O espectro de vibração: um roteiro de diagnóstico

Definição: O que é um espectro?

A espectro de vibração (ou espectro de frequência) é um gráfico que exibe as frequências individuais que compõem um sinal de vibração complexo. É a ferramenta mais poderosa para diagnosticar falhas em máquinas. O espectro é criado a partir de uma amostra bruta forma de onda temporal sinal e processá-lo com um Transformada Rápida de Fourier (FFT) algoritmo. O gráfico resultante mostra a amplitude da vibração no eixo vertical (Y) e a frequência no eixo horizontal (X).

Por que o espectro é a chave para o diagnóstico

A vibração de uma máquina é uma mistura de muitos sinais diferentes que ocorrem simultaneamente. A forma de onda temporal mostra esse sinal confuso, mas o espectro atua como um prisma, separando-o em seus componentes distintos. Isso é crucial porque diferentes falhas mecânicas e elétricas geram vibração em frequências específicas e previsíveis. Ao observar os picos no espectro, um analista treinado pode identificar a causa raiz de um problema com alta precisão.

Como ler um espectro de vibração

Um gráfico de espectro contém uma riqueza de informações. Os principais elementos a serem examinados são:

1. A Frequência (Eixo X)

Este eixo mostra "o que" está vibrando. Pode ser exibido em várias unidades, como Hertz (Hz), Ciclos por Minuto (CPM) ou Ordens (múltiplos da velocidade de corrida). A localização de um pico neste eixo é a principal pista para sua origem.

2. A amplitude (eixo Y)

Este eixo mostra "quanta" vibração está ocorrendo em uma determinada frequência. A amplitude indica a gravidade do evento. Ela pode ser medida em unidades de deslocamento, velocidade ou aceleração e pode ser exibida em escala linear ou logarítmica.

3. Os Picos

Cada pico no espectro representa um evento periódico específico que ocorre na máquina. Interpretar um espectro é o processo de comparar esses picos com frequências de falhas conhecidas.

Padrões comuns em um espectro e o que eles significam

Os analistas procuram padrões característicos para diagnosticar falhas:

• Um único pico alto a 1x RPM: Esta é a assinatura clássica de desequilíbrio do rotor.
• Um pico dominante em 2x RPM: Frequentemente acompanhada de alta vibração axial, este é um forte indicador de desalinhamento do eixo.
• Uma série de harmônicos de velocidade de execução (1x, 2x, 3x, 4x…): Este padrão é o principal indicador de frