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CURSO SUPERIOR DE TECNOLOGIA EM MANUTENÇÃO INDUSTRIAL 
 
 
 
 
 
 
 
ANÁLISE DE VIBRAÇÕES EM EQUIPAMENTOS ROTATIVOS DE 
UMA INDÚSTRIA ALIMENTÍCIA 
 
 
 
DIEGO LILARGEM ROCHA 
 
 
 
 
CAMPOS DOS GOYTACAZES / RJ 
2014 
2 
 
DIEGO LILARGEM ROCHA 
 
 
 
 
 
 
 
ANÁLISE DE VIBRAÇÕES EM EQUIPAMENTOS ROTATIVOS DE 
UMA INDÚSTRIA ALIMENTÍCIA 
 
 
Monografia apresentada ao Instituto Federal de 
Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense como 
requisito parcial para a conclusão do Curso 
Superior de Tecnologia em Manutenção Industrial. 
Orientador: Prof. Flávio Nassur Espinosa 
 
 
 
 
 
CAMPOS DOS GOYTACAZES / RJ 
2014 
3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Este trabalho, nos termos da legislação que resguarda os direitos 
autorais, é considerado propriedade institucional. 
 
É permitida a transcrição parcial de trechos do trabalho ou 
menção ao mesmo para comentários e citações desde que não tenha 
finalidade comercial e que seja feita a referência bibliográfica completa. 
 
Os conceitos expressos neste trabalho são de responsabilidade 
dos autores e não definem uma orientação da instituição. 
 
4 
 
Monografia intitulada ANÁLISE DE VIBRAÇÕES EM EQUIPAMENTOS 
ROTATIVOS DE UMA INDÚSTRIA ALIMENTÍCIA elaborada por Diego Lilargem 
Rocha e apresentada publicamente perante a Banca Avaliadora, como parte dos 
requisitos para conclusão do Curso Superior de Tecnologia em Manutenção 
Industrial do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense. 
 
Aprovada em 09/09/14 
Banca Avaliadora: 
 
 
 
Prof. Flávio Nassur Espinosa. (M.sc.) 
IFF/ Manutenção Industrial. 
(Orientador) 
 
 
 
 
Prof. Leonardo Peixoto de Oliveira. (M.sc.) 
IFF/ Engenharia de Controle e Automação. 
 
 
 
 
 
Prof. Carlan Ribeiro Rodríguez. (Esp.) 
IFF/ Manutenção Industrial. 
 
5 
 
AGRADECIMENTOS 
 
Primeiramente, agradeço a Deus por tudo que tenho em minha vida. Ele é o 
principal responsável por podermos conhecer, entender e estudar os segredos do 
universo. 
Ao professor Flávio Nassur Espinosa, meu orientador, por toda a dedicação e 
conhecimentos fornecidos para a minha pesquisa, pelos valiosos conselhos e pelas 
cuidadosas revisões. 
Aos funcionários da Purac Sínteses: Fábio Alcântara, engenheiro de 
manutenção e Felipe Almeida, técnico de manutenção industrial que facilitaram o 
acesso para a execução do trabalho. 
Aos meus pais e amigos, que sempre me incentivaram nos momentos mais 
difíceis da minha vida. 
E por fim, a todos que direta e indiretamente contribuíram para a realização 
deste trabalho. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Se queres compreender o universo pense em termos de energia, frequência e 
vibração. 
Nikola Tesla 
7 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dedicamos esse trabalho a todos aqueles que se interessam por essa ciência e 
todos os profissionais que executam serviços na área de vibrações. 
8 
 
Resumo 
 
Esse trabalho busca avaliar as vibrações que frequentemente ocorrem em alguns 
equipamentos típicos da indústria. Para tanto foi usado um coletor de vibrações e 
seu software de análises para interpretação de dados. Os espectros e formas de 
onda coletados serviram de base para diagnosticar defeitos nos equipamentos, e 
pela análise da tendência estimar quando as falhas iriam ocorrer, e dessa forma, 
intervir neles antes que as falhas se concretizassem. No estudo foi realizado uma 
série de coletas de vibrações em uma empresa da região, totalizando 10 coletas. 
Também faz parte do trabalho uma breve revisão bibliográfica, montagem adequada 
de uma configuração para cada medição executada através do conhecimento dos 
componentes dos equipamentos e demonstração dos gráficos de tendência de cada 
um dos equipamentos avaliados. 
 
Palavras-chave: espectro de frequência, vibrações de equipamentos, análise de 
vibrações, manutenção preditiva. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9 
 
Abstract 
 
This work intends evaluate the vibration that frequently happen in some typical 
equipments in industry. For that, it was used a vibration data collector and its 
analysis software for data interpretation. The spectras and waveforms collected 
served as the basis to diagnose faults in equipment and using the tendency analysis 
estimate when this will happen, and this way, intervene them before they happen. In 
the study was performed a lot of collect of vibrations in a company, totalizing 10 
collects. Also is part of this work a brief bibliography review, the correct assembly of 
the configuration to each measurement, through the knowledge of equipments; and 
demonstration of graphics tendency for each evaluated equipment. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10 
 
SUMÁRIO 
 
LISTA DE FIGURAS...................................................................................................13 
LISTA DE TABELAS..................................................................................................19 
LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS.....................................................................20 
 
CAPÍTULO 1-APRESENTAÇÃO................................................................................21 
1.1- INTRODUÇÃO....................................................................................................21 
1.2 - OBJETIVO..........................................................................................................23 
1.3 - JUSTIFICATIVA.................................................................................................23 
1.4 - ESTRUTURA DO TRABALHO...........................................................................23 
1.5 - METODOLOGIA.................................................................................................24 
 
CAPÍTULO 2 -MANUTENÇÃO...................................................................................26 
2.1 - INTRODUÇÃO...................................................................................................26 
2.2 - TIPOS DE MANUTENÇÃO...............................................................................26 
2.2.1 - MANUTENÇÃO CORRETIVA........................................................................26 
2.2.2 - MANUTENÇÃO PREVENTIVA......................................................................27 
2.2.3 - MANUTENÇÃO PREDITIVA..........................................................................28 
2.2.4 - MANUTENÇÃO DETECTIVA.........................................................................28 
2.2.5 - ENGENHARIA DE MANUTENÇÃO...............................................................29 
2.2.6 - MANUTENÇÃO PROATIVA...........................................................................29 
 
CAPÍTULO 3- VIBRAÇÃO.........................................................................................30 
3.1 - HISTÓRICO DA VIBRAÇÃO.............................................................................30 
3.2 - CONCEITOS E DEFINIÇÕES BÁSICAS..........................................................32 
3.3 - ANÁLISE DE FREQUÊNCIA DE VIBRAÇÃO...................................................40 
3.4 - FALHAS PROVOCADAS POR ALTA VIBRAÇÃO...........................................43 
3.4.1 - DINÂMICAS...................................................................................................4311 
 
3.4.2 - ELETROMAGNÉTICAS................................................................................52 
3.4.3 - AERODINÂMICAS E HIDRODINÂMICAS....................................................56 
3.4.4 - DE IMPACTO................................................................................................59 
 
CAPÍTULO 4-PARÂMETROS PARA A CONFIGURAÇÃO DAS MEDIÇÕES.........62 
4.1 - PONTOS DE MEDIÇÃO..................................................................................62 
4.1.1 - IDENTIFICAÇÃO DOS MANCAIS................................................................62 
4.1.2 - DIREÇÃO DA MEDIÇÃO..............................................................................62 
4.1.3 - GRANDEZA MEDIDA...................................................................................63 
4.2 - PARÂMETROS DE MEDIÇÃO........................................................................63 
4.2.1 - MEDIÇÕES EM DESLOCAMENTO.............................................................63 
4.2.2 - MEDIÇÕES EM VELOCIDADE....................................................................64 
4.2.3 - MEDIÇÕES EM ACELERAÇÃO...................................................................65 
4.2.4 - MEDIÇÕES DE ENVELOPE DE ACELERAÇÃO.........................................66 
4.2.5 - MEDIÇÕES EM ONDA NO TEMPO.............................................................68 
4.3 - ALARMES........................................................................................................71 
 
CAPÍTULO 5- ESTUDO DE CASO..........................................................................74 
5.1 - APRESENTAÇÃO DO EQUIPAMENTO COLETOR E SOFTWARE DE 
ANÁLISE DE VIBRAÇÕES......................................................................................74 
5.2 - IDENTIFICAÇÃO DO AMBIENTE...................................................................78 
5.3 - IDENTIFICAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS......................................................79 
5.3.1 - ESPECIFICAÇÕES E CONFIGURAÇÕES DAS MEDIÇÕES DO MOTO-
VENTILADOR..........................................................................................................80 
5.3.2 - ESPECIFICAÇÕES E CONFIGURAÇÕES DAS MEDIÇÕES DA MOTO-
BOMBA....................................................................................................................84 
5.3.3 - ESPECIFICAÇÕES E CONFIGURAÇÕES DAS MEDIÇÕES DO MOTO-
REDUTOR...............................................................................................................89 
 
CAPÍTULO 6- ANÁLISES DOS ESPECTROS COLETADOS..................................97 
6.1 - ANÁLISES DO MOTO-VENTILADOR..............................................................98 
12 
 
6.2 - ANÁLISES DA MOTO-BOMBA........................................................................105 
6.2.1 - MOTOR.........................................................................................................105 
6.2.2 - BOMBA.........................................................................................................110 
6.3 - ANÁLISES DO MOTO-REDUTOR..................................................................117 
6.3.1 - MOTOR.........................................................................................................117 
6.3.2 - ADAPTADOR................................................................................................119 
6.3.3 - REDUTOR.....................................................................................................121 
 
CONCLUSÕES........................................................................................................127 
SUGESTÕES ..........................................................................................................128 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.........................................................................129 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
13 
 
LISTA DE FIGURAS 
Figura 1: Primeiro sismógrafo da humanidade 
(Fonte:www.fisicafascinante.com.br)..........................................................................30 
Figura 2:Forma de onda senoidal no tempo (Fonte: www.csolutions.com.br)...........33 
Figura 3: Onda no tempo com as diferentes leituras para amplitude. 
(Fonte: Forum.clubedohardware.com.br)...................................................................33 
Figura 4: Diferenças em um domínio temporal. 
(Fonte: www.Wordpress.com.br)................................................................................34 
Figura 5: Demonstração da variação da amplitude em função da relação W/Wc 
(frequência do sistema sobre a frequência natural), em várias curvas com diversos 
amortecimentos. 
(Fonte: Apostila do instituto superior técnico)............................................................35 
Figura 6: Forma de onda com baixa amplitude (Fonte: www.sofisica.com.br)..........37 
Figura 7: Forma de onda com alta amplitude e frequência igual a forma de onda da 
figura 6. (Fonte: www.sofisica.com.br).......................................................................37 
Figura 8: Superposição das duas ondas anteriores. 
(Fonte: www.sofisica.com.br).....................................................................................38 
Figura 9: Batimento modulado por duas frequências próximas(acima), elevação da 
amplitude da frequência pela proximidade de sua frequência de ressonância 
(abaixo). (Fonte: www.kdataserv.fis.fc.ul.pt)..............................................................39 
Figura 10: Domínio temporal com modulação de frequência. 
(Fonte: www.wordpress.com).....................................................................................40 
Figura 11: Várias formas de onda juntas que geram a onda resutante.....................40 
Figura 12: Formas de onda e espectro de frequência característico de um diapasão, 
pistão de motor e conjunto de engrenagens. 
(Fonte: www.feb.unesp.br).........................................................................................41 
Figura 13: Demonstração da captura de um sinal no domínio temporal e 
reapresentado no domínio da frequência em FFT. 
(Fonte: www.mecatronicaatual.com.br)......................................................................42 
Figura 14: Massa gerando um desbalanceamento. 
(Fonte: www.guhring.com.br).....................................................................................44 
Figura 15: Espectro de um desbalanceamento. 
(Fonte:www.acervodigital.unesp.br)...........................................................................44 
14 
 
Figura 16: Demonstração de um espectro de frequência de um desalinhamento. 
(Fonte: www.acervodigital.unesp.br)..........................................................................45 
Figura 17: Desalinhamento paralelo 
(Fonte: www.blogdamecanica.com.br).......................................................................46 
Figura 18: Desalinhamento angular 
(Fonte: www.blogdamecanica.com.br).......................................................................46 
Figura 19: Espectro de frequência mostrando roçamento. 
(Fonte: Apostila de análise de vibrações)..................................................................47 
Figura 20: Espectro característico de folga. 
(Fonte: www. acervodigital.unesp.br).........................................................................48 
Figura 21: Folga estrutural em um mancal. 
(Fonte: www.acervodigital.unesp.br)..........................................................................48 
Figura 22: Folga demonstrada no domínio temporal. 
(Fonte: www.furg.br/piccoli/apostila)..........................................................................49Figura 23: Tipos comuns de 
excentricidade.(Fonte:www.blogdamecanica.com.br)................................................50 
Figura 24: Desalinhamento de correias. 
(Fonte: blogdamecanica.com.br)................................................................................55 
Figura 25: Estator e rotor com suas ranhuras e barras respectivamente. 
(Fonte: Apostila de análise de vibração)....................................................................52 
Figura 26: Funcionamento de um inversor de frequência 
(Fonte: Manual WEG de inversores de frequência)...................................................55 
Figura 27: Espectro de cavitação (Fonte: www.blogdamecanica.com.br).................57 
Figura 28: Mancal de filme de óleo 
(Fonte: www.furg.br/piccoli/apostila/análise e diagnóstico de vibrações)..................58 
Figura 29: Análise de uma máquina com turbilhonamento 
(Fonte: www.furg.br/piccoli/apostila/análise e diagnóstico de vibrações)..................59 
Figura 30: Rolamento traseiro 6318-C3 à direita e defeito na pista interna do 
rolamento traseiro 6318-c3 (Fonte: www.mecatronicaatual.com.br)..........................60 
Figura 31: Onda no tempo de dente de engrenagem trincado. 
(Fonte:www.blogdamecanica.com.br)........................................................................61 
Figura 32:Identificação dos pontos nos mancais de um equipamento Horizontal, 
Vertical e Axial nos parâmetros de velociada e envelope 
15 
 
(Fonte:Tecnologia 01dB Brasil-Infrared Service-ThermanSoluções).........................63 
Figura 33: Ábaco de severidade em deslocamento em mils (milésimo de polegada). 
(Fonte: www.macallisterpowersystem.com)...............................................................64 
Figura 34:: Gráfico de intensidade de vibração nos parâmetros de velocidade (pol/s - 
pico) e aceleração (G - pico). 
(Fonte:Apostila de análise de vibração).....................................................................66 
Figura 35: Demonstração do funcionamento de um envelope nas frequências de 
impacto. (Fonte: apostila da SKF)..............................................................................67 
Figura 36: Demonstração do domínio temporal 
(Fonte: www.wordpress.com.br).................................................................................68 
Figura 37: Configuração da faixa de alarmes do software.........................................71 
Figura 38: Demonstração dos tipos de alarmes do software EDIAG. DG – Danger e 
AL- Alarm...................................................................................................................72 
Figura 39: Coletor movilog (Fonte: Procedimento para análise de vibração utilizado 
coletor movilog 2 e software EDIAG2.2.0).................................................................76 
Figura 40: Imagem da tela do coletor Movilog (Fonte: Procedimento para análise de 
vibração utilizado coletor movilog 2 e software EDIAG2.2.0)....................................76 
Figura 41: Imagem de entrada do software Ediag.....................................................77 
Figura 42: Imagem da tela de monitoramento do software Ediag..............................77 
Figura 43: Acelerômetro. (Fonte: www.meas-spec.com/product/vibration)................78 
Figura 44: Purac Sinteses Campos dos Goytacazes (foto)........................................79 
Figura 45: Desenho do moto-ventilador da caldeira...................................................80 
Figura 46: Moto-ventilador da Purac (foto da vista ampla).........................................81 
Figura 47: Moto-ventilador da Purac detalhe (foto)....................................................81 
Figura 48: Configurações para os defeitos no moto-ventilador..................................83 
Figura 49: Desenho da Moto-Bomba.........................................................................84 
Figura 50: Moto-Bomba da Purac (foto).....................................................................85 
Figura 51: Moto-bombas da Purac (foto)...................................................................86 
Figura 52: Configurações para os defeitos no moto-bomba......................................88 
Figura 53: Desenho do moto-redutor na Purac Sínteses (esquerda), croqui do 
adaptador do conjunto (direita e acima) e croqui do redutor de 3 estágios (direita e 
abaixo)........................................................................................................................90 
Figura 54: Moto-redutor da Purac Sínteses (foto de vista ampla)..............................92 
16 
 
Figura 55: Moto-redutor da Purac (foto).....................................................................92 
Figura 56: Moto-redutor da Purac (foto).....................................................................93 
Figura 57: Moto-redutor da Purac (foto).....................................................................93 
Figura 58: Configurações para os defeitos no moto-redutor......................................96 
Figura 59: Espectro de envelope de aceleração do motor da caldeira mancal 2V 4° 
Coleta.........................................................................................................................98 
Figura 60:Espectro de envelope de aceleração mostrando 3º harmônico do 2Fl 
elevado no motor da caldeira mancal 2V 6º Coleta...................................................99 
Figura 61: Espectro envelope de aceleração mostrando 3º harmônico da 2Fl elevado 
no motor da caldeira mancal 2V 9º Coleta...............................................................100 
Figura 62: Espectro envelope de aceleração no motor da caldeira mancal 2H 10° 
Coleta.......................................................................................................................100 
Figura 63: Sinal de onda no tempo motor da caldeira mancal 2H 1° Coleta...........101 
Figura 64: Sinal de onda no tempo motor da caldeira mancal 2H 6º Coleta...........101 
Figura 65: Espectro em aceleração de banda larga mostrando a frequência de 
pulsos no mancal 2H 2° Coleta................................................................................102 
Figura 66: Espectro em aceleração de banda larga mostrando a frequência de 
pulsos no mancal 2H 9° Coleta................................................................................103 
Figura 67: Espectro em aceleração com zoom X2 mostrando a frequência de pulsos 
no mancal 2H 10° Coleta.........................................................................................103 
Figura 68: Gráfico de tendência mancal 1H............................................................104 
Figura 69: Gráfico de tendência mancal 2V.............................................................105 
Figura 70: Espectro de frequência em velocidade do motor da bomba mancal 1H 1° 
Coleta– Desalinhamento.........................................................................................106 
Figura 71: Espectro de frequência em velocidade do motor da bomba mancal 1H 3° 
Coleta – Desalinhamento........................................................................................106 
Figura 72:Mesmo espectro de frequência da figura 71 com um zoom no pico que 
mais se destaca.......................................................................................................107 
Figura 73: Espectro em velocidade do motor da bomba 1H 9° Coleta – 
Desalinhamento.......................................................................................................108 
Figura 74: Mesmo espectro da figura 73 com zoom no maior pico.........................108 
Figura 75: Espectro em velocidade do motor da bomba mancal 1H 10° 
Coleta.......................................................................................................................10917 
 
Figura 76: Mesmo espectro da figura 75 com zoom no 2°harmônico......................109 
Figura 77: Gráfico de tendência do mancal 2H........................................................110 
Figura 78: Espectro em envelope de aceleração da bomba mancal 3H 1° 
Coleta.......................................................................................................................111 
Figura 79: Envelope em aceleração da bomba mancal 3H 6° Coleta......................111 
Figura 80: Envelope em aceleração da bomba mancal 3V 9° Coleta......................112 
Figura 81: Envelope de aceleração da bomba mancal 3H 6° Coleta.......................113 
Figura 82: Envelope de aceleração com alta resolução da bomba mancal 4H 
1°Coleta....................................................................................................................114 
Figura 83: Onda no tempo mostrando o problema no rolamento da bomba 
mancal4H4ºcoleta....................................................................................................114 
Figura 84: Onda no tempo mostrando o problema no rolamento da bomba mancal 
4H7º coleta...............................................................................................................115 
Figura 85: Onda no tempo mostrando o problema no rolamento da bomba mancal 
3H10ºcoleta..............................................................................................................115 
Figura 86: Gráfico de tendência se mantém estável, bomba 3H aceleração 
global........................................................................................................................116 
Figura 87: Gráfico de tendência decaindo, bomba 4H aceleração 
global........................................................................................................................117 
Figura 88: Frequência de engrenamento1 visível em um espectro de aceleração do 
motor mancal 1H 8° Coleta......................................................................................118 
Figura 89: Frequência de engrenamento 1 vista em um espectro de aceleração no 
motor mancal 1H 9° Coleta......................................................................................118 
Figura 90: Gráfico de tendência do motor mancal 2H.............................................119 
Figura 91: Espectro em velocidade do adaptador no mancal 3H 9° Coleta...........120 
Figura 92: Gráfico de tendência do adaptador mancal 3H......................................120 
Figura 93: Espectro em aceleração da frequência de engrenamento de entrada do 
redutor mancal 5H 5° Coleta....................................................................................121 
Figura 94: Espectro em aceleração da frequência de engrenamento de entrada do 
redutor mancal 5H 8° Coleta....................................................................................122 
Figura 95: Espectro em aceleração da frequência de engrenamento de saída mancal 
7H 7° Coleta.............................................................................................................122 
18 
 
Figura 96: Onda no tempo mostrando a rotação do eixo de entrada mancal 8V 8º 
coleta........................................................................................................................123 
Figura 97: Onda no tempo mostrando a rotação do eixo de entrada mancal 7V 
3°coleta....................................................................................................................123 
Figura 98: Sinal de onda no tempo do redutor mancal 6V 6° 
Coleta.......................................................................................................................124 
Figura 99: Sinal de onda no tempo do redutor mancal 7V 6° Coleta.......................124 
Figura 100: Gráfico de tendência do redutor mancal 7H em aceleração 
global........................................................................................................................125 
Figura 101: Gráfico de tendência do redutor mancal 8H em aceleração 
global........................................................................................................................126 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
19 
 
LISTA DE TABELAS 
 
TABELA 1: ISO 10816 PARA PARÂMEROS EM VELOCIDADE..........................65 
TABELA 2: TABELA DE ROLAMENTOS DO MOTO-VENTILADOR....................81 
TABELA 3: TABELA DOS POSSÍVEIS DEFIETOS DO MOTOR DO MOTO-
VENTILADOR........................................................................................................82 
TABELA 4: TABELA DOS POSSÍVEIS DEFEITOS DO VENTILADOR DO MOTO-
VENTILADOR........................................................................................................82 
TABELA 5: TABELA DE ROLAMENTOS DA MOTO-BOMBA..............................85 
TABELA 6: TABELA DOS POSSÍVEIS DEFEITOS DO MOTOR DA MOTO-
BOMBA..................................................................................................................86 
TABELA 7: TABELA DOS POSSÍVEIS DEFEITOS DA BOMBA DA MOTO-
BOMBA..................................................................................................................87 
TABELA 8: TABELA DOS ROLAMENTOS DO MOTO-REDUTOR......................91 
TABELA 9: TABELA DOS POSSÍVEIS DEFEITOS DO MOTOR DO MOTO-
REDUTOR.............................................................................................................94 
TABELA 10: TABELA DOS POSSÍVEIS DEFEITOS DO ADAPTADOR DO MOTO-
REDUTOR.............................................................................................................94 
TABELA 11: TABELA DOS POSSÍVEIS DEFEITOS DA CAIXA REDUTORA DO 
MOTO-REDUTOR.................................................................................................95 
 
 
 
 
 
 
20 
 
LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS 
 
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas 
RMS – Raiz da Média Quadrática (Root Mean Square) 
RPM – Rotação por Minuto 
FFT – Transformada Rápida de Fourier (Fast Fourier Transformer) 
ISO –International Organization for Standardization 
Bpfo – Frequência de falhas da pista externa 
Bpfi – Frequência de falhas da pista interna 
Bsf – Frequências de falhas de elementos rolantes 
Btf – Frequência de falhas da gaiola 
CA – Corrente Alternada 
CC – Corrente Contínua 
Fr- Frequência de Ranhuras 
Fb – Frequência de Barras 
Fe – Frequência de engrenamento 
Fee – Frequência de engrenamento de entrada 
Fes – Frequência de engrenamento de saída 
BPF – Frequência de pás (Blade Pass Frequency) 
Ne – Rotação do eixo de entrada 
Ni – Rotação do eixo intermediário 
Ns – Rotação do eixo de saída 
2FL – 2X Frequência de rede 
21 
 
CAPÍTULO I 
1- Apresentação 
1. 1 - Introdução 
Já há tempo a manutenção deixou de ser uma função desvalorizada. Esse 
antigo conceito de que a manutenção era um estorvo que atrapalhava a produção, 
“patinho feio” dentre as outras modalidades da empresa, já não existe mais. Hoje é 
de conhecimento geral que a manutenção e a produção andam juntas. A produção 
necessita da manutenção para seguir trabalhando com alta confiabilidade nos 
equipamentos, disponibilidade dos mesmos e qualidade no produto final. 
Neste cenário não existe mais espaços para improvisos e arranjos. O pessoal 
da área deve estar qualificado e equipado para evitar falhas, e não apenas corrigi-
las. A visão atual da manutenção é a de que não ocorram paralisações que não 
sejam programadas, o que atrapalharia o andamento da produção. As paradas de 
operação devem ser pontuais, agindo diretamente nos modos defalhas para que 
essas não evoluam em defeitos, falhas ou gerando colapso no equipamento, 
garantindo a disponibilidade da função dos equipamentos, de modo a atender a um 
processo de produção com confiabilidade, segurança, preservação do meio 
ambiente e custos adequados. 
Por tudo isso é muito utilizado hoje a manutenção preditiva, na qual é possível 
monitorar a condição do equipamento continuamente durante o seu funcionamento. 
As técnicas de manutenção preditiva utilizam dessas condições do equipamento 
para nos fornecer dados para a análise de como o equipamento está operando. 
Dependendo do calor, ruído, falta de óleo ou vibração, as máquinas podem operar 
fora ou dentro das condições normais. 
Nesse trabalho as análises de vibrações mecânicas nos equipamentos 
industriais serão estudadas mais a fundo. A análise de vibração mecânica consiste 
no estudo do comportamento vibratório da máquina voltado para a manutenção. 
Vale lembrar que a análise de vibração não repara a falha. Ela indica a possível 
origem da causa da vibração e suas consequências, ficando a cargo dos 
responsáveis executarem os devidos reparos no equipamento. 
22 
 
 
No início, a análise de vibração constituía apenas de uma observação 
cuidadosa do comportamento da máquina e, na maioria das vezes, reforçada com 
manutenções frequentes. Instrumentos elementares eram, muitas vezes, usados 
para medir e registrar os valores a partir dos quais se baseavam a detecção de 
falhas e as decisões de manutenção. Este método exigia pessoal de manutenção 
altamente treinado e experiente para garantir operação eficiente e evitar falhas 
catastróficas. 
 
Com o desenvolvimento da instrumentação analógica foram desenvolvidos 
aparelhos para facilitar os procedimentos de análise, porém eles ainda eram 
pesados e incômodos. Com o desenvolvimento de microprocessadores os circuitos 
puderam ter dimensões e peso dos instrumentos reduzidos, permitindo que os 
dados pudessem ser manipulados em alta velocidade. 
 
Uma característica muito importante da análise de frequência foi à computação 
eficiente do FFT (Fast-Fourier-Transformer) de medições multicanal e a capacidade 
de armazenar os dados para decisões futuras. A armazenagem de dados por longo 
prazo tornou-se prática comum. 
 
Algumas empresas já desenvolveram conjuntos de software que permitem que 
todo o processo da máquina seja monitorado automaticamente, realizando todo o 
trabalho de análise de medição e diagnóstico de problemas, seguida de estratégias 
de ação e manutenção. 
 
Os resultados de um sistema de monitoramento de vibração detectam, 
diagnosticam e localizam condições de operação defeituosas em seu estágio inicial, 
a fim de prevenir falhas graves. Por exemplo, a detecção inicial de um defeito em um 
mancal de uma caixa de engrenagem e a possibilidade de troca imediata pode evitar 
uma grave avaria na roda dentada. Falhas que excedam os níveis de vibração, 
como por exemplo durante os procedimentos de liga e desliga da máquina, reduzem 
o seu tempo de vida útil. 
 
23 
 
1.2 – OBJETIVO 
 
O objetivo desse trabalho é demonstrar a aplicação da análise de vibração 
mecânica como técnica de manutenção preditiva atuando na indústria. Os softwares 
e coletores de análise de vibração cada vez mais modernos possibilitam a 
visualização dos mais variados tipos de frequências presentes nas máquinas. Pela 
análise dos espectros de vibração é possível determinar se tais frequências poderão 
ou não vir a se tornar problemas nas máquinas. 
 
1.3 – JUSTIFICATIVA 
 
Como existem poucos trabalhos em português sobre interpretação de 
espectros de frequências e a prática de análise de vibrações, achou-se necessário 
que a instituição (INSTITUTO FEDERAL FLUMINENSE) pudesse contar com um em 
seu acervo bibliográfico. 
 
Esse trabalho serve como um guia. Um guia explicitando sobre um roteiro para 
a prática da análise de vibração feita nas indústrias que usam dessa técnica 
preditiva. Os dados dos equipamentos, os parâmetros de vibração utilizados na 
captura de espectros, gráficos de tendência e a análise de resultados são elementos 
básicos da prática. 
 
E por fim, que esse trabalho possa ajudar aos futuros alunos que queiram 
enveredar-se por essa área, facilitando na hora de entender os conceitos teóricos 
aprendidos dentro da sala de aula e juntá-los com a prática da rotina de coleta de 
dados executada na planta das empresas. Que ele possa ser fonte de futuros 
trabalhos, assim como a monografia PROCEDIMENTO PARA ANÁLISE DE 
VIBRAÇÃO UTILIZANDO COLETOR MOVILOG 2 E SOFTWARE EDIAG 2.2.0 foi 
para esse trabalho. 
 
1.4 – Estrutura do Trabalho 
 
Este trabalho está estruturado em 6 capítulos da seguinte forma: 
24 
 
 
Capítulo 1 – Apresentação do assunto, descrevendo a introdução, a motivação, 
o objetivo, a estrutura de montagem e a metodologia. 
 
Capítulo 2 – Revisão bibliográfica da parte de manutenção, o histórico e os 
tipos de manutenção. 
 
Capítulo 3 – Revisão bibliográfica a respeito de vibração, o histórico de uso 
pela humanidade, suas definições básicas, apresentação de ondas no tempo e 
espectros FFT e os tipos de falhas em equipamentos industriais. 
 
Capítulo 4 – Configurações no software para a rota de coleta de vibrações, 
necessária no equipamento coletor de vibrações. Explicações sobre os pontos de 
medições nas máquinas, os parâmetros de medição e os alarmes utilizados. 
 
Capítulo 5 – Estudo de caso, demostrando o equipamento utilizado na coleta 
de dados, local aonde foi realizada, os equipamentos escolhidos, as características 
dos equipamentos escolhidos e os tipos de falhas que os equipamentos podem vir a 
apresentar. 
 
Capítulo 6 –Interpretação dos espectros de frequência e ondas no tempo 
coletadas no Estudo de Caso e demonstração dos seus gráficos de tendência. 
 
Ao final encontra-se a conclusão, as sugestões e a bibliografia consultada. 
 
 
1.5– Metodologia 
 
Este trabalho foi desenvolvido conforme a seguinte metodologia: 
 
1° Pesquisa bibliográfica sobre o tema de vibrações mecânicas visando 
manutenção, o histórico da vibração e leitura de espectros. 
 
25 
 
2° Estudo do software EDIAG 2.2.0 e do coletor movilog 2, utilizando-os em 
equipamentos da escola. 
 
3° Estudo de caso, utilizando o coletor de vibrações na prática na coleta de 
dados de vibração na empresa Purac Sínteses em Campos dos Goytacazes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
26 
 
Capítulo II 
2. Manutenção 
2.1 - Introdução 
Com o passar dos anos a manutenção evoluiu. O que antes consistia apenas 
em consertar os equipamentos que falhavam, hoje, se transformaram em técnicas 
avançadas de manutenção que buscam sempre a melhoria continua. Com esse 
avanço, surgiram projetos cada vez mais complexos, com exigências de 
conhecimento técnico em níveis cada vez maiores, o que demanda uma atualização 
constante dos profissionais da área de manutenção. 
Uma tendência é que a área de manutenção nas empresas passa a ser 
considerada estratégica, pois por meio da manutenção sistemática é possível 
antecipar-se e evitar falhas que poderiam ocasionar paradas imprevistas dos 
sistemas produtivos. Da mesma forma, é possível detectar uma situação onde já se 
espera a ocorência de falha, e programar-se para uma intervenção em oportunidade 
mais apropriada, sem prejudicar os compromissos de produção assumidos. 
2.2 - Tipos de manutenção: 
Existem diversos tipos de manutenção, os abordados nesse capítulo serão: 
manutenção corretiva (não planejada e planejada), manutenção preventiva, 
manutençãopreditiva, manutenção detectiva, engenharia de manutenção e 
manutenção proativa. 
2.2.1. Manutenção corretiva: 
2.2.1.1. Manutenção corretiva não planejada: 
Esse tipo de manutenção ocorre quando o equipamento já esta com a 
ocorrência da falha, e esta ocorre de forma inesperada. Nesse caso não há tempo 
para a preparação de componentes e nem de planejar o serviço. 
27 
 
Do ponto de vista do custo de manutenção, esse tipo tem custo menor do que 
prevenir falhas nos equipamentos. Porém, pode causar grandes perdas por 
interrupção da produção. 
2.2.1.2. Manutenção corretiva planejada: 
Assim como a corretiva não planejada, esse tipo de manutenção ocorre quando 
o equipamento já esta parado por falha. Porém, nesse caso, ocorre uma preparação 
prévia para a manutenção no equipamento, ou seja, a falha já é esperada. 
Normalmente esse tipo de manutenção é adotado quando, sabe se que o 
equipamento vai entrar em colapso, por meio do acompanhamento preditivo do 
equipamento, e decidem em operar até a quebra. A corretiva planejda também pode 
ocorrer por: negociação de parada do processo produtivo com a equipe de 
operação, aspectos ligados à segurança, melhor planejamento dos serviços, 
garantia de ferramental e peças sobressalentes, necessidade de recursos humanos 
tais como serviços contratados. 
2.2.2. Manutenção preventiva: 
Trata-se de atuação da manutenção em períodos de tempos, determinados 
previamente, realizada de maneira a reduzir ou evitar a falha ou a queda no 
desempenho do equipamento, 
Utilizando dados estatísticos de arquivos ou históricos disponíveis nas 
empresas procura-se determinar o tempo provável em que ocorrerá a falha, pois 
sabe-se que esta poderá ocorrer mas não se pode determinar exatamente quando. 
Pode-se, ainda, reduzir a probabilidade de falhas pelo fato de a manutenção ser 
programada com antecedência, sendo o ônus desta paralisação, substancialmente 
baixo. 
 A grande desvantagem desse tipo de manutenção, é o fato de ter que parar a 
produção de um equipamento, que esta operando em perfeitas condições, apenas 
por ter chegado a hora da manutenção. Em algumas situações, a manutenção 
forçada no equipamento acaba tendo um efeito inverso que se queria obter, ou seja, 
ocorre a introdução de falhas que antes não existiam. 
28 
 
2.2.3. Manutenção preditiva: 
Também é conhecida como manutenção sob condição ou manutenção com 
base no estado do equipamento. Nesse caso tenta-se definir o estado futuro de um 
equipamento ou sistema, por meio dos dados coletados ao longo do tempo por uma 
instrumentação específica, verificando e analisando a tendência de variáveis do 
equipamento. Esses dados coletados, por meio de medições em campo como 
temperatura, vibração, análise físico-química de óleos, ensaios por ultrassom, 
termografia, permitem um diagnóstico baseado no contexto de uma avaliação 
probalística. 
Uma vantagem desse tipo de manutenção sobre as comentadas anteriormente, 
é que nesse caso, não é necessário a parada do equipamento para a análise de 
dados. Pelo contrário, e necessário que o equipamento esteja operando para que 
ocorra a coleta de dados. Outra vantagem, é que se diminui os níveis de paradas 
indesejadas por manutenções não programadas. 
2.2.4 - Manutenção detectiva: 
É um tipo de manutenção na qual o nível de automatização é extremamente 
alto. Na manutenção detectiva utiliza-se um sistema de proteção automatizado 
buscando detectar falhas ocultas, ou seja, falhas não percepitíveis ao pessoal de 
manutenção e operação. 
Enquanto na manutenção preditiva, ocorre o diagnóstico a partir da medição 
dos parâmetros do equipamento, na detectiva o diagnóstico é obtido de forma direta, 
a partir do processamento de informações colhidas junto a planta. 
O único risco associado a esse processo, é a posibilidade de ocorrer falha no 
sistema de detecção de falha, porém, essa é uma possibilidade muito remota. 
 
