Aula 42 - Análise de Vibração com Medidor Portatil de Vibração - CMA-S – Máquina Ligada

Figura 01 - SKF Machine Condition Advisor.

O SKF Machine Condition Advisor (CMA-S) fornece uma leitura geral de vibração da “velocidade”, que mede os sinais de vibração da máquina e os compara automaticamente com as diretrizes pré-programadas da Organização Internacional para Padronização (ISO).

Um alarme de “Alerta” ou “Perigo” é exibido quando as medições excedem essas diretrizes. Ao mesmo tempo, é feita uma medição do “envelope de aceleração” e uma comparação com as diretrizes de vibração estabelecidas do rolamento para verificar a conformidade ou indicar os possíveis danos no rolamento. 

Ao realizar medições, o sinal de entrada do sensor de aceleração do CMA-S é processado para gerar duas medições diferentes em cada PONTO da máquina – velocidade geral e envelope de aceleração. Ao mesmo tempo, o sensor infravermelho sem contato mede a temperatura da superfície do local de medição e exibe simultaneamente todos os valores de medição. 

Figura 02 - Planos de medição de vibração.

O Analisador de Vibração apresenta duas importantes leituras: de vibração e integridade da máquina e a medição de temperatura, além de oferecer automaticamente informações de alarme quando as leituras de vibração da máquina excederem orientações aceitas.

Com as medições de vibração de velocidade total, a interpretação da causa do excesso de vibração pode se relacionar à posição da sonda ao fazer a medição, seja no plano horizontal, vertical ou axial.

Horizontal – normalmente, eixos desalinhados tendem a ocasionar vibrações radiais (horizontal e vertical), dependendo do design do suporte.

Vertical – a vibração vertical em excesso pode indicar frouxidão mecânica, além de falta de desequilíbrio.

Axial – vibração axial em excesso é um forte indicador de desalinhamento.

É importante observar que estas são orientações gerais para eixos horizontais, e que é necessário o conhecimento de sua máquina e das técnicas adequadas do sensor portátil, a fim de interpretar com exatidão a causa do excesso de vibração.

Figura 03 - Medição de Vibração com ACM-S.

A vibração mecânica é um movimento oscilatório de uma máquina ou de um componente da maquina, em torno de um ponto de referência. A vibração pode ser destrutiva quando ultrapassar os limites toleráveis pela máquina, provocando a falha por fadiga.

As principais fontes causadoras de vibração são: desbalanceamento, desalinhamento, folgas mecânicas, eixo empenado, defeitos de rolamentos, lubrificação, falha elétricas em motores, engrenamentos defeituosos, falha em polias e correias, etc.

É natural que todo equipamento apresente vibrações em determinadas frequências quando de seu funcionamento. Estas vibrações são decorrentes da própria vibração do equipamento e de seus elementos de máquina, sendo consideradas normais desde que mantidas dentro de um limite aceitável de amplitude e sem aparecimento de componentes indesejáveis tais como famílias de harmônicas, bandas laterais, etc...

Dos sinais inerentes ao funcionamento dos equipamentos pode-se destacar como os mais comuns e que devem ser conhecidos de antemão pelo analista: Frequência de rotação da máquina; Freqüência de passagem de pás quando bombas ou ventiladores; Frequências de engrenamento quando redutores.

Tabela 01 - Limites de ruídos em máquinas.

Estes sinais estão todos relacionados com a rotação do equipamento e devem ser conhecidos pelo analista, pois muitas vezes servem como referência para o ajuste e análise da vibração.

De acordo com o ISO-10816-1, existem limites recomendados para diferentes classes de máquinas, conforme tabela apresentada.

Zona A: Vibração de máquinas recentes instaladas.

Zona B: Máquinas com vibração normalmente aceita, para operação sem restrição a longo prazo.

Zona C: Máquinas com vibração considerada insatisfatória para operação contínua. Geralmente, a máquina pode ser operada por um período limitado nessa condição, até que ocorra uma oportunidade para corretiva.

Zona D: Valores de vibração dentro desta zona são, normalmente, considerados suficientemente graves para causar danos à máquina.

