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Análise de VibraçõesRelatório de Manutenção Preditiva
Curso de Graduação em Engenharia Mecânica
Disciplina: Vibrações Mecânicas
Docente: Antônio Fernando
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Discentes:
� Abeljan Sousa
� Bruno Costa
� Matheus de Oliveira
� Rafael de Andrade
� Rodrigo Gomes
Salvador 2014
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Sumário
1. Técnicas de Análise de Preditiva
2. Evolução Histórica – Análise de Vibrações
3. Análise de defeitos
4. Programa de Monitoramento
5. Frequência de falhas – Estatísticas
6. Experiência Prática
7. Aplicativo de Análise Vibratórias – Prática
8. Conclusão
9. Referências
Salvador 2014
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Técnicas de Análise de Preditiva
Analise de Óleo
Contagem de Partículas
Termográfica
Ferrografia
Análise de Vibrações
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Técnicas de Análise de Preditiva
Analise de Óleo
Contagem de Partículas
Termográfica
Ferrografia
�Análise de Vibrações
A Análise de Vibração é o processo pelo qual as falhas emcomponentes móveis de um equipamento, são descobertas pela taxde variação das forças dinâmicas geradas. Tais forças afetam o nívelvibração, que pode ser avaliado em pontos acessíveis das máquinassem interromper o funcionamento dos equipamentos.
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Evolução Histórica
� Em 1939, T.C. Rathbone usou medição de vibração paramonitorar maquinas rotativas. Faixa de frequência de 1Hz até120Hz.
� Em 1953, introdução da análise de frequência de vibração.
� Em 1965, Don Bently e Don Wilhelm surgiram com o conceitode monitoramento do deslocamento de eixos rotativosmancais através da analise de vibração.
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� Nos anos 70 surgiram os primeiros padrões, com especificaçõede níveis de vibração aceitáveis. Surgiram as especificações ISOAPI Standards.
� Em 1972, Surgiu a analise em tempo real pela FTT. RichardBurchill no MTI foi o pioneiro nesse campo.
� Em 1985, inicio da era de armazenamento de dados.
� Na atualidade já é possível realizar medições de vibração comsmartphones.
Evolução Histórica
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Análise de defeitos
� Toda máquina apresenta um determinado nível de ruído e vibraçãdevido a operação e a fontes externas. Entretanto, uma parceldestas vibrações é causada por pequenos defeitos mecânicosexcitações secundárias perturbadoras, que atuam na qualidadedesempenho da máquina.
� O fato de que os sinais de vibração de uma máquina trazeminformações relacionadas com o seu funcionamento, indica a saúdda máquina e a decisão sobre uma intervenção ou não nestmáquina.
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Análise de defeitos
� Qualquer acréscimo no nível de vibração de uma máquina éprimeiro sinal de agravamento de um defeito, que pode ser:
Desalinhamento
Desbalanceamento
Defeitos em rolamentos
Folgas
Empenamento
Ressonância
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Análise de defeitos
� Qualquer acréscimo no nível de vibração de uma máquina éprimeiro sinal de agravamento de um defeito, que pode ser:
Desalinhamento
Desbalanceamento
Defeitos em rolamentos
Folgas
Empenamento
Ressonância
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Análise de defeitos
� Definição de Desalinhamento: Divergência de uma linha de centro comum durante a operação da máquina.
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Análise de defeitos
� O desalinhamento de eixos de máquinas dinâmicas provoca forças de reação nos mancais. E isto é indesejável.
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Análise de defeitos
� Tipos de desalinhamento:
◦ Paralelo puro ou radial;
◦ Angular puro;
◦ Combinado (mais encontrado na prática).
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Análise de defeitos� Exemplo de desalinhamento angular a 25Hz.
Caracteristicamente haverá alta vibração axial tanto com 1X RPM quanto com 2X RPM. Entretanto não incomum que 1X, 2X ou 3X sejam dominantes.
1x RPM
2x RPM
3x RP
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Análise de defeitos
� Exemplo de desalinhamento paralelo a 25Hz.
1x RPM
2x RPM
3x R
Desalinhamento paralelo tem sintomas similares ao Angular, mas apresenta vibração radial alta. 2Xé muitas vezes maior que 1X, mas sua altura relativa para 1X é habitualmente ditada pelo tipo deconstrução do acoplamento
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Análise de defeitos
� Principais causas do desalinhamento:
◦ Montagem inadequada;
◦ Alinhamento impreciso;
◦ Mancais e rolamentos desgastados;
◦ Expansão térmica ignorada;
◦ Pé manco ou superfície de apoio desnivelada.
