Como monitorar e identificar a condição de desalinhamento de eixos

Como monitorar e identificar a condição de desalinhamento de eixos

A causa de uma condição de desalinhamento nem sempre é óbvia. A análise de vibração pode revelar um problema de desalinhamento, mas não identifica necessariamente o motivo. Capturar dados de alinhamento antes do equipamento ser removido ou desmontado, mesmo quando a manutenção é realizada por razões de não alinhamento, pode, com o tempo, revelar causas ocultas de desalinhamento. Verificar e registrar periodicamente as condições de alinhamento gera informações úteis sobre condições corrigíveis que, se abordadas, reduzirão falhas, aumentarão a produtividade e economizarão dinheiro. Alguns especialistas também apontam para outros fatores (com relatos reais) como problemas de fundação (isto é, na interface entre os apoios da máquina e a base ou a fundação “flexível”) e problemas climáticos.

Vibração e temperatura a partir do desalinhamento

Geralmente, opta-se por medir nos mancais próximos ao acoplamento e nas direções radial e axial. A vibração causada pelo desalinhamento apresenta os seguintes sintomas:

Análise contínua: A velocidade RMS (0-1kHz) tende a subir bastante sendo um primeiro indício deste tipo de falha. Dependendo da causa do desalinhamento esse aumento pode ser mais gradual.

Espectro: Espera-se ver um pico 1X alto na direção axial devido ao desalinhamento angular (gap) e picos altos em 1X, 2X, 3X e até 4X e 5X na direção radial devido ao desalinhamento paralelo (offset). Em geral, a velocidade é a melhor grandeza para analisar o desalinhamento.

Os picos podem ser mais altos na vertical em uma extremidade do componente (por exemplo, motor), mas mais altos na horizontal em outra extremidade do mesmo componente.

Ilustração dos tipos diferentes de desalinhamento.

Forma de onda: A forma de onda será uma combinação de 1X, 2X e possivelmente outras fontes e pode, portanto, incluir uma “oscilação” ou assumir o formato de “M” ou “W”.

Fase: Os componentes (por exemplo, motor e bomba) estarão fora de fase axialmente, devido ao desalinhamento angular. Ao comparar as leituras de fase vertical e horizontal, elas podem estar em fase ou 180 ° fora de fase. Leituras de fase verticais tomadas nos lados opostos do acoplamento (por exemplo, extremidade motora do motor e extremidade motora da bomba) estarão fora de fase.

Temperatura: O aumento na temperatura próxima ao acoplamento é notória, o qual depende do nível de desalinhamento e o tipo de acoplamento utilizado. Em geral, o perfil temperatura ao longo do eixo acoplado assume um formato de “W”, onde os picos de temperatura ocorrem no acoplamento e nos mancais. Essa distribuição de temperatura ao longo do eixo é claramente visível na figura abaixo.

Complexidade do diagnóstico

O desalinhamento, mesmo com acoplamentos flexíveis, resulta em duas forças, axial e radial, e por consequência, em aumento de vibração nas direções axial e radial. A vibração axial é geralmente o melhor indicador de desalinhamento. Em geral, sempre que a amplitude axial da vibração for maior que uma metade da vibração radial mais alta (horizontal ou vertical), então o desalinhamento deve ser suspeito como sendo a causa da vibração. No entanto, o efeito do desalinhamento na assinatura de vibração é complexo e a cumplicidade pode ser resumida nas cinco regras gerais:

1. É impossível concluir que a causa do mau funcionamento do maquinário no mundo real seja o desalinhamento do eixo, ao observar apenas um único espectro de vibração em uma condição de operação.

2. A gravidade do desalinhamento não pode ser detectada usando a análise de vibração. Em outras palavras, não há relação exata entre a quantidade de desalinhamento e o nível/amplitude de vibração.

3. A assinatura de vibração de máquinas rotativas desalinhadas será diferente com diferentes designs de acoplamento flexível ou rígido.

4. As características de vibração desalinhadas dos rotores das máquinas suportadas nos mancais rolamento, são tipicamente diferentes das características de vibração dos rotores das máquinas suportadas nos mancais de deslizamento.

5. Realização de testes simples é essencial. Os sintomas do desalinhamento são tipicamente confundidos com problemas de desbalanceamento, por exemplo. Testes com o motor operando desacoplado e as medições do alinhamento (com histórico e monitoramento de alinhamento, medições a laser, etc) podem auxiliar na identificação desta condição.

Exemplos de acoplamentos alinhados e desalinhados.
Exemplos de acoplamentos alinhados e desalinhados.

Conheça a abordagem da Dynamox para os desalinhamentos de eixos

Sensores de vibração e temperatura são comumente usados ​​para identificar as alterações no funcionamento da máquina e podem auxiliar no monitoramento e identificação do desalinhamento. Essa é a proposta de valor do DynaPredict, data logger Bluetooth com sensores de aceleração triaxial e temperatura, sem fio que realiza análise espectral e permite a interpretação dos dados no conforto de uma sala afastada do chão de fábrica. Clique aqui e saiba mais sobre a solução DynaPredict!

eBook sobre Gestão da manutenção.
Gestão da manutenção: melhore processos e entregue resultados através das pessoas