A Análise De Falhas Em Motores A Partir Das Vibrações Mecânicas Monitoradas Por Software - Estudo De Caso

CENTRO UNIVERSITÁRIO MAURÍCIO DE NASSAU - ARACAJU

CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA

 

ANÁLISE DE FALHAS EM MOTORES A PARTIR DAS VIBRAÇÕES MECÂNICAS MONITORADAS POR SOFTWARE - ESTUDO DE CASO

Aracaju

2020

 

ANÁLISE DE FALHAS EM MOTORES A PARTIR DAS VIBRAÇÕES MECÂNICAS MONITORADAS POR SOFTWARE - ESTUDO DE CASO

Estudo de caso apresentado à disciplina Estágio supervisionado II em engenharia mecânica da UNINASSAU para obtenção da nota referente ao semestre de 2020.1.

DOCENTE RESPONSÁVEL: Prof..

Aracaju

2020

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO         2

2 JUSTIFICATIVA         3

3 OBJETIVOS        3

4 DELIMITAÇÃO DO TRABALHO         3

5 REFERENCIAL TEÓRICO         4

6 ESTUDO DE CASO         14

7 CONCLUSÃO         20

8 REFERÊNCIAS         21

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1 INTRODUÇÃO

Com o surgimento da revolução industrial, quando a mecanização em indústrias foram crescendo, trouxe com ela, o desafio de manter um equipamento com a vida útil prolongada, com isso, a importância da manutenção cresceu fortemente. A confiabilidade dos equipamentos, porém, só veio ganhar destaque com o início da segunda guerra mundial, onde as grandes indústrias de seus respectivos países, procuraram se adequar ao ritmo das inovações que estavam surgindo. Atualmente, este fato vem crescendo em um ritmo muito alto, garantir para seus clientes e para o melhor desempenho dentro da mesma, fez com que a vida útil de seus equipamentos se tornarem um fator determinante no tempo de produção. A classe das máquinas rotativas, independentes de sua funcionalidade e desempenho, propiciam vibrações normais do seu comportamento, porém, podem apresentar falhas imprevistas, acarretando atraso na produção. As análises das vibrações mecânicas é o processo que irá analisar o comportamento de máquinas e equipamentos através das forças dinâmicas geradas pelo mesmo. Este estudo vem sendo englobado dentro da manutenção preditiva, que auxilia na identificação das falhas, fornecendo através de dados confiáveis, o real estado sobre o objeto em análise. O processo se faz com a utilização de equipamentos portados de sensores, como, por exemplo, os transdutores, que transformam um sinal de vibração em um sinal elétrico. Pode-se utilizar de softwares acessíveis que transmitam os diferentes sinais das vibrações emitidas, como o Silab (software livre) ou Matlab (software pago).

 

2 JUSTIFICATIVA

O presente trabalho tem como objetivo analisar as falhas referente aos motores, e identificar de forma relativamente simples a sua visualização através de software. No mundo da manutenção, a análise de vibrações tem encontrado dificuldades para se manter no meio, pois é uma técnica de difícil identificação a olho nu. Porém, as novas tecnologias têm facilitado essa leitura de dados dentro da análise com o uso de software, esse estudo que antes muito complexo, tem se tornado de fácil entendimento e manuseio. As vibrações são sinônimos de problemas no motor, podendo ser pelo seu tamanho, propulsor ou velas.

3 OBJETIVOS

GERAL

Realizar um estudo de caso que possa demonstrar a eficiência de uma análise de falhas em uma máquina rotativa, neste caso, será um motor, conforme as suas vibrações, e exemplificar técnicas e aplicações em software na reprodução de dados de ondas.

ESPECÍFICOS

• Identificar e conceituar os tipos de vibrações mecânicas e assinatura espectral;
• Identificar falhas em motores a partir de suas vibrações através da assinatura espectral;
• Analisar os dados sugeridos pelo software matlab através de ondas.

4 DELIMITAÇÃO DO TRABALHO

Por motivos maiores, e pelo fato de que a maioria dos componentes rotativos demorem um tempo considerável para apresentarem os sinais esperados para fonte de estudo, o presente trabalho busca apresentar casos específicos onde já há a presença de falhas, na qual pode ser determinada e analisada através das vibrações mecânicas, para tal exemplo,temos como caso, a planta de uma indústria química multinacional situada em Tangamandápio. A referida planta possuía na época em torno de 850 equipamentos críticos monitorados mensalmente e no período de um ano não houve nenhuma parada não programada devido aos equipamentos monitorados.

5 REFERENCIAL TEÓRICO

5.1 Conceitos fundamentais dos princípios de vibrações mecânicas

A vibração mecânica surge geralmente quando um sistema é deslocado da sua posição de equilíbrio estável. Em geral, quando o sistema tende voltar sob a ação de forças de restituição, ultrapassa esta posição (CISMASIU, 2009). A repetição deste processo é chamado movimento oscilatório. O intervalo de tempo necessário para o sistema completar um ciclo de movimento chama-se período de vibração. O número de ciclos por unidade de tempo define a frequência, e o deslocamento máximo do sistema medido a partir da sua posição de equilíbrio chama-se amplitude de vibração (CISMASIU, 2009). Para um melhor entendimento, podemos dizer que em todo corpo ou partícula existe uma vibração natural (vibração própria, natural do objeto), porém quando uma perturbação periódica (vibração) externa se juntam a ela, se torna o que chamamos de ressonância.

 

Existem alguns tipos de vibrações, elas são:

– Vibração Livres: movimento mantido apenas por forças de restituição;  

– Vibração Forçadas: quando uma força periódica é aplicada ao sistema;  

– Vibração não amortecidas: quando se pode desprezar o atrito - o movimento continua indefinidamente;  

– Vibração amortecidas: a amplitude decresce lentamente até que, passado um certo tempo, o movimento cessa.  

 

Alguns fatores importantes medidos nas vibrações:

– Frequência: Número de ciclos em que um fenômeno ocorre em determinando período de tempo. O tempo é dado em segundos (s) e a frequência é dada em Hertz (Hz). Segundo MARÇAL e SANTOS (2013), a sua importância dentro da análise é que através dela podemos evidenciar e discretear as frequências que ocorrem em um determinado equipamento. permite detectar em que ponto está a ocorrência, em avaliação da rotação dos componentes do equipamento e qual ponto seria capaz de gerar aquele valor encontrado. Nos permitindo detectar em que ponto está a ocorrência, em avaliação da rotação dos componentes do equipamento e qual ponto seria capaz de gerar aquele valor encontrado.