 
 
29 
 
2.2.5 – Engenharia de Manutenção 
É a nova concepção de manutenção, praticar engenharia de manutenção é 
deixar de ficar consertando continuamente, e começar a procurar formas de se 
mitigar as situações de mau desempenho no equipamento e melhorar o 
funcionamento do mesmo. A idéia desse processo é deixar de conviver com 
problemas crónicos e, buscar melhorias a partir dos feedbacks de operação. 
2.2.6 - Manutenção proativa 
A manutenção proativa consiste na identificação de uma determinada falha, e 
eliminação das causas dessa falha em um equipamento. Nesse tipo de manutenção, 
reparar o defeito não é o suficiente, deve-se investigar a fundo a razão pela qual o 
equipamento falhou. 
A manutenção proativa resulta da combinação da manutenção preditiva com a 
preventiva e permite identificar problemas potenciais antes deles acontecerem. A 
manutenção proativa é o meio importante de se conseguir economias que não são 
alcançadas por técnicas de manutenção convencionais. Seu objetivo principal é 
aumentar a vida útil do equipamento em vez de fazer reparos quando nada está 
quebrado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
30 
 
CAPÍTULO III 
3. Vibração 
3.1- Histórico da Vibração 
Desde os primórdios a humanidade utiliza a vibração e o som de instrumentos 
rudimentares para a utilização e facilitação em determinadas tarefas, por exemplo: 
tambores, apitos e instrumentos de percussão. O desenvolvimento da teoria da 
vibração é resultante de ciências como matemática e mecânica geral. 
Antigamente, utilizava-se um escudo coberto por uma fina camada de bronze 
que era encostada ao solo. Dessa maneira, a menor mudança de estado vibratório 
do solo produziria uma vibração no escudo que provocaria um som que serviria de 
alerta para as pessoas sobre um possível tremor de terra. Este é o primeiro registro 
de um transdutor na humanidade. Atualmente os transdutores mais utilizados são 
compostos de cristais piezoelétricos, que convertem a energia mecânica das 
vibrações das máquinas, em pulsos elétricos que são interpretados como picos e 
espectros nos coletores de vibração. 
 
Os primeiros instrumentos de medição de vibração originaram-se na Grécia e 
China antiga. Na China surgiu o primeiro sismógrafo criado pela humanidade. 
Sismógrafo é o aparelho que registra a intensidade dos terremotos. Os chineses 
foram capazes de construir um aparelho que registrava a ocorrência de um abalo 
sísmico e indicava a direção de sua procedência. 
 
 
Figura 1: Primeiro sismógrafo da humanidade (Fonte: www.fisicafascinante.com.br) 
31 
 
 
Dentro da jarra havia um pêndulo imune a pequenos movimentos na 
superfície, mas sensível às ondas sísmicas de um terremoto. Oito cabeças de 
dragão ladeavam a jarra. Cada uma delas contendo uma bola. No plano inferior da 
jarra, em torno dela, oito sapos com as bocas abertas estavam posicionados na 
vertical dos dragões. Quando acontecia um tremor de terra a boca de dragão que 
estivesse na direção do sismo se abria e deixava a bola cair na boca do sapo. Há 
registros de que o aparelho foi de grande utilidade na detecção de movimentos 
sísmicos. 
 
Pitágoras foi um dos primeiros a estudar a vibração. Ele fez experiências com 
martelos, cordas, placas e tubos. Ele provou, com a sua experiência com martelos 
que as frequências naturais são propriedades dos sistemas e não dependem da 
magnitude da força atuante. 
 
Galileu foi quem observou a ressonância entre dois corpos conectados por 
algum meio de transferência de energia e sintonizados em uma mesma frequência 
natural. Ele também estabeleceu formalmente a relação entre o comprimento de um 
pêndulo e o seu período de oscilação. 
 
Wallis e Sauveur estudaram os movimentosdas cordas vibratórias e o 
fenômeno de formas modais. Eles descobriram que a frequência do primeiro modo é 
x e a do segundo modo 2x, a do terceiro 3x e assim por diante. A eles são creditado 
o termo de frequências harmônicas. 
 
Frahm propôs o absorvedor dinâmico de vibração, que envolve a adição de um 
sistema massa-mola secundário para eliminar as vibrações de um sistema principal, 
diminuindo a sua amplitude, hoje conhecidos como amortecedores. 
 
Atualmente os estudos na área de vibração estão sendo influenciados pelo 
advento de novos computadores que permitem a realização de grandes quantidades 
de cálculos em curtos espaços de tempo. Isso permitiu a criação de modelos 
32 
 
matemáticos para representar o comportamento de sistemas de grande porte com 
muita precisão. 
 
3.2 – Definição e conceitos básicos 
 
Vibração é a descrição de um movimento que oscila em torno de um ponto de 
referência que se repete regular ou irregularmente depois de um intervalo de tempo. 
A vibração é a resposta a uma dada excitação. O número de vezes de um ciclo 
completo de um movimento durante um período de um segundo é chamado de 
frequência e é medido em Hertz [Hz]. Se analisarmos os movimentos de um ciclo 
completo em um minuto ele é medido em rotações por minutos (RPM), ou ciclos por 
minuto (CPM). 
 
A vibração pode consistir de um simples componente ocorrendo em uma única 
frequência ou muitos componentes ocorrendo em diferentes frequências 
simultaneamente. Um pêndulo ou a corda de um violão são exemplos de vibrações 
simples, ou seja, uma única frequência. Os movimentos de um motor de combustão 
são exemplos de diferentes frequências atuando no mesmo corpo ao mesmo tempo. 
Essas últimas são as situações mais encontradas em engenharia. Estes movimentos 
ocorrem em elementos de máquinas e nas estruturas, quando estes estão 
submetidos a ações dinâmicas. 
 
É possível marcar a trajetória do movimento oscilatório na forma de onda, em 
relação ao tempo que ela leva para se formar. Quando se tem uma única frequência 
atuando em um corpo, fica fácil de visualizá-la em uma gráfica amplitude X tempo. A 
amplitude da vibração é o que caracteriza e descreve a severidade da vibração. A 
amplitude é a medida escalar de oscilação positiva e negativa de uma onda no 
tempo, podendo ser medida de diferentes formas: pico, pico a pico e RMS (Raiz da 
Média Quadrática). 
 
 
33 
 
 
Figura 2: Forma de onda senoidal no tempo (Fonte: www.csolutions.com.br) 
 
Na figura 2 é possível ver uma forma de onda se manifestando duas vezes no 
tempo medido. O tempo da onda é de aproximadamente 6s com uma frequência de 
0.16 Hz (1/6) e uma amplitude medida em pico. 
 
Para se descobrir o período ou comprimento de uma onda mede-se a distância 
de um pico positivo para o outro, como na figura 2. Também pode-se medir a 
distância das amplitudes mínimas ou picos negativos, ou seja, aquelas que se 
manifestam abaixo do eixo vertical do gráfico. 
 
Na figura 3, tem-se uma imagem da medição da amplitude do sinal de onda 
das diferentes formas, como dito anteriormente. 
 
Figura 3: Onda no tempo com as diferentes leituras para amplitude. (Fonte: 
Forum.clubedohardware.com.br). 
34 
 
O valor de pico-a-pico é usado onde o deslocamento vibratório da máquina é a 
parte crítica, por exemplo, com turbomáquinas com mancal de deslizamento. O valor 
de pico é usado na indicação de falhas em elementos de alta frequência como falha 
em rolamentos e dentes de engrenagens. E o de RMS é uma média global da 
vibração, representa a quantidade de energia contida em uma vibração. É indicada 
para vibrações de média e baixa frequência relacionadas a dinâmica da máquina. É 
de muita importância determinar qual tipo de amplitude de vibração está sendo 
associada, pois uma interpretação errada pode alterar bastante um diagnóstico final. 
 
