Ferramenta de engenharia gratuita #033
Identificador da fonte de vibração
Ferramenta de diagnóstico interativa — insira a frequência de vibração em ordem de velocidade de rotação para identificar as prováveis causas de falhas em máquinas rotativas.
Resultados do diagnóstico
Referência completa de frequência–falha
Análise de Frequência de Vibração
Toda falha mecânica produz vibração em frequências características relacionadas à velocidade de rotação do eixo. Ao identificar a frequência dominante num espetro de vibração e expressá-la como uma ordem (múltiplo) da velocidade do eixo, é possível determinar a origem mais provável da falha.
Cálculo da Ordem
Onde f_vibração é a frequência dominante medida em Hz e RPM é a velocidade de rotação do eixo.
Frequências de falhas comuns
| Ordem (harmónica) | Frequência | Fonte primária | Indicadores adicionais |
|---|---|---|---|
| 1x | Velocidade do eixo | Desequilíbrio | Fase estável, proporcional ao quadrado da velocidade |
| 1x | Velocidade do eixo | Veio empenado | Alta vibração axial, estável em fase |
| 2x | 2 x velocidade do eixo | Desalinhamento | Acoplamento axial elevado com fase de 180° |
| 3x | 3 vezes a velocidade do eixo | Desalinhamento grave | Múltiplos harmónicos presentes |
| 0,42–0,48x | Sub-síncrono | Redemoinho de óleo | Mancais de deslizamento, dependentes da velocidade |
| 0,5x | Metade da velocidade do eixo | Afrouxamento/atrito | Sub-harmônicas fracionárias |
| Harmónicas múltiplas | 1x, 2x, 3x… | Folga mecânica | Muitos harmónicos da velocidade de rotação |
| Não síncrono | BPFO, BPFI, BSF | Defeitos de rolamento | Modulado pela velocidade de rotação |
| Z x RPM | Passagem de pás | Problemas de fluxo | Pulsação, cavitação |
| Z x RPM | Engrenagem | Problemas de engrenagens | As bandas laterais indicam qual engrenagem está envolvida. |
| 2x linha (100/120 Hz) | Frequência fixa | Elétrica | Desaparece quando a alimentação é desligada. |
Guia de Ângulo de Fase
A análise de fases é crucial. Para distinguir falhas na mesma frequência. Em 1x: fase estável = desequilíbrio, 180° no acoplamento = desalinhamento, fase instável = folga. Sempre utilize um tacômetro como referência.
Exemplo prático
Dado: Velocidade de rotação = 1500 RPM, Frequência dominante = 75 Hz
Frequência de velocidade de funcionamento = 1500 / 60 = 25 Hz
Ordem = 75 / 25 = 3.0x
Principal suspeito: Desalinhamento grave ou folga mecânica
Recomendação: Verificar o alinhamento do acoplamento, inspecionar os parafusos de montagem e verificar a fundação.
⚠️ Nota: Esta ferramenta fornece orientações com base em relações comuns de frequência de falhas. O diagnóstico definitivo requer correlação com dados de fase, forma de onda temporal, gráficos de órbita, condições de operação e histórico da máquina. Sempre verifique 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 equipa da Vibromera com o Balanset-1A, um equilibrador de dois canais e analisador de vibrações portátil para equilibragem de rotores no local.
Analisadores de vibração profissionais com análise espectral, rastreamento de pedidos 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 que equilibra equipamentos rotativos no terreno e não numa bancada de ensaio: destroçadores, ventiladores industriais, britadeiras, centrifugadoras, veios e fusos. Foi desse trabalho que nasceram os instrumentos Balanset — foram concebidos como uma ferramenta que o técnico pode levar até à máquina e utilizar 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 decorrem o desenvolvimento, a montagem e o apoio à linha Balanset. O instrumento de referência é o Balanset-1A, um analisador portátil para equilibragem em um e dois planos e para diagnóstico de vibrações. Nikolai participa pessoalmente no apoio ao cliente, na resolução de casos de equilibragem difíceis e no desenvolvimento do software. Trabalha com clientes em todo o mundo, em qualquer idioma.
