Envelope de aceleração: conheça essa análise

O envelope de aceleração é uma das análises mais usadas para o diagnóstico de falhas. Esse método é bastante útil para avaliar o comportamento de componentes deslizantes, principalmente, rolamentos. E, como mais de 22% das falhas ocorrem nesses componentes, naturalmente, o envelope acaba sendo uma das ferramentas mais usadas pelos analistas de vibração. 

O que é envelope de aceleração? 

O espectro de aceleração obtido de uma máquina é repleto de dados. E, por isso, muitas vezes, torna-se difícil para o analista entender o que está acontecendo a partir do conjunto como um todo. Então, o mais adequado é fazer um recorte nesse espectro que englobe os principais indicadores úteis para verificar possíveis falhas. Esse é, portanto, o princípio do envelope de aceleração.  

Esse recorte permite observar com mais precisão tudo o que está acontecendo em um fragmento da faixa de aceleração. Para isso, o primeiro passo é configurar adequadamente o software para que ele permita a atenuação da baixa frequência e, assim, evidencie a alta – onde aparecem as falhas. Nesse sentido, para que a análise funcione adequadamente, é fundamental conhecer a máquina e sua assinatura espectral. Esse conhecimento é imprescindível para que a configuração ocorra de forma correta e o envelope enquadre os elementos adequados para a análise. 

Depois de configurado, a análise dos espectros de envelope permitirá determinar as taxas de repetição dos impactos que geram as ondas de tensão.  

O que o espectro de envelope permite ver? 

Basicamente, o envelope de aceleração ajuda a identificar micro impactos em alta frequência. Contudo, muitas pessoas ficam com dúvidas quando abrem o envelope e veem frequências de 0 a 500 Hz, por exemplo. E para compreender o que está acontecendo, é importante entender que embora o problema esteja acontecendo em alta frequência – que diz respeito ao funcionamento do rolamento, a falha é de baixa frequência. 

Por que o envelope aparece em baixa frequência? 

Isto é, se houver uma folga ou desgaste, por exemplo, este tende a “aparecer” no espectro uma vez a cada ciclo completo do rolamento. E o envelope permite olhar para o intervalo de impacto dessa falha e mensurar essa energia. Por isso, embora a passa-banda – região do filtro configurada – esteja em alta frequência (que é a ocorrência do impacto), a repetição (modulação) desse impacto ocorre em baixa frequência. E é justamente essa informação que interessa saber para a identificação do problema. 

Assim, o envelope é uma demodulação de sinal e não uma eliminação. Isto é, a aplicação de um filtro na região de alta frequência, aproveitando a frequência natural do rolamento para amplificar as frequências periódicas. 

Quer saber mais sobre a Análise de Envelope? Assista:

Como aplicar a análise envelope de aceleração? 

Para aplicar o envelope a partir do espectro de aceleração, é possível identificar a vibração em alta frequência e aplicar o filtro sobre ela. O software Dynamox permite personalizar esse filtro com os valores identificados, permitindo o recorte daquele ponto específico, selecionando-o como elemento central da passa-banda. Por exemplo, se a vibração está em 3 KHz, é possível aplicar o filtro de 1KHz a 4 KHz, resultando em uma qualidade muito maior de dados para análise. 

É importante lembrar que o envelope não será aplicado sobre a aceleração como um todo, mas sim a partir de um recorte dela. E isso permite fazer um enquadramento adequado, facilitando a análise das frequências de falha.  

Quer saber como identificar falhas em gaiolas de rolamento? Leia aqui. 

Análise de caso: detecção de defeito em mancal de retorno de transportador 

Utilizando a solução Dynamox, foi possível identificar um aumento da vibração, que causou o defeito em mancal de retorno de um transportador de correias. Um ativo crítico para o processo produtivo da indústria.   

O gráfico de tendência foi uma das ferramentas utilizadas na análise de vibração para monitorar a evolução do comportamento dinâmico da máquina. Ele permite identificar tendências de aumento ou diminuição da vibração em determinadas faixas de frequência e amplitudes.  

Curva de tendência   

Histórico de dados – Acompanhamento da evolução e pós-intervenção 

Através do sistema, pôde-se perceber defeito na pista externa do rolamento BPFO, localizado no tambor de retorno da correia transportadora.  

Utilizando o marcador do rolamento (2224), com o envelope de aceleração, foi possível identificar o problema de forma precisa. As imagens abaixo demostram a frequência de defeito e a modulação pela rotação, indicando a severidade.     

Gráfico em forma de onda  

Envelope espectral evidenciando a falha de pista externa BPFO 

Foi programada uma intervenção no ativo e o rolamento do mancal foi substituído em um momento oportuno, evitando perdas no fluxo produtivo da indústria, bem como uma falha generalizada no equipamento. 

Quer conhecer outros exemplos de detecção de sucesso? Leia mais casos aqui.