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AMBIENTE MULTIMÍDIA DE SUPORTE À DISCIPLINA DE PÓS-GRADUAÇÃO FERRAMENTAS DE DIAGNÓSTICO DE MÁQUINAS Mauro Hugo Mathias Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá

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Apresentação em tema: "AMBIENTE MULTIMÍDIA DE SUPORTE À DISCIPLINA DE PÓS-GRADUAÇÃO FERRAMENTAS DE DIAGNÓSTICO DE MÁQUINAS Mauro Hugo Mathias Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá"— Transcrição da apresentação:

1 AMBIENTE MULTIMÍDIA DE SUPORTE À DISCIPLINA DE PÓS-GRADUAÇÃO FERRAMENTAS DE DIAGNÓSTICO DE MÁQUINAS Mauro Hugo Mathias Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá Programa de Pós-graduação em Mecânica Área de Projetos

2 Conteúdo do capítulo Neste capítulo efetuaremos o estudo de: 4.1 – Diagnóstico de máquinas; 4.2 – Desbalanceamento de eixos; 4.3 – Desalinhamento de eixos; 4.4 – Desalinhamento de correias; 4.5 – Componentes soltos; 4.6 – Falhas em engrenagens; 4.7 – Roçamento; 4.8 – Falhas em motores elétricos. 4 – Métodos de Diagnósticos de Máquinas

3 AMBIENTE MULTIMÍDIA DE SUPORTE À DISCIPLINA DE PÓS-GRADUAÇÃO FERRAMENTAS DE DIAGNÓSTICO DE MÁQUINAS Capítulo Diagnóstico de máquinas

4 Através da análise de vibrações de conjuntos mecânicos é possível identificar uma variedade de falhas e as mais comuns que respondem pela maior parte das ocorrências em manutenção são: Desbalanceamento Desalinhamento Componentes soltos Defeitos em mancais de rolamentos Defeitos em engrenagens 4 - Diagnóstico de falhas através de análise de vibrações Teoria

5 Os procedimentos experimentais demonstrados neste material serão executados em bancadas experimentais especialmente desenvolvidas para simulação das falhas a serem apresentadas: Diagnóstico de falhas através de análise de vibrações Procedimentos experimentais 1ª - Bancada para testes de: Desbalanceamento; Desalinhamento de eixos; Desalinhamento de correias; Mancais de rolamentos; Falhas em engrenagens.

6 Os procedimentos experimentais demonstrados neste material serão executados em bancadas experimentais especialmente desenvolvidas para simulação das falhas a serem apresentadas: Diagnóstico de falhas através de análise de vibrações Procedimentos experimentais 2ª Bancada para testes exclusiva para Mancais de rolamentos.

7 Os procedimentos experimentais demonstrados neste material serão executados em bancadas experimentais especialmente desenvolvidas para simulação das falhas a serem apresentadas: Diagnóstico de falhas através de análise de vibrações Procedimentos experimentais 3ª Bancada para testes de: Desalinhamento de eixos; Falhas em engrenagens; Mancais de rolamentos; Acoplamentos flexíveis;

8 Os procedimentos experimentais demonstrados neste material serão executados em bancadas experimentais especialmente desenvolvidas para simulação das falhas a serem apresentadas: Diagnóstico de falhas através de análise de vibrações Procedimentos experimentais 4ª Bancada para testes de: Desbalanceamento; Desalinhamento de eixos; Falhas em engrenagens; Mancais de rolamentos; Componentes soltos; Roçamento; Falha em motores elétricos.

9 Quando se busca identificar falhas em máquinas rotativas, uma mudança no sinal de vibração pode ser considerada uma mudança na condição da máquina. Vibrações tendem a se alterar com a velocidade e a carga da máquina, assim nesta primeira etapa iremos apresentar os sinais gerados por equipamentos que trabalham a carga e velocidade constante. 4 - Diagnóstico de falhas através de análise de vibrações Sinais gerados por máquinas rotativas

10 AMBIENTE MULTIMÍDIA DE SUPORTE À DISCIPLINA DE PÓS-GRADUAÇÃO FERRAMENTAS DE DIAGNÓSTICO DE MÁQUINAS Capítulo 4.2 – Desbalanceamento de eixos

11 O desbalanceamento ocorre quando há uma distribuição desigual de massa em torno da linha central de rotação de um eixo, gerando cargas nos mancais como resultado das forças centrífugas. Diagnóstico de falhas através de análise de vibrações Desbalanceamento Massa desbalanceando o eixo O desbalanceamento pode ser identificado no espectro de freqüências como um pico com valor igual ao valor de rotação do eixo: Não há a presença de harmônicas. 1x RPM

12 Utilizando a bancada experimental nº 1 serão efetuadas coletas de dados demonstrando como se caracteriza o defeito desbalanceamento: Diagnóstico de falhas através de análise de vibrações Desbalanceamento - Exemplo Nos discos serão acopladas massas para induzir desbalanceamento no eixo em 3 condições: Massas opostas a 180º (sem desbalanceamento) Massas a 90º Massas lado a lado (situação mais crítica)

13 Utilizando a bancada experimental nº 1 serão efetuadas coletas de dados demonstrando como se caracteriza o defeito desbalanceamento: Diagnóstico de falhas através de análise de vibrações Desbalanceamento - Exemplo Video demonstrativo do experimento realizado disponível na base Teleduc na aba vídeos do cápítulo 4.

