 
acionado), e; 
 
• Faixas de Potência - calcule a energia total (ou “potência”) dentro de cada 
banda gerada por todos os picos dentro da banda (usando-se a mesma 
base de cálculo que a usada para calcular o nível geral de todo um 
espectro). 
 
As freqüências máxima e mínima de cada banda podem ser definidas através do 
software, ou pode-se definir uma função da velocidade rotacional (1x rpm a 5x 
rpm, por exemplo). 
 
Uma vez que as características da análise de banda são específicas da aplicação 
e bastante subjetivas, consulte o documento acima para obter mais informações 
sobre a definição técnica de aplicações de bandas. 
 
 
 
 
 
Figura 60 - Exemplo de Bandas. 
 
 
 
 118 
 
6.4 Estabelecimento de níveis de alerta: 
 
Os níveis de alerta dos “Números Críticos” são sempre difíceis de se determinar 
em um novo banco de dados, devido a variações nas características da máquina, 
montagem, carga, etc. A orientação mais geral usada na indústria é a Norma 
ISO. Existem duas áreas a serem consideradas na aplicação destas diretrizes: 
 
• As diretrizes dependem da freqüência, em vez de projetadas para 
aplicações gerais; 
 
• Estas diretrizes são aplicadas para todas as classificações de 
equipamento. 
 
Uma consideração importante para o operador de manutenção é que no 
processo de análise (redução dos dados no relatório de exceções), é desejável 
estabelecer um limite de alerta alto o suficiente para minimizar alarmes externos, 
e ao mesmo tempo conservativo o suficiente para não se perder um desvio crítico 
na condição da máquina. Para ser o mais conservativo possível, o quadro a 
seguir apresenta uma técnica de trabalho de avaliação: 
 
VELOCIDADE 
 DEF A1 ALERTA GERAL 7.5 mm/s 
. DEF A2 ALERTA GERAL 15 mm/s 
 
ACELERAÇÃO 
DEF A1 ALERTA GERAL 2 g’s 
 DEF A2 ALERTA GERAL 3.5 g’s 
 
Note que os níveis gerais, ou não filtrados, de alerta são mais difíceis de serem 
quantificados devido à resposta dentro das designações de banda, etc. Consulte 
o Vibration Diagnostic Guide (Guia de Diagnóstico de Vibração) para obter 
explicações e exemplos. 
 
15 mm/s é considerado um nível operacional inseguro para a operação contínua 
da máquina e para as pessoas, e representa a amplitude dependente da 
freqüência que ultrapassa o limite das diretrizes gerais de segurança da ISO de 
HOSTIL para MUITO HOSTIL. 
 
Obviamente, os níveis de alerta da aceleração são mais conservativos do que os 
níveis de alerta da velocidade, devido às características de transferência de 
energia das freqüências mais altas e baixas amplitudes que ocorrem nos estágios 
iniciais do desgaste do rolamento. 
 
Os níveis de alerta de Envelope de aceleração são mais difíceis de serem 
quantificados devido à energia quantificada sendo dependentes não só da 
amplitude absoluta, mas também da largura variável do pulso do evento, carga, 
 
 119 
condições de defeito, etc. Na época em que este trabalho foi escrito, o quadro a 
seguir representava nossa melhor experiência em amplitudes de alerta para o 
sinal do envelope, obtidas através do MicroLog/MultiLog, com o uso do sensor de 
múltiplos parâmetros montado permanentemente ou magneticamente. 
 
 
 Banda I Banda 
II 
Banda 
III 
Banda 
IV 
A1 INSATISFATÓRIO 0,02 gE 0,2 gE 2 gE 5 gE 
A2 INACEITÁVEL 0,05 gE 0,5 gE 5 gE 25 gE 
(SKF do Brasil - 95) 
 
Figura 61 – Valores de referência para os níveis de vibração. 
 
 
NOTA: Os valores da tabela acima são para valores de pico a pico de Envelope 
de Aceleração. 
 
A utilização destes níveis de alerta destina-se à configuração preliminar de um 
banco de dados somente. Eles podem ser modificados de acordo com os 
requisitos operacionais da máquina sendo testada à medida que o banco de 
dados torna-se qualificado em decorrência de uma coleta de dados de base. 
 
Observe que outros padrões e diretrizes podem ser mais apropriados para 
aplicações específicas da indústria, i.e., o processamento de petroquímicos 
normalmente utiliza especificações API. As aplicações militares usam padrões 
militares apropriados. 
 
