Análise de Vibrações em Baixas rotações Mito ou Realidade?

Hoje, pela primeira vez no blog, vamos publicar um estudo de caso, que foi enviado pelo Anderson Ribeiro Lacerda para colaborar com o trabalho do Blog Manutenção Eficaz, segue o artigo:

Desde o princípio da utilização da técnica de análise de vibrações na indústria a grande dúvida sempre foi qual a melhor técnica para inspecionar mancais de baixa rotação? Muito se falou de medição de deslocamento, envelope, vários filtros entre outras técnicas, mas sempre o rolamento acaba quebrando e gerando uma parada indesejada de produção. Análise de vibrações não é mágica e sim matemática! Para tal necessita de dados confiáveis e a escolha da técnica correta para cada casos, neste caso o ENVELOPE NO DOMÍNIO DO TEMPO e ACELERAÇÃO PICO A PICO são as técnicas com melhor resposta para mancais de baixa rotação, sendo que todos os dados técnicos (Rotação, Cod. do rolamento) devem estar de acordo com o desenho do equipamento a ser analisado, bem como o range de medição deve ser calculado conforme freqüência de interesse.

Para saber o range a ser utilizado devemos calcular todas as frequências de interesse, lembrando que neste caso estamos trabalhando com o DOMÍNIO DO TEMPO e todas as frequências devem ser convertidas. Para tal conversão Utilize 1/F, onde F e a freqüência de interesse sempre em Hz para obter os resultados segundos. Abaixo Case exemplo

Case – Análise de vibrações em mancais de rosca sem fim.

Equipamento      – Rosca sem fim

Sub-conjunto      – Mancais

Rotação              – 83 RPM

Cod. Rolamento – 23040cc SKF

Em Todas paradas de fim ano é realizado a medição pontual de vibração nos mancais da rosca sem fim de um silo (sem acesso durante produção), sendo utilizada a técnica de Envelope no domínio do tempo e aceleração visando verificar a necessidade da troca dos rolamentos em cada parada, lembrando que este equipamento deverá operar todo o próximo ano sem intervenções.

Tabela com as frequências calculadas para rotação de 83,5 RPM

Todas as frequências foram calculadas com a utilização do software PRISM4 modulo FAM

Com as frequências já definidas foi utilizado dois ranges 0 a 1 segundo e 0 a 2 segundos de coleta para assim podermos avaliar vários ciclos garantindo a confiabilidade nas análises.

Diagnóstico dos dados de vibrações 

Foi identificado que o mancal avaliado não poderia ser mantido em operação por mais 1 ano, devido o mesmo estar apresentando defeito na pista externa, esfera do rolamento 23040cc e folgas devido à degradação dos componentes: mancal, eixo e bucha. Sendo recomendada a troca dos componentes antes de um novo ciclo de produção. Abaixo espectro:

Imagem 01 – Espectro de aceleração no domino do tempo com destaque para freqüência de defeito das esferas 6,6 Hz ou 0, 1521s

Imagem 02 – Espectro de envelope no domino do tempo com destaque para freqüência de pista externa 15,6 Hz ou 0, 0640

Avaliação visual após abertura do mancal

Com o mancal aberto pudemos avaliar visualmente os componentes danificados e comprovar a eficácia da técnica de análise de vibrações em mancais de baixa rotação, com destaque para a técnica de ENVELOPE NO DOMÍNIO DO TEMPO.

Lista de componentes danificados

– Mancal degradado

– Eixo danificado

– Roletes do rolamento com pits

– Pista externa do rolamento com risco paralelo aos roletes e descamação

– Bucha completamente danificada

Fotos dos componentes danificados

Imagem 03 – Pista externa do rolamento 23040cc apresentando marcas e pit’s.

Imagem 04 – Bucha completamente danificada.

Imagem 05 – Eixo apresenta degradação devido atrito.

Conclusão

Foi de suma importância a inspeção e diagnóstico precoce e preciso dos defeitos no mancal da rosca sem fim do silo, evitado a quebra do equipamento bem como a parada indesejada de produção e um prejuízo muitas vezes incalculável. Mais uma vez a técnica preditiva se mostrou precisa e muito útil em relação à predição de defeito em maquinas rotativas.

Anderson Ribeiro Lacerda

Pós – Graduado em gestão da Industrial, Graduado em tecnologia em processo de produção, Técnico em mecatrônica pela ETE Julio de Mesquita (2002), especializado em manutenção preditiva e lubrificação industrial com certificação internacional em Análise de Vibrações II, ISO 18436 – Mobius Institute – Merricks North – Austrália; Trabalha atualmente com consultoria e treinamento em manutenções preditivas na Semeq.