FERRAMENTAS DE DIAGNÓSTICO DE MÁQUINAS - Aula 06, 07, 08, 09 e 10 - Mauro Hugo Mathias
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FERRAMENTAS DE DIAGNÓSTICO DE MÁQUINAS - Aula 06, 07, 08, 09 e 10 - Mauro Hugo Mathias


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AMBIENTE MULTIMÍDIA DE SUPORTE À DISCIPLINA DE 
PÓS-GRADUAÇÃO
FERRAMENTAS DE DIAGNÓSTICO DE MÁQUINAS
Mauro Hugo Mathias 
Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá
Programa de Pós-graduação em Mecânica
Área de Projetos
Conteúdo do capítulo
Neste capítulo efetuaremos o estudo de:
3.1 - Avaliação de falhas com o uso de técnicas do domínio do tempo;
3.2 - Avaliação de falhas com o uso de técnicas do domínio da freqüência;
3.3 - Avaliação de falhas com o uso de técnicas do domínio tempo-
freqüência;
3 \u2013 Ferramentas de diagnóstico de falhas
AMBIENTE MULTIMÍDIA DE SUPORTE À DISCIPLINA DE 
PÓS-GRADUAÇÃO
FERRAMENTAS DE DIAGNÓSTICO DE MÁQUINAS
Capítulo 3.1 \u2013 Avaliação de falhas com o uso de técnicas no domínio 
do tempo
3.1 \u2013 Avaliação de falhas com técnicas do domínio do tempo
\u2022 Monitoramento de máquinas utilizando valor global de vibrações:
A medição de nível global é um método de análise aproximado da condição
da máquina através do sinal de vibração, mensurando a amplitude do sinal,
avaliada de diferentes formas.
\u2022 O valor RMS ou valor eficaz que mede a energia da vibração;
\u2022 O valor de pico-a-pico, que mede a amplitude máxima da onda
fundamental. Esta medida é bastante útil quando a amplitude de
deslocamento constitui um parâmetro crítico em relação às restrições de
carga máxima.
\u2022 O valor de pico, ou de crista, parâmetro útil para identificar eventos de
curta duração, como choques de curta duração, por exemplo.
3 \u2013 Ferramentas de diagnóstico de falhas
3.1 \u2013 Avaliação de falhas com técnicas do domínio do tempo
\u2022 Monitoramento de máquinas utilizando valor global de vibrações:
Quando alguma característica mecânica é alterada as solicitações sobre os
elementos mecânicos são alteradas modificando as freqüências que
compõe a vibração do sistema.
O desgaste, presença de trincas, folgas, alterações no acoplamento,
dentre outros fenômenos são alterações mecânicas que interferem na
solicitação mecânica dos componentes e geram freqüências que se
propagam pela estrutura do sistema alterando a vibração global
3 \u2013 Ferramentas de diagnóstico de falhas
3.1 \u2013 Avaliação de falhas com técnicas do domínio do tempo
\u2022 Monitoramento de máquinas utilizando valor global de vibrações:
Este tipo de medição precisa de um valor de referência para identificação
dos pontos de alarme pois a base de comparação passa a ser a própria
máquina.
3 \u2013 Ferramentas de diagnóstico de falhas
3.1 \u2013 Avaliação de falhas com técnicas do domínio do tempo
Parâmetros calculados a partir do sinal no domínio do tempo:
\u2022 Valor RMS (Root Mean Square)
\u2022 Valor de pico (Peak-Value)
\u2022 Fator de Crista (Crest-Factor)
\u2022 Curtose (Kurtosis)
3 \u2013 Ferramentas de diagnóstico de falhas
3.1 \u2013 Avaliação de falhas com técnicas do domínio do tempo
\u2022 Valor RMS (Root Mean Square)
O valor médio quadrático (RMS) é utilizado para indicar o nível de energia
das vibrações do equipamento:
n = número de ponto do sinal xi(t) = sinal da vibração medido
O valor RMS é uma medida simples da energia da vibração, podendo ser
utilizado para indicar deterioração das condições do equipamento.
O valor RMS sofre poucas alterações nos estágios iniciais dos danos nos
elementos mecânicos, pois a energia total do sinal permanecerá
praticamente inalterada.
3 \u2013 Ferramentas de diagnóstico de falhas
\uf0e5\uf0f2
\uf03d\uf0a5\uf0ae
\uf03d\uf03d
n
i
i
T
T
x
n
dttx
T
RMS
1
2
0
2 1)(
1
lim
3.1 \u2013 Avaliação de falhas com técnicas do domínio do tempo
\u2022 Valor RMS (Root Mean Square)
Com a progressão da falha o valor RMS tende a aumentar pois o numero
de picos no sinal cresce, desta forma é possível utilizar níveis de alarme
para manutenção:
O monitoramento do equipamento através do valor RMS deve sempre
considerar dados históricos para permitir uma avaliação dos pontos de
parada e alarme.
