15 Problemas e sintomas de vibração mecânica

1. Desequilíbrios

Características dos sintomas de falha de desequilíbrio:

• Frequência principal de vibração igual à velocidade do rotor
• A vibração radial é predominante
• A fase de vibração é estável
• A vibração muda com o quadrado da velocidade
• A direção da mudança de fase da vibração é proporcional à direção da medição

1) Cdesequilíbrio de casal

Características dos sintomas do desequilíbrio do casal:

• Ele tem uma diferença de fase de 180° no mesmo eixo;
• A frequência de 1x RPM existe e é dominante;
• A amplitude da vibração muda com o quadrado da velocidade aumentada;
• Isso pode causar grandes amplitudes de vibração axial e radial;
• O equilíbrio dinâmico precisa ser corrigido em duas superfícies de correção.

2) Desequilíbrio do rotor cantilever

Características do sintoma de desequilíbrio do rotor cantilever:

• A frequência de velocidade 1X existe nas direções radial e axial;
• As leituras na direção axial estão em fase, mas as leituras na direção radial podem ser instáveis;
• Os rotores cantilever geralmente apresentam desequilíbrios de força e de acoplamento de força, portanto, ambos precisam ser corrigidos.

2. Desalinhamento

1) Adesalinhamento ngular

Características do sintoma de desalinhamento angular:

• A característica é a alta vibração axial;
• Ele tem uma diferença de fase de 180° entre os lados do acoplamento;
• Normalmente, ele apresenta alta vibração axial nas velocidades de 1X e 2X;
• Normalmente, as frequências de 1X, 2X ou 3X RPM não são predominantes;
• Os sintomas podem indicar falha no acoplamento.

2) Desalinhamento paralelo

Características do sintoma de desalinhamento paralelo:

• Quando a vibração com uma diferença de fase de 180° na direção radial é severamente desalinhada, são geradas frequências harmônicas mais altas;
• A amplitude de 2X RPM geralmente é maior do que a amplitude de 1X RPM, o que é semelhante aos sintomas de desalinhamento angular;
• O design do acoplamento pode afetar a forma e a amplitude do espectro de vibração.

3). Rolamentos de rolos inclinados

Características dos sintomas de rolamentos de rolos inclinados:

• Os sintomas de vibração são semelhantes aos do desalinhamento angular;
• Tentar centralizar novamente o acoplamento ou balancear o rotor não resolve o problema;
• Ele produz uma mudança de fase de aproximadamente 180° lateralmente;
• Há um movimento de torção para o lado ou de cima para baixo.

3. Rotor excêntrico

Características dos sintomas do rotor excêntrico:

• Ele tem vibração máxima de frequência de velocidade 1x na direção da linha central do rotor;
• A diferença de fase relativa é de 0° ou 180°;
• A tentativa de balanceamento dinâmico diminuirá a amplitude da vibração em uma direção, mas poderá aumentar a vibração na outra direção.

4. Eixo de flexão

Características dos sintomas do eixo de flexão:

• Uma grande vibração axial é produzida por um eixo curvado;
• Se a curvatura estiver próxima ao centro do vão do eixo, a frequência de velocidade 1X será dominante;
• Se a curvatura estiver próxima de ambas as extremidades da extensão do eixo, a frequência de velocidade 2X será dominante;
• A diferença de fase na direção axial tende a ser de 180°.

5. Afrouxamento mecânico

1) Mafrouxamento mecânico (A)

Características dos sintomas de afrouxamento mecânico (A):

• Isso é causado pela estrutura solta dos pés da máquina;
• A deformação da fundação causará problemas de "base macia";
• A análise de fase revelará uma diferença de fase vertical de aproximadamente 180° entre os componentes da placa de base da máquina.

2) Afrouxamento mecânico (B)

Características dos sintomas de afrouxamento mecânico (B):

• Isso é causado por parafusos de ancoragem soltos;
• Estruturas ou compartimentos rachados podem produzir vibração em frequências de velocidade de 0,5X, 1X, 2X e 3X.

3) Afrouxamento mecânico (C)

Características dos sintomas de afrouxamento mecânico (C):

• A fase geralmente é instável;
• Muitas frequências harmônicas serão geradas.