Os principais elementos da vibração são amplitude e frequência, sendo esta o 
inverso do período (tempo). Na figura 4, tem-se um gráfico mostrando essas 
diferenças numa forma de onda. 
 
Figura 4: Diferenças em um domínio temporal. (Fonte: www.Wordpress.com.br) 
 
A fase ou ângulo de defasagem é a diferença entre a excitação da vibração e a 
resposta no sistema. Como se observa na última figura, ao passo que a onda de cor 
verde já estava na amplitude máxima, a onda de cor vermelha estava iniciando a 
sua trajetória. Ou seja, a resposta para a excitação de vibração no sistema da onda 
35 
 
verde ocorreu depois na onda vermelha. A fase também é um diferencial quando se 
estuda ondas no tempo. 
 
Dependendo do grau do amortecimento, o sistema terá uma resposta à 
excitação mais ou menos imediata. Se o amortecimento é elevado o ângulo de fase 
também é elevado. Da mesma forma, para sistemas pouco ou sem amortecimento o 
ângulo de fase será bem pequeno. O amortecimento do sistema também influencia 
diretamente na amplitude da vibração. Mais amortecimento significa que haverá 
mais perda de energia por atrito, o que significa que o sistema não vibrará com tanta 
liberdade. 
 
Figura 5: Demonstração da variação da amplitude em função da relação W/Wc (frequência do 
sistema sobre a frequência natural), em várias curvas com diversos amortecimentos.(Fonte: Apostila 
do instituto superior técnico). 
 
Um sistema massa mola pode vibrar com amortecimento ou sem 
amortecimento. Quando com amortecimento viscoso, ele dissipa energia do sistema 
vibratório, diminuindo o valor das amplitudes do sistema. Dois fenômenos que 
provocam amplitudes elevadas são a ressonância e o batimento. 
 
Ressonância mecânica é um fenômeno que acontece quando um sistema 
físico recebe energia por meio de excitações de frequência igual a uma de suas 
36 
 
frequências naturais de vibração. Assim, o sistema físico passa a vibrar com 
amplitudes cada vez maiores. 
Cada sistema físico capaz de vibrar possui uma ou mais frequências naturais, 
isto é, que são características do sistema, mais precisamente da maneira como este 
é construído. Quanto mais alta for a frequência natural, mais energia será requerida 
para produzir uma certa amplitude de vibração. Como por exemplo, um pêndulo ao 
ser afastado do ponto de equilíbrio, cordas de um violão ou uma ponte para a 
passagem de pedestres sobre uma rodovia movimentada. 
Todos estes sistemas possuem suas frequências naturais, que lhes são 
características. Quando ocorrem excitações periódicas sobre o sistema, por 
exemplo, como quando o vento sopra com frequência constante sobre uma ponte 
durante uma tempestade, acontece um fenômeno de superposição de ondas que 
alteram a energia do sistema, modificando sua amplitude. 
Se a frequência natural de oscilação do sistema e as excitações constantes 
sobre ele estiverem com a mesma frequência, a energia do sistema será 
aumentada, fazendo com que vibre com amplitudes cada vez maiores. 
Um caso muito famoso deste fenômeno foi o rompimento da ponte Tacoma 
Narrows, nos Estados Unidos, em 7 de novembro de 1940. Em um determinado 
momento o vento começou soprar com frequência igual à natural de oscilação da 
ponte, fazendo com que esta começasse a aumentar a amplitude de suas vibrações 
até que sua estrutura não pudesse mais suportar, fazendo com que ela rompesse. 
O caso da ponte Tacoma Narrows pode ser considerado uma falha humana, já 
que o vento que soprava no dia 7 de Novembro de 1940 tinha uma frequência 
característica da região onde a ponte foi construída, logo os engenheiros 
responsáveis por sua construção falharam na análise das características naturais da 
região. Por isto, atualmente é feita uma análise profunda de todas as possíveis 
característicasque possam requerer uma alteração em uma construção civil. 
 
 
37 
 
Supondo que a frequência de oscilação natural de uma ponte suspensa é dada 
por: 
 
 
Figura 6: Forma de onda com baixa amplitude (Fonte: www.sofisica.com.br) 
 
Ao ser excitada periodicamente, por um vento de frequência: 
 
 
Figura 7: Forma de onda com alta amplitude e frequência igual a forma de onda da figura 6. (Fonte: 
www.sofisica.com.br) 
 
 
 
 
 
38 
 
A amplitude de oscilação da ponte passará a ser dada pela superposição das 
duas ondas: 
 
Figura 8: Superposição das duas ondas anteriores. (Fonte: www.sofisica.com.br) 
 
Se a ponte não tiver uma resistência que suporte a amplitude do movimento, 
esta sofrerá danos podendo até ser destruída, como a ponte Tacoma Narrows. 
O outro fenômeno que provoca elevação de amplitude é o batimento. Ele 
ocorre quando se tem a interferência de ondas ou sinais de frequências próximas. A 
superposição dos sinais com frequências próximas resulta num sinal com frequência 
igual à média das duas frequências. A manifestação do batimento se dá com uma 
vibração de amplitude modulada, variando sua amplitude, o que dará um aspecto de 
pulsação. 
39 
 
 
Figura 9: Batimento modulado por duas frequências próximas(acima), elevação da amplitude 
da frequência pela proximidade de sua frequência de ressonância (abaixo). (fonte: 
www.kdataserv.fis.fc.ul.pt). 
 
Pelo fato de as frequências das ondas diferirem uma da outra haverá 
momentos de interferência construtiva onde a amplitude resultante será alta (soma) 
e momentos de interferência destrutiva, onde a amplitude será menor (subtração). 
 
Quando essas frequências são muito próximas, fica difícil de identificar a 
verdadeira origem, e para isso é necessário se obter um gráfico de amplitude X 
frequência (espectro) de alta resolução. Às vezes a vibração é acompanhada de um 
ruído, e se a diferença de frequências não for muito reduzida, este evento é 
percebido pela audição. 
 
Além da modulação de amplitude, também existe a modulação de frequência. 
Na modulação de frequência a forma de onda tem a amplitude constante, porém o 
seu período varia continuamente. 
 
40 
 
 
Figura 10: Domínio temporal com modulação de frequência. (Fonte: www.wordpress.com) 
 
A modulação de frequência pode ser causada por mudanças instantâneas na 
velocidade do eixo devido a variações de torque ou vibrações torcionais. Por 
exemplo: se a velocidade angular de uma engrenagem varia devido a um defeito 
geométrico, como um espaçamento desigual entre os dentes, certamente ocorrerá 
uma modulação das frequências de rotação e engrenamento. Também ocorrem em 
máquinas de velocidade variável. 
 
3.3 - Análise da frequência da vibração 
 
Como dito anteriormente, um sistema pode consistir em uma única 
componente em uma só frequência, ou várias componentes vibrando com 
frequências variadas. Em um sistema mais complexo, que são os mais estudados 
nos equipamentos industriais, tem-se a ocorrência de múltiplas vibrações ocorrendo 
ao mesmo tempo. Elas podem ter frequências, amplitudes e fases diferentes, devido 
a várias massas diferentes vibrando. 
 
Figura 11: Várias formas de onda juntas que geram a onda resultante de cor preta. 
41 
 
O resultado da “soma” dessas ondas muitas vezes gera uma forma de onda de 
difícil compreensão em um gráfico amplitude X tempo, como na figura 11, onde a 
forma de onda de cor preta é a junção das demais. Esses componentes podem ser 
visualizados plotando a amplitude da vibração X frequência. 
O mais importante dos sinais de vibração é o estudo dos componentes 
individuais da frequência que é chamado de análise de frequências, uma técnica que 
pode ser considerada a principal ferramenta de trabalho nos diagnósticos de medida 
de vibração. 
O gráfico mostrando o nível de vibração em função da frequência é chamado 
de espectro de frequência. Quando se analisa a vibração de uma máquina, 
encontra-se um grande número de componentes periódicos de frequência que são 
diretamente relacionados com os movimentos fundamentais de várias partes da 
máquina. Com a análise da frequência, é possível descobrir as fontes de vibração na 
máquina. Dessa forma, descobrir possíveis causas dos problemas. 
Vale lembrar que a vibração não é um problema nas máquinas. Vibração é 
uma forma de dissipação de energia, que é natural em todos os equipamentos que 
executam trabalho. Como se sabe, não é possível transformar toda a energia em 
trabalho final do equipamento. A vibração em condições anormais acarretam 
problemas nos equipamentos. 
Na figura 12, mostra-se a forma de onda (amplitude X tempo) e o espetro 
(amplitude X frequência) para diferentes tipos equipamentos que vibram. 
 
Figura 12: Forma de onda e espectro de frequência característicos de um diapasão, pistão de 
motor e conjunto de engrenagens. (Fonte: www.feb.unesp.br) 
42 
 
Como se observa, fica muito mais simples estudar a vibração por gráficos 
amplitude X frequência quando se tem muitas frequências distintas no mesmo 
conjunto, como no caso do engrenamento. 
 