Os valores numéricos atribuídos às zonas não tem a intenção de servir como especificação de aceitação, as quais devem estar sujeitas à acordos entre o fabricante da máquina e o cliente. Os limites da zona, entretanto, devem garantir que defeitos grosseiros ou requisitos irrealistas sejam evitados.

O arquivo para análise de vibração com Machine Condition Advisor elaborado por Sinésio Gomes pode ser baixado em: 16_06_005 Manutenção - Análise de Vibração – Máquina Ligada.


Informações sobre uso do Machine Condition Advisor podem ser obtidos no link: AT 05 - Machine Condition Advisor 1 - Instruções de Uso .

© Direitos de autor. 2016: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 10/04/2016

Aula 41 - Diagnósticos de Manutenção com uso de Termografia

A Termografia constitui uma poderosa ferramenta preditiva usada no diagnóstico precoce de falhas e outros problemas em componentes elétricos em geral, evitando assim, panes e interrupções de energia nas instalações de interesse do usuário. É uma técnica de inspeção não destrutiva que se fundamenta na detecção e interpretação da radiação térmica emitida pelos equipamentos inspecionados, permitindo exame e a avaliação dos seus componentes sem a necessidade de qualquer contato físico com os mesmos. Os resultados são apresentados instantaneamente, durante a inspeção, na forma de imagens térmicas ou termogramas e como tal registrados para fins das subsequentes providências (imediatas ou não), por parte dos interessados e posterior arquivamento. Portanto, por sua característica básica, a Termografia integra-se perfeitamente aos programas de Manutenção Preditiva de redes e instalações elétricas em geral, painéis, subestações, motores elétricos, etc.

No caso de instalações e equipamentos elétricos, a inspeção termográfica visa a identificação e avaliação daqueles componentes com temperaturas de funcionamento significativamente superiores às temperaturas especificadas pelos fabricantes. A elevação anormal das temperaturas de funcionamento de alguns componentes elétricos se deve, principalmente, a um aumento de resistência ôhmica provocado por oxidação, corrosão, falta de contato em conexões e acoplamentos, ou pelo subdimensionamento de condutores e/ou componentes (sobrecarga). Isto faz com que os componentes sobreaquecidos(defeituosos) destaquem-se, na imagem térmica, como “pontos quentes”, pois encontram-se numa temperatura que, além de superior à temperatura ambiente, situa-se também acima daquela esperada para componentes idênticos em boas condições de funcionamento.
A utilização mais conhecida da termografia é a referente aos sistemas elétricos, onde permite o conhecimento de diferenciais de temperatura, evitando o contato com partes energizadas. Os equipamentos que permitem essa leitura são o radiômetro e o termovisor, ambos recebem uma distribuição da emissão de radiação do corpo aferido, ou seja, radiação emitida + radiação refletida. Por isso, há a necessidade do operador do equipamento tomar cuidado com relação a reflexos em corpos de baixa emissividade (Exemplo: alumínio).

