Apareceu um pico no espectro de vibração. O que ele significa?
Você mede a vibração de um motor, abre o espectro e encontra um pico bem definido.
E agora?
Um dos primeiros passos na análise de vibração é relacionar as frequências encontradas no espectro com a velocidade de rotação da máquina.
Isso permite transformar um gráfico aparentemente complicado em uma informação muito mais útil:
Qual componente ou fenômeno pode estar relacionado a essa frequência?
É justamente essa análise que está por trás do Identificador de Falhas por Frequência do ICONECTE Vibra.
O que é um espectro de vibração?
Uma medição de vibração no domínio do tempo mostra como o sinal varia ao longo do tempo.
O espectro faz outra pergunta:
Quais frequências estão presentes nesse sinal?
Por meio da análise em frequência, é possível observar onde estão concentradas as componentes da vibração e comparar essas frequências com características conhecidas da máquina.
A ISO 13373-2:2016, que trata do processamento, análise e apresentação de dados de vibração, considera tanto a análise no domínio do tempo quanto no domínio da frequência como abordagens utilizadas no monitoramento e diagnóstico de máquinas.
Comece pela rotação
Imagine um motor girando a:
1.800 RPM
Para transformar a rotação em frequência:
[f = {RPM}/{60}]
Portanto:
[f = {1800}/{60} = 30 Hz]
A frequência de rotação da máquina é, portanto, 30 Hz.
Essa frequência passa a ser a nossa referência.
Chamamos essa componente de:
1× RPM
Nesse exemplo:
1× = 30 Hz
A partir dela podemos procurar componentes relacionadas:
1× = 30 Hz
2× = 60 Hz
3× = 90 Hz
4× = 120 Hz
E assim por diante.
Por que 1× e 2× são importantes?
Porque diversos fenômenos mecânicos podem produzir componentes relacionadas à rotação.
Por exemplo, um pico significativo próximo de 1× RPM pode aparecer em situações associadas a desbalanceamento.
Já componentes em 2× RPM podem aparecer em determinadas condições de desalinhamento.
Mas existe uma ressalva importante:
uma frequência isolada não é um diagnóstico.
O padrão precisa ser analisado junto com amplitude, direção da medição, fase, carga, histórico e características da máquina.
Materiais técnicos de análise espectral, como os da SKF, também tratam 1× e 2× como componentes importantes na investigação de desbalanceamento e desalinhamento, mas destacam a necessidade de outras informações para diferenciar as condições.
E se o pico não estiver em 1× ou 2×?
Aí a análise fica ainda mais interessante.
Imagine novamente um motor a 1.800 RPM.
A rotação corresponde a 30 Hz.
Agora você encontra um pico em:
210 Hz
Esse valor não corresponde diretamente a 1×, 2× ou 3×.
Mas pode existir outra explicação.
Se a máquina possui um ventilador com determinado número de pás, por exemplo, a frequência de passagem das pás pode produzir uma componente relacionada ao número de pás e à rotação.
A análise deixa de ser simplesmente:
“Tem um pico em 210 Hz.”
e passa a ser:
“O que na máquina pode estar produzindo uma frequência de 210 Hz?”
É essa mudança de raciocínio que torna o espectro útil.
E os rolamentos?
Rolamentos possuem frequências características associadas à sua geometria e à rotação do eixo.
Entre as principais estão:
BPFO — frequência de passagem dos elementos pela pista externa;
BPFI — frequência de passagem pela pista interna;
BSF — frequência de rotação dos elementos;
FTF — frequência da gaiola.
Essas frequências podem ser calculadas a partir da geometria do rolamento e da frequência de rotação.
Por isso, quando você possui informações como número de elementos rolantes, diâmetro do elemento, diâmetro primitivo e ângulo de contato, é possível estimar as frequências características do rolamento.
Materiais técnicos da SKF também utilizam essas quatro famílias de frequências na análise de defeitos de rolamentos.
Como funciona o Identificador de Falhas do ICONECTE Vibra?
Para fazer uma primeira análise, você informa:
Rotação da máquina
e
frequência do pico dominante
Opcionalmente, pode informar:
número de pás;
número de elementos rolantes;
diâmetro dos elementos;
diâmetro primitivo;
ângulo de contato.
A ferramenta compara a frequência encontrada com as frequências características calculadas.
Exemplo
Imagine:
Rotação: 1.800 RPM
Pico dominante: 60 Hz
Como 1× corresponde a 30 Hz:
[60 / 30 = 2×]
O pico está, portanto, em 2× RPM.
A ferramenta pode indicar possibilidades associadas a essa relação.
Mas ela não deve ser interpretada como um diagnóstico automático.
Uma frequência pode apontar o caminho — não fechar o diagnóstico
Esse é provavelmente o ponto mais importante de toda a análise.
Encontrar um pico em 1× não significa automaticamente:
“É desbalanceamento.”
Encontrar um pico em 2× não significa automaticamente:
“É desalinhamento.”
O diagnóstico depende do conjunto de evidências.
É necessário considerar, por exemplo:
direção da vibração;
amplitude;
rotação;
carga;
histórico;
evolução da vibração;
posição da medição;
outros picos presentes no espectro;
características construtivas da máquina.
A própria ISO 13373-2 descreve a análise espectral como parte dos procedimentos de processamento e análise de sinais para monitoramento e diagnóstico, e não como uma simples associação de uma frequência a uma única falha.
Então para que serve a ferramenta?
Para transformar uma pergunta difícil:
“O que pode estar acontecendo com essa máquina?”
em uma investigação mais objetiva:
“Minha máquina gira a 1.800 RPM e encontrei um pico em 60 Hz. O que essa frequência representa?”
Essa é uma pergunta muito mais fácil de investigar.
Experimente
Você pode inserir a rotação e a frequência encontrada no espectro e verificar as relações calculadas pelo identificador.
[IDENTIFICAR POSSÍVEIS FALHAS]
A ferramenta é gratuita e funciona diretamente no navegador.
O próximo passo é obter o espectro
Se você ainda não possui um espectro de vibração, não adianta tentar interpretar um pico que você não mediu.
É aí que entra o ICONECTE Vibra.
O aplicativo utiliza o acelerômetro do smartphone para realizar a medição e gerar o espectro de frequência.
Assim, o fluxo passa a ser:
Medir → gerar o espectro → encontrar os picos → relacionar com a rotação → investigar as possíveis causas.
A ferramenta ajuda na interpretação.
A medição fornece os dados.
E a avaliação técnica fecha o diagnóstico.
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