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Análise de defeitos
� Efeitos do desalinhamento:
◦ Consumo de energia: Existem casos de até U$ 1.600/ano numa única máquina;
◦ Vida útil do rolamento: Estudos demonstram que apenas 0 1524 mm de desalinhamento paralelo pode diminuir pela metade a vida útil de um rolamento;
� Benefícios de um correto alinhamento:
◦ Aumento de produtividade:
� Evita a parada não programada;
◦ Reduz custos operacionais;
◦ Melhora a qualidade do produto.
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Análise de defeitos – Manutenção Preditiva� Exemplo prático de desalinhamento
DESALINHAMENTO
EQUIPAMENTO: CASA BOOSTER – BOMBABOOSTER 03
DATA DA MEDIÇÃO: 25/05/2010ANOMALIA: PROBLEMAS DEDESALINHAMENTO DO CONJUNTO
RECOMEDAÇÃO: REVISAR ALINHAMENTODO CONJUNTO MOTOBOMBAO.S: 15158807
SITUAÇÃO DA RECOMEDAÇÃO: ATENDIDA• OBS: APÓS A QUEBRA DO
ACOPLAMENTO REALIZARAMALINHAMENTO.
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DESALINHAMENTODIMINUIÇÃO DO 2X A ROTAÇÃO
DO MOTOR
Análise de defeitos – Manutenção Preditiva� Exemplo prático de desalinhamento
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� Desbalanceamento: Fenômeno de não uniformidade de massa em torno de um centro de giro;
Análise de defeitos
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� O desbalanceamento pode surgir de: erros construtivos edesenho, peças assimétricas, superfícies brutas, desviosrotação.
Análise de defeitos
Erros de montagem e fabricação:
� Erros na montagem� Erros na fixação � Montagem desalinhada� Erros permanentes por solda,
retração
Erros de material:
� Falhas de fundição � Densidades variáveis � Dimensões assimétricas
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� Tipos de desbalanceamento
◦ Desbalanceamento estático: existe quando o eixo de massa não coincidcom o eixo giratório e é paralelo a ele.
Análise de defeitos
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� Tipos de desbalanceamento
◦ Desbalanceamento conjugado: esta presente quando o eixo de massnão coincide com o eixo giratório, no centro de gravidade do rotor.
Análise de defeitos
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� Tipos de desbalanceamento
◦ Desbalanceamento dinâmico: é definido como aquela condição ondeeixo de massa não coincide com o eixo giratório, não e paralelo a elenão o intersecta.
Análise de defeitos
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Características do desbalanceamento:
� Picos de amplitude alta em leituras radiais em 1xRPM do Eixo (1N);
� Baixo nível de vibração no sentido axial em 1xRPM do Eixo;
� Baixas amplitudes para as harmônicas de 1xRPM do Eixo;
Análise de defeitos
Observações Importantes:
1. Se as amplitudes das harmônicas de 1xRPM aparecem significativamente, suspeite de algo além do desbalanceamento;2. Se uma medida radial é 3 ou mais X maior que a outra, suspeite de outro problema como ressonância;3. Desbalanceamento sempre causa pico em 1XRPM, mas pico em1XRPM nem sempre é causado por desbalanceamento.
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� Desbalanceamento
Análise de defeitos
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� Efeito do desbalanceamento:
Uma das grandes consequências é a redução da vida útiltambém da produtividade da máquina, pelo esforço intenso qumancais, suspensões, carcaças e fundações precisam fazer parcompensar, por exemplo, vibrações excessivas causadas pelmovimento incorreto de rotação dos eixos.
Análise de defeitos
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� Benefícios em prevenir o desbalanceamento:
◦ Aumento de produtividade:
◦ Reduz custos operacionais;
◦ Melhora a qualidade do produto
◦ Reduz consumo de energia
Análise de defeitos
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� Exemplo prático de desbalanceamento:
Análise de defeitos – Manutenção Preditiva
Salvador 2014
EQUIPAMENTO:DESPOEIRAMENTO – VENTILA115 (AR REVERSO)
ANOMALIA: DESBALANCEAMDO ROTOR DO VENTILADOFOLGAS
RECOMEDAÇÃO: REABALANCEAMENTO DO ROTOVERIFICAR MANCAIS
• OBS: APÓS BALANCEAMENEQUIPAMENTO ATINGIUMELHOR NÍVEL HISTÓRICO
Desbalanceamento
Aumento da tendência em primeiro alarme
Melhor nível de toda tendência
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� Exemplo prático de desbalanceamento no Relatório:
Análise de defeitos
Salvador 2014
Desbalanceamento
Aumento da tendência em primeiro alarme
Melhor nível de toda tendência
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Desbalanceamento
Aumento na tendência do equipamento
Diminuição do nível após atendimento da recomendação
Nível aceitável de Desbalanceamento
� Exemplo prático de desbalanceamento:EQUIPAMENTO: CASA BOOSTER – BOMBA BOOSTER 01ANOMALIA: PROBLEMAS DE DESBALANCEAMENTO DO ROTORRECOMEDAÇÃO : REVISAR BOMBA E BALANCEAR EIXO E ROTOR• OBS: APÓS BALANCEAMENTO O EQUIPAMENTO ATINGIU UM MELHOR NÍVEL HISTÓRICO
Análise de defeitos
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Desbalanceamento
Aumento na tendência do equipamento
Diminuição do nível após atendimento da recomendação
Nível aceitável de Desbalanceamento
• Exemplo prático de desbalanceamento no Relatório:
Análise de defeitos
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Programa de monitoramento
� Monitoramento Periódico (Baseado em rotas)
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� Transferência de dados periódicas para o Banco de Dados.
� Monitoramento Remoto
� Cumprimento 100% das Rotas.
Programa de monitoramento
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Principais falhas nas Áreas da Usina (Aciaria, Laminação, Utilidades)
Total : 83 ocorrências
Percentual de Falha por Área da Usina- - Ano 2010
31%
46%
23%
Aciaria Laminação
Utilidade
Modos de falhas da Análise de Vibrações da Usiba (Jan a Dez) 2010
0
2
4
6
8
10
12
14
16
RO
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20,0%
40,0%
60,0%
80,0%
100,0%
120,0%
Frequência de Falhas
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Pareto de falhas por Área – Utilidades 2010
Modos de falhas da Análise de Vibrações Área- Utilidades (Jan a Dez) 2010
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
ROLAMENTO PROBLEMAS ELETRICOS DESBALANCEAMENTO DESALINHAMENTO
0,0%
20,0%
40,0%
60,0%
80,0%
100,0%
120,0%
Frequência de Falhas
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Pareto de falhas por Área – Aciaria 2010
Modos de falhas da Análise de Vibrações Área- Aciaria (Jan a Dez) 2010
0
1
2
3
4
5
6
RO
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Frequência de Falhas
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Pareto de falhas por Área – Laminação 2010
Modos de falhas da Análise de Vibrações Área- Laminação (Jan a Dez) 2010
0123456789
10
EN
GR
EN
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EN
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SB
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100,0%
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Frequência de Falhas
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Experiência Prática
� Objeto de estudo prático:
� Ponto de medição: Na Base
� Obs.: Está medição está incorreta, no entanto atendeu a análisedidática do defeito. Na base o nível de amplitude são mais baixoe por é preciso ter equipamentos mais precisos. A fixação corredeve ser sempre em pontos mais rígidos ou os pontos de supopara instalar/posicionar o acelerômetro.
� Equipamento de coleta
◦ iPad 3 10”
� Possui Acelerômetro interno tri axial.
◦ Galaxy S3
� Possui Acelerômetro interno tri axial.
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Representação dos Eixos
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TAG do Motor
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Aplicativo de Análise Vibratórias – Prática
� Software de Medição
� Keuwl Accelerometer Monitor
◦ Taxa de coleta máxima: 50Hz
◦ Gera espectro de frequência.
� Vibration
◦ Taxa de coleta máxima: 100Hz
◦ Analisa Nível Global.
◦ Gera espectro de frequência.
![Page 43: Equipe 1 Defeitos de Folga](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050802/55cf94f9550346f57ba5b0d7/html5/thumbnails/43.jpg)
Dados coletados - Análise de nível Global:
� Motor Alinhado: � Motor Desalinhado:
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Dados coletados – Análise de Espectro
� Motor Alinhado: � Motor Desalinhado:
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Vídeo da Prática
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Conclusão
� Análise de Vibrações e Manutenção Preditiva. (Analisar, identificamonitorar e determinar o melhor momento de intervenção de umequipamento)
� Análise dos defeitos e entendimento dos efeitos vibracionais.
� Demonstração Prática – Análise Crítica
� Benefícios da preditiva – Análise da vibração:
• Aumentar a disponibilidade do equipamento;
• Garantir e manter a confiabilidade do equipamento e produção.
• Reduzir custos de manutenção;
• Evitar desgastes prematuros de componentes;
• Evitar intervenções mecânicas corretivas desnecessárias;
• Diminuir os riscos de acidentes
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Referências
� RAO, Singiresu S.. Vibrações Mecânicas. 4. ed. São Paulo: PearsonEducation - Br, 2008.
� Técnicas de análise de Vibrações I – SENAI CIMATEC
� Alinhamento de eixos - CSE Consultoria e Serviços de Engenharia
� Alinhamento de máquinas Rotativas - SENAI ES -1997
� Relatório de Preditiva GERDAU
� Slides de aula do Prof. Antônio Fernando
� http://www.sanchesblanes.com.br/informativos/inf06.pdf
� http://www.mhfpreditiva.com.br/share/conteudos/balanceamento_753555972.pdf
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