 
Autocaptura: 
 
Autocaptura ou captura forçada do espectro é sempre um ponto de preocupação, 
com relação ao tempo da coleta de dados, armazenamento e tamanho do 
programa, bem como os recursos de diagnose. Se um espectro for retido apenas 
em alarme, a propagação histórica não estará disponível para exame. Um 
exemplo seria a identificação do desgaste avançado do rolamento. Sem uma 
base de dados históricos para se examinar, a causa real da falha do rolamento 
está sujeita a especulação, e existe o risco de um evento repetir-se devido à 
possibilidade de a fonte da degradação tornar-se incorreta. A determinação do 
mecanismo de falha é uma questão tão importante para o analista quanto a 
própria falha. A medida da velocidade é uma excelente, e reconhecida forma de 
apresentação do fenômeno em baixas freqüências, e um excelente registro dos 
eventos mecânicos. A aceleração é mais adequada para a detecção e diagnose 
de anomalias de rolamentos e engrenagens, em termos de mecanismo de falha. 
Contudo, a excitação de freqüências caracteristícas das falhas de rolamentos e 
engrenamentos é também normalmente atribuída às condições operacionais, 
como problemas de lubrificação, etc. 
 
 
 
 120 
Geralmente, essas condições podem ser corrigidas, e estenderão notadamente a 
vida útil do rolamento. Considerando-se tais atributos, recomenda-se a seguinte 
configuração: 
 
 
Velocidade Registre VELOCIDADE GLOBAL 
Autocapture ESPECTRO DE VELOC. 
Aceleração Registre ACELERAÇÃO GLOBAL 
Registre ESPECTRO DE ACELERAÇÃO, Somente em 
Alarme** 
Envelope 
Aceleração 
Registre gE GLOBAL 
Autocapture ENVELOPE DE ESPECTRO 
 
 
Figura 62 – Configurações recomendadas. 
 
** O equipamento operando a velocidades maiores do que 3600 rpm também 
deve ter o espectro de aceleração capturado. 
 
NOTA: Todos os espectros devem ser retidos para um registro de linha de base 
do trem da máquina para futura comparação, e para testes de garantia de 
qualidade do trem da máquina quando retornar à operação. 
 
 
Métodos de avaliação e gerenciamento de alertas: 
 
Os métodos para se estabelecer critérios e métodos de alerta variam de acordo 
com a experiência do usuário. Uma das principais preocupações na criação de 
um novo banco de dados é estabelecer critérios de alerta a um nível que alertará 
o operador para uma mudança na máquina, fornecendo a esse operador um 
aviso com antecipação suficiente para que ele pratique suas opções, e ao mesmo 
tempo manter os níveis de alerta realísticos de maneira que não ocorram alertas 
prematuros. A visão geral a seguir identifica um processo no qual um novo banco 
de dados pode começar a “se pagar” imediatamente em termos do tempo 
investido, e tornar-se mais eficiente e abrangente à medida que o mesmo 
amadurecer. 
 
 
Níveis de Alerta “Números Críticos”: 
 
Normalmente, conforme mencionado anteriormente, devem ser atribuídos 
números fixos aos níveis de alerta A1 e A2 na construção do banco de dados. Os 
níveis de alerta descritos acima são configurados ao ponto em que os níveis de 
vibração ultrapassam os limites da Norma ISO de LEVEMENTE HOSTIL para 
HOSTIL. Este é um bom nível de avaliação preliminar, e alertará o operador 
sobre as máquinas que apresentam característicasde vibração excessiva, o que 
pode limitar seriamente sua confiabilidade. É importante lembrar que “níveis de 
alerta - números críticos” são um ponto de início de um programa que contém 
 
 121 
muitos fatores desconhecidos. Durante a fase de inicialização do programa, é 
normal que os níveis de alarme possam permanecer inalterados e indisponíveis 
durante um tempo considerável. Se o ajuste do alarme não for apropriado para a 
máquina em sua configuração única, o risco de falha da máquina permanece 
mais alto do que o aceitável. 
 
 
Nível de Severidade de Vibração: 
 
Severidade de vibração é uma unidade característica que descreve o estado 
vibratório de uma máquina. O valor global escolhido como unidade de medida 
para indicação da severidade de vibração é o valor eficaz da velocidade, ou 
simplesmente velocidade rms (Vef). No entanto, este parâmetro não é 
representado por uma escala de valores absoluta, pois, devido a grande 
diversidade de formas, massa, montagem e condições operacionais dos 
equipamentos acarretam em valores da velocidade rms diferentes para níveis de 
severidade aceitáveis. 
 
