Compreendendo a Velocidade na Análise de Vibração
Velocidade é a taxa de variação de deslocamento em relação ao tempo — em termos simples, uma medida de quão rápido um componente vibrante está se movendo. Dos três principais vibração parâmetros — deslocamento, velocidade e aceleração — a velocidade é a mais amplamente utilizada para avaliar a saúde geral e severidade de vibração de máquinas rotativas em geral na faixa de frequência diagnóstica mais comum. Ela ocupa o meio do trio tanto literalmente quanto praticamente: um passo matemático de distância do deslocamento e um da aceleração.
1. Por que a Velocidade é o Padrão para a Severidade
A velocidade tornou-se o parâmetro padrão para o monitoramento de vibração de uso geral por várias razões interligadas:
- Melhor indicador de energia destrutiva: a energia que fatiga uma máquina está mais diretamente relacionada à velocidade. Um determinado nível de velocidade corresponde a um nível de severidade bastante consistente em uma ampla gama de velocidades e tipos de máquinas, é por isso que os limites de velocidade se transferem bem entre máquinas semelhantes — embora as normas ainda os tabulem por grupo de máquina e condições de apoio, em vez de como um número universal único.
- Resposta em frequência “plana”: na faixa mais crítica para diagnósticos de máquinas — aproximadamente de 10 Hz a 1.000 Hz, ou de 600 a 60.000 CPM — a velocidade oferece a visão mais equilibrada. Ela é quase igualmente sensível a falhas de baixa frequência, como desbalanceamento e a falhas de frequência mais alta, como desalinhamento, tornando-a um excelente número único abrangente.
- Base para padrões internacionais: os padrões globais de vibração de máquinas — principalmente ISO 20816, que substituiu o de longa data ISO 10816 — usam RMS a velocidade como a métrica principal para limites de aceitação e níveis de alarme. As fronteiras familiares das zonas A/B/C/D em ISO 20816-3 são expressas em mm/s RMS, com os valores numéricos dependendo do grupo de máquina e das condições de apoio, em vez de serem um conjunto universal único.
2. Unidades e Medição
Unidades Comuns
A velocidade de vibração é normalmente expressa em uma de duas unidades:
- mm/s (milímetros por segundo): a unidade SI, usada na maior parte do mundo.
- in/s (polegadas por segundo): a unidade imperial, comum nos Estados Unidos.
A velocidade é quase sempre medida e monitorada em tendência como um valor RMS valor, porque o RMS representa melhor o conteúdo de energia do sinal. Onde um valor de pico é citado em vez disso, ele deve ser claramente rotulado, já que a conversão entre os dois assume uma senoide; um conversor de unidades de vibração realiza a aritmética e mantém mm/s, in/s e dB consistentes.
Como é Medido?
A velocidade pode ser obtida de duas maneiras principais:
- Diretamente, com um transdutor de velocidade: um sensor de velocidade gera uma tensão diretamente proporcional à velocidade de vibração. Esses robustos captadores de bobina móvel eram comuns, mas foram em grande parte substituídos por acelerômetros.
- Pela integração de um sinal de acelerômetro: o método dominante hoje. Um robusto acelerômetro mede a aceleração, e o coletor de dados ou sistema de monitoramento realiza eletronicamente a integração que a converte em velocidade. Isso combina a ampla faixa de frequência e a durabilidade de um acelerômetro com as vantagens diagnósticas do parâmetro de velocidade.
3. O Papel da Velocidade nos Diagnósticos
Um alto nível geral de velocidade indica que uma máquina tem um problema, mas não qual é o problema. O passo diagnóstico é examinar o espectro de velocidade e ver quais frequências estão alimentando o alto valor geral:
- Alta velocidade em 1× RPM (velocidade de operação) aponta para desbalanceamento.
- Alta velocidade em 2× RPM aponta para desalinhamento.
- Uma série de picos de velocidade na velocidade de operação harmônicos indica folga mecânica.
Este é precisamente o fluxo de trabalho que um instrumento de campo segue. Um analisador portátil de dois canais, como o Balanset-1A mede a velocidade geral em cada rolamento, depois a divide em um espectro para que o engenheiro possa ler o conteúdo de 1×, 2× e harmônicos — e, onde o culpado é o desbalanceamento, prosseguir diretamente para corrigi-lo nos próprios rolamentos da máquina.
4. Velocidade Comparada com Deslocamento e Aceleração
Nenhum parâmetro único é o melhor em todos os lugares; cada um domina uma parte diferente da faixa de frequência:
- Deslocamento é o melhor para movimento de frequência muito baixa — órbitas do eixo, movimento estrutural e folgas — e é a escolha natural para sonda de proximidade medições em mancais de deslizamento.
- Velocidade domina a ampla faixa de frequências intermediárias onde a maioria das falhas em máquinas rotativas ocorre, tornando-o o parâmetro cotidiano para a severidade geral.
- Aceleração é o melhor em frequências muito altas, onde enfatiza as primeiras de elementos rolantes e engrenagem falhas que a velocidade subestimaria.
Você pode alternar entre os três por meio de integração (aceleração → velocidade → deslocamento) e diferenciação na direção oposta. Mesmo assim, para uma visão de “conjunto” da saúde dinâmica de uma máquina em sua faixa normal de operação, a velocidade continua sendo o parâmetro individual mais valioso — e uma maneira rápida de comparar uma leitura com as zonas ISO é o gráfico de severidade de vibração.
