Análise de Vibrações

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Análise de Vibrações
LIZ AUGUSTO
ANDRESSA COSTA
FILIPE SANTIAGO
PEDRO COSTA
RODRIGO RODRIGUES
THIAGO LEÃO
Sumário
Introdução
Manutenção Preditiva
Sensores
Análise de falhas
Estudos de Casos
Análise de Vibrações
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Introdução
O que é vibração?
 Movimento alternativo de um corpo em torno de uma posição de equilíbrio.
O que é análise de vibrações?
 Processo pelo qual as falhas em componentes móveis de um equipamento, são descobertas pela taxa de variação das forças dinâmicas geradas. 
Análise de vibrações
Análise de Vibrações
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Domínio do tempo
Retrata a maneira que um sinal varia ao longo do tempo;
Informações específicas são obtidas;
Impulsos transitórios são observados;
Demanda esforço computacional e tempo de simulação grande.
Análise de vibrações
Análise de Vibrações
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Domínio da frequência
Espectro da frequência é uma representação gráfica da amplitude da resposta de vibração em função da frequência;
Quando a máquina começa a falhar. Seu nível de vibração e seu espectro mudam;
A natureza e a localização da falha podem ser detectados comparando os espectros de máquina danificada com os de referência.
 
Análise de vibrações
Análise de Vibrações
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Análise de vibrações
Análise de Vibrações
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Implantação de um Programa de Análise:
Definir o foco do programa (equipamentos alvo); 
Determinar o(s) método(s) de coleta;
Criar o Banco de Dados;
Coletar dados;
Detectar defeitos em desenvolvimento;
Diagnosticar a sua origem e avaliar a sua severidade; 
Documentar as implicações técnicas e gerenciais.
Monitoramento de vibrações
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Efeito sobre a produção;
Disponibilidade de equipamento reserva;
Custo do reparo;
Duração do reparo (incluindo retomada de produção).
 
1° Etapa: Definir o foco do programa
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2° Etapa: Determinar os métodos de coleta de dados
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Monitoramento Periódico X Permanente
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Levantar dados básicos da máquina;
Definir pontos de medida.
 
