Compreendendo o gráfico da órbita do eixo na análise de vibração

Definição: O que é uma órbita de eixo?

A órbita do eixo é um gráfico que mostra a trajetória do centro geométrico de um eixo rotativo durante uma ou mais revoluções. É uma visão bidimensional do movimento do eixo dentro da folga do rolamento, como se você estivesse olhando para a extremidade do eixo. Esta poderosa ferramenta de diagnóstico é criada usando um par de sensores sem contato sondas de proximidade montados a 90 graus de distância (normalmente em uma configuração XY) e plotando seus sinais de deslocamento simultâneos uns contra os outros.

Por que o gráfico de órbita é tão útil?

Enquanto uma forma de onda de tempo padrão ou espectro FFT mostra a vibração em uma única direção, o gráfico de órbita combina duas direções para fornecer uma imagem completa do movimento dinâmico do eixo. Isso permite que analistas de vibração visualizem a forma e a direção reais do movimento do eixo, o que fornece pistas valiosas para o diagnóstico de uma ampla gama de falhas em máquinas. A órbita é um pilar da análise rotordinâmica, especialmente para máquinas críticas de alta velocidade equipadas com mancais de filme fluido, como turbinas, compressores e grandes geradores.

Como interpretar formas de órbita

O formato, o tamanho e a orientação da órbita são indicadores diretos das forças que atuam no rotor. Um analista habilidoso pode diagnosticar a condição de uma máquina simplesmente observando o formato da órbita.

Órbita circular ou elíptica

Uma órbita circular ou elíptica simples, centrada no rolamento, é tipicamente indicativa de um rotor bem comportado, dominado por uma única frequência, na maioria das vezes desequilíbrio. A órbita será circular se a rigidez do suporte do rolamento for a mesma em ambas as direções (isotrópica) e elíptica se a rigidez for diferente nas direções horizontal e vertical (anisotrópica), o que é muito comum.

Órbita distorcida, em forma de 8 ou em forma de banana

Quando a órbita é distorcida por uma elipse simples, isso indica que múltiplas frequências estão influenciando o movimento do eixo.

• A órbita em forma de “banana” ou crescente é frequentemente associado a desalinhamento, onde estão presentes frequências 1x e 2x.
• A formato de 8 é um sinal clássico de um forte componente de frequência 2x, que é um indicador de livro didático de desalinhamento do eixo. Um 8 com uma alça interna geralmente sugere uma condição mais grave ou a presença de um atrito.

Órbitas com curvas ou cantos agudos

Mudanças bruscas de direção, pontos planos ou “dobras” na órbita são fortes evidências de uma atrito rotor-estator. Isso indica que o movimento do eixo está sendo restringido, pois ele faz contato momentâneo com um componente estacionário, como um rolamento, uma vedação ou a carcaça da máquina.

Órbitas altamente irregulares

Uma órbita errática, instável ou que parece estar cheia de “ruído” pode ser um sinal de frouxidão mecânica grave, instabilidade induzida por fluido (como turbilhão ou chicote de óleo) ou condições de fluxo turbulento em uma bomba ou compressor.

Direção da precessão: para frente vs. para trás

A direção na qual a órbita é traçada em relação à direção de rotação do eixo também é um fator diagnóstico fundamental.

• Precessão para frente: A órbita segue na mesma direção da rotação do eixo. Este é o comportamento normal para forças como o desequilíbrio.
• Precessão Reversa: A órbita traça na direção oposta à rotação do eixo. Esta é uma condição anormal e pode ser um indicador de uma trinca no eixo, atrito severo ou certos tipos de instabilidade induzida por fluido.

O que um gráfico de órbita mostra

Em resumo, um único gráfico de órbita fornece uma riqueza de informações:

• A amplitude geral da vibração do eixo.

– A forma do movimento do eixo, que ajuda a identificar o tipo de falha.

• A direção da precessão.
• A posição média do eixo dentro da folga do rolamento.

Ao analisar a órbita em conjunto com o espectro FFT e a forma de onda temporal, os analistas podem obter um diagnóstico altamente confiável e detalhado do comportamento dinâmico de uma máquina.

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