14 1º caso – Massas opostas (Eixo sem desbalanceamento) Diagnóstico de falhas através de análise de vibrações Desbalanceamento - Exemplo Massas no disco: Sinal coletado com eixo a 20 hz: Massa 1 Massa 2 Tempo Freqüência Freqüência de desbalanceamento não identificada Não há freqüência indicativa de falha no espectro

15 2º caso – Massas a 90º Diagnóstico de falhas através de análise de vibrações Desbalanceamento - Exemplo Massa 1 Massa 2 Surge pico no espectro a 20 hz Tempo Freqüência Massas no disco: Sinal coletado com eixo a 20 hz: Surge pico no espectro a 20 hz

16 3º caso – Massas lado a lado (situação mais crítica) Diagnóstico de falhas através de análise de vibrações Desbalanceamento - Exemplo Massa 1 Massa 2 Massas no disco: Sinal coletado com eixo a 20 hz: Tempo Freqüência Pico com alta amplitude

17 Comparando os espectros dos 3 sinais coletados a 20hz (1200 rpm): Diagnóstico de falhas através de análise de vibrações Desbalanceamento - Exemplo Massas opostas Massas a 90º Massas lado a lado

18 Visualização dos sinais coletados: A aquisição de dados encontra-se na base Teleduc (aquisições de sinais): Desbalanceamento massas a 0 graus sinal no tempo e na freqüência Desbalanceamento massas a 90 graus sinal no tempo e na freqüência Desbalanceamento massas a 180 graus sinal no tempo e na freqüência Diagnóstico de falhas através de análise de vibrações Desbalanceamento - Exemplo

19 AMBIENTE MULTIMÍDIA DE SUPORTE À DISCIPLINA DE PÓS-GRADUAÇÃO FERRAMENTAS DE DIAGNÓSTICO DE MÁQUINAS Capítulo 4.3 – Desalinhamento de eixos

20 O desalinhamento ocorre quando o eixo motor e movido não estão no mesmo centro e pode ser de 2 tipos: 1º Tipo: Angular: quando as linhas de centro estão em direções diferentes do tipo paralelo (quando as linhas de centro estão na mesma direção porem lado a lado). Diagnóstico de falhas através de análise de vibrações Desalinhamento

21 O desalinhamento angular pode ser identificado no espectro de freqüências como um pico com valor igual ao valor de rotação do eixo e com a presença de harmônicas da rotação do eixo: Diagnóstico de falhas através de análise de vibrações Desalinhamento angular 1x RPM 2x RPM 3x RPM Este tipo de desalinhamento pode indicar componentes soltos que estão gerando impacto no sinal

22 Utilizando a bancada experimental nº 4 serão efetuadas coletas de dados demonstrando como se caracteriza o defeito desalinhamento: Diagnóstico de falhas através de análise de vibrações Desalinhamento angular – exemplo nº 1 O eixo será colocado em desalinhamento angular em relação ao eixo motor para a aquisição de dados. Os pinos indicados na figura ao lado deslocam a base do eixo causando um desalinhamento angular.

23 Sinal característico de desalinhamento angular com rotação de eixo 25Hz: Diagnóstico de falhas através de análise de vibrações Desalinhamento angular – exemplo nº 1 1x RPM 2x RPM 3x RPM

24 Visualização dos sinais coletados: A aquisição de dados encontra-se na base Teleduc (aquisições de sinais): Desalinhamento angular na bancada nº 4 – execução Sinal aquisitado demonstrando a forma do sinal e do espectro resultantes do desalinhamento angular. Diagnóstico de falhas através de análise de vibrações Desalinhamento angular – exemplo nº 1

25 Utilizando a bancada experimental nº 3 serão efetuadas coletas de dados demonstrando como se caracteriza o defeito desalinhamento: Diagnóstico de falhas através de análise de vibrações Desalinhamemento angular – exemplo nº 2 Foram montados proxímetros ao redor de um acoplamento flexível a fim de demonstrar o uso destes para avaliação de desalinhamentos de eixos.

26 Sinal coletado e demonstrado através de um gráfico de órbita, mostrando o comportamento do eixo: Diagnóstico de falhas através de análise de vibrações Desalinhamento angular – exemplo nº 2

27 Visualização dos sinais coletados: A aquisição de dados encontra-se na base Teleduc (aquisições de sinais): Sinal aquisitado demonstrando a forma do sinal no gráfico de órbita resultantes do desalinhamento angular Diagnóstico de falhas através de análise de vibrações Desalinhamento angular – exemplo nº 2

28 2º tipo de desalinhamento: Paralelo (quando as linhas de centro estão na mesma direção porem lado a lado). Diagnóstico de falhas através de análise de vibrações Desalinhamento paralelo

29 O desalinhamento paralelo caracteriza-se por dois impactos por revolução do eixo (a cada 180º ocorre um impacto), gerando assim a freqüências de 2x RPM com maior amplitude que a de 1x RPM Diagnóstico de falhas através de análise de vibrações Desalinhamento paralelo 1x RPM 2x RPM 3x RPM

30 Utilizando a bancada experimental serão efetuadas coletas de dados demonstrando como se caracteriza o defeito desalinhamento: Diagnóstico de falhas através de análise de vibrações Desalinhamento paralelo – exemplo nº 1 O eixo será colocado em desalinhamento paralelo em relação ao eixo motor para a aquisição de dados. Os pinos indicados na figura ao lado deslocam a base do eixo causando um desalinhamento paralelo.

31 Sinal característico de desalinhamento paralelo com rotação de eixo 25Hz: Diagnóstico de falhas através de análise de vibrações Desalinhamento paralelo – exemplo nº 1 1x RPM 2x RPM 3x RPM

32 Visualização dos sinais coletados: A aquisição de dados encontra-se na base Teleduc (aquisições de sinais): Sinal aquisitado demonstrando a forma do sinal e do espectro resultantes do desalinhamento paralelo. Diagnóstico de falhas através de análise de vibrações Desalinhamento paralelo – exemplo nº 1


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