A despeito desse fato, baseado em experiência, é assumido que vibrações com 
mesma velocidade eficaz em qualquer ponto, no intervalo de freqüência de 10 a 
1000 Hz, são de igual severidade. Considerando que uma diferença de 4 dB 
representa uma variação de velocidade que acarreta em uma mudança 
significativa na resposta vibratória da maioria das máquinas, é possível a 
construção de uma escala geral independente para a severidade de vibração. A 
Tabela da Figura 63 apresenta a escala publicada na NRB 10082, baseada na 
norma ISO 2372/74. 
 
 Faixa de velocidade (rms) 
(valor eficaz da velocidade de vibração) 
Faixa de classificação mm/s 
 acima de até 
0,11 
0,18 
0,28 
0,45 
0,71 
1,12 
1,80 
2,80 
4,50 
7,10 
11,20 
18,00 
28,00 
45,00 
71,00 
0,071 
0,112 
0,180 
0,28 
0,45 
0,71 
1,12 
1,8 
2,8 
4,5 
7,1 
11,2 
18,0 
28,0 
45,0 
0,112 
0,18 
0,28 
0,45 
0,71 
1,12 
1,80 
2,8 
4,5 
7,1 
11,2 
18,0 
28,0 
45,0 
71,0 
 
Figura 63 - Faixas de severidade de vibração 10 Hz a 100 Hz. 
 
 122 
 
A partir desse tipo de escala, é possível se estabelecer uma classificação para as 
máquinas onde se define faixas de severidade de variação associadas à classe e 
qualidade do equipamento. Existem internacionalmente várias normas sobre o 
assunto, as mais utilizadas são: 
 
• VDI Richtilinie 2056 - Alemã; 
 
• BS 4375 - Inglesa; 
 
• AFNOR 90.300 - Francesa – Americana; 
 
• ISO 2372 - Internacional; 
 
• ISO 2373 - Internacional; 
 
• ISO 4945 - Internacional; 
 
• NBR 10082 - Brasileira; 
 
• NBR 10272 - Brasileira. 
 
 
De um modo geral, as especificações supra citadas são praticamente idênticas 
com pequenas diferenças regionais. As normas ISO 2372, 2373 e 3945 são bem 
aceitas no Brasil. No apêndice A, é apresentada cópia da NBR 10082. Os valores 
e indicações fornecidos pelas especificações mencionadas devem ser encaradas 
como recomendações, não representando valores absolutos. 
 
No entanto, este tipo de medição do nível global é altamente interessante, 
principalmente no caso de inspeção e aceite, com o conseqüente recebimento de 
máquinas ou equipamento. A medição permitirá verificar, antes do recebimento, 
se a máquina adquirida está dentro das condições estabelecidas e 
recomendadas por especificações válidas em âmbito internacional e, além do 
mais, permite que seja estabelecido um marco inicial que servirá de base para 
comparação da evolução do nível de vibração em função da operação do 
equipamento ao longo de sua vida útil. Na manutenção preditiva, as medições 
são comparativas, o que torna bastante importante ter-se à mão um dado 
correspondente à máquina nova, que geralmente é considerado como um 
dispositivo apto a apresentar uma operação e funcionamento normal. Tal base de 
comparação é extremamente útil no futuro, por permitir estabelecer uma escala 
que se inicia na vida zero da máquina ou equipamento. 
 
 
Avaliação do GANHO ou DESEMPENHO DE TENDÊNCIA: 
 
A avaliação com base na inclinação da curva de ganho de amplitude do sinal 
global pode ser feita depois que três medições iniciais de dados são fornecidos 
 
 123 
ao banco de dados. A lógica que suporta os três históricos é simplesmente a de 
que é necessário um mínimo de três pontos para se calcular uma curva. É 
importante notar que a avaliação sobre o desempenho de tendência é bem 
sucedida independentemente do parâmetro medido (i.e., velocidade, aceleração, 
envelope de aceleração, ppm, etc.). Uma diretriz que produz bons resultados 
para a avaliação que usa o desempenho de tendência deriva da regra prática, “o 
ganho 6 AdB na amplitude sobre os últimos dados coletados indica que deve ser 
feito um diagnóstico para se avaliar os dados da máquina”. 
 
