Compreendendo a verdadeira vibração de pico
Pico verdadeiro é o máximo instantâneo amplitude alcançado por um vibração sinal durante um período de medição — o desvio positivo ou negativo mais elevado em relação à linha de referência zero. Para um deslocamento indica que se trata da posição máxima do eixo; para velocidade, a velocidade máxima; para aceleração, a aceleração máxima, incluindo impactos curtos e bruscos de alta frequência. É normalmente expressa como um único valor ou, quando o sinal oscila simetricamente em torno de zero, como pico a pico. O pico real responde a uma questão que as médias não conseguem responder: Qual foi, na verdade, a distância percorrida pela máquina no seu pior momento?
1. Definição: Por que é que o extremo é importante
O pico real é essencial sempre que a variação no pior cenário — e não a média — determina se ocorrem danos. Ele indica se um eixo irá tocar numa vedação ou no estator, a intensidade com que um defeito está a afetar um rolamento e se um breve transiente está a sobrecarregar um componente, mesmo que o RMS O nível parece adequado. Repare na palavra verdadeiro: um pico verdadeiro é o valor mais alto efetivamente medido, ao contrário de um pico estimado pela multiplicação do valor RMS por um fator fixo, que só é válido para uma onda senoidal pura e subestima significativamente um sinal de impacto.
2. Pico real vs. outras medidas de amplitude
Pico real vs. RMS
- Pico verdadeiro é um único valor máximo; RMS é a raiz quadrada média, que representa a energia média do sinal.
- Para uma onda senoidal pura, o valor de pico = √2 × RMS (≈ 1,414 × RMS).
- No caso de um sinal de impacto, o pico real pode ser 5 a 10 vezes o valor RMS ou mais.
- Utilize o valor RMS para a avaliação da energia e da fadiga; utilize o pico real para a avaliação da folga e do impacto.
Pico real vs. pico a pico
- Pico verdadeiro é a desvio máximo em relação ao zero numa determinada direção; pico a pico é o intervalo total entre o valor máximo positivo e o valor máximo negativo.
- Para um sinal simétrico, a amplitude pico a pico = 2 × pico real.
- O deslocamento é normalmente expresso em valor pico a pico, enquanto a velocidade e a aceleração são geralmente expressas em valor de pico real.
Pico real vs. fator de crista
- O fator de crista é a relação entre o valor de pico e o valor RMS (Pico ÷ RMS).
- É de cerca de 1,414 para uma onda senoidal e sobe para 3–5 no caso de um sinal de impacto.
- Um fator de crista elevado é um indicador direto de impactos ou transientes, razão pela qual o pico real e o fator de crista, quando analisados em conjunto, revelam muito melhor as características do sinal do que cada um isoladamente.
3. Onde se utiliza o pico real
Avaliação da folga
Esta é a utilização clássica, e baseia-se em sonda de proximidade deslocamento. O deslocamento máximo é a amplitude máxima do eixo, que deve ser comparada com a folga física em relação às juntas e aos labirintos para evitar um roçamento. Uma regra comum consiste em manter o pico abaixo de cerca de 50 % da folga disponível — se a folga for de 1 mm, mantenha o pico abaixo de 0,5 mm.
Severidade do impacto
A aceleração máxima é uma medida da força de impacto. Picos elevados (acima de cerca de 50–100 g) indicam um impacto grave, normalmente causado por defeitos de rolamento, folga mecânica, ou um objeto estranho, e o potencial de danos varia em função do nível máximo de impacto.
Maquinaria de baixa velocidade
Abaixo das 300 RPM, a velocidade RMS torna-se muito reduzida e perde resolução de diagnóstico, pelo que o deslocamento de pico é a medida mais significativa — razão pela qual muitas normas especificam limites de pico ou de pico a pico para equipamentos de baixa velocidade.
Definição do alarme
Os limites de pico protegem as folgas e evitam o contacto do eixo com peças fixas, complementando, em vez de substituindo, os alarmes baseados no RMS. Os dois em conjunto — um a monitorizar a energia e outro a monitorizar os valores extremos — proporcionam uma visão mais completa do estado da máquina.
4. Considerações sobre medições
Captar corretamente um pico real é mais difícil do que captar um valor RMS, porque um pico é um único instante que é fácil de deixar escapar.