Para se transformar o gráfico de onda no tempo em um espectro de frequência, 
o equipamento coletor de vibrações faz uso de uma técnica conhecida como 
Transformada Rápida de Fourier (FFT - Fast Fourier Transform). 
 
Fourier foi um matemático francês que demonstrou que era possível tomar um 
sinal no domínio do tempo e identificar os conteúdos de frequência por uma série de 
cálculos de senos e cossenos. A transformada de Fourier é capaz de mostrar os 
componentes individuais da vibração separados pelas suas frequências. Ela 
estabelece que uma forma de onda periódica complexa, pode ser decomposta em 
formas de ondas senoidais individuais e separadas. O sinal de entrada é composto 
de muitas ondas de senos diferentes. O FFT é capaz de identificar estas ondas de 
senos complexas e as separar em ondas de seno por cada componente 
individualizado. Estas ondas de seno separadas são projetadas no eixo da 
frequência, obtendo assim um espectro de frequência. 
 
 
Figura 13: Demonstração da captura de um sinal no domínio temporal e reapresentado no 
domínio da frequência em FFT. (Fonte: www.mecatronicaatual.com.br). 
 
43 
 
Pela figura 13 observa-se como é feita a mudança do domínio temporal para o 
domínio de frequência. A forma de onda original é decomposta em harmônicos 
relacionados. O primeiro harmônico terá a mesma frequência do sinal periódico do 
equipamento, enquanto os demais terão frequências que são múltiplos inteiros 
desse primeiro harmônico. 
 
Por esse conceito de harmônicos relacionados, é possível estudar o espectro 
de frequência FFT e descobrir os picos de frequência que tem relação com o 
primeiro sinal periódico. E a partir desse estudo pode-se captar quais são as 
frequências normais de funcionamento e aquelas que se manifestam quando o 
equipamento encontra se em defeito. Pela frequência com a amplitude elevada 
descobre-se a origem do problema e assim torna se possível solucioná-lo. 
 
3.4- Falhas Provocadas por Alta Vibração 
 
A vibração é uma característica sempre presente nos equipamentos dinâmicos, 
porém sua ocorrência em níveis elevados pode ser danosa ao equipamento e até 
provocar falhas funcionais, gerando problemas tais como: fadiga, desgaste, 
afrouxamento, ruído, aquecimento e diversas condições insalubres. 
 
Essas vibrações anormais podem ser devido a diversos fatores distintos, dentre 
eles temos: falha do projeto, de fabricação, montagem, manutenção e as 
decorrentes da operação do equipamento em si. 
 
As causas de defeitossão agrupadas em categorias diferentes: 
 
3.4.1- Dinâmicas 
 
São falhas que se manifestam na frequência de rotação da máquina e se 
apresentam em todas as máquinas. Elas são: desbalanceamento, desalinhamento, 
folga, roçamento, folgas na estrutura, folga nas correias e outros. 
 
 
44 
 
3.4.1.1- Desbalanceamento 
 
O desbalanceamento é uma das causas mais comuns de vibrações em 
máquinas. Ele é provocado quando se tem alguma massa no rotor que gera uma 
força centrífuga. Pode ser provocado por desgaste ou corrosão do rotor, acumulo de 
material no rotor e excentricidade. 
 
 
Figura 14: Massa gerando um desbalanceamento. (Fonte: www.guhring.com.br) 
 
Manifesta-se em uma vibração com amplitude alta no pico de uma vez a 
rotação, 1X (onde X corresponde à frequência de rotação), e quanto maior for a 
amplitude mais acentuado será o desbalanceamento. O desbalanceamento tende a 
aumentar com o quadrado da velocidade de rotação do equipamento e se manifesta 
principalmente nas direções radiais (H e V). 
 
Figura 15: Espectro de um desbalanceamento. (Fonte:www.acervodigital.unesp.br) 
 
Para balancear o rotor novamente, basta igualar a força centrífuga causadora 
do desbalanceamento com uma outra força centrífuga contrária. Ela surgirá com a 
introdução de uma massa que irá gerar uma força de mesmo módulo e mesma 
direção, mas de sentido oposto que irá anular o desbalanceamento. 
45 
 
Abaixo segue a fórmula da força centrífuga: 
 
F= m.w².e Sendo: 
 
 
 
 
 
3.4.1.2 – Desalinhamento 
 
O desalinhamento também é uma fonte de vibração bastante comum em 
máquinas rotativas. O desalinhamento normalmente é caracterizado por uma 
vibração com uma componente de mais de duas vezes a frequência de rotação, 2x, 
acompanhado de elevada vibração axial. 
 
 
Figura 16: Demonstração de um espectro de frequência de um desalinhamento. (Fonte: 
www.acervodigital.unesp.br) 
 
A análise da fase do equipamento constitui uma importante ferramenta para 
diferenciar um desalinhamento de um desbalanceamento. Outra forma de se 
diferenciá-los é observar o quanto o problema aumenta com o aumento da rotação, 
enquanto o desbalanceamento aumenta com o quadrado da rotação, o 
desalinhamento aumenta pouco. 
 
Há basicamente dois tipos de desalinhamento: paralelo e angular. O 
desalinhamento paralelo ocorre quando as linhas de centro dos eixos das máquinas 
não coincidem, não estão alinhadas, nesse caso observa-se alta vibração radial. O 
m: massa desbalanceada ou excêntrica 
w: velocidade angular 
e: distância entre o centro de gravidade da 
massa e o centro de rotação 
 
46 
 
desalinhamento angular ocorre quando as linhas de centro do eixo das máquinas se 
interceptam, formando um ângulo entre si, nesse caso a vibração axial é a mais 
elevada. Frequentemente o que se encontra é a ocorrência de ambos os tipos num 
mesmo equipamento, gerando o desalinhamento misto ou combinado. 
 
 
Figura 17: Desalinhamento paralelo Figura 18: Desalinhamento angular 
(Fonte: www.blogdamecanica.com.br). (Fonte: www.blogdamecanica.com.br) 
 
 
Devido a folgas de montagem, dilatações térmicas, imperfeições geométricas e 
diferentes condições de operação, um alinhamento aceitável não é isento de 
imperfeições. Pode-se tolerar um pequeno desalinhamento no eixo desde que este 
esteja dentro de uma faixa mínima que não atrapalhe a operação do equipamento. 
 
3.4.1.3 – Empeno de eixo 
 
O empenamento de eixo pode provocar elevada vibração, sendo um problema 
comumente confundido com desbalanceamento e desalinhamento. A execução de 
um balanceamento poderá reduzir a vibração provocada, porém raramente irá 
eliminá-la. A única solução do problema reside na remoção do empenamento que, 
quando viável, pode ser realizado mediante aquecimento ou uso de uma prensa. 
Um eixo empenado geralmente causa forte vibração axial em 1x. A vibração 
predominante ocorre em 1x se a curvatura estiver próxima do centro do eixo. 
Quando a curvatura estiver mais próxima de um dos mancais comumente surgirá um 
pico em 2x. A chave para a identificação deste tipo de falha reside na análise da 
fase. A fase medida nos mancais entre os quais encontra-se o empenamento 
apresentará uma defasagem de 180º na direção axial. 
47 
 
3.4.1.4 – Roçamento 
O roçamento é o contato eventual entre as partes rotativas e estacionárias de 
uma máquina podendo provocar vibrações na frequência de rotação, em seu dobro, 
em seus sub harmônicos e até em altas frequências. O roçamento é normalmente 
resultado de um eixo empenado ou excentricidade. 
O roçamento exibe característica similar à folga mecânica. Geralmente uma ou 
mais frequências naturais são excitadas pela fricção. A análise da forma de onda 
pode ser bastante útil nesta análise, podendo revelar uma forma de onda 
truncada.Com o agravamento do problema pode-se observar também a ocorrência 
de impactos. Entretanto, se o roçamento for contínuo, provavelmente não será 
possível ver nenhum truncamento. Contudo, esse atrito contínuo pode excitar a 
ressonância em algum componente da máquina gerando vibrações de amplitude e 
fase instável. O roçamento apresenta sub harmônicos e inter-harmônicos no 
espectro de frequência. 
 
Figura 19: Espectro de frequência mostrando roçamento. (Fonte: Apostila de análise de 
vibrações). 
3.4.1.5 – Folga 
A folga é provocada pelo excesso de espaço livre entre elementos rotacionais e 
estruturais da máquina. Normalmente a folga ocorre por uma vibração excitada de 
outra fonte, como desalinhamento ou desbalanceamento, que aumentam as 
pequenas folgas já existentes no equipamento. A folga pode ocorrer também devido 
ao desgaste provocado no suporte dos mancais. 
 Em mancais de rolamento, a folga entre a extremidade do eixo e o suporte do 
mancal tende a produzir harmônicos de 1x que podem se estender até 10x. Com o 
48 
 
aumento da folga a quantidade de harmônicos e suas amplitudes aumentam. Alguns 
picos serão maiores que outros devido à coincidência com alguma ressonância 
estrutural ou mesmo por coincidir com outra fonte de vibração da máquina. Quando 
a folga se torna excessiva podem surgir harmônicos de meia ordem (0,5x), ou sub 
harmônicos. Estes tendem a ser produzidos por atrito ou ocorrência de impactos. 
Nesse tipo de folga a fase é instável podendo variar a cada medição, uma vez que o 
rotor muda a sua posição no eixo a cada partida. 
 
