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DESBALANCEAMENTO ESTÁTICO Desbalanceamento Funbalance 2 1X DESBALANCEAMENTO DO MOMENTO DESBALANCEAMENTO DINÂMICO ONDE DEVE SER MEDIDO DOCUMENTAÇÃO DO DESBALANCEAMENTO DESALINHAMENTO DESALINHAMENTO ÂNGULAR DESALINHAMENTO PARALELO TABELA DE TOLERÂNCIA DE ALINHAMENTO [Inches] 0.0074 0.0035 0.0023 0.0011 0.0035 0.0023 0.0011 0.0007 0.0051 0.0027 0.0015 0.0011 0.0035 0.0019 0.0011 0.0007 0.0098 0.0047 0.0027 0.0011 0.0059 0.0027 0.0015 0.0007 0.0023 1X 1X 2X 2X 3X 3X Radial 1X 2X 1X MP MP MP MP Radial BPF n Radial PM PM fBPF 402.1 hp < P < 67051 hp 20.1 hp < P < 402.1 hp inch 1X 1X fBPF PM PM 0.17 0.27 0.35 0.17 0.27 0.35 0.17 0.27 0.35 0.17 0.27 0.35 0.24 0.46 0.49 0.24 0.46 0.49 0.24 0.46 0.49 0.24 0.46 0.49 0.11 0.17 0.27 0.11 0.17 0.27 0.11 0.17 0.27 0.17 0.27 0.44 0.17 0.27 0.44 0.17 0.27 0.44 ©PRÜFTECHNIK AG rigid rigid rigid rigid rigid rigid rigid P P P P Industrial, Gerador de energia Transporte, Marítimo Condições muito boas Boas Condições Condição Limitada / Alarme Condições críticas / desligar Petroquímico Trânsito, túnel A frequência da correia fB e as duas primeiras (ou até três) harmônicos são visíveis no espectro. 2 f B geralmente domina o espectro. Desalinhamento de Polias Ressonância da Correia Correia de Transmissão FALHAS EM CORREIAS DE TRANSMISSÃO Polias Excêntricas Ø = Ø2 2 PM PM fN 1X, 2X, 3XfB PM PM ƒB = Ø I aENV Radial Radial Frequência cpm 7.87 3.93 0.39 0.03 Inches/s RMS © 20 PRÜFTECHNI K A GCopyright 18 Perigo Correção Marginal Design Avaliação de vibrações em sistemas de tubulação de acordo com a VDI 3842 60 600 6000 18000 Range de frequência V in inch/sW0 600 - 60,000 CPM 0.39 0.04 0.08 0.12 0.17 0.39 0.70 1.18 2 3.94 0.24 600 - 60,000 CPM600 - 60,000 CPM ≤ 6 - 600 CPM 0.22 0.14 0,13 0.08 3.94 2.34 Componente GENGBXMB NR AT GeradorCaixa de engrenagemRolamento principal Torre © 2008 PRÜFTECHNIK AGCopyright Ressonância TESTE RUN UP OU COAST DOWN TESTES DE DIAGNÓSTICO DE RESSONÂNCIA PM 1X1X PM st 2nd st nat 2nd nat rd nat Rolamentos GrandesDIN ISO 13373-3:2015 Rolamentos Pequenos Faixa de frequência para RPM e 0P aceleração medições é 600cpm - 600000cpm 0P[g] RMS[g] Rolamento em uma boa condição Rolamento com uma condição considerável Rolamento em uma péssima condição 30.5 10.2 3.0 1.0 0.3 0.1 0.03 0.1 0.3 1.0 10.2 Mancais Casquilho 1X Exemplo d Exemplo Rolamento de bola D d Z n Frequência pista externa Frequência pista interna Frequência elemento rolante Frequência de gaiola Rolamentos DESGASTE DANOS DE PISTAS NO ROLAMENTO PROBLEMAS DE LUBRIFICAÇÃO ANÉIS DE ROLAMENTO DEFORMADOS 1BPFO 1BPFI harmonics 2 .. 2 .. 3 .. 3 .. intervals of FTF N BPFO = BPFI = FTF = 2 n n n n d D d D d D d D Wear Wear L n n L slip n p slip Motores Elétricos EXCENTRICIDADE DO ESTATOR VIBRAÇÕES DE FORÇAS ELETROMAGNÉTICAS ROTOR EXCÊNTRICO PROBLEMAS DO ROTOR PM PM 1X fp 1X 2X 2fL Tslippage 2X 2fL PM PM 1X 1X 2X fbar 2fbar 1X 2X 3X 1X 2X 2fL Radial Radial Radial Radial Radial © PRUFTECHNIK Dieter Busch AG DIAGNÓSTICO DE FALHA DE MÁQUINAS O desbalanceamento é a existência de uma massa excêntrica em relação ao eixo do rotor, ou seja, um rotor desbalanceado apresenta uma massa distribuída de forma assimétrica em relação ao seu eixo de rotação. Um desbalanceamento puro irá gerar um sinal na velocidade de rotação 1X sinal de vibração predominante na radial direção. O desbalanceamento está�co é causado por um desequilíbrio massa fora da linha central da gravidade. O desbalanceamento está�co é visto quando a máquina não está operação, o rotor irá girar de modo que a massa de desequilíbrio esteja no posição mais baixa. O desequilíbrio está�co produz uma vibração sinal em 1X, radial redomi- nante e em sinais de fase em ambos extremos do eixo. O desbalanceamento do momento é causado por dois massas de desequilí- brio idên�cas localizadas a 180 ° na área transversal do eixo. O desbalanceamento de momento pode ser esta�camente equilibrado. Ao girar desequilíbrio dinâmico produz um sinal de vibração em 1X, radial sinais predominantes e em fase oposta em ambos os eixos extremos. O desbalanceamento dinâmico é está�co e momentâneo desequilíbrio ao mesmo tempo. Espectros de frequência antes / depois do balanceamento e diagrama de balanceamento. Os locais de medição com o nível de vibração 1X mais alto dependem da estrutura do rotor e do localização do desequilíbrio. Na prá�ca, o desbalanceamento dinâmico é a forma mais comum do desbalanceamento encontrado. Ao girar o desbalanceamento dinâmico produz um sinal de vibração em 1X, predominante radial e o fase dependerá da distribuição de massa ao longo do eixo. Antes Depois O desalinhamento é a condição em que a linha de centro geométrica de dois eixos acoplados não é colinear ao longo o eixo de rotação de ambos os eixos na condição de operação. Um sinal de vibração 1X e 2X predominante no axial. A direção é geralmente o indicador de um desalinhamento entre dois eixos acoplados. O desalinhamento angular é visto quando as linhas centrais do eixo coincidem em um ponto ao longo do eixo projetado de ambos os eixos. O espectro mostra alta vibração axial a 1X mais alguns 2X e 3X com 180 ° de diferença de fase através do acoplamento na direção axial. Esses sinais também podem ser visíveis na direção radial em um amplitude e em fase. O desalinhamento paralelo é produzido quando as linhas de centro são paralelas, mas deslocadas. O espectro mostra alto vibração radial em 2X e um 1X inferior com 180 ° de diferença de fase através do acoplamento na direção radial. Esses sinais também podem ser visíveis na direção axial em uma amplitude inferior e uma diferença de fase de 180 ° através o acoplamento na direção axial. As tolerâncias de alinhamento sugeridas mostradas acima são valores gerais baseados na experiência e não devem ser excedido. Eles devem ser usados apenas se houver padrões internos ou o fabricante da máquina ou o acoplamento não prescreve outros valores. Acoplamentos Curtos e Flexíveis Angularidade Eixos de espaçadores e acoplamentos de disco de membrana Tolerância de Alinhamento Diferença de Espaço na Borda de Acoplamento por Diâmetro de 3,9 Polegadas (por 3,9 polegadas de comprimento do espaçador) Angularidade Pé Manco Flexão do Eixo Fluído A flexão do eixo é produzida por uma assimetria axial do eixo ou por forças externas no eixo produzindo a deformação. Um eixo dobrado causa forças axiais opostas nos rolamentos iden�ficado no espectro de vibração como 1X no axial vibração. As leituras 2X e radiais também podem ser visíveis. Categorias de ven�ladores e limites de vibração de acordo com ISO 14694 Existem dois problemas de movimentação de fluido diagnos�cáveis com análise de vibração: • Turbulência • Cavitação Vibrações mecânicas - Avaliação da vibração da máquina por meio de medições em partes não rota�vas. Turbulência Cavitação Aleatório A le at ór io Limites de vibração - ISO 10816-3 Folga Rota�va Tipo de Máquina Base Flexível FlexívelRígida Rígida Group 1 Group 2 Pás e Palhetas Folga estrutural Uma pás ou palheta gera uma frequência de sinal chamada frequência de passagem da lâmina f = s f Iden�ficar e tendenciar fBPF, um aumento de amplitude de harmônicos podem ser sintomas de problemas, como desgaste de pás e diferença de espaçamento. BPF n Exemplo: 3 escoras na entrada; x = 3 9 pás; s = 9 A folga estrutural pode produzir um sinal 1X na direção radial predominante no leitura horizontal. As medições devem ser feitas nos parafusos, pés e bases, a fim de ver uma mudança no amplitude e fase. Uma diminuição na amplitude e 180 ° de diferença de fase irá confirmar esse problema. A folga rota�va ocorre por uma folga excessiva entre o rotor e o rolamento. • Montagem ruim • Base pobre • Suporte de base ruim • Base empenada Um sistema comum industrial detransmissão de correia consiste em: • Polia Guia • Polia Acionada • Correia Correia Desgastada Torcido A relação dinâmica é: Frequência da correia I = comprimento da correia 1X da polia de acionamento ou acionada visível e predominante na leitura axial: O centro geométrico não coincide com o centro de rotação da polia. Alta 1X da polia excêntrica visível no espectro, predominante na direção radial. Fácil de confundir com desbalanceamento, mas: • Fase de medição nas direções ver�cal e horizontal pode ser 0 ° ou 180 °. • A vibração pode ser mais elevada na direção da correia. Se a frequência natural da correia coincide com 1X do acionamento ou máquina movida, esta frequência pode ser vista no espectro A ressonância é uma condição causada quando uma frequência de falha coincide (ou está próxima) com a frequência natural da máquina. O resultado será uma vibração elevada. Os mancais proporcionam uma super�cie de atrito muito baixa para apoiar e guiar um rotor através de um cilindro que envolve o eixo e é preenchido com um lubrificante que impede o contato de metal com metal. Vida ú�l excedida / Sobrecarga no rolamento / Montagem incorreta / Erro de fabricação / Lubrificação insuficiente. O espectro de vibração tem ruído elevado e as frequências caracterís�cas de rolamento podem ser iden�ficadas. Aumento do nível de Shock Pulse. 1ª forma de �exão natural 2ª Forma de �exão natural Flexão Flexão Flexão Sem relação harmônica Intensi�cação da Ressonância Salto de fase a 180° Amplitude na frequência de rotação Fn por desbalanceamento residual do rotor 3ª Forma de �exão natural 1º, 2º e 3º velocidades críticas do eixo causam ressonância quando a operação está próxima dessas rotações • A ressonância pode ser confundida com outros problemas em máquinas. • A ressonância requer alguns testes adicionais para ser diagnosticada. Aumento signi�cativo da amplitude da frequência de rotação no ponto de ressonância, o aumento depende da excitação (condição de desbalanceamento) e amortecimento Realizado na partida ou desligamento da máquina. Séries espectrais em diferentes regiões de vibração podem revelar uma ressonância. O uso do tacômetro é opcional e o coletor de dados deve oferecer suporte a esse tipo de teste. Teste de Colisão Excitação - pulso de força Resposta - vibração do componente Função Amortecida Componente de choque, vibração natural, vertical Resposta de frequência, horizontal Resposta de frequência, vertical Frequência natural, vertical Frequência natural, horizontal • Instalação incorreta • Armazenamento de rolamento errado • Erro de fabricação do eixo • Carcaça de mancal com torque excessivo Forças de suporte no rolamento flutuante • Instalação incorreta • Cálculo de alojamento errado • Erro de fabricação na caixa do rolamento Vibração Severa; Aumento de temperatura. Danos nas frequências de envelope Shock Pulse Rolamento fixo Mancais de deslizamento Rolamento desalinhado Instalação Incorreta Espaço de ar Sujeira Maior variação em níveis de Shock Pulse e frequências de falhas Temperatura elevada após a lubrificação Subseqüente pequeno aumento de temperatura • Danos das pistas • Vedação defeituosa • Lubrificante contaminado usado • Falha de manutenção • Regulador de graxa com defeito • Pino graxeiro entupido • Lubrificação insuficiente • Fricção • Sinal excessivo de 2fL com bandas laterais em 1/3 f L • Problema de fase elétrica • A correção deve ser feita imediatamente • fbar e 2fbar com bandas laterais 2fL • 2fbar pode ser maior • 1X e 2X podem aparecer • 1X e harmônicos com bandas laterais em fP • Espectro de alta resolução necessário • Possível sinal de ba�mento • 1X e harmônicos com bandas laterais em fP • Espectro de alta resolução necessário • Possível sinal de ba�mento 4. Conexões soltas 3. Barra do rotor solta 2. Barras do rotor quebradas ou rachadas 1. Curvatura térmica do rotor • sinais fp, 1X, 2X e 2fL • 1X e 2fL com bandas laterais em fp • Radial predominante • Alta resolução necessária 1 - Danos na pista externa 2 - Danos na pista interna 3 - Danos dos elementos rolantes 4 - Danos na gaiola Ângulo de contato Diâmetro do passo Diâmetro do elemento rolante Número de elementos rolantes Eixo RPM BPFO (frequência de pista externa) e harmônicos claramente visíveis BPFI (frequência de pista interna) com harmônicos e bandas laterais de 1X • Modulação do sinal no tempo da vibração com frequência de escorregamento • T escorregamento ≈ 2 – 5 s • Deslocamento do rotor • Desalinhamento • Base ruim • sinais 1X e 2X • 2x FL sem bandas laterais • Radial predominante • Deve u�lizar alta resolução para máquinas de dois pólos • Estator frouxo • Laminações de estator em curto • Pé manco • Excentricidade do estator • Enrolamentos do estator soltos • Rotor excêntrico • Problemas rotor • Conexões soltas • Barras dos rotores soltas/quebradas • Rotor danificado Duas vezes frequência de rede: Frequência de passagem de barras: Frequência síncrona: Frequência de escorregamento: Frequência de passagem de pólo: fL : Frequência de rede n bar : Número de barras do rotor p : Número de polos Grande amortecimento da vibração devido à película de óleo: • Os sinais de alta frequência podem não ser transmi�dos • Recomendado monitoramento online e sensor de deslocamento Redemoinho de óleo (Oil whirl): • Problemas de estabilidade do filme de óleo • Pode causar componente 0,3-0,5X no espectro Problemas de folga (folga mecânica rota�va) Danos na pista externa Danos na pista interna Danos dos elementos rolantes Danos de Gaiola BSF (frequência de elemento rolantes) com harmônicos e bandas laterais de FTF FTF (frequência de gaiola) e harmônicos visíveis A folga rota�va ocorre por uma folga excessiva entre rotor e rolamento. Mancal de rolamento Valores gerais de vibração permi�dos v em polegadas / s (rms) - de acordo com a ISO 20816-8 Componente Fundação Estrutura Cilindro (lateral)vert.horiz. vert.horiz. Cilindro (rod) Pequenos furos,conexões, tubulações e registros Válido para compressores alterna�vos com bases rígidas na faixa de velocidade 120-1800 rpm Faixa de frequência para componentes móveis 120 - 60.000 Hz, para componentes está�cos: 600 - 12.000 cpm * nota: consulte a descrição da DIN ISO 10816-8 antes de usar a tabela. Velocidade da Vibração 1X da frequência de rotação e harmônicos 1X da frequência de rotação, harmônicos e sub- harmônicos Mancal de casquilho Ve lo ci da de d a vi br aç ão Velocidade de avaliação permi�da em polegadas/s – de acordo com a VDI 3834 PRUFTECHNIK MGS José Pires Xavier Sobrinho, 101 Triângulo • Pedro Leopoldo • Minas Gerais • Brasil Tel.: +55 31 3661-3374 E-mail: info@pruftechnik.com.br www.pruftechnik.com.br A member of the PRUFTECHNIK group Uma empresa do grupo MGS Siga a PRUFTECHNIK MGS: