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Medições de Vibração da Máquinas

Visão geral, técnicas, aplicações e instrumentação

Visão geral das vibrações da máquina

Compreender e gerenciar a vibração da máquina é crucial para a saúde e o desempenho da maquinaria industrial. É um fator chave na avaliação das condições dinâmicas, incluindo balanceamento, falhas no rolamento e tensão nos componentes.

Definição de Vibração da Máquina

A vibração da máquina é a oscilação ou movimento que uma máquina ou seus componentes produzem durante a operação da máquina. A medição das vibrações da máquina utiliza acelerômetros e medidores de vibração para avaliar amplitudes e frequências de vibração.

A amplitude da vibração indica a magnitude do movimento das partes mecânicas. A amplitude de vibração da máquina é medida em micrômetros, milímetros ou metros em unidades de aceleração, deslocamento ou velocidade de vibração.

Causas de vibração da máquina

As causas de vibração da máquina incluem cargas desequilibradas, falta de pesos de balanceamento e rolamentos gastos ou danificados. A detecção dessas causas com medições de vibração permite o diagnóstico precoce e a prevenção de possíveis falhas da máquina, mantendo assim a confiabilidade da máquina.

machine vibration measurements

Índice

As medições de vibração da máquina usam acelerômetros e medidores de vibração para avaliar as amplitudes e frequências das vibrações da máquina. Esses instrumentos ajudam a entender e gerenciar a oscilação ou movimento que uma máquina ou seus componentes produzem durante a operação, desempenhando um papel crucial na manutenção da integridade e do desempenho da máquina.

Conforme definido pela ISO 2954, um Medidor de Vibração de Máquina é uma combinação de um transdutor de vibração, uma unidade indicadora e um sistema de fonte de alimentação. Este dispositivo é fundamental na avaliação das vibrações da máquina, auxiliando na detecção precoce de falhas, minimizando os custos de manutenção e evitando falhas inesperadas da máquina.

Objetivo de Medição de Vibração da Máquina

O objetivo da medição da vibração da máquina é identificar suas causas para reduzir, prever quebras da máquina ou avaliar sua condição. A medição da vibração da máquina identifica problemas mecânicos com a máquina, garante o desempenho ideal da máquina e evita quebras inesperadas da máquina.

Redução das Vibrações da Máquina

A redução da vibração da máquina inclui garantir que todos os contrapesos estejam corretamente posicionados, verificar os rolamentos e substituir os que estiverem gastos ou danificados. A análise de vibração identifica peças defeituosas e, portanto, contribui para manter a operação da máquina suave e ideal. Aproveitando as ferramentas e técnicas de medição de vibração, os profissionais podem monitorar com eficácia as condições da máquina, otimizando o desempenho e minimizando o tempo de inatividade e os custos de reparo.

Manutenção Preditiva de Vibrações da Máquina

A manutenção preditiva de vibração da máquina é uma abordagem que usa os dados das vibrações da máquina e outras métricas para avaliar a integridade de uma máquina e prever possíveis problemas. Esse processo auxilia na detecção precoce de falhas, minimizando os custos de manutenção e evitando falhas inesperadas da máquina.

Comparação de Tendências de Vibrações de Máquinas

A comparação de tendências de vibração da máquina é o processo de comparação dos resultados de medição mais recentes com os anteriores. A comparação da tendência de vibração da máquina permite a detecção precoce de falhas e ajuda na formulação de estratégias preventivas eficazes.

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Técnicas de Medição de Vibração de Máquinas

As técnicas de medição de vibração da máquina são descritas pelo padrão ISO 20816-1. Essas técnicas de análise de vibração envolvem a colocação do acelerômetro, configuração de parâmetros de medição apropriados, execução da medição e interpretação dos resultados. A Técnica de Medição de Vibração de Máquina ISO facilita a coleta e análise precisas de dados de vibração. A técnica de análise de vibração ISO identifica possíveis falhas, como defeitos de rolamento, desalinhamento e desequilíbrio, solicitando ações corretivas oportunas.

As técnicas de medição podem incluir medição de vibração em peças não rotativas ou vibração relativa do eixo. A magnitude da vibração, denotando o valor máximo da energia de vibração de banda larga em unidades de velocidade RMS, pode ser medida em diferentes unidades como micrômetros para deslocamento, milímetros por segundo para velocidade e metros por segundo quadrado para aceleração.

Montagem do acelerômetro de vibração da máquina

Pela ISO 20816-1, o acelerômetro de vibração da máquina deve ser montado na peça da máquina sob teste, geralmente em uma superfície plana e limpa para garantir um bom sinal. De acordo com a ISO, as medições devem ser feitas em três direções ortogonais: axial, radial horizontal e radial vertical.

Configurações de medição de vibração da máquina

As configurações de medição de vibração da máquina são detalhadas no padrão ISO 20816-1. Isso inclui parâmetros de medição específicos, como a faixa de frequência (10 Hz a 1 kHz para máquinas em geral), o tipo de transdutor (acelerômetro) e as unidades de medição (velocidade em mm/s, deslocamento em um ou aceleração em m/ s2). Além disso, as condições ambientais devem ser propícias a medições precisas, o que significa vibração e ruído de fundo mínimos.

machine vibration maccelerometer mounting

Desempenho das Medições de Vibração da Máquina

As medições de vibração da máquina são realizadas quando o acelerômetro é conectado corretamente e as configurações apropriadas são instaladas. As vibrações da máquina são medidas por uma duração especificada e grandezas como aceleração, velocidade ou deslocamento são registradas.

Interpretação dos Resultados de Vibração da Máquina

A interpretação dos resultados de vibração da máquina pela ISO 20816-1 prefere o uso da velocidade RMS (vrms). Exceder os limites especificados na ISO 20816-1 indica um possível problema com a integridade da máquina. A análise de frequência detalhada, como a Transformada de Fourier (FFT do espectro de frequência), pode ser realizada para identificar a condição de falha específica.

Aplicações de Medição de Vibração de Máquinas

As aplicações de medição de vibração de máquinas listadas na ISO 20816-1 incluem vibração de peças não rotativas e vibração de eixos rotativos. A maioria das aplicações de medição de vibração da máquina é realizada em peças não rotativas. A medição de eixos rotativos é aplicada a máquinas como turbinas a vapor, turbinas a gás ou turbocompressores. Essas máquinas contêm sistemas flexíveis de eixo de rotor.

Aplicações de medição de vibração em peças não rotativas

Medições de vibração em peças não rotativas são aplicadas com um transdutor sísmico que detecta a velocidade absoluta ou aceleração das partes da estrutura em que está montado (por exemplo, a carcaça do mancal).

Instrumentação de Medição de Vibração de Máquina

A instrumentação de medição de vibração da máquina desempenha um papel crucial na avaliação de vibração. Isso inclui o uso de medidores de vibração específicos com as especificações apropriadas, consideração de seu ambiente operacional e os transdutores adequados.

Instrumentação de medição de vibrações de máquinas

A instrumentação de medição das vibrações das máquinas desempenha um papel crucial na avaliação das vibrações. Isto inclui a utilização de medidores de vibrações específicos com as especificações adequadas, a consideração do seu ambiente de funcionamento e os transdutores apropriados.

Especificação de Instrumentação de Medição de Vibração

A especificação para instrumentos de análise de vibração para medir a gravidade da vibração é fornecida na ISO 2954 e os instrumentos para medir a vibração do eixo são especificados na ISO 10817-1. As especificações para montagem de acelerômetros são dadas na ISO 5348, que, em princípio, são aplicáveis também a transdutores de velocidade.

O que é um medidor de vibração de máquina?

 Pela definição da ISO 2954, o medidor de vibração da máquina é uma combinação de um transdutor de vibração; uma unidade indicadora; e um sistema de alimentação

Qual é a faixa de frequência do medidor de vibração da máquina?

 A faixa de frequência do medidor de vibração da máquina é de 10 Hz a 1 000 Hz. Em alguns casos, pode ser necessário limitar ou expandir ainda mais a faixa de frequência de medição em seus limites superiores ou inferiores para evitar vibrações interferentes que são irrelevantes para a avaliação das características de vibração de uma máquina ou para incluir frequências importantes. Para isso, o instrumento pode ser equipado com filtros passa-alta ou passa-baixa adicionais ou modificados.

Medições de vibração de máquinas: principais conclusões

  1. A vibração da máquina é a oscilação produzida por uma máquina ou seus componentes durante a operação. É vital entender e gerenciar essas vibrações para otimizar a saúde e o desempenho da máquina.
  2. A amplitude de vibração indica a magnitude do movimento nas peças da máquina. É medido em micrômetros, milímetros ou metros, representando as unidades de aceleração, deslocamento ou velocidade de vibração.
  3. As causas da vibração da máquina incluem cargas desequilibradas, falta de pesos de balanceamento e rolamentos gastos ou danificados. O diagnóstico precoce e a resolução desses problemas por meio da análise de vibração podem evitar possíveis falhas da máquina.
  4. O objetivo principal da análise de vibração da máquina é identificar as causas, prever possíveis falhas e avaliar a condição geral da máquina.
  5. A redução da vibração envolve garantir que todos os pesos de balanceamento estejam corretamente posicionados e substituir quaisquer rolamentos gastos ou danificados. Essa prática contribui para manter a operação suave e otimizada da máquina.
  6. A manutenção preditiva é uma abordagem que usa dados de vibração da máquina e outras métricas para avaliar a integridade da máquina e prever possíveis problemas. Essa abordagem ajuda na detecção precoce de falhas, minimizando assim os custos de manutenção e evitando falhas inesperadas da máquina.
  7. A comparação de tendências de vibração da máquina, que compara as leituras de vibração recentes com as anteriores, facilita a detecção precoce de falhas e ajuda na formulação de estratégias preventivas eficazes.
  8. O padrão ISO 20816-1 fornece as técnicas para medição de vibração de máquinas. Inclui processos como posicionamento do acelerômetro, configuração de parâmetros de medição, execução de medições e interpretação de resultados.
  9. A ISO recomenda medir a vibração em três direções ortogonais (axial, radial horizontal e radial vertical) uma vez que o acelerômetro esteja conectado corretamente e as configurações apropriadas estejam instaladas.
  10. O medidor de vibração da máquina, conforme definido pela ISO 2954, é um instrumento crucial na avaliação de vibração. É uma combinação de um transdutor de vibração, uma unidade indicadora e um sistema de alimentação, operando em uma faixa de frequência de 10 Hz a 1.000 Hz.

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