3° Etapa: Criar banco de dados
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4° Etapa: Coleta de dados
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5° e 6° Etapa: Detectar e diagnosticar defeitos
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Manutenção Preditiva
Manutenção preditiva
 A manutenção preditiva é uma filosofia ou atitude que usa a condição operacional real do equipamento e sistemas da planta industrial, para otimizar a operação total da planta industrial.
 	A manutenção preditiva por análise de vibrações, está baseada no conhecimento do estado da máquina através de medições periódicas e continuas de um ou mais parâmetros significativos, evitando paradas inesperadas e substituição de peças desnecessárias.
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Manutenção preditiva
Deve-se ressaltar que o principal motivo pela adoção da manutenção Preditiva é o econômico verificando-se os seguintes resultados:
 Eliminação de desperdício de peças;
 Diminuição de estoques associados;
 Aumento da eficiência nos reparos;
 Aumento da confiabilidade da planta;
 Diminuição da gravidade dos problemas;
 Maior disponibilidade das máquinas.
Como consequência, são obtidos os seguintes resultados :
Diminuição dos custos globais;
Aumento da confiabilidade;
Aumento da produtividade;
Melhoria da qualidade. 
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Sensores
Sensores
Deslocamento
Velocidade 
Aceleração
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Deslocamento
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Velocidade
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Aceleração
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Análise de Falhas
Análise de falhas
Toda máquina apresenta um determinado nível de ruído e vibração devido a operação e a fontes externas. Entretanto, uma parcela destas vibrações é causada por pequenos defeitos mecânicos ou excitações secundárias perturbadoras, que atuam na qualidade do desempenho da máquina. 
O fato de que os sinais de vibração de uma máquina trazem informações relacionadas com o seu funcionamento, indica a saúde da máquina e a decisão sobre uma intervenção ou não nesta máquina.
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Regras básicas de Diagnóstico:
Cada defeito gera um padrão característico de vibração;
A frequência de vibração é determinada pela geometria da máquina e pela sua velocidade de operação;
Uma única medição de vibração fornece informação acerca de vários componentes
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Espectro de vibração típico
De uma maneira geral:
Picos específicos correlacionam
com defeitos específicos
numa frequência específica
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Análise de falhas
Qualquer acréscimo no nível de vibração de uma máquina é o primeiro sinal de agravamento de um defeito, que pode ser: 
Desalinhamento
Desbalanceamento
Eixos tortos
Folgas 
Defeitos em Rolamentos
Defeitos em engrenagens
Ressonância
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Desbalanceamento
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Características do Desbalanceamento
Picos de amplitude alta em leituras radiais em 1xRPM do Eixo (1N);
Baixo nível de vibração no sentido axial em 1xRPM do Eixo;
Baixas amplitudes para as harmônicas de 1xRPM do Eixo;
Forma de onda visível de 1xRPM - senóide perfeita.
Obs:
Se as amplitudes das harmônicas de 1xRPM aparecem significativamente, suspeite de algo além do desbalanceamento;
Se uma medida radial é 3 ou mais X maior que a outra, suspeite de outro problema como ressonância;
Desbalanceamento sempre causa pico em 1XRPM, mas pico em 1XRPM nem sempre é causado por desbalanceamento.
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Eixos Tortos (empenamentos)
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.
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Eixos Tortos
Vibração predominante em 1xRPM, muito parecido com o desbalanceamento;
Alto nível de vibração no sentido axial, diferente do desbalanceamento;
Obs:
Toda vez que a amplitude da vibração medida na direção axial exceder 50% da maior amplitude medida na direção radial, o eixo torto será a provável causa de altas vibrações axiais.
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Desalinhamento
Divergência de uma linha de centro comum durante a operação.
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Tipos de desalinhamentos
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Combinações de desalinhamentos
angulares e paralelos podem mostrar conjuntos de 1 x e 2 x rpm e em alguns
casos, até 3 x rpm.
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Exemplo de desalinhamento angular a 25Hz.
Caracteristicamente haverá alta vibração axial tanto com 1X RPM quanto com 2X RPM. Entretanto não é incomum que 1X, 2X ou 3X sejam dominantes. 
1x RPM
2x RPM
3x RPM
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Exemplo de desalinhamento paralelo a 25Hz
2x RPM
3x RPM
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 de construção do acoplamento
1x RPM
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Folgas
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Rolamentos
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Vibrações geradas por defeitos em rolamentos
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Estudo de Casos
CASO 01
Domínio do Tempo
Braider
Equipamento Analisado
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No rolamento do mancal
Defeito
Análise de Vibrações
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Análise Gráfica
Análise de Vibrações
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CASO 02
Domínio do Tempo
Extrusora TR60
Equipamento Analisado
Análise de Vibrações
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Análise Gráfica
Análise de Vibrações
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CASO 03
Domínio da Frequência
Bomba Alternativa de Pistão
Equipamento Analisado
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Defeito: Rolamento
Análise de Vibrações
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Defeito: Rolamento
Análise de Vibrações
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Defeito: Rolamento
Análise
de Vibrações
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Defeito: Rolamento
Análise de Vibrações
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Manutenção Preventiva
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Análise Gráfica
Coleta de dados;
Instrumentadas quatro partes do sistema;
Local 1: extremidade livre do motor
Local 2: extremidade movida do motor
Local 3: extremidade movida da bomba
Local 4: extremidade livre da bomba. 
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Análise Gráfica
Análise inicial
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Análise Gráfica
Eixo Tangencial
Eixo Radial
Eixo Axial
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Análise Gráfica
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Petrobrás. E&P-BC. GELOG. GEOFI. GMAN. Curso de vibrações. Macaé - RJ. 2000
 
 DE PAULA, ALCIMAR NUNES. Utilizando análise de vibração para Identificar folga no eixo. Engenheiro especialista em análise de vibração, Artigo Técnico, 2010.
	
DIAS, ANDERSON S., RODRIGUES, JAIANE C., RAMALHO, G. L. BEZERRA.. Detecção de falhas em rolamentos através da análise de vibraçãoInstituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará. 2009.
RAO, SINGIRESU S.. Vibrações Mecânica – São Paulo: Pearson Prentice, 2008.
http://www.cimec.org.ar/ojs/index.php/mc/article/viewFile/1066/1012
Referências
Análise de Vibrações
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