Outro cuidado a se tomar ao aferir objetos com o radiômetro ou o termovisor, é de não visar o objeto em ângulos superiores a 60°, pois estes sofrem redução de emissividade. A emissividade é um dos fatores que influenciam a emissão de radiação, variando de 0 a 1, de acordo com o ângulo de visualização, comprimento de onda e textura do material. 
Outros pontos a serem destacados na termografia são:
• O fato de não se fazer análise de tendência em componentes elétricos devido aos mesmos possuírem carga (corrente) variável ao longo do tempo – o termograma representa a imagem térmica do componente naquele momento, indicando a presença ou não do defeito;
• O fato das máximas temperaturas admissíveis (MTA) não depender e não ser variável com a Temperatura Ambiente dos componentes, já que estes deveriam estar especificados para trabalhar em ambientes mais quentes se necessário.
• O fato de adotar-se uma Emissividade de 0,8 para realização das inspeções em componentes elétricos, porque a emissividade de diferentes tipos de material é variável, sendo que na prática adota-se o valor de 0,8 como sendo um valor médio.
Com relação a componentes elétricos, através de vários estudos, chegou-se a uma tabela para Temperaturas Máximas Admissíveis, registradas pelo Termovisor:
• Bobina contatores: 100°C à 140°C
• Fusíveis(Corpo): 90°C à 110°C
• Fusíveis NH(Garra): 90°C
• Régua de Bornes: 70°C
• Fios encapados: 70°C à 110°C
• Conexões Metal-Cabo (BT 90°C): 70°C à 90°C
• Conexões Metal-Cabo (barramentos de BT): 90°C
• Seccionadoras AT: 50°C
• Conexões AT: 60°C
Tais coeficientes de máximas temperaturas admissíveis determinam a intervenção (com urgência ou não) no sistema elétrico. Normas utilizadas para a confecção das máximas temperaturas admissíveis foram: Norma Petrobrás SC-23 N-2475; Norma Eletronuclear PN-T12 e MIL – STD – 2194-SH.
Outra vantagem da Termografia em sistemas elétricos deve-se ao fato de ela ser benéfica ao esforço para redução e conservação de energia elétrica, pois, maus contatos em componentes elétricos provocam perda de energia por efeito Joule (aquecimento). Mesmo em situações, onde o aquecimento se encontra dentro da máximas temperaturas admissíveis, caso dos cabos elétricos.
Os principais motivos para o aquecimento em cabos elétricos são:
• subdimensionamento ou instalação indevida;
• sobrecarga ou alteração dos componentes adjacentes;
• envelhecimento;
• fiação partida.
Destacando a termografia como mais uma ferramenta na área de Manutenção Preditiva que vem auxiliar no aumento da disponibilidade de máquinas e equipamentos industriais no ciclo produtivo, evitando panes e interrupções da produção, além de contribuir com economia e redução de energia elétrica nos componentes elétricos, garantindo assim seu retorno de investimento.

O arquivo para análise de temperatura com Termografia elaborado por Sinésio Gomes pode ser baixado em: 16_06_008 Manutenção - Análise por Termografia – Máquina Ligada.


Informações sobre uso do Câmera Termográfica pode ser obtidos no link: AT 08 - Câmera Termográfica TKTI 10 - Instruções de Uso .

Este arquivo pode ser baixado em: 16_04_001 MISEI Aula 08 - Diagnósticos de Manutenção com uso de Termografia .

As fotos para análise de temperatura com Termografia elaborado por Sinésio Gomes pode ser baixado em: 25_11_01 FLIR_I40 - Análise por Termografia – Máquina Ligada _SRG e em: 25_11_02 FLIR_I40 - Análise por Termografia – Máquina Ligada _SRG.

© Direitos de autor. 2016: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 01/04/2016

Aula 40 - Análise de Temperatura com Termômetro IR – Máquina Ligada

Figura 01 - Graxa expelida pelo rolamento do mancal.

Os mancais são dispositivos utilizados para realizar o suporte de eixos, e podem ser de deslizamento ou rolamento. 

A manutenção desses componentes é uma ocorrência constante dentro de qualquer indústria, sendo esses elementos abundantes em máquinas e equipamentos mecânicos, e tendo especificações de tempo de vida útil e capacidade muito rigorosas. 

A análise das condições de temperatura dos equipamentos para verificar a necessidade de manutenção e a constante lubrificação dos mesmos assegura um aumento na vida útil desses componentes, o que é de grande importância, pois evita paradas na produção e diminui os custos industriais. O óleo contido na graxa forma uma película protetora separando e evitando o contato entre as partes girantes, protegendo contra desgaste e corrosão. Além da função de lubrificação dos rolamentos, a graxa veda os labirintos impedindo a entrada de contaminantes nos mancais. 

Figura 02 - Medida de temperatura em mancal.

Ao injetar graxa nova nos mancais do britador, a pressão faz com que a graxa antiga seja expulsa pelos labirintos ao meio externo limpando os canais de contaminantes como o pó, minérios e água. 
A presença de contaminantes nos mancais prejudica severamente os rolamentos reduzindo sua vida útil. Dessa forma, é muito importante que a periodicidade e quantidade de graxa sejam seguidas, além de cuidados básicos no momento da lubrificação como, por exemplo, limpar o bico das graxeiras antes de lubrificar. 
Além dos problemas relacionados à falta de lubrificação, o excesso de graxa nos mancais também pode gerar problemas. A presença de altas temperaturas nos mancais faz com que a graxa se liquefaça e escorra pelas chapas laterais e eixo. Nesse caso, lubrifique os mancais conforme o recomendado pelo manual de operação e manutenção.

Alta temperatura do mancal ou do rolamento também é um indicador de problemas, como lubrificação deficiente ou em excesso, presença de sujeiras, excesso de carga, folga interna muito pequena, início de desgastes, excesso de pressão nos retentores, calor proveniente de fonte externa, entre outros. A temperatura pode ser determinada por modernos termômetros digitais.

Temperatura dos mancais 

O monitoramento diário da temperatura pode auxiliar na detecção de problemas no britador. A leitura deve ser feita com o britador parado quando os sensores não forem instalados nos mancais.

A temperatura normal de operação varia de 40 a 70°C.

Caso a temperatura operacional atinja 75°C, ou em condições muito quentes 90°C, inspecione o mancal para verificar a causa.

Faça também uma inspeção cuidadosa se um mancal apresentar temperatura de 10 a 15°C acima dos demais.

O arquivo para análise de temperatura com Termômetro IR elaborado por Sinésio Gomes pode ser baixado em: 16_06_006 Manutenção - Análise de Temperatura – Máquina Ligada.


Informações sobre uso do Termômetro podem ser obtidos no link: AT 06 - Termômetro IR 1 - Instruções de Uso .

© Direitos de autor. 2016: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 10/04/2016

Aula 39 - Inspeção Visual com Estroboscópio - Máquina Ligada

Figura 01 - Estroboscópio 

Um dos equipamentos utilizados para Inspeção Visual com máquina ligada são os estroboscópios. Estroboscópios são instrumentos portáteis, compactos e fáceis de usar, que permitem que o movimento de máquinas rotativas ou alternativas pareça congelado. Eles permitem que aplicações como pás de ventiladores, acoplamentos, rodas dentadas, eixos-árvore de máquinas-ferramenta e acionamentos por correia sejam inspecionados durante o funcionamento.
Os estroboscópios são úteis em programas de confiabilidade dirigida pelo operador e são instrumentos essenciais para técnicos de manutenção. Os mais simples possuem frequência de flash de até 12.500 flashes por minuto, abrangendo uma ampla gama de aplicações.

Figura 02 - Equipamento "congelado"

Variando a frequência do estroboscópio podemos observar a forma como a polia gira a diferentes frequências. Quando a polia fica em “câmara lenta”, significa que gira com uma frequência de ressonância e com um modo de vibração muito distinto.
Na verdade, o estroboscópio é um dispositivo ótico que permite estudar e registar o movimento periódico de elevada frequência de um objeto, com o objetivo de o fazer parecer quase parado. Esse efeito é conseguido através da iluminação com uma luz intensa, pulsada, com efeito de flash – a chamada lâmpada estroboscópica.
A lâmpada estroboscópica permite, portanto, visualizar a forma de vibração dos objetos, pois fazendo coincidir a frequência da iluminação com a do movimento, cada feixe de luz ilumina a mesma fase do movimento, resultando numa aparente imobilidade do corpo em vibração.

O arquivo para inspeção visual com estroboscópio elaborado por Sinésio Gomes pode ser baixado em: 16_06_002 Manutenção - Inspeção visual - Estrobocópio .

Informações sobre uso do Estroboscópio podem ser obtidos no link: AT 02 - Estroboscópio 1 - Instruções de Uso .

Informações sobre Acoplamentos Flexíveis Gummi podem ser obtidos no link: Acoplamentos Gummi  .

© Direitos de autor. 2016: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 10/04/2016.

Aula 38 - Análise de Ruído com Estetoscópio – Máquina Ligada

Figura 01 - Análise de ruído com estetoscópio

A análise de ruído é uma monitoração e acompanhamento do equipamento que utiliza dos cinco sentidos para definir se a máquina está ou não em   bom   funcionamento,   esse   tipo   de monitoração   não   utiliza   equipamentos especiais com precisão elevada, onde o operador ou mecânico responsável pelo equipamento usa seu aparelho auditivo, com auxílio ou não de equipamentos (Estetoscópio), para verificar se existem defeitos no equipamento ou se este está funcionando corretamente.
Para que possa ser feita de forma corretamente a análise de ruído deve ser feita com o equipamento em funcionamento e individuo que irá executar a análise deve conhecer muito bem o equipamento e tê-lo acompanhado por um período de tempo   considerável,   vale   ressaltar   que   o   nível experiência   do   mecânico   na monitoração é de extrema importância, pois só assim seria capaz de definir se o ruído apresentado durante o funcionamento é incomum ou não.
Uma observação importante é que o som é a propagação de uma onda mecânica gerada por uma fonte em movimento imersa em um meio material, logo há de se presumir que onde há vibração excessiva há ruído, sendo assim a análise de vibração e de ruídos são duas análise diferentes onde se pode chegar às mesmas conclusões.

Figura 02 -  Estetoscópio

Alguns exemplos de problemas que podem ser identificados com o uso da análise de ruídos:

• Falta de lubrificação  ou óleo com prazo  de vida útil vencido  (O atrito demasiado gera ruído)
• Desbalanceamento
• Falta de alinhamento entre eixos
• Elemento de máquina desgastado (rolamentos, engrenagens...)
• Folga excessiva entre elementos
• Choque entre elementos de máquinas
• Uso do equipamento acima da potência pré estabelecida.

O Estetoscópio eletrônico é um instrumento sensível de alta qualidade que permite a determinação de problemas inoportunos com componentes de máquinas por meio da detecção de ruídos ou vibrações da máquina. 
O estetoscópio inclui um fone de ouvido, sondas com comprimentos diferentes (70 e 220 mm), Alguns fabricantes também disponibilizam um CD de áudio pré-gravado que demonstra os ruídos de máquinas problemáticas mais frequentemente encontrados, tudo isso fornecido de forma completa em um estojo. 

O arquivo para análise de ruído com Estetoscópio elaborado por Sinésio Gomes pode ser baixado em: 16_06_005 Manutenção - Análise de Ruído – Máquina Ligada.

Informações sobre uso do Estetoscópio podem ser obtidos no link: AT 04 - Estetoscópio 1 - Instruções de Uso .

© Direitos de autor. 2016: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 10/04/2016.

Aula 37 - Análise de Rotação com Tacômetro – Máquina Ligada

Figura 01 - Tacômetro

Os tacômetros são instrumentos de medição de velocidade de rotação que são muito utilizados em diversos processos industriais. São importantes no campo das vibrações e de monitoramento de máquinas pois geralmente existe uma relação direta entre a velocidade de rotação e vibrações causadas por fenômenos como: desbalanceamento, excentricidade, desalinhamento, ressonâncias, etc. Coletores e medidores de vibração geralmente possuem uma entrada de sinal de tacômetro para facilitar diversos tipos de análise de dados.
Os tacômetros podem ser agrupados em duas categorias, os tacômetros de contato e os sem contato.
Tacômetros de contato necessitam de acoplamento mecânico direto ao eixo ou objeto girante. Normalmente são acompanhados de um conjunto de ponteiras para facilitar o seu uso, inclusive podendo ser empregado para medição de velocidade linear.

Figura 02 - Tacômetro com e sem contato

Os tacômetros sem contato não requerem acoplamento mecânico. Ambos os tipos, podem utilizar diversos princípios de acionamento: óptico, magnético, capacitivos, eletromagnético, etc., porém, o processamento para fornecimento de uma saída em rotações por minuto (rpm) geralmente é eletrônico.

O arquivo para análise de rotação com tacômetro elaborado por Sinésio Gomes pode ser baixado em: 16_06_004 Manutenção - Análise de Rotação – Máquina Ligada.

Informações sobre Motores Elétricos podem ser obtidos no link: Dados técnicos do Motor Elétrico Eberle .

Informações sobre uso do Tacômetro podem ser obtidos no link: AT 03 - Tacômetro 1 - Instruções de Uso .

© Direitos de autor. 2016: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 10/04/2016