ANÁLISE DE FALHAS EM MÁQUINAS

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GESTÃO DA MANUTENÇÃO
01
Análise de Falhas em Máquinas
Prof. Waydson Martins Ferreira
Universidade Federal do Piauí
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02
Tópicos da aula
- Introdução – origem de danos;
- Análises práticas de falhas comuns em:
 - Cabos de aço;
 - Molas;
 - Desbalanceamento;
 - Compressor;
 - Rolamentos.
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03
Introdução
As origens de falhas das máquinas estão nos danos sofridos pelas peças 
componentes. A máquina nunca quebra totalmente de uma só vez, mas para 
de trabalhar quando alguma parte vital de seu conjunto se danifica.
A parte vital pode estar no interior da máquina, no mecanismo de 
transmissão, no comando ou nos controles. Pode, também, estar no exterior, 
em partes rodantes ou em acessórios. 
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Origem dos danos:
Erros de especificação ou de projeto - A máquina ou alguns de seus 
componentes não correspondem às necessidades de serviço. Nesse caso os 
problemas, com certeza, estarão nos seguintes fatores: dimensões, rotações, 
materiais, tratamentos térmicos, ajustes, acabamentos superficiais ou, ainda, 
em desenhos errados.
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Origem dos danos:
Falhas de fabricação e Instalação imprópria
● A máquina, com componentes falhos, não foi montada corretamente.
● Erros de instalação: fundação (local de assentamento da máquina) sujeita a 
vibrações; sobrecargas; trincas; corrosão. 
Nessa situação pode ocorrer o aparecimento de trincas, inclusões, concentração 
de tensões, contatos imperfeitos, folgas exageradas ou insuficientes, empeno ou 
exposição de peças a tensões não previstas no projeto.
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Retângulo
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Máquina de escrever
Problemas que podem sugir
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Origem dos danos:
Manutenção imprópria - Trata-se da perda de ajustes e da eficiência da 
máquina em razão dos seguintes fatores:
sujeira;
falta momentânea ou constante de lubrificação;
lubrificação imprópria que resulta em ruptura do filme ou em sua decomposição;
superaquecimento por causa do excesso ou insuficiência da viscosidade do 
lubrificante;
falta de reapertos;
falhas de controle de vibrações.
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Origem dos danos:
Operação imprópria - Trata-se de sobrecarga, choques e vibrações que 
acabam rompendo o componente mais fraco da máquina. Esse rompimento, 
geralmente, provoca danos em outros componentes ou peças da máquina.
As falhas são inevitáveis quando aparecem por causa do trabalho executado 
pela máquina. Nesse aspecto, a manutenção restringe-se à observação do 
progresso do dano para que se possa substituir a peça no momento mais 
adequado.
 Por fim, algumas falhas são causadas também pela imperícia do seu operador.
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Análise de danos e defeitos
A análise de danos e defeitos de peças tem duas finalidades:
apurar a razão da falha, para que sejam tomadas medidas objetivando a 
eliminação de sua repetição;
alertar o usuário a respeito do que poderá ocorrer se a máquina for usada ou 
conservada inadequadamente.
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Características gerais dos danos e defeitos
Os danos e defeitos de peças, geralmente, residem nos chamados 
intensificadores de tensão, e estes são causados por erro de projeto ou 
especificações. Se os intensificadores de tensão residem no erro de projeto, a 
forma da peça é o ponto crítico a ser examinado, porém, se os intensificadores 
de tensão residem nas especificações, estas são as que influirão na estrutura 
interna das peças.
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O erro mais frequente na forma da peça é a ocorrência de cantos vivos. As 
figuras mostram linhas de tensão em peças com cantos vivos. Cantos vivos 
concentram as linhas de tensão a 45º, planos onde a tensão de cisalhamento é 
máxima.
Observação: Quando ocorre mudança brusca de seção em uma peça, os efeitos 
são praticamente iguais aos provocados por cantos vivos.
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Por outro lado, se os cantos forem excessivamente suaves, um único caso é 
prejudicial. Trata-se do caso do excesso de raio de uma peça em contato com 
outra. Por exemplo, na figura abaixo, a tensão provocada pelo canto de um 
eixo rolante, com excesso de raio, dará início a uma trinca que se propagará 
em toda sua volta.
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Análise de falhas e cuidados com componentes mecânicos
Cabos de aço
Os cabos de aço, ao serem instalados, não devem apresentar nós nem ser 
atritados na lateral de polias - por onde passarão - e muito menos no solo. Nós e 
atritos indesejados diminuem a vida útil dos cabos de aço.
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Cabo rompido - Em caso de rompimento de um cabo novo ou seminovo e o cabo 
mantendo-se reto, a causa provável é o excesso de carga ou choque.
“Gaiola de passarinho” - É provocada pelo choque de alívio de tensão, ou seja, 
quando a tensão, provavelmente excessiva, é aliviada instantaneamente. Nesse 
caso, o operador deverá ser treinado aliviar a tensão aos poucos nos cabos de 
aço. A figura seguinte mostra o fenômeno da “gaiola de passarinho”.
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Cabo amassado - O fenômeno ocorre devido ao cruzamento de cabos sobre o 
tambor ou da subida deles sobre a quina da canaleta das polias. O problema é 
evitado mantendo o cabo esticado, de forma tal que ele tenha um enrolamento 
perfeito no tambor.
Quebra de fios externos - Esse fenômeno ocorre em razão das seguintes 
causas:
diâmetro da polia ou tambor excessivamente pequenos;
corrosão;
abrasão desuniforme;
excesso de tempo de trabalho do cabo.
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Ondulação - Trata-se de deslizamento de uma ou mais pernas por causa da 
fixação imprópria ou do rompimento da alma do cabo de aço. Nesse caso a 
fixação deverá ser corrigida.
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Molas
Quebra - Causada por excesso de flexão ou de torção. Recomenda-se aplicar um 
coxim ou encosto no fim do curso previsto da mola. 
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Molas
Flambagem - Ocorre em molas helicoidais longas, por falta de guias. A 
flambagem pode ser corrigida por meio da verificação do esquadro de apoios. 
Recomenda-se aplicar guia interno ou externo, devidamente lubrificado.
Perda da resistência - Causado por superaquecimento presente no ambiente 
ou por esforço de flexão. Recomenda-se diminuir a frequência ou curso de 
flexões. Recomenda-se, também, aplicaruma mola dupla com seção menor.
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Recomendações finais a respeito de molas:
Evitar a sobrecarga da mola. Ela foi especificada para uma solicitação 
determinada, não devendo ser submetida a um esforço maior que o previsto.
Impedir a flambagem. Se a mola helicoidal comprimida envergar no sentido 
lateral, providenciar uma guia.
Evitar o desgaste não uniforme das pontas, pois isto criaria um esforço adicional 
não previsto.
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Diagnóstico de falhas através de análise de vibraçõesDiagnóstico de falhas através de análise de vibrações
Desbalanceamento Desbalanceamento 
O desbalanceamento ocorre quando há uma distribuição desigual de massa em torno 
da linha central de rotação de um eixo, gerando cargas nos mancais como resultado 
das forças centrífugas.
Massa desbalanceando o eixo
O desbalanceamento pode ser identificado 
no espectro de freqüências como um pico 
com valor igual ao valor de rotação do 
eixo:
Não há a presença de harmônicas.
1x RPM
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Diagnóstico de falhas através de análise de vibraçõesDiagnóstico de falhas através de análise de vibrações
Desbalanceamento - Exemplo Desbalanceamento - Exemplo 
Utilizando a bancada experimental nº 1 serão efetuadas coletas de dados 
demonstrando como se caracteriza o defeito desbalanceamento:
Nos discos serão 
acopladas massas para 
induzir 
desbalanceamento no 
eixo em 3 condições: 
• Massas opostas a 180º 
(sem desbalanceamento)
• Massas a 90º
• Massas lado a lado 
(situação mais crítica)
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Desbalanceamento - Exemplo Desbalanceamento - Exemplo 
Diagnóstico de falhas através de análise de vibraçõesDiagnóstico de falhas através de análise de vibrações
Comparando os espectros dos 3 sinais coletados a 20hz (1200 rpm):
 Massas opostas Massas a 90º Massas lado a lado
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O compressor é um equipamento industrial concebido 
para aumentar a pressão de um fluido em estado gasoso
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 Inspeção diária ou semanal em compressor retilíneo-alternativo (pistão) : 
Drenagem da umidade dos tanques do compressor;
Verificação válvula de segurança;
Verificação de tensão da correia.
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Defeitos - Causas - Soluções
Temperatura elevada do 
ar comprimido
Temperatura elevada do 
ar comprimido
Acúmulo de poeira/tinta sobre
o compressor
Acúmulo de poeira/tinta sobre
o compressor
Limpe o compressor 
externamente
Limpe o compressor 
externamente
Elemento filtrante obstruídoElemento filtrante obstruído
SubstituaSubstitua
Acúmulo de poeira/tinta sobre
o compressor
Acúmulo de poeira/tinta sobre
o compressor
Melhore as condições de 
instalação
Melhore as condições de 
instalação
Soluções
Causas
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Desgaste prematuro dos
componentes internos do compressor
Desgaste prematuro dos
componentes internos do compressor
Defeitos - Causas - Soluções
Operando em ambiente
agressivo.
Operando em ambiente
agressivo.
