Folgas mecânicas: uma das principais causas de vibração em máquinas rotativas

Série: Tipos de falhas identificadas pela análise de vibração

Na análise de vibração, muitas falhas apresentam sintomas semelhantes. Uma vibração elevada pode ter diferentes causas, e identificar corretamente o problema é fundamental para evitar trocas de componentes sem necessidade e reduzir paradas inesperadas.

Nesta série, estamos abordando os principais defeitos encontrados em máquinas rotativas.

Neste artigo, vamos entender uma das falhas mecânicas mais comuns em equipamentos industriais: as folgas mecânicas.

O que são folgas mecânicas?

As folgas mecânicas ocorrem quando existe uma perda de fixação ou uma abertura indesejada entre componentes que deveriam trabalhar firmemente conectados.

Em uma máquina rotativa, diversos elementos dependem de uma montagem rígida para funcionar corretamente, como:

• Mancais;

• Rolamentos;

• Bases de motores;

• Parafusos de fixação;

• Acoplamentos;

• Estruturas de suporte;

• Componentes internos de máquinas.

Quando uma folga aparece, o movimento que deveria ser controlado passa a gerar impactos, deslocamentos e esforços adicionais, aumentando a vibração e acelerando o desgaste dos componentes.

Tipos de folgas mecânicas

As folgas podem ocorrer em diferentes partes do equipamento e apresentar comportamentos distintos.

Folga estrutural

Acontece quando existe perda de rigidez entre a máquina e sua estrutura de montagem.

Exemplos:

• Parafusos da base soltos;

• Chumbadores com problema;

• Base deformada;

• Fixação inadequada do equipamento.

Nesse caso, a máquina pode apresentar movimentações durante a operação, principalmente em determinadas rotações.

Folga em componentes rotativos

Ocorre quando existe uma abertura excessiva entre componentes que deveriam possuir ajuste adequado.

Alguns exemplos:

• Folga entre eixo e rolamento;

• Desgaste de buchas;

• Folga em acoplamentos;

• Desgaste em engrenagens.

Essa condição permite movimentos indesejados durante a rotação, gerando impactos repetitivos.

Folga em rolamentos

Rolamentos desgastados ou instalados incorretamente podem apresentar aumento de folga interna.

Essa condição pode causar:

• Vibração elevada;

• Ruídos;

• Aquecimento;

• Redução da vida útil do rolamento.

Em alguns casos, a folga pode ser consequência de outro problema, como lubrificação inadequada ou sobrecarga mecânica.

O que causa folgas mecânicas?

Diversos fatores podem provocar o surgimento de folgas ao longo da operação do equipamento.

Algumas causas comuns:

• Afrouxamento de parafusos devido à vibração;

• Desgaste natural dos componentes;

• Montagem incorreta;

• Falta de torque adequado nas fixações;

• Impactos mecânicos;

• Operação acima da capacidade do equipamento;

• Lubrificação inadequada;

• Falhas de manutenção.

Uma máquina pode iniciar sua operação em boas condições, mas com o tempo os esforços mecânicos podem alterar suas características originais.

Quais são os sintomas das folgas mecânicas?

As folgas normalmente apresentam alguns sinais durante a operação:

• Aumento da vibração;

• Ruídos ou batidas durante o funcionamento;

• Movimento excessivo de componentes;

• Aquecimento de componentes;

• Desgaste acelerado;

• Vibração variável conforme a carga do equipamento.

Um dos pontos importantes é que a vibração causada por folgas pode não permanecer constante.

Dependendo da condição de operação, a máquina pode apresentar momentos de maior ou menor intensidade de vibração.

Como a análise de vibração identifica folgas mecânicas?

A análise de vibração pode fornecer informações importantes para identificar comportamentos associados às folgas.

Alguns sinais observados são:

• Aumento da vibração em múltiplos da frequência de rotação;

• Presença de impactos durante a operação;

• Alteração do comportamento conforme a carga aplicada;

• Diferenças entre pontos de medição próximos;

• Evolução crescente da vibração ao longo do histórico.

A análise FFT também pode auxiliar na investigação, mostrando componentes de frequência que ajudam a diferenciar uma folga mecânica de outros problemas, como desalinhamento ou desbalanceamento.

Porém, a identificação correta deve considerar o conjunto de informações disponíveis, incluindo histórico, inspeção visual e condições de operação.

Gráfico indicando folga mecânica

Folgas mecânicas e outras falhas

Um ponto importante é que as folgas podem não ser apenas uma consequência de um problema, mas também uma causa de outras falhas.

Por exemplo:

Uma pequena folga em uma base pode aumentar a vibração do conjunto. Essa vibração adicional pode acelerar o desgaste de rolamentos, acoplamentos e outros componentes.

Por isso, corrigir a origem da vibração é mais importante do que apenas substituir peças danificadas.

Como evitar problemas de folgas mecânicas?

Algumas práticas ajudam a reduzir esse tipo de falha:

• Realizar inspeções periódicas das fixações;

• Verificar torque de parafusos quando necessário;

• Avaliar condições da base dos equipamentos;

• Acompanhar a evolução da vibração;

• Observar alterações de ruído ou comportamento;

• Realizar manutenção preventiva nos componentes desgastados.

A identificação antecipada permite corrigir pequenos problemas antes que eles evoluam para falhas maiores.

A importância do histórico de vibração

As folgas mecânicas geralmente evoluem com o tempo.

Em muitos casos, o equipamento continua funcionando mesmo apresentando pequenas alterações, mas a vibração tende a aumentar gradualmente conforme o desgaste avança.

Por isso, acompanhar o histórico de medições permite identificar mudanças no comportamento da máquina e direcionar a inspeção para os equipamentos que realmente precisam de atenção.

Uma medição isolada mostra uma condição momentânea. O histórico mostra a evolução do problema.

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