Análise de Vibração

1-INTRODUÇÃO

Inicialmente iremos observar e analisar os métodos mais conhecidos e utilizados no meio industrial para se realizar um alinhamento de eixos com o maior nível possível de qualidade e confiabilidade. Primeiramente temos o alinhamento com uso de régua ou escala, para a maioria dos casos ele é usado como método preparatório ou pré-alinhamento, para finalização com relógio comparador ou aparelho ótico, mas em outros casos, como de uma emergência por exemplo, onde existe a necessidade de um alinhamento rápido para o retorno do equipamento ao processo industrial, ele é utilizado como método de alinhamento, porém, deve-se ressaltar que esse é um método recomendado a baixas rotações, devido á sua baixa precisão. Outra ferramenta muito utilizada ainda nos dias de hoje é o relógio comparador, esse tem como característica para sua medição uma agulha com movimentos verticais que demonstram em um visor analógico as medidas e variações observadas no eixo, isso utilizando-se de um dos eixos como referência, mas esse ainda pode ser utilizado como procedimento preparatório para o alinhamento ótico. Já o alinhamento ótico atualmente vem se tornando cada vez mais usual no meio industrial devido á sua alta confiabilidade e também ao fato de ser um meio rápido, porém caro, tornando-se essencial o cálculo custo benefício para cada atividade.

2-Revisão bibliográfica

2.1 Análise de Vibração

2.1.1 O que é vibração

Um corpo é dito estar vibrando quando ele descreve um movimento de oscilação em torno de uma posição de referência. O número de vezes de movimento completo (Ciclos) tomados durante o período de 1 (um) segundo é chamado de frequência e sua unidade é hertz (hz).

Todas as máquinas em funcionamento produzem vibrações que, aos poucos, levam a um processo de deterioração, caracterizadas por uma modificação da distribuição de energia vibratória pelo conjunto dos elementos que constituem a máquina ou equipamento.

Segundo o Senai (2008) observando a evolução do nível de vibrações, é possível obter informações sobre o estado da máquina ou equipamento.

2.1.2 Causas da vibração

Oscilações das componentes da força de usinagem (variações cíclicas das parcelas dinâmicas) geram movimentos periódicos na estrutura da máquina-ferramenta. Estas oscilações são chamadas de vibrações mecânicas. Os sinais de vibração, resultantes do processo de corte em metais, podem ser basicamente forçados (causados por elementos mecânicos da máquina)ou auto excitados(gerados por interações do processo com a estrutura da máquina).Uma das causas da vibração é o atrito entre a superfície usinada e o flanco da ferramenta:a tendência à vibração cresce com o aumento da largura da marca de desgaste. A geometria da ferramenta também influi no comportamento de vibrações: raio de quina grande contribui para seu crescimento.Com o aumento da vibração, a vida da ferramenta tende a diminuir com maior rapidez, pois microlascamentos são produzidos no gume. O acabamento sofre também influência direta, diminuindo assim a qualidade da superfície com o aumento da vibração. Da mesma forma é caracterizado um desalinhamento em transmissões por acoplamentos, geralmente tendem a exercer cargas sobre o centro e extremidades, comprometendo não só elementos da transmissão mais também elementos da máquina motriz e movida, como no caso dos rolamentos por exemplo. Para que um equipamento consiga trabalhar com eficiência e tenha uma vida útil prolongada, é necessário que todas as suas partes móveis, sobretudo os eixos, estejam dentro de padrões aceitáveis de alinhamento e balanceamento. O desalinhamento é uma divergência entre as linhas de centro dos eixos do motor e da máquina acionada.

2.2 Alinhamento de máquinas rotativas.

Alinhamento mecânico é um recurso utilizado pela mecânica, em conjunto de equipamentos rotativos, com a finalidade de deixar as faces do acoplamento sempre com a mesma distância, em qualquer ponto, e no mesmo plano. O objetivo do alinhamento é garantir o bom funcionamento dos equipamentos rotativos tendo, como característica principal eliminar vibrações, aquecimento e dar maior durabilidade aos componentes. Estudos apontam que mais de 50% das paradas de máquinas nas industrias brasileiras acontecem por causa de problemas relacionados à problemas no alinhamento dos eixos. Acredita-se que 90% das máquinas funcionam fora das tolerâncias de alinhamento recomendadas. O desalinhamento dos eixos pode trazer prejuízos à vários componentes mecânicos, como:

- Rolamentos: a parte de uma máquina que mais sofre com o desalinhamento de um eixo são, com certeza, os rolamentos. Quando o eixo está desalinhado, ele aplica no rolamento um esforço que muitas vezes ele não foi projetado para suportar ( os rolamentos mais utilizados são os rígidos de esferas, eles não podem suportar cargas axiais).

- Vedações: os elementos vedantes não conseguem o contato ideal com o eixo. Isto causa um desgaste excessivo à uma determinada parte do elemento vedante o que faz com que ele deixe de exercer sua função, originando vazamentos e contaminações. Um eixo desalinhado pode causar uma redução de até 70% da vida útil de um retentor, por exemplo.

- Acoplamentos: os acoplamentos são os responsáveis por proporcionar a ligação entre o motor e a máquina movida. Muitos acoplamentos conseguem absorver, ou melhor, compensar pequenos desalinhamentos (são chamados de flexíveis). Tanto os acoplamentos flexíveis, quanto os acoplamentos rígidos devem trabalhar em eixos que estejam perfeitamente alinhados. O desalinhamento pode causar superaquecimento nos acoplamentos, o que pode causar ressecamento das partes de borracha que são comumente utilizadas nestes elementos afim de amortecer esforços. Veja na foto térmica abaixo como o desalinhamento pode elevar a temperatura de um acoplamento.

2.2.1 Tipos de desalinhamento

Os desalinhamentos podem ser radial, angular ou os dois combinados, seja no plano horizontal ou no vertical.