PotênciaLida 
6dB = 20 log 
PotênciaReferência 
 
Se atribuirmos “2” para Potêncialida, e “1” para Pontênciaref, que indica um ganho 
de 2X na amplitude medida do sinal, o cálculo nos dirá que um ganho 6dB indica 
um aumento de duas vezes na amplitude. Se esta lógica for aplicada ao processo 
de avaliação, podemos agora ajustar nosso nível de detecção para identificar 
qualquer nível de sinal que seja duas vezes maior do que a amplitude da 
medição anterior, ou um ganho de 100%. 
 
 
Avaliação correlativa cruzada: 
 
O problema evidente entre os critérios de números críticos e a análise de 
tendência é identificado quando as características variáveis da máquina são 
apresentadas. Em muitos casos, o estabelecimento de critérios de alerta de 
números críticos apresenta um problema devido a estruturas muito flexíveis, ou 
sistemas que tenham níveis de vibração gerada na própria estrutura 
inerentemente altos que afetarão as amplitudes medidas. As medições que 
alertam o operador quanto a níveis de vibração não-filtrados altos ou globais 
podem não necessariamente indicar a existência de um problema mecânico, 
quando o espectro é examinado. A avaliação com base na inclinação da curva de 
tendência também causa preocupação, pois amplitudes anormalmente baixas 
podem acionar uma notificação de alerta, embora o sinal possa ainda ser muito 
baixo (por exemplo, um transiente de operação de 0,25 a 0,50 mm/s acionaria o 
alerta de tendência, embora as amplitudes estejam dentro das tolerâncias 
aceitáveis). Devido a estas questões, a avaliação correlativa cruzada torna-se 
uma ferramenta de trabalho flexível significativa. Em resumo, configure o banco 
de dados de modo a fornecer uma listagem tabular de todos os pontos que 
apresentam as características de acionamento do alerta A1 ou A2, e demonstram 
um ganho de 100% desde a última vez que os dados foram coletados. Na maioria 
dos casos, este é um dos métodos mais confiáveis de avaliação disponíveis, 
especialmente em termos de um banco de dados relativamente recente. 
 
 
 
 
 
 
 124 
Avaliação de envoltório do espectro: 
 
Outro método de avaliação envolve o envoltório do espectro (diferente do 
envelope de aceleração!!). Neste método, é identificado um espectro 
representativo, e um “envoltório” é associado a esse espectro, permitindo uma 
pequena porcentagem de variação de freqüência devido às variações de 
velocidade e carga, e a tolerância de amplitude existente. Um exemplo seria um 
envelope associado que permitisse uma variação de 5 % na velocidade 
(freqüência), e um ganho de 20 % na amplitude de uma freqüência discreta antes 
que um componente do espectro furasse o envelope estabelecido, e uma 
condição de alerta fosse impressa. Este método particular requer um banco de 
dados de máquina historicamente maduro, e apoia-se fortemente na experiência 
do operador. 
 
 
Análise estatística: 
 
A análise estatística é bastante eficiente com bancos de dados maduros. De 
modo simplificado, qualquer característica de parâmetro de tendência pode ser 
considerada: 
 
• ANORMAL quando for igual a UMA VEZ O DESVIO PADRÃO DE SUA 
TENDÊNCIA HISTÓRICA, e/ou; 
 
• CRÍTICA quando osdados forem DUAS VEZES MAIORES DO QUE O 
DESVIO PADRÃO DE SUA TENDÊNCIA HISTÓRICA. 
 
Existem vários outros métodos de avaliação e gerenciamento de alarme 
disponíveis que produzem bons resultados. Cada um depende individual e 
coletivamente da experiência do operador e do processo da instalação na qual o 
equipamento é operado. A discussão acima simplesmente oferece uma 
orientação prática que pode ser implementada durante os estágios iniciais do 
programa e ainda assim fornecer resultados razoavelmente satisfatórios. 
 
Outros parâmetros e considerações são obviamente importantes para o processo 
de coleta de dados. Entretanto, os parâmetros acima são os mais comuns na 
configuração de novos bancos de dados. As convenções aqui usadas garantem 
que a configuração inicial será consistente, e que dados válidos podem ser 
coletados imediatamente. As modificações sempre ocorrem à medida que um 
banco de dados evolui em seus históricos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 125 
 
 
 
 Referências 
 
 
 
FORTEC; ABENDE. Advanced condition monitoring in power plants and 
production lines by vibration analysis. 
 
RAO, Singiresu S. Mechanical vibrations. 2.ed. Addison – Wesley Publishing. 
 
SKF. Catálogo SKF Reability Sytems. (Coleção : Especialista em vibração- 
 nível I.)