Redutor

Redutores são utilizados para aumentar ou reduzir a velocidade de um sistema de acionamento ou simplesmente mudar a direção de rotação. Uma variedade de problemas neste tipo de sistema podem ser detectados pela análise de vibração, como por exemplo:

  • desgaste dos dentes das engrenagens;
  • carga excessiva nos dentes;
  • excentricidade e / ou folga na engrenagem;
  • dentes de engrenagem rachados, lascados ou quebrados.

Uma das principais frequências de interesse ao avaliar a integridade das engrenagens será a frequência de engrenamento (número de dentes X RPM), principalmente monitorando o aumento da amplitude dessa frequência e a relação com seus harmônicos. No entanto, é importante ressaltar que a frequência de engrenamento (Feng), por si só, não é uma falha ou frequência de defeito. Todas as engrenagens geram frequências de certa amplitude. Além disso, todas as frequências de engrenamento possuem bandas laterais de alguma amplitude. Dessa forma, a análise deve ser feita com base no conhecimento prévio da amplitude de um maquinário saudável e deve ser cuidadosamente analisada por analistas de vibração. 

Mais especificamente, um conjunto de redução é composto de 4 componentes principais

  • eixos: cuja a quantidade depende do número de engrenagens;
  • engrenagens: cujas as relações de número de dentes e tamanho geram redução ou aumento da velocidade de rotação;
  • rolamentos: permite que as pontas dos eixos não sofram desgastes;
  • carcaça: abriga todos esses elementos.

É comum que analistas e gestores de manutenção tenham preocupação em aferir os dados de vibração somente do conjunto das malhas de engrenagens e muitas vezes acabem ignorando os rolamentos. Porém, caso um dos rolamento venha a falhar todo sistema ficará comprometido, inclusive podendo gerar danos ao conjunto de engrenagens.

Com a implementação da Solução Dynapredict é possível monitorar continuamente a evolução de amplitude nas frequências ligadas à malha de engrenagem, assim como falhas e desgastes de rolamentos. Para que se possa ter maior precisão e confiabilidade dos dados adquiridos, é indicado a instalação de um sensor do modelo DynaLogger HF+ em cada rolamento presente no redutor. Ainda com respeito à instalação, deve-se evitar o posicionamento dos sensores em tampas parafusadas e preferencialmente escolher pontos rígidos na carcaça, sempre o mais próximo possível do elemento a ser monitorado. 


(Recomenda-se a instalação em ambos os lados do redutor)

 

Tabela: Frequência típica de falha e suas causas

 

 

 

Ventiladores e sopradores

Sopradores e ventiladores são equipamentos usados para ventilação, aeração, exaustão, resfriamento e secagem em diversos processos produtivos das mais variadas indústrias. 

Os ventiladores estão sujeitos a forças geradas por sua velocidade operacional, pressões estáticas e arranjo do sistema. Essas forças, ditas forças operacionais, causam vibrações forçadas e podem se originar das próprias peças rotativas. Rodas de ventilador desequilibradas e polias motrizes são exemplos de forças que podem causar desbalanceamento e desalinhamento. Outro exemplo é a carga axial nos rolamentos do ventilador, que é gerada principalmente pelo pressão estática negativa na entrada da roda do ventilador.

Devido ao processo no qual esse tipo de sistema é utilizado, os modos de falhas mais comuns são: desbalanceamento, desalinhamento, polias excêntricas, folgas e desgastes em correias, folgas estruturais e de fixação, que são identificados em baixas frequências. Problemas ligados a rolamentos, principalmente desgastes prematuros gerados pelas falhas antes citadas, também podem ocorrer. 

O modelo DynaLogger TcAs, com seu range de espectro até 2,5 kHz de freq. máx, atende na identificação das falhas citadas, com a ressalva de que a identificação de falhas de rolamento ocorrerá em um estágio não tão inicial. Para etapas mais iniciais e também a identificação de falhas de lubrificação, ou ainda, falhas elétricas ligadas ao rotor e estator, o indicado é o uso do modelo DynaLogger HF+, devido ao seu maior range de frequência de até 13 kHz.

