Calculadora de Velocidade de Vibração Permissível
Cálculo de acordo com a norma ISO 10816
Parâmetros de cálculo
ISO 10816 – Avaliação de vibração de máquinas por meio de medições em peças não rotativas
Resultados do cálculo
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Avaliação da condição da zona:
Como funciona a calculadora
Norma ISO 10816
Padrões de Referência:
- ISO 10816-1: Diretrizes gerais
- ISO 10816-3: Máquinas industriais
- ISO 10816-6: Máquinas alternativas
- ISO 20816: Novo padrão consolidado (substitui a ISO 10816)
A ISO 10816 estabelece condições e métodos gerais para medição e avaliação de vibração de máquinas por meio de medições em peças não rotativas. A norma define quatro zonas de condição de vibração:
- Zona A – vibração de máquinas novas
- Zona B – aceitável para operação de longo prazo
- Zona C – aceitável por tempo limitado
- Zona D – vibração causando danos
Classificação de máquinas
As máquinas são classificadas em quatro classes com base na potência e no tipo de instalação:
- Classe I: Partes individuais de máquinas conectadas à máquina operacional (motores elétricos de até 15 kW)
- Classe II: Máquinas de média potência (15-75 kW), até 300 kW em fundações especiais
- Classe III: Grandes motores primários e outras máquinas grandes com massas rotativas em fundações rígidas
- Classe IV: Grandes máquinas motrizes e outras máquinas grandes em fundações flexíveis
Valores limite de velocidade de vibração
Valores limite de velocidade de vibração RMS para limites de zona (mm/s):
Aula | A/B | B/C | CD |
---|---|---|---|
I | 0.71 | 1.8 | 4.5 |
II | 1.12 | 2.8 | 7.1 |
III | 1.8 | 4.5 | 11.2 |
4 | 2.8 | 7.1 | 18 |
Recomendações de Medição
- As medições são feitas em três direções mutuamente perpendiculares
- Os pontos de medição são selecionados em ou perto de caixas de mancal
- A velocidade de vibração RMS (raiz quadrada média) é usada na faixa de 10-1000 Hz
- O valor máximo medido é usado para avaliação
Notas
Esses valores limite são indicativos. Para equipamentos específicos, as recomendações do fabricante e o histórico de operação devem ser considerados. Para máquinas de velocidade variável, a avaliação é realizada na velocidade nominal.
Exemplos de uso e guia de seleção de valores
Exemplo 1: Motor elétrico pequeno
Cenário: Monitoramento de um motor elétrico de 11 kW acionando uma bomba
- Classe de máquina: Classe I (motores até 15 kW)
- Poder: 11 kW
- Velocidade: 2950 RPM
- Fundação: Rígido (base de concreto)
- Medição: Caixa de mancal
- Resultado: Zona A: 0-0,71 mm/s, Zona B: 0,71-1,8 mm/s
- Bom estado típico: 0,5-1,0 mm/s
Exemplo 2: Compressor de média potência
Cenário: Compressor centrífugo com motor de 55 kW
- Classe de máquina: Classe II (15-75 kW)
- Poder: 55 kW
- Velocidade: 1480 RPM
- Fundação: Rígido
- Medição: Caixa de mancal
- Resultado: Zona A: 0-1,12 mm/s, Zona B: 1,12-2,8 mm/s
- Ação: Se > 2,8 mm/s, planeje a manutenção
Exemplo 3: Grande Turbogerador
Cenário: Turbogerador de 50 MW sobre fundação de mola
- Classe de máquina: Classe IV (fundação grande e flexível)
- Poder: 50 MW (50000 kW)
- Velocidade: 3000 RPM
- Fundação: Flexível (suporte de mola)
- Medição: Caixa de mancal
- Resultado: Zona A: 0-2,8 mm/s, Zona B: 2,8-7,1 mm/s
- Nota: Limites mais altos devido à montagem flexível
Como escolher valores
Seleção de Classe de Máquina
- Classe I:
- Motores ≤ 15 kW
- Pequenas bombas, ventiladores
- Equipamento auxiliar
- Classe II:
- Motores 15-75 kW (padrão)
- Até 300 kW em fundações especiais
- Bombas médias, compressores
- Classe III:
- Máquinas grandes > 300 kW
- Fundação rígida (concreto)
- Equipamento rotativo pesado
- Classe IV:
- Máquinas grandes > 300 kW
- Fundação flexível (molas, armações)
- Turbinas, grandes geradores
Tipo de fundação
- Fundação rígida:
- Bloco ou laje de concreto
- Estrutura de aço preenchida com argamassa
- Frequência natural > 1,25 × frequência operacional
- Fundação Flexível:
- Suportes de mola
- Suportes de borracha
- Estruturas de aço leve
- Frequência natural < frequência de operação
Seleção do Ponto de Medição
- Caixa de mancal: Local de medição primário
- Fundação: Para verificar a transmissão/isolamento
- Estrutura: Para vibração geral do edifício
- Melhores práticas: Medir em todos os rolamentos acessíveis
Interpretando Resultados
- Zona A (Bom):
- Máquinas novas ou recentemente revisadas
- Nenhuma ação necessária
- Linha de base para comparação futura
- Zona B (Satisfatório):
- Operação normal
- Continue monitorando regularmente
- Nenhuma ação imediata
- Zona C (Insatisfatório):
- Planeje a manutenção em breve
- Aumentar a frequência de monitoramento
- Investigar a causa raiz
- Zona D (Inaceitável):
- Ação imediata necessária
- Risco de danos
- Considere o desligamento
📘 Guia completo: Calculadora de velocidade de vibração
🎯 O que esta calculadora faz
Esta calculadora determina os níveis de velocidade de vibração permitidos para equipamentos industriais de acordo com o padrão internacional ISO 10816.
É uma ferramenta fundamental para diagnosticar a condição técnica de máquinas rotativas e prever possíveis falhas antes que elas ocorram.
🌍 Compreendendo a Norma ISO 10816
ISO 10816 é a norma internacional que estabelece regras para avaliação de vibração de máquinas por meio de medições em peças não rotativas (mancais de rolamento, fundações). A norma divide todos os equipamentos em 4 classes com base na potência e no tipo de instalação, com níveis de vibração permitidos definidos para cada classe.
Zonas de vibração explicadas:
- Zona A (Verde): Máquina nova de vibração - equipamento em excelente estado
- Zona B (Amarelo): Aceitável para operação de longo prazo - equipamento em boas condições
- Zona C (Laranja): Aceitável apenas para curto prazo - planejamento de manutenção necessário
- Zona D (Vermelha): Vibração inaceitável - risco de danos ao equipamento
Nota: Desde 2016, a ISO 10816 está sendo substituída pela ISO 20816, mas os princípios permanecem os mesmos.
💼 Aplicações do mundo real
Cenários típicos:
1️⃣ Aceitação de novos equipamentos
Após a instalação da bomba, a vibração é verificada. O valor deve estar na Zona A. Se for maior, há problemas de instalação ou balanceamento.
2️⃣ Diagnósticos agendados
Medições mensais de vibração em motores. A tendência de crescimento alerta para o desenvolvimento de falhas. Permite reparos planejados antes da falha.
3️⃣ Solução de problemas
O ventilador ficou barulhento. Vibração medida - Zona C. Causa: desgaste do rolamento ou desbalanceamento do rotor.
4️⃣ Avaliação pós-reparo
Após a substituição do rolamento, a vibração é verificada. Deve retornar à Zona A ou B. Caso contrário, o reparo foi feito incorretamente.
📊 Exemplo prático: Estação de bombeamento
Situação:
- Bomba centrífuga, 55 kW, 1480 RPM
- ISO 10816 Classe II
- Vibração medida: 4,5 mm/s (Zona C)
Ação: Diagnóstico urgente revelou desequilíbrio do impulsor
Resultado: Após o balanceamento, a vibração foi reduzida para 1,8 mm/s (Zona B) ✓
📖 Glossário Técnico
- Velocidade de vibração (RMS)
- Velocidade do movimento oscilatório em um ponto da carcaça da máquina. Medida em mm/s. Valor da raiz quadrada média na faixa de 10 a 1000 Hz.
- Classe de máquina
- Categoria de equipamento por potência e tipo de instalação:
- Classe I: Máquinas pequenas até 15 kW
- Classe II: Máquinas médias de 15-75 kW (até 300 kW em fundações especiais)
- Classe III: Máquinas grandes em fundações rígidas
- Classe IV: Máquinas grandes em fundações flexíveis
- Fundação rígida
- Fundação cuja frequência natural é > 1,25 × frequência de rotação. Praticamente não vibra.
- Fundação Flexível
- Fundação sobre suportes de mola ou estrutura leve. Frequência natural < frequência de rotação.
- Ponto de Medição
- Localização do sensor de vibração. Geralmente, na caixa do rolamento, o mais próximo possível do rolamento.
- Tendência de vibração
- Variação do nível de vibração ao longo do tempo. Mais importante que o valor absoluto - indica o desenvolvimento de defeitos.
⚠️ Notas importantes
- Esta calculadora fornece valores de orientação com base na norma ISO 10816
- Para equipamentos críticos, é necessária uma análise de engenharia detalhada
- Considere sempre as tendências de vibração, não apenas medições individuais
- Os padrões locais podem ter requisitos mais rigorosos
🎓 Dicas profissionais
- Medir em três direções: vertical, horizontal, axial
- Faça medições nos mesmos pontos para análise de tendências
- Registre as condições operacionais (carga, temperatura, velocidade)
- Utilize sensores de qualidade e instrumentos certificados
- Compare com as medições de referência do comissionamento