- Taxa de amostragem: o instrumento deve amostrar com rapidez suficiente para captar o pico. O Nyquist Este critério exige uma taxa de amostragem superior a duas vezes a frequência mais elevada, mas, na prática, utiliza-se uma taxa de 5 a 10 vezes superior, para que o pico real não seja subamostrado e apresentado com um valor inferior ao real.
- Duração da medição: uma janela de tempo mais longa tem mais probabilidades de captar um pico transiente elevado, mas também pode distorcer a imagem do funcionamento normal; 10 a 60 segundos são adequados para o trabalho de rotina, reservando-se capturas mais longas para falhas intermitentes.
- Condicionamento de sinal: os filtros de anti-aliasing evitam picos falsos; o sensor deve ter largura de banda suficiente para acompanhar o pico real, e montagem do sensor tem de ser sólida, pois os picos são muito sensíveis às ressonâncias da montagem.
5. Orientações de interpretação
Pico de deslocamento
- O valor aceitável situa-se normalmente abaixo de 50 % da folga disponível.
- Máquinas de baixa velocidade: pico de aproximadamente 25–75 µm (1–3 mils).
- Máquinas de alta velocidade: aproximadamente 12–25 µm (0,5–1 mil).
- Medido com sondas de proximidade diretamente no eixo.
Pico de velocidade
- Numa máquina normal, a velocidade de pico é aproximadamente 1,4–2,0 vezes a velocidade RMS.
- Rácios mais elevados (3–5×) indicam impactos ou fenómenos transitórios.
- É menos utilizada do que a velocidade RMS, mas é útil como verificação cruzada.
Pico de aceleração
- A medição de pico mais comum.
- Equipamento industrial normal: pico de aproximadamente 5–20 g.
- Impacto: pico de 20–100 g+, indicando defeitos nos rolamentos ou impactos mecânicos.
- Extremo: valores superiores a 100 g indicam um impacto grave que requer atenção imediata.
6. Utilização para fins de diagnóstico
Relação pico-valor eficaz (fator de crista)
- 1.4–2.0: vibração normal e relativamente suave.
- 2.0–4.0: algum impacto — investigue a origem.
- Acima de 4.0: Impacto severo, defeitos de rolamento ou problemas mecânicos prováveis
Análise de tendências
Um pico real crescente enquanto o RMS se mantém estável é um sinal precoce clássico de que se está a desenvolver um impacto. Como o pico sobe antes do RMS, acompanhá-lo através de análise de tendências contra o seu linha de base proporciona uma antecedência adicional em relação ao RMS por si só — um prenúncio do aumento do RMS que se segue. Note-se, no entanto, que curtose e análise de envelope são frequentemente ainda mais sensíveis aos primeiros impactos nos rolamentos.
Inspeção da forma de onda
Verifique sempre o forma de onda temporal no ponto em que se verifica um pico. A forma de onda revela o que o originou — um impacto pontual, um transiente isolado ou uma oscilação sustentada — e fornece o contexto de diagnóstico do valor de pico.
7. Normas, especificações e práticas no terreno
Várias normas baseiam-se em grandezas de pico. ISO 7919 expressa os limites de vibração do eixo em deslocamento pico a pico, enquanto ISO 20816 (a norma que substituiu a ISO 10816) utiliza a velocidade RMS, mas continua a ter em conta os valores de pico no que diz respeito às folgas. As especificações específicas do equipamento e das turbomáquinas indicam habitualmente limites de pico, e os sistemas de proteção com sondas de proximidade são normalmente acionados por alarmes em caso de deslocamento de pico, sendo as folgas críticas definidas como margens de deslocamento de pico.
No terreno, o mesmo instrumento portátil que realiza a equilibragem de rotina também apresenta estes valores. Um analisador de dois canais, como o Balanset-1A regista a forma de onda temporal e os níveis gerais à velocidade de funcionamento, para que um engenheiro possa determinar o pico real e o fator de crista, juntamente com o 1× amplitude e fase utilizado para equilibragem — permitindo confirmar imediatamente se um valor elevado corresponde a uma vibração inofensiva do rotor ou a um impacto verdadeiramente prejudicial. Em suma, o pico real revela as deflexões máximas e a gravidade do impacto que as médias ocultam; embora menos comum do que o valor RMS na análise de tendências de rotina, é indispensável para a proteção das folgas, a avaliação de impactos e a deteção de sinais com elevado fator de crista que indicam falhas de impacto e transitórias.