6. Atrito do rotor

Características do sintoma de atrito do rotor:

• O espectro de vibração é semelhante ao afrouxamento mecânico;
• Normalmente, ele produz uma série de frequências que podem provocar vibrações autoexcitadas;
• Pode ocorrer vibração de frequência subharmônica da velocidade;
• O atrito pode ser a circunferência parcial ou total.

7. Ressonância

Características dos sintomas de ressonância:

• A ressonância ocorre quando a frequência da vibração forçada coincide com a frequência da autooscilação;
• Quando o eixo passa pela ressonância, a fase muda em 180°, e quando o sistema está em ressonância, um grande valor de vibração é gerado.

8. Correia e polia

1) Ressonância da correia

Características dos sintomas de ressonância da correia:

• Se a frequência de autooscilação da correia coincidir com a frequência da velocidade de acionamento ou da velocidade acionada, poderão ocorrer grandes vibrações;
• A alteração da tensão da correia pode alterar a frequência de auto-oscilação da correia.

2) Cintos desgastados, soltos ou incompatíveis

Sintomas característicos de correias gastas, soltas ou incompatíveis:

• Predomina a frequência de 2X RPM;
• A amplitude da vibração geralmente é instável, às vezes em pulsos, frequências ou frequências de velocidade acionada;
• As correias de engrenagem desgastadas ou desalinhadas produzirão grandes valores de vibração na frequência da correia de engrenagem;
• A correia vibra em uma frequência menor do que a velocidade de acionamento ou a velocidade acionada.

3) Polias excêntricas

Características dos sintomas da polia excêntrica:

• Polias excêntricas ou desbalanceadas produzirão grandes valores de vibração da polia em uma frequência de velocidade de 1x;
• Ele tem uma amplitude máxima de vibração na mesma direção da correia;
• Tenha cuidado ao tentar equilibrar polias excêntricas.

4) Desalinhamento da correia/pulley

Características do sintoma de desalinhamento da correia/pulley:

• Uma grande vibração axial de 1X a frequência de velocidade ocorrerá quando a polia não estiver alinhada;
• A maior amplitude de vibração no motor é geralmente a frequência de velocidade da turbina.

9. Excitação hidrodinâmica

1) Frequência de passagem da lâmina

Características do sintoma de excitação hidrodinâmica:

• Se a folga entre a lâmina e a carcaça não for uniforme, a amplitude da vibração da lâmina por meio da frequência (BPF) pode ser muito alta;
• Pode ocorrer vibração de alta amplitude da frequência de passagem da palheta (BPF) se o anel de fricção estiver preso no eixo;
• O rotor excêntrico pode produzir uma amplitude excessiva de vibração da frequência de passagem da pá (BPF).

2) Turbulência de fluidos

Características de sintomas de turbulência de fluido:

• No ventilador, devido à mudança de pressão ou de velocidade do fluxo de ar no canal de fluxo, o fluxo de ar geralmente apresenta um fluxo turbulento;
• Ele produzirá vibrações aleatórias de baixa frequência na faixa de frequência de 0 a 30 Hz.

3) Cavitação

Características dos sintomas de cavitação:

• A cavitação gerará vibrações de energia de banda larga aleatórias e de alta frequência sobrepostas à frequência de passagem da pá (BPF);
• Normalmente, isso indica uma pressão de entrada inadequada;
• Se o fenômeno da cavitação for permitido, ele pode levar à corrosão da pá do impulsor e da carcaça da bomba;
• Parecia cascalho passando por uma bomba.

10. Vibração de batida

Características do sintoma de vibração de batida:

• A vibração de batida é o resultado da síntese de duas vibrações de frequência muito próxima, em fase e fora de fase;
• O espectro de banda larga aparecerá como um pico acima e abaixo, e a flutuação em si é a batida da diferença de frequência entre dois picos no espectro de banda larga.

11. Rotor excêntrico

• Frequência de potência FL (50 Hz na China = 3000 rpm)
• Polar P
• Frequência de passagem da barra do rotor Fb = número de barras do rotor * velocidade do rotor
• Velocidade síncrona NS=2XFL/P
• Frequência de escorregamento FS = velocidade síncrona - velocidade do rotor

1) Excentricidade do estator, curto-circuito no isolamento e núcleos soltos

Características do sintoma de excentricidade do estator, curtos-circuitos de isolamento e núcleos soltos:

• O problema do estator gera frequências de potência de alta amplitude e duplica as vibrações eletromagnéticas (2FL);
• A excentricidade do estator produz um espaço de ar irregular e sua vibração unidirecional é evidente;
• Pés com sola macia podem causar excentricidade no estator.

2) Motores síncronos

Características dos sintomas do motor síncrono:

• Ele é produzido por bobinas de estator soltas em motores síncronos;
• As bobinas de alta amplitude vibram e podem passar pela frequência;
• As bobinas passam por uma banda lateral em ambos os lados da frequência que será acompanhada por uma frequência de velocidade 1X.

3) Falha de fase da fonte de alimentação

Características do sintoma de falha de fase da fonte de alimentação:

• Problemas de fase causarão uma duplicação da frequência da fonte de alimentação;
• (2FL) é acompanhada por (1/3) bandas laterais FL;
• A amplitude das vibrações eletromagnéticas em duas frequências da fonte de alimentação (2FL) pode exceder os picos de 25 mm/s se as falhas da fonte de alimentação não forem corrigidas;
• A falha local do conector de alimentação é apenas uma falha de contato ocasional.

4) Rotores excêntricos

Características dos sintomas do rotor excêntrico:

• O rotor excêntrico cria um espaço de ar variável e rotativo, que gera vibrações pulsantes;
• A espectroscopia de refinamento geralmente é necessária para separar as frequências harmônicas da frequência dupla da fonte de alimentação (2F) da velocidade de rotação.

5) Bbarra do rotor roken

Características do sintoma de barra do rotor quebrada:

• A velocidade de rotação e sua frequência harmônica acompanhadas por uma banda lateral de frequência de passagem de polo (Fp) em ambos os lados indicam uma falha de ruptura do rotor;
• Quando as barras do rotor passam por ambos os lados da frequência (RBPF), uma banda lateral de frequência de alimentação dupla (2FL) indica que a barra do rotor está solta.
• Em geral, a amplitude da frequência de passagem da barra do rotor (RBPF) é muito alta em duas vezes (2XRBPF) e três vezes (3XRBPF), enquanto a amplitude da RBPF é muito pequena na frequência fundamental (1XRBPF)

12. Motores CC

Características dos sintomas de falha do motor CC:

• DC falhas no motor pode ser detectado usando uma frequência de tiristor (SCR) mais alta do que o normal.
• Essas falhas incluem bobinas de enrolamento quebradas e falhas no fusível e na placa de controle que podem produzir vibrações de alta amplitude em frequências de potência de 1X a 5X.

13. Falha na engrenagem

Espectro de estado normal:

• O espectro do estado normal mostra a frequência de velocidade 1X e 2X e a frequência da malha de engrenagens GMF;
• A frequência da malha de engrenagens GMF geralmente é acompanhada por uma banda lateral de frequência de velocidade de rotação;
• Todos os picos de vibração têm baixa amplitude, sem frequência de auto-oscilação.

1) Efeito da carga do dente

Características dos sintomas dos efeitos da carga dentária:

• A frequência da malha da engrenagem geralmente é sensível à carga;
• A alta amplitude da frequência da malha de engrenagens GMF não indica necessariamente falha na engrenagem;
• Cada análise deve ser realizada com carga máxima.

2) Tdesgaste do dente

Características dos sintomas de desgaste dentário:

• A excitação da frequência de autooscilação é acompanhada por uma banda lateral que desgasta a engrenagem em 1X a frequência rotacional, indicando o desgaste do dente;
• As bandas laterais são um indicador melhor de desgaste do que a frequência da malha de engrenagens GMF;
• A amplitude da frequência da malha da engrenagem pode não mudar com o desgaste dos dentes da engrenagem.

3) Excentricidade da engrenagem e curso da folga

Características do sintoma de excentricidade da engrenagem e excursão da folga lateral:

• As bandas laterais de maior amplitude em ambos os lados da frequência da malha de engrenagens GMF indicam que a excursão da folga lateral excêntrica da engrenagem e o eixo da engrenagem não são paralelos;
• As engrenagens defeituosas modularão as bandas laterais;
• As excursões anormais de folga normalmente fazem com que a engrenagem vibre na frequência de autooscilação.

4) Desalinhamento das engrenagens

Características sintomáticas do desalinhamento das engrenagens:

• O desalinhamento da engrenagem sempre gera frequências harmônicas de segunda ordem ou frequências de malha de engrenagem mais altas, que são acompanhadas por uma banda lateral de frequência de velocidade rotacional;
• A magnitude da frequência básica da malha de engrenagens (1XGMF) é menor, enquanto a magnitude das frequências de malha de engrenagens 2X e 3X é maior;
• Para capturar pelo menos 2X as frequências GMF, é importante definir um valor suficientemente alto com a frequência máxima de análise Fmax.

