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.

[CONHECER O ICONECTE VIBRA]

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