Monitoramento Rolamentos

DETECÇÃO DE FALHAS EM ROLAMENTOS ATRAVÉS

DA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO

Anderson dos Santos DIAS (1); Jaiane das Chagas RODRIGUES (2);

Geraldo Luis Bezerra RAMALHO (3)

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará, Av. Contorno Norte, 10 - Parque Central

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RESUMO

A detecção de falha em equipamentos rotativos tornou-se primordial no cenário industrial brasileiro, a

fim de aumentar a eficiência nas indústrias. Com o interesse de evitar acidentes e prejuízos

ocasionados por falhas inesperadas nos equipamentos, surgiu a necessidade de monitorá-los. O

monitoramento de uma máquina é capaz de detectar um defeito na sua fase inicial quando não há

riscos de quebra, permitindo um melhor planejamento na manutenção do equipamento. Este trabalho

utiliza a simulação de falhas em rolamentos e técnicas de processamento de sinais para detectar a

ocorrência dessas falhas em sinais de vibração. Foi utilizada a técnica da Transformada Rápida de

Fourier, para a representação de danos nos componentes. O ambiente Octave foi escolhido para

desenvolver os algoritmos computacionais dos experimentos. Os resultados experimentais

demonstram que essa metodologia pode ser aplicada em estratégias de manutenção preditiva na

indústria, com o objetivo de aumentar a produtividade e diminuir a ocorrência de paradas por quebra

dos equipamentos.

Palavras-chave: Análise de Vibração, Detecção de Falhas.

1. INTRODUÇÃO

Nos últimos anos, com o aumento do desenvolvimento econômico e a competitividade entre as

indústrias cada vez maior, nota-se uma excessiva preocupação na prevenção de falhas mecânicas por

parte dos empresários. Problemas estes que podem acarretar grandes prejuízos, não só pelo conserto

ou substituição do equipamento, mas principalmente com a parada da produção pode-se perder muito

dinheiro.

Muitas vezes, os componentes que são danificados na máquina, possuem um custo bem menor em

relação aos prejuízos com a parada da linha de produção na qual este participa. Um dos principais

exemplos disto é o rolamento, que representa 40% das ocorrências de falhas dentro de uma máquina

(BONALDI; OLIVEIRA; SILVA, 2008). Portanto, é imprescindível monitorar o estado de

funcionamento desses componentes, através de técnicas preditivas, evitando que falhas inesperadas

ocorram (ABREU, 2007).

Em diversos tipos de indústria o acompanhamento e a análise de vibração tornaram-se um dos mais

importantes métodos de predição. Na pesquisa realizada por Abreu (2007), foi utilizada uma bancada

de testes para induzir diferentes níveis de defeitos em rolamento, como a utilização de diferentes

níveis de lubrificantes e a aplicação de cargas. Comparando-se os resultados obtidos a modelos

matemáticos de falhas, verificou-se a eficiência dos métodos de análise de vibração através da

identificação dos espectros de frequência de cada tipo de defeito.

Este trabalho baseia-se no estudo de falhas em rolamentos, por se tratar de um componente tão

importante e fundamental no funcionamento das máquinas rotativas. A técnica empregada para

identificação dessas falhas é a análise de vibração por sua grande eficiência e confiabilidade em seus

resultados. A pesquisa proporciona o estudo gráfico dos padrões de falhas incipientes, a fim de

caracterizá-los antes do aparecimento de um defeito no equipamento monitorado.

2. ANÁLISE DE VIBRAÇÃO

De acordo com Rao (2008), pode-se definir como vibração todo movimento que se repete após um

intervalo de tempo. O balanço de um pêndulo e o movimento do dedilhar de uma corda são típicos

exemplos de vibração. O número de ciclos de movimento em um segundo é chamado de freqüência,

medido em hertz (Hz).

Um sistema vibratório pode apresentar um único componente de frequência, como ocorre com o

diapasão, ou em vários componentes com diversas frequências simultâneas, como no caso de um

conjunto de engrenagens. A freqüência fundamental é a freqüência básica que um corpo apresenta

quando vibra. Os harmônicos são freqüências múltiplas das freqüências fundamentais.

Na prática, os sinais de vibração consistem em um somatório de sinais periódicos de diferentes

frequências, não sendo possível a distinção clara entre elas no domínio do tempo. Através da análise

espectral (domínio da frequência) é possível a identificação de cada frequência, com seus respectivos

níveis de vibração (FERNANDES, 2000).

Quando se analisa uma máquina através da representação da amplitude em função da frequência,

pode-se observar um grande número de componentes