Figura 20: Espectro característico de folga. (Fonte: www.acervodigital.unesp.br) 
 
A folga pode ser na estrutura do mancal, ou seja, entre um pé e a base, 
chamado de folga na base ou folga estrutural. A folga estrutural entre uma máquina 
e sua base tende a aumentar a vibração em 1x na direção de menor rigidez. Embora 
ocorra normalmente na direção horizontal, a direção na qual haverá maior aumento, 
depende da montagem física da máquina. Na ocorrência de folga estrutural 
normalmente a diferença de fase medida num mesmo plano entre a máquina e sua 
base é de 180º. O afrouxamento da base pode ser provocada por pinos ou 
parafusos soltos, corrosão, rachaduras, dentre outros. 
 
Figura 21: Folga estrutural em um mancal. (Fonte: www.acervodigital.unesp.br) 
 
49 
 
 
Figura 22: Folga demonstrada no domínio temporal. (Fonte: www.furg.br/piccoli/apostila) 
 
3.4.1.6 – Excentricidade 
A excentricidade é outra causa comum de vibração em máquinas rotativas. Se 
diz que tal componente está excêntrico quando o centro da rotação difere do centro 
geométrico. 
50 
 
 
Figura 23: Tipos comuns de excentricidade.(Fonte: www.blogdamecanica.com.br)Na correia em V da figura (a) a excentricidade provoca variação nas tensões na 
correia. Neste caso, a maior amplitude de vibração ocorre na direção de maior 
tensão na correia, que ficar alternando de lado, em frequência igual a 1x da polia 
excêntrica. Na figura (c) a excentricidade varia com a interação magnética entre o 
rotor (armadura) e o estator, criando uma vibração na frequência 1x. O aumento da 
carga pode resultar em um aumento da amplitude de vibração. Nas engrenagens 
excêntricas da Figura (d) a maior amplitude de vibração ocorre na direção da linha 
de centros das engrenagens na frequência 1x da engrenagem excêntrica. Em todos 
os casos os sintomas são os mesmos do desbalanceamento. 
Em alguns casos o efeito da excentricidade pode ser reduzida através de 
balanceamento, mas, em geral, os resultados não são bons. Normalmente o 
problema só é corrigido através da montagem correta dos elementos envolvido. 
Rotores excêntricos de ventiladores, bombas e compressores também podem 
gerar forças vibratórias. Nesses casos, as forças resultam da atuação desigual de 
forças aerodinâmicas e hidráulicas sobre o rotor. Os sintomas também são os 
mesmos do desbalanceamento. O procedimento é inspecionar a máquina na busca 
51 
 
de desgastes, danos ou excentricidade nos mancais, e se as amplitudes não forem 
reduzidas significativamente, verificar o balanceamento. 
3.4.1.7 – Correias 
As correias são umas das mais comuns e significantes fontes vibratórias em 
máquinas industriais. As correias em V são muito utilizadas em transmissão de 
potência por sua alta capacidade de absorver choques e vibrações. Na maioria dos 
casos as correias em V operam mais silenciosamente que correntes e engrenagens, 
o que evidencia níveis vibratórios menores. Porém, as correias podem apresentar 
problemas tais como: correias desequilibradas, frouxas, desalinhadas, desgastadas 
e com trincas, que são fatores provenientes de outros problemas da máquina. 
 
É bastante provável que a correia vibre em função de outros distúrbios na 
máquina, sendo apenas um indicador de um problema vibratório. Alguns problemas 
que normalmente produzem vibrações em correias são o desbalanceamento 
excessivo, polias excêntricas, desalinhamentos e elementos soltos. Um 
desalinhamento da máquina, por exemplo, pode ser o responsável de um 
desalinhamento da correia. 
 
Deve-se, portanto, investigar profundamente as causas da vibração antes de 
efetuar uma troca de correia. O fator chave para determinar a natureza do problema 
é a frequência da vibração da correia. Se a vibração da correia é produzida por uma 
causa proveniente de outro elemento, então a frequência da vibração estará 
associada ao problema gerador. Por outro lado, quando a vibração ocorre por 
defeito na correia, a frequência de vibração é igual a frequência da correia que 
apresentará harmônicos de sua rotação. 
 
A frequência de correias (Fc) normalmente aparece com múltiplos da rotação, 
ela é dada pela fórmula: 
 
Fc = Diâmetro da polia X RPMX π 
Comprimento da correia 
 
52 
 
 
Figura 24: Desalinhamento de correias. (Fonte: blogdamecanica.com.br) 
 
A identificação de defeitos na correia geralmente pode ser feita medindo-se a 
vibração em um mancal próximo à mesma. Correias defeituosas geralmente 
apresentam uma amplitude de vibração maior em uma direção paralela à direção de 
sua tensão. Rachaduras e pontos enfraquecidos na correia são os seus defeitos 
mais comuns. 
3.4.2 – Eletromagnéticas 
 
As vibrações causadas por falhas elétricas ocorrem em sistemas que possuem 
máquinas elétricas (motores, geradores, alternadores, etc.) e são causadas 
normalmente por forças magnéticas desequilibradas. São os problemas decorrentes 
de desbalanceamento ou excentricidade magnética, instabilidade de alimentação, 
passagem de ranhuras e barras nos motores elétricos. 
 
 
Figura 25: Estator e rotor com suas ranhuras e barras respectivamente. (Fonte: Apostila de 
análise de vibrações). 
 
53 
 
Para distinguir problemas elétricos de problemas dinâmicos é necessário usar 
espectros de alta resolução, devido aos problemas dessas duas categorias se 
manifestarem em frequências próximas, como por exemplo, o 2Fl (120Hz) que é o 
pico de 2X a frequência da rede elétrica, que pode ser confundido com um 
harmônico da rotação. 
 
Uma maneira de se verificar se a vibração é causada por problema elétrico é 
desligar a energia elétrica durante a medição da amplitude de vibração e verificar se 
a mesma desaparece ou diminui rapidamente. Em caso positivo a causa é 
certamente elétrica. Caso contrário, se a diminuição da amplitude for lenta e 
acompanhar a queda na frequência de rotação, então a causa é de natureza 
mecânica. 
 
Uma outra característica deste tipo de problema é que os níveis vibratórios 
dependem da carga. Muitas vezes, motores elétricos são testados em vazio e não 
apresentam amplitudes de vibração elevadas e quando em operação com carga 
vibram violentamente evidenciando problemas elétricos. 
 
Um problema típico em motores elétricos são problemas relacionados com as 
barras (rotor) e ranhuras (estator). A frequência de barras e ranhuras é calculada a 
partir do número de barras e ranhuras do motor (isso depende da dimensão do 
motor) multiplicado pela rotação de trabalho do eixo do motor. 
 
Quando as barras de um rotor estão trincadas ou quebradas, aparecerá no 
espectro de vibração um alto pico na frequência de barras, o que indica um 
problema nessa parte do motor. O mesmo se aplica com as ranhuras do estator. 
 
Apesar de haverem diferentes tipos de problemas elétricos que podem 
acontecer em motores ou geradores, todos eles apresentam espectros 
característicos desses problemas. Por exemplo: o pico de 2Fl alto e bem definido, às 
vezes com a presença de harmônicos; a frequência de barras e ranhuras, com 
presença de bandas laterais. Vale observar que a avaliação do distanciamento das 
bandas em relação à frequência central é de máxima importância, pois a diferença 
54 
 
da frequência dessas duas pode indicar a frequência do defeito que causou o 
problema; e em algumas situações, picos relativos à frequência de pulsos de 
inversores de frequência utilizados para modificar a rotação do equipamento 
acionado. 
 
3.4.2.1 - Inversor de Frequência 
 
A utilização de inversores estáticos de frequência atualmente compreende o 
método mais eficiente para controlar a velocidade dos motores de indução. Os 
inversores transformam a tensão da rede, de amplitude e frequência constantes, em 
uma tensão de amplitude e frequência variáveis. Variando-se a frequência da tensão 
de alimentação, varia-se também a velocidade do campo girante e 
consequentemente a velocidade mecânica de rotação da máquina. 
 
Tem crescido significante o número de aplicações em que a variação de 
velocidade de motores de indução é feita por meio de inversores eletrônicos 
estáticos de frequência, haja vista os muitos benefícios propiciados por essas 
aplicações: controle a distância, redução de custos, aumento da produtividade, 
eficiência energética, versatilidade e maior qualidade. 
 
O processo de obtenção da tensão e frequências desejadas por meio de tais 
equipamentos passam por três estágios: 
 
-Ponte de diodos - Retificação do sinal alternado de tensão e frequência 
constantes, proveniente da rede de alimentação; 
 
-Filtro ou Link DC - Regulação da tensão retificada com armazenamento de 
energia por meio de um banco de capacitores; 
 
- Transistores IGBT - Inversão da tensão contínua proveniente do link DC num 
sinal alternado, com tensão e frequência variáveis. 
 
55