3 - Ferramentas de diagnóstico de falhas
3.1 \u2013 Avaliação de falhas com técnicas do domínio do tempo
\u2022 Valor de pico (Peak-Value)
O valor de pico é o valor da maior amplitude presente no sinal.
Quando seu valor aumenta é um indicativo de que impactos começaram a
surgir no equipamento com uma possível falha futura.
Geralmente seu valor aumenta antes do valor RMS, pois o valor de pico é
pontual, já o valor RMS depende da energia global do sinal e demora mais
para ser alterado.
3 \u2013 Ferramentas de diagnóstico de falhas
3.1 \u2013 Avaliação de falhas com técnicas do domínio do tempo
\u2022 Fator de Crista (Crest-Factor)
É a relação entre o valor de pico e o valor RMS:
Conforme o início e a progressão da falha o fator de crista pode exibir
aumentos abruptos, causados pelo aumento de um defeito localizado
(aumenta o valor de pico, mas o valor RMS permanece praticamente o
mesmo), sendo possível utilizá-lo como um indicador de monitoramento do
surgimento de um defeito.
3 \u2013 Ferramentas de diagnóstico de falhas
RMS
Pico de Valor
Crista de Fator \uf03d
RMS
Pico de Valor
Crista de Fator \uf03d
3.1 \u2013 Avaliação de falhas com técnicas do domínio do tempo
\u2022 Relação entre Valor RMS, Fator de Crista e valor de Pico:
3 \u2013 Ferramentas de diagnóstico de falhas
3.1 \u2013 Avaliação de falhas com técnicas do domínio do tempo
\u2022 Curtose (Kurtosis)
A curtose é definida como sendo o valor do quarto momento estatístico da
função distribuição da densidade de probabilidade:
Para mancais de rolamento o valor da curtose varia conforme o progresso
da falha, sendo que cresce rapidamente quando a falha se inicia e continua
crescendo até certa fase do progresso da falha, quando então com o
aumento do valor RMS a curtose pode ser reduzida.
3 \u2013 Ferramentas de diagnóstico de falhas
\uf028 \uf029
\uf028 \uf029
2
1
2
1
4
1
1
\uf0f7
\uf0f8
\uf0f6
\uf0e7
\uf0e8
\uf0e6
\uf02d
\uf02d
\uf03d
\uf0e5
\uf0e5
\uf03d
\uf03d
n
i
i
n
i
i
XX
n
XX
n
K
3.1 \u2013 Avaliação de falhas com técnicas do domínio do tempo
3 \u2013 Ferramentas de diagnóstico de falhas
\u2022 Monitoramento de máquinas utilizando valor global de vibrações -
Exercício prático
Nos discos serão
acopladas massas para
induzir desbalanceamento
no eixo em 5 condições:
\u2022 Massas opostas a 180º
(sem desbalanceamento)
\u2022 Massas a 135º, 90º e
45º
\u2022Massas lado a lado
(situação mais crítica)
3.1 \u2013 Avaliação de falhas com técnicas do domínio do tempo
3 \u2013 Ferramentas de diagnóstico de falhas
\u2022 Monitoramento de máquinas utilizando valor global de vibrações -
Exercício prático
Massas opostas a 180º
(sem desbalanceamento):
* Esta seria a assinatura inicial \u201cBaseline\u201d da máquina,
contra a qual os níveis de alarme seriam definidos.
m/s2
3.1 \u2013 Avaliação de falhas com técnicas do domínio do tempo
3 \u2013 Ferramentas de diagnóstico de falhas
\u2022 Monitoramento de máquinas utilizando valor global de vibrações -
Exercício prático
Massas opostas a 135º:
m/s2
3.1 \u2013 Avaliação de falhas com técnicas do domínio do tempo
3 \u2013 Ferramentas de diagnóstico de falhas
\u2022 Monitoramento de máquinas utilizando valor global de vibrações -
Exercício prático
Massas opostas a 90º:
m/s2
3.1 \u2013 Avaliação de falhas com técnicas do domínio do tempo
3 \u2013 Ferramentas de diagnóstico de falhas
\u2022 Monitoramento de máquinas utilizando valor global de vibrações -
Exercício prático
Massas opostas a 45º:
m/s2
3.1 \u2013 Avaliação de falhas com técnicas do domínio do tempo
3 \u2013 Ferramentas de diagnóstico de falhas
\u2022 Monitoramento de máquinas utilizando valor global de vibrações -
Exercício prático
Massas opostas a 0º
(massas lado a lado)
m/s2
3.1 \u2013 Avaliação de falhas com técnicas do domínio do tempo
3 \u2013 Ferramentas de diagnóstico de falhas
\u2022 Monitoramento de máquinas utilizando valor global de vibrações -
Exercício prático
Distribuição das massas:
Monitoramento de desbalanceamento por Valor