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. 

Por fim, o envelope de aceleração é uma das técnicas mais sensíveis para detectar falhas incipientes em rolamentos.

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