AXILINEVibrodiagnóstico de equipamento industrial
A vibração aumentou e a causa não é clara? Equilibraram, mas a vibração voltou? Nesse caso, primeiro é preciso um diagnóstico, não mais uma equilibragem. Vamos ao local, medimos a vibração em todos os apoios dos rolamentos, analisamos o espectro (a decomposição da vibração por frequências) e a fase (a relação entre as oscilações e a rotação do eixo). Depois emitimos um parecer: quais as causas mais prováveis, o que verificar primeiro e com que urgência.
Quando é preciso diagnóstico, e não logo equilibragem
A equilibragem elimina uma única causa de vibração — o desequilíbrio do rotor. Reduz apenas a componente de rotação, a vibração na frequência de rotação. Se a máquina vibra por outra causa, a equilibragem não ajuda, e o dinheiro da visita fica gasto. Por isso, nos casos ambíguos, a ordem correta é: primeiro encontrar a causa, só depois eliminá-la.
É preciso diagnóstico em vez de equilibragem quando existe pelo menos um destes sinais:
- A causa da vibração não é clara: a unidade funcionava normalmente e depois a vibração aumentou sem motivo aparente.
- Parece haver vários defeitos: a vibração comporta-se de forma diferente em regimes diferentes ou em apoios diferentes.
- A reparação não se manteve: depois da equilibragem ou da substituição de peças, a vibração voltou ao fim de dias ou semanas.
- A vibração surgiu depois de uma intervenção: rebobinagem do motor, substituição de rolamentos, mudança da unidade para uma nova base.
- A vibração depende da carga, da temperatura ou da pressão, e não só da rotação.
Se o caso for óbvio, o diagnóstico como serviço à parte não é necessário. O aparelho mostra sempre o espectro e a relação entre a vibração total (o nível conjunto em todas as frequências) e a componente de rotação antes da equilibragem — isso faz parte do procedimento padrão.
O que fazemos no local
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Medição em todos os apoios, em três direções
Colocamos acelerómetros em cada apoio de rolamento da unidade e medimos a vibração nas direções horizontal, vertical e axial. A distribuição da vibração pelos apoios e direções já reduz o leque de causas: o desequilíbrio, o desalinhamento de eixos e a fixação solta dão quadros diferentes.
- 02
Espectro e sinal no domínio do tempo
Medimos o espectro FFT e o sinal no domínio do tempo em cada ponto. Observamos que frequências dominam: a de rotação 1x, a segunda harmónica 2x (frequência dupla de rotação), séries de harmónicas, frequências de defeitos de rolamentos, frequências de pás e de rede elétrica. Como ler estes quadros está explicado em detalhe no nosso artigo sobre o espectro de vibração.
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Fase e análise por ordens
O sensor de fase a laser, através da marca no eixo, associa a vibração à rotação. As relações de fase entre apoios e a análise por ordens em relação à frequência de rotação distinguem o desequilíbrio do desalinhamento e da ressonância, que, olhando só para a amplitude, parecem iguais.
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Cruzamento com o historial e o regime
Confirmamos o que mudou: reparações, substituições de peças, regimes de funcionamento, quando a vibração aumentou. Se houver medições ou relatórios anteriores, comparamos com eles. Verificamos o comportamento da vibração com a mudança de rotação e de carga, na aceleração e na desaceleração livre (a paragem por inércia).
- 05
Hierarquização das hipóteses
Reunimos tudo numa lista de causas prováveis, da mais confirmada à menos confirmada. Para cada uma, indicamos que sinais a apoiam e como verificá-la ou eliminá-la. Não recebe uma única suposição, mas um quadro completo com prioridades.
Que defeitos encontramos
Desequilíbrio do rotor
Domina a componente de rotação 1x, a vibração aumenta com a rotação. O diagnóstico mais frequente e o mais cómodo: elimina-se com equilibragem diretamente no local, sem desmontagem.
Desalinhamento de eixos
São característicos um 2x elevado, vibração axial e relações de fase típicas nos apoios de ambos os lados do acoplamento. Sobre como distingui-lo do desequilíbrio, temos um artigo próprio.
Fixação solta e pé mole
Parafusos por apertar, fissuras no chassis, assentamento irregular dos pés na base. No espectro, séries de harmónicas; a vibração muda com o aperto das fixações.
Defeitos de rolamentos
Picos nas frequências características dos defeitos dos anéis, dos elementos rolantes e da gaiola, não múltiplos da rotação, mais alterações na zona de alta frequência do espectro.
Ressonância
A rotação de trabalho coincide com a frequência própria da estrutura. Pico estreito de amplitude e variação rápida da fase com a mudança de rotação. A equilibragem em ressonância é instável; primeiro é preciso afastar as frequências.
Roçamento e flexão térmica
O rotor toca em partes fixas ou dobra-se com o aquecimento. A vibração muda com o tempo de funcionamento e com a temperatura, o quadro do 1x é instável.
Causas elétricas
Defeitos nos enrolamentos e nas barras do rotor, entreferro irregular. Sinal: componentes associadas à frequência de rede, e vibração que desaparece ao cortar a alimentação, na desaceleração livre.
Causas hidráulicas
Cavitação, funcionamento da bomba fora da zona de trabalho, frequências de pás em bombas e ventiladores. A vibração depende do caudal e da pressão, e não só da rotação.
Fontes: ISO 13373-3:2015 · ISO 13373-5:2020
O que vai obter
O resultado do diagnóstico não é uma tabela de números, mas uma decisão: o que se passa com a máquina e o que fazer a seguir. No parecer, vai encontrar:
- Uma lista hierarquizada de causas: qual é a mais provável e que sinais a confirmam.
- O que verificar em primeiro lugar e com que meios: algumas coisas o vosso mecânico verifica numa hora, outras exigem paragem e desmontagem.
- Uma avaliação da urgência: pode continuar a funcionar e observar-se, planear uma reparação, ou parar já.
- Os níveis de vibração medidos por apoio e direção, comparados com as zonas de avaliação da parte aplicável da ISO 20816.
- Uma recomendação sobre o passo seguinte: equilibragem, alinhamento de eixos, fixações, rolamentos ou investigação adicional.
Se o diagnóstico for desequilíbrio, podemos equilibrar o rotor na mesma visita: os aparelhos e os contrapesos já estão no local. A equilibragem é paga à parte, por pacotes, consoante o tamanho do rotor.
Fontes: ISO 20816-1:2016
Diagnóstico pontual ou rota periódica
Uma visita pontual responde à pergunta «o que se passa com esta máquina agora». É o formato correto quando o problema já existe e é preciso resolvê-lo.
A rota periódica resolve outro problema: detetar a degradação antes da avaria. Registamos o nível de base de vibração de cada unidade em bom estado, definimos os limiares — os níveis de aviso e de alarme — e repetimos as medições segundo um calendário, nos mesmos pontos. O alarme não vem do valor absoluto, mas do aumento em relação à base própria da máquina. Mais pormenores sobre esta abordagem no artigo sobre monitorização de vibração, rotas e limiares.
| Diagnóstico pontual | Rota periódica | |
|---|---|---|
| Objetivo | Encontrar a causa de um problema já existente | Detetar a degradação antes da avaria |
| Quando | A vibração aumentou, a reparação não se manteve, a causa não é clara | Continuamente, segundo o calendário de medições |
| Base para as conclusões | Espectro, fase, comportamento nos regimes | Tendência em relação ao nível de base e aos limiares |
| Resultado | Parecer com as causas e um plano de ação | Avisos precoces e planeamento de reparações |
Fontes: ISO 20816-1:2016
O que o vibrodiagnóstico não dá
Digamos com clareza onde estão os limites do método, para não esperarem o impossível.
A vida útil residual exata não se prevê. O vibrodiagnóstico mostra que existe um defeito e que ele está a evoluir, e permite hierarquizar a urgência. Mas não consegue indicar a data de avaria do rolamento: a evolução do defeito depende da carga, da lubrificação e de condições que mudam. Mesmo a vida útil calculada de um rolamento segundo a ISO 281 é um valor probabilístico, não a duração de vida de um exemplar concreto.
Uma única medição é mais fraca do que uma série. Sem historial, vemos o estado, mas não a tendência. Parte das conclusões de uma medição pontual fica ao nível de hipóteses fundamentadas, que se confirmam com verificações ou com uma nova medição.
Os defeitos sem sinais vibracionais não são visíveis. O desgaste de vedantes, a corrosão, o estado do isolamento dos enrolamentos exigem outros métodos de controlo, e diremos com honestidade se o vosso caso não é vibracional.
Fontes: ISO 281:2007 · ISO 13373-3:2015
Com que aparelho e quem mede
O diagnóstico é realizado por engenheiros que desenvolvem e fabricam os aparelhos Balanset e que os utilizam pessoalmente para equilibrar no local. Isto significa que a pessoa que está nas vossas instalações vê não só os números no ecrã, mas também a física por trás deles.
Medimos com o sistema de dois canais Balanset-1A: dois acelerómetros, sensor de fase a laser por marca no eixo, recolha simultânea nos dois canais. O software dá o espectro FFT, o sinal no domínio do tempo, a vibração total e a componente de rotação 1x com amplitude e fase, e guarda os dados para comparação entre visitas. Fornecemos o mesmo aparelho também como produto: se quiser fazer as medições com meios próprios, veja a página do Balanset-1A.
Fontes: Especificações do fabricante Balanset-1A · Manual de operação Balanset-1A
Custo e condições da visita
A fatura mínima por visita é de 500 EUR, o tempo mínimo no local é de 4 horas. Os primeiros 20 km de deslocação estão incluídos, a partir daí 0,60 EUR/km, ida e volta. Pagamento: 50% adiantado. Todos os preços são + IVA (à taxa legal em vigor).
Se o diagnóstico mostrar desequilíbrio e decidir equilibrar de imediato, o trabalho é calculado por pacotes, consoante o tamanho do rotor: S — 550 EUR, M — 750 EUR por unidade, incluindo o diagnóstico; L (75–300 kW ou 0,5–2 t) — 1000 EUR; XL (acima de 2 t ou rotações altas) — desde 1500 EUR por unidade, incluindo o diagnóstico. O relatório escrito está incluído no diagnóstico.
Base em Vila Nova de Gaia (Porto), deslocamo-nos a todo o Portugal.
Fontes: ISO 21940-11:2016
Como encomendar o diagnóstico
Envie-nos por WhatsApp ou por email: fotografias ou vídeo da unidade, potência e rotação, descrição do problema (quando surgiu a vibração, o que mudou, o que já foi feito) e, se existirem, medições ou relatórios anteriores. Isto é suficiente para avaliarmos a tarefa e propormos uma data de visita.
Telefone e WhatsApp: +351 931 831 229. Email: axilinegeral@gmail.com. Instagram: @axiline.pt. Morada: Rua das Colectividades 76 R/C ET, 4430-625 Vila Nova de Gaia.
Perguntas frequentes
É possível determinar a causa da vibração por vídeo ou por uma medição com telemóvel?
Não. Pelo vídeo e pelas aplicações de telemóvel só se vê «vibra muito». Para o diagnóstico são precisos o espectro, a fase em relação à marca no eixo e medições em cada apoio, em três direções. Mas o vídeo é útil na fase de pedido: com ele avaliamos a unidade e preparamo-nos para a visita.
É preciso parar o equipamento para o diagnóstico?
As medições principais fazem-se com a máquina a funcionar, no seu regime habitual. Mas é útil ter a possibilidade de arrancar e parar: o comportamento da vibração na aceleração e na desaceleração livre ajuda a distinguir a ressonância e as causas elétricas das mecânicas. Combinamos isto antecipadamente com o vosso processo produtivo.
Se a causa for o desequilíbrio, equilibram na mesma visita?
Sim, em regra é possível: os aparelhos já estão no local, os sensores estão instalados. Vai ser preciso acesso ao rotor para fixar os contrapesos e a possibilidade de arranques. A equilibragem é paga por pacotes, consoante o tamanho do rotor; os trabalhos de serralharia feitos pelo vosso pessoal estão incluídos.
Conseguem dizer quanto tempo mais o rolamento ainda vai durar?
Não, e não acredite em quem promete uma data exata. O vibrodiagnóstico mostra a existência e a evolução de um defeito, e permite avaliar a urgência: observar, planear a substituição ou parar. A vida útil residual exata não se prevê pela vibração.
Em que é que o diagnóstico pontual se distingue da monitorização de vibração?
O diagnóstico pontual procura a causa de um problema já existente. A monitorização de vibração são medições periódicas segundo uma rota, com nível de base e limiares, para detetar antecipadamente a degradação pelo aumento da vibração em relação à norma própria da máquina. Para unidades críticas, faz sentido passar a medições periódicas depois do diagnóstico.
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A nossa análise de vibração funciona assim: medimos a velocidade de vibração nos apoios dos rolamentos da máquina em funcionamento, em mm/s RMS (valor eficaz — a forma padrão de calcular a média das oscilações), na banda de 10–1000 Hz. Registamos separadamente a componente de rotação 1x — a vibração exatamente na frequência de rotação — com a fase, bem como o espectro, o sinal no domínio do tempo, a rotação e o regime de funcionamento. Comparamos o resultado com as zonas A–D da parte aplicável da ISO 20816 e emitimos um relatório com uma conclusão: continuar a funcionar, observar ou eliminar a causa. A equilibragem e outras correções não estão incluídas no serviço e são realizadas à parte, de acordo com os resultados das medições.
Como determinar a causa da vibração de um equipamento: uma metodologia, não uma lista de causas
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Respondemos às suas perguntas, esclarecemos os dados iniciais e informamos o que é necessário para o orçamento e a deslocação.