É importante a instalação dos DynaLogger em todos os mancais de rolamento para um monitoramento mais eficaz. Evite instalação em pontos flexíveis, com curvaturas ou que possuam ressonância localizada, como tampas de proteção e aletas.

Tabela – Frequência típica de falha e suas causas

 

 

 

 

Bomba centrífuga

Bombas centrífugas são constituídas de elementos rotativos (impulsor da bomba e eixo) e de elementos estacionários (motor elétrico e ventilador de resfriamento associado, caixa de revestimento e rolamentos), que podem gerar frequências de falhas por fontes mecânicas e hidrodinâmicas. As fontes mecânicas são  geradas pela rotação de massas desequilibradas e atritos nos rolamentos. Já a vibração hidrodinâmica é geralmente causada devido às perturbações do fluxo, geradas pela interação das pás do rotor, particularmente com a voluta e / ou palhetas guia.  

Para monitorar de forma preditiva os parâmetros de vibração e temperatura, pode-se utilizar dois modelos de sensores: DynaLogger HF+ e DynaLogger TcAs.

O modelo TcAs, pode ser utilizado especificamente nos motores, onde servirá para identificar falhas estruturais, folgas, falhas elétricas e falhas de rolamentos em estágio 3. Já nos rolamentos da Bomba, devido às altas frequências de falhas, o indicado é a utilização do DynaLogger HF+. A quantidade de sensores está diretamente ligada ao número de rolamentos e ao selo mecânico. Procure sempre montar os sensores o mais próximo possível dos rolamentos, evitando sinais ruidosos e aumentando assim a confiabilidade da análise. 

Tabela: frequência típica de falha e suas causas

 
Imagens de instalações reais dos sensores: 
 
 
 

Motor elétrico

Motores elétricos são responsáveis pelo funcionamento da maioria das máquinas industriais, tendo como função a geração de movimento. Uma falha neste tipo de equipamento pode acarretar paradas na produção e acidentes. 

O monitoramento das condições de operação é um importante aliado na busca por maior confiabilidade nestes equipamentos. Os sensores da Dynamox permitem um acompanhamento online de parâmetros como vibração e temperatura, o que por sua vez permite a identificação de falhas potenciais e intervenções planejadas, reduzindo assim tempos de parada de produção e aumentando a eficiência do processo produtivo como um todo.  

Em relação à posição dos sensores em um motor, recomenda-se o monitoramento do lado acoplado (LA) e do lado oposto ao acoplado (LOA), conforme figura abaixo.

OBS: a posição LOA pode oferecer certo desafio à instalação, por conta da tampa de proteção. Se necessário, considere fazer um furo ou cortar um entalhe na tampa para permitir o acesso a um local rígido de instalação. Nunca instale sensores na carenagem ou nas aletas do motor, pois são partes que emitem elevados níveis de vibração e dificultam a análise de falhas.

 

No caso desse equipamento, pode-se usar dois modelos de sensores: 

  • DynaLogger HF+:   Sensor com frequência máxima de 13000 Hz. Este sensor é indicado para motores acoplados a maquinários de grande importância. Devido seu alto range de frequência, é possível identificar de falhas de rolamento ou lubrificação em estágios mais iniciais, além de falhas na frequência de rotação da máquina, assim como o TcAs. 
  • DynaLogger TcAs:  Sensor com frequência máxima de 2500 Hz. Indicado para máquinas de baixa ou média criticidade e que não apresentem um grande histórico de falhas de rolamento ou de lubrificação, pois estas são falhas que geralmente aparecem em mais alta frequência. Este sensor permite a detecção de falhas na frequência de rotação da máquina, como desbalanceamento, desalinhamento, folgas, entre outros. Além disso, também detecta falhas de rolamento em estágios um pouco mais avançados.

 

Para a fixação dos DynaLoggers, há duas opções principais: parafuso ou cola homologada pela Dynamox.

Em relação às falhas, abaixo indicam-se possíveis causas de problemas no maquinário, eixo onde tais problemas costumam ser monitorados e sua respectiva frequência característica.  

Imagens de instalações reais dos sensores:

 

1) Guia de boas práticas para posicionamento de sensores em maquinários

Nas seções seguintes serão apresentadas boas práticas no posicionamento dos sensores de vibração e temperatura da Dynamox para maquinários industriais típicos, como por exemplo: motores, bombas, compressores, exaustores etc.

O objetivo do guia é auxiliar o usuário na escolha de um local adequado para instalação dos sensores, ajudando na obtenção de dados confiáveis e de qualidade que permitam uma análise preditiva eficaz.

No guia também será indicado qual sensor melhor se aplica a cada maquinário, com foco nos seguintes modelos:

  • DynaLogger HF + : Monitoramento de temperatura e vibração triaxial com frequência máxima de 13000 Hz, realizando telemetria e análise espectral
  • DynaLogger TcAs: Monitoramento de temperatura e vibração triaxial com frequência máxima de 2500 Hz, realizando telemetria e análise espectral
  • DynaLogger TcAg: Monitoramento de temperatura e vibração triaxial com frequência máxima de 2500 Hz. 

 

     

OBS: As informações contidas nestas seções serão apenas recomendações e não devem ser tidas como regras de posicionamento.

 
 

 

5) Fixação

O método de fixação é um dos fatores mais críticos nas medidas de vibração. Uma fixação rígida é essencial para evitar a leitura incorreta de dados.

Dependendo do tipo de maquinário e do ponto de monitoramento, diferentes métodos de fixação podem ser utilizados. Para obter os melhores resultados com a solução DynaPredict, recomendamos a fixação por parafuso. Para isso, primeiramente deve-se preparar a superfície de instalação, explicada abaixo:

Fixação por Parafuso

Antes de optar por esse método de fixação, verifique se o ponto de instalação no equipamento possui espessura suficiente para furação. Caso positivo, siga o passo a passo abaixo:

Furação da máquina

Faça um furo roscado com um macho de rosca M6x1 (fornecido em kits com 21 DynaLoggers) no ponto de medição. Recomenda-se no mínimo 15 mm de profundidade.

Limpeza Física

Com uma escova de aço ou uma lixa fina, faça a limpeza das partículas sólidas e incrustações que estejam na superfície do ponto de medição.

Após o preparo da superfície, deve-se iniciar o processo de fixação do DynaLogger:

Fixação do DynaLogger

Posicione o DynaLogger no ponto de medição, de forma que a base do dispositivo fique totalmente apoiada na superfície instalada. Feito isso, atarraxe o parafuso e a arruela de pressão* fornecidos junto com o produto, aplicando um torque de aperto de 11Nm.

* É fundamental o uso de arruela de pressão/autotravante para resultados confiáveis. 

 

Fixação por cola

Alguns casos de instalação merecem maiores cuidados de fixação e a instalação utilizando cola pode ser vantajosa. Alguns exemplos de casos

– Fixação em superfícies curvas, ou seja, onde a base do DynaLogger não ficará totalmente apoiada na superfície do ponto de medição;
– Fixação em locais que não permitam furação de no mínimo 15mm;
– Fixação na qual o eixo Z do DynaLogger não esteja posicionado no sentido vertical em relação ao solo.

Para esses casos, além do preparo de superfície tradicional descrito acima, deve-se também fazer uma limpeza química no local.

Limpeza Química

Usando um solvente apropriado, remova qualquer resíduo de óleo ou graxa que possa estar no local de instalação.

Após o preparo de superfície, deve-se iniciar o processo de preparo da cola epóxi:

Preparo da cola

As colas mais indicadas para esse tipo de fixação, segundo testes realizados pela Dynamox, são os Adesivos Estruturais Scotch Weld DP8810, DP8710 e DP420 da marca 3M. Siga as instruções de preparo descritas no manual da própria cola.

Importante: é necessário obter um kit de aplicação (bico + aplicador).

Fixação do DynaLogger

Aplique a cola de forma a cobrir toda a base da superfície inferior do DynaLogger, preenchendo completamente o furo central. Aplique a cola partindo do meio para as extremidades.

 


Instalação de DynaLogger com fixação por cola

 

Pressione o DynaLogger no ponto de medição, orientando os eixos (desenhados na etiqueta do produto) da maneira mais adequada. 

Aguarde o tempo de cura indicado no manual da própria fabricante da cola, a fim de garantir a boa fixação do DynaLogger.