Troque os componentes
E melhore 
as condições locais
Troque os componentes
E melhore 
as condições locais
Não foi efetuada a troca de óleo no tempo 
recomendado
Não foi efetuada a troca de óleo no tempo 
recomendado
Troque os componente e melhore e 
lubrifique o sistema
Troque os componente e melhore e 
lubrifique o sistema
Soluções
Causas
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Defeitos - Causas - Soluções
Nível de ruído ou
batidas anormais
Nível de ruído ou
batidas anormais
Elementos de fixação 
frouxos
Elementos de fixação 
frouxos
Localize e reaperteLocalize e reaperte
Volante, polia motora, 
correia e protetor de 
correia frouxos ou 
desalinhados
Volante, polia motora, 
correia e protetor de 
correia frouxos ou 
desalinhados
Reaperte ou ajusteReaperte ou ajuste
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Defeitos comuns nos Rolamentos
Os defeitos comuns ocorrem por:
•desgaste;
•fadiga;
•falhas mecânicas.
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Defeitos comuns nos Rolamentos
Desgaste 
O desgaste pode ser causado por:
•deficiência de lubrificação;
•presença de partículas abrasivas;
•oxidação (corrosão);
•desgaste por patinação;
•desgaste por brinelamento.
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Defeitos comuns nos Rolamentos
Fadiga 
A origem da fadiga está no deslocamento do anel ou elemento rolante 
quando este “patina”. Um dos dois desliza sobre o outro ao invés ter o 
movimento de rolamento. A peça se descasca, principalmente nos casos 
de carga excessiva.
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Defeitos comuns nos Rolamentos
Descascamento parcial revela fadiga por 
desalinhamento, ovalização ou por conificação do 
alojamento.
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Defeitos comuns nos Rolamentos
Falhas mecânicas 
O brinelamento é caracterizado por depressões correspondentes aos 
roletes ou esferas nas pistas do rolamento.
Resulta de aplicação da pré-carga, sem girar o rolamento, ou da 
prensagem do rolamento com excesso de interferência.
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Defeitos comuns nos Rolamentos
Goivagem é defeito semelhante ao anterior, mas 
provocado por partículas estranhas que ficam 
prensadas pelo rolete ou esfera nas pistas.
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Defeitos comuns nos Rolamentos
Sulcamento é provocado pela batida de uma 
ferramenta qualquer sobre a pista rolante.
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Defeitos comuns nos Rolamentos
Queima por corrente elétrica é geralmente provocada pela 
passagem da corrente elétrica durante a soldagem. As pequenas áreas 
queimadas evoluem rapidamente com o uso do rolamento e provocam 
o deslocamento da pista rolante.
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Corrosão Elétrica
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Defeitos comuns nos Rolamentos
As trincas e fraturas resultam, geralmente, de 
aperto excessivo do anel ou cone sobre o eixo. 
Podem, também, aparecer como resultado do girar 
do anel sobre o eixo, acompanhado de sobrecarga.
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Trincas
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Defeitos comuns nos Rolamentos
O engripamento pode ocorrer devido a 
lubrificante muito espesso ou viscoso. Pode 
acontecer, também, por eliminação de folga nos 
roletes ou esferas por aperto excessivo.
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Contaminação por impurezas
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Falhas na Instalação e/ou Remoção
Marcas nas bordas Marcas nas esferas
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Vibração estática
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Oxidação
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Dicas de Montagem e desmontagem de 
Rolamentos
Instalação utilizando dispositivo tubular
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Instalando rolamento no eixo
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Instalando rolamento no alojamento
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Força aplicada no anel errado durante a instalação
ERRADO
ERRADO
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Blindagem Danificada
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Método incorreto de aquecimento do rolamento
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Instalação por aquecimento em óleo
ÓLEO 90-95C
ÁGUA 100 ºC
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Aquecedor Indutivo
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Rolamento instalado desalinhado
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Método correto de remoção com prensa
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Método incorreto de remoção com prensa
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Método de remoção com extrator
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Método incorreto de remoção com extrator
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	ANÁLISE DE FALHAS EM MÁQUINAS
	Introdução
	Origem dos danos
	Erros de especificação ou de projeto
	Falhas de fabricação e instalação imprópria
	Manutenção imprópria
	Operação imprópria
	Análise de danos e defeitos
	Características gerais dos danos e defeitos
	cantos vivos
	Análise de falhas e cuidados com o componentes mecânicos
	Cabos de aço
	cabo rompido
	gaiola de passarinho
	cabo amaçado
	quebra de fios externos
	ondulação
	Molas
	quebra
	flambagem
	perda da resistência
	*recomendações*
	Diagnóstico de falhas através de análise de vibrações
	Desbalanceamento
	Compressores
	Inspeção
	Defeitos, causas e soluções
	Rolamentos
	Defeitos comuns nos rolamentos
	desgaste
	fadiga
	descascamento parcial
	Falhas mecânicas
	Brinelamento
	Goivagem
	Sulcamento
	Queima por corrente elétrica
	Corrosão elétrica
	Trincas e fraturas
	Engripamento
	Contaminação por impurezas
	Falhas na instalaçã e/ou remoção
	Vibração estática
	Oxidação
	Montagem e desmontagem
	Blindagem Danificada
	Método incorreto de aquecimento
	Instalação por aquecimento em óleo
	Aquecedor indutivo
	Rolamento instalado dasalinhado
	Remoção da prensa
	Remoção com extrator