Ferramenta de Engenharia Gratuita #033
Identificador de Fonte de Vibração
Ferramenta de diagnóstico interativa — insira a frequência de vibração como ordem da velocidade de rotação para identificar fontes prováveis de falhas em máquinas rotativas.
Resultados do Diagnóstico
Referência Completa de Frequência–Falha
Análise de Frequência de Vibração
Cada falha mecânica produz vibração em frequências características relacionadas à velocidade de rotação do eixo. Ao identificar a frequência dominante em um espectro de vibração e expressá-la como uma ordem (múltiplo) da velocidade do eixo, a fonte de falha mais provável pode ser determinada.
Cálculo da Ordem
Onde f_vibração é a frequência dominante medida em Hz e RPM é a velocidade de rotação do eixo.
Frequências Comuns de Falhas
| Ordem (harmônica) | Frequência | Fonte Primária | Indicadores Adicionais |
|---|---|---|---|
| 1x | Velocidade do eixo | Desbalanceamento | Fase estável, proporcional ao quadrado da velocidade |
| 1x | Velocidade do eixo | Eixo empenado | Alta vibração axial, fase estável |
| 2x | 2 x velocidade do eixo | Desalinhamento | Alta axial, fase de 180° através do acoplamento |
| 3x | 3 x velocidade do eixo | Desalinhamento severo | Múltiplos harmônicos presentes |
| 0,42–0,48x | Sub-síncrono | Turbilhão de óleo | Mancal de deslizamento, dependente da velocidade |
| 0,5x | Metade da velocidade do eixo | Folga mecânica / atrito | Sub-harmônicos fracionários |
| Múltiplos harmônicos | 1x, 2x, 3x… | Folga mecânica | Muitos harmônicos da velocidade de operação |
| Não síncrono | BPFO, BPFI, BSF | Defeitos de rolamento | Modulado pela velocidade de operação |
| Z x RPM | Passagem das pás | Problemas de fluxo | Pulsação, cavitação |
| Z x RPM | Engrenamento | Problemas de engrenagem | Bandas laterais indicam qual engrenagem |
| Linha 2x (100/120 Hz) | Frequência fixa | Elétrico | Desaparece quando a energia é desligada |
Guia de Ângulo de Fase
A análise de fase é crítica para distinguir falhas na mesma frequência. Em 1x: fase estável = desbalanceamento, 180° através do acoplamento = desalinhamento, fase instável = folga mecânica. Use sempre uma referência de tacômetro.
Exemplo Prático
Dados: Velocidade de operação = 1500 RPM, Frequência dominante = 75 Hz
Frequência da velocidade de operação = 1500 / 60 = 25 Hz
Ordem = 75 / 25 = 3,0x
Suspeito principal: Desalinhamento severo ou folga mecânica
Recomendado: Verificar o alinhamento do acoplamento, inspecionar os parafusos de montagem, verificar a fundação
⚠️ Nota: Esta ferramenta fornece orientações com base em relações comuns entre frequência e falha. O diagnóstico definitivo requer correlação com dados de fase, forma de onda no tempo, diagramas de órbita, condições de operação e histórico da máquina. Verifique sempre com medições adicionais.
A maioria das falhas mecânicas produz vibração em frequências características relacionadas com a velocidade do veio:
- 1× RPM: Desequilíbrio (mais comum), veio empenado, folga mecânica
- 2× RPM: Desalinhamento (indicador principal)
- 0,42–0,48×: Turbilhão de óleo em chumaceiras de deslizamento
- Não síncrona: Defeitos em rolamentos
Expresse a frequência de vibração como um múltiplo (ordem) da velocidade do veio e faça a correspondência com padrões de falha conhecidos. Correlacione sempre com a fase, a tendência da amplitude e as condições de funcionamento.
A vibração 1× (ou síncrona) ocorre exatamente na frequência de rotação do veio. Para uma máquina a 3000 RPM, 1× = 50 Hz.
A vibração 1× está sempre presente até certo ponto devido ao desequilíbrio residual. Torna-se preocupante quando a amplitude excede os limites aceitáveis segundo a ISO 10816/20816.
Causas principais: desequilíbrio de massa, veio empenado, excentricidade, ressonância. A análise do ângulo de fase ajuda a distinguir entre estas causas.
As causas de vibração subsíncrona (abaixo de 1× RPM) incluem:
- Turbilhão de óleo (0,42–0,48×): Instabilidade da chumaceira de deslizamento, a frequência acompanha a velocidade
- Chicote de óleo: Mais grave — a frequência fixa-se na frequência natural do rotor e não acompanha a velocidade
- Roçamento (0,5×, fracionária): O contacto rotor-estator cria sub-harmónicas
- Folga mecânica (0,5×): Folga mecânica nos pontos de fixação
- Ressonância de correias: Frequência natural da correia em sistemas de transmissão por correia
A vibração subsíncrona é frequentemente mais perigosa do que a síncrona porque pode conduzir a uma instabilidade catastrófica.
Fontes de vibração de alta frequência (acima de 10× RPM):
- Defeitos em rolamentos de corpos rolantes: BPFO (pista exterior), BPFI (pista interior), BSF (rotação da esfera), FTF (gaiola)
- Engrenamento: Número de dentes × RPM, com bandas laterais
- Passagem de pás/alhetas: Número de pás × RPM
- Ruído elétrico: Frequência de passagem de ranhuras, comutação
- Cavitação: Banda larga aleatória de alta frequência
- Ressonância estrutural: Frequências naturais dos componentes
O ângulo de fase é a relação angular entre o pico de vibração e uma marca de referência no veio (medida com um tacómetro).
Principais utilizações em diagnóstico:
- Desequilíbrio: Fase estável e repetível em 1×
- Desalinhamento: Diferença de fase de ~180° através do acoplamento em 1× e/ou 2×
- Folga mecânica: Fase instável e variável
- Ressonância: Desfasamento de ~90° na frequência natural, elevada amplificação
- Veio empenado: Diferença de fase em 1× de ~180° entre o apoio interior e o apoio exterior
Sem dados de fase, é muitas vezes impossível distinguir entre falhas que produzem a mesma frequência (por exemplo, desequilíbrio vs. desalinhamento em 1×).
Os procedimentos descritos nesta página foram desenvolvidos e testados em campo pela equipe da Vibromera utilizando o Balanset-1A, um balanceador portátil de dois canais e analisador de vibração para balanceamento de rotores no local.
Analisadores de vibração profissionais com análise espectral, rastreamento de ordem e diagnóstico de falhas. Utilizados em mais de 50 países.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko é engenheiro de análise de vibrações e fundador e diretor executivo da Vibromera. Há mais de 15 anos ele balanceia equipamentos rotativos em campo, e não em uma bancada de testes: trituradores, ventiladores industriais, britadores, centrífugas, eixos e fusos. Foi desse trabalho que nasceram os instrumentos Balanset — eles foram concebidos como uma ferramenta que o especialista pode levar até a máquina e usar sozinho, no local, e não como equipamento de laboratório. A Vibromera foi fundada em 2017 e, desde 2023, está sediada no Porto, em Portugal. É aqui que acontecem o desenvolvimento, a montagem e o suporte da linha Balanset. O instrumento principal é o Balanset-1A, um analisador portátil para balanceamento em um e dois planos e para diagnóstico de vibrações. Nikolai participa pessoalmente do suporte ao cliente, da solução de casos difíceis de balanceamento e do desenvolvimento do software. Ele atende clientes no mundo todo, em qualquer idioma.