5) Dentes quebrados/rachados

Características sintomáticas de dentes quebrados/perdidos:

• Um dente quebrado ou rachado produzirá uma vibração de alta amplitude com uma frequência de velocidade 1X maior do que a da engrenagem;
• Ele induzirá uma vibração de frequência autooscilante com uma banda lateral fundamental de velocidade de rotação em ambos os lados;
• Ele usa a forma de onda no domínio do tempo para indicar melhor a falha de um dente quebrado ou trincado;
• O intervalo de tempo entre os dois pulsos é o recíproco de 1X a velocidade.

6) Tdesgaste do eeth

Características sintomáticas dos dentes oscilantes:

• A vibração das engrenagens oscilantes é uma vibração de baixa frequência, que geralmente é ignorada.

14. Rolamentos

1) Fase 1 do desenvolvimento de falhas em rolamentos

Características dos sintomas do primeiro estágio do desenvolvimento de falhas em rolamentos:

• Desde as primeiras indicações na faixa de frequência ultrassônica (>250 KHz), o espectro pode ser melhor avaliado usando a técnica de envelope de aceleração de vibração (vibration spike energy gSE).

2) Fase 2 do desenvolvimento de falhas em rolamentos

Características sintomáticas do segundo estágio do desenvolvimento de falhas em rolamentos:

• Pequenas falhas despertam o frequência natural vibração de componentes de rolamentos.
• A frequência da falha está na faixa de 500 a 2000 Hz.
• No final do segundo estágio do desenvolvimento da falha do rolamento, as frequências de banda lateral aparecem nos lados esquerdo e direito da frequência de autooscilação.

3) Fase 3 do desenvolvimento de falhas em rolamentos

Sintomas característicos da Fase 3 do desenvolvimento de falhas em rolamentos:

• Tem uma frequência de falhas nos rolamentos e frequências harmônicas
• O número de bandas laterais aumenta com o número de frequências harmônicas nas quais a frequência de falha ocorre com desgaste intenso;
• Nesse estágio, o desgaste é visível a olho nu e se espalha pela circunferência do rolamento.

4) Fase 4 do desenvolvimento de falhas em rolamentos

Características dos sintomas da fase 4 do desenvolvimento de falhas em rolamentos:

• As frequências discretas de falha do rolamento desaparecem e são substituídas por vibrações aleatórias de banda larga na forma de horizontes de ruído;
• Perto do final dessa fase, ele afeta até mesmo a amplitude da frequência de velocidade 1X;
• De fato, a magnitude do horizonte de ruído de alta frequência e a magnitude total podem ser reduzidas.

15. Rolamentos deslizantes

1) Instabilidade de oscilação do filme de óleo

Características do sintoma de oscilação do filme de óleo:

• Pode ocorrer oscilação do filme de óleo se a máquina for operada em uma velocidade crítica do rotor de 2X;
• Quando o rotor atinge a segunda velocidade crítica do rotor, os vórtices do filme de óleo se aproximam da velocidade crítica do rotor, e a vibração excessiva impede que o filme de óleo suporte o eixo;
• A frequência de oscilação do filme de óleo é bloqueada na velocidade crítica do rotor; à medida que a velocidade de rotação aumenta, a frequência de oscilação do filme de óleo não aumenta.

2)  Instabilidade

Características do sintoma de vórtice de filme de óleo:

• Normalmente, isso ocorre na faixa de frequência de 42-48% da velocidade de rotação.
• Às vezes, a amplitude da vibração é muito grande e a vorticidade do filme de óleo é inerentemente instável porque aumenta a força centrífuga e, portanto, a força de vorticidade é aumentada.

3) Desgaste do rolamento deslizante/falha de folga

Características dos sintomas de desgaste do rolamento deslizante/falha de folga:

• Vibrações de frequência harmônica de grande amplitude em frequências de velocidade rotacional são geradas na fase pós-desgaste do rolamento de bucha;
• Quando há deslizamento excessivo folga do rolamentoEm um ambiente de trabalho com pouca vibração, pequenos desequilíbrios ou desalinhamentos podem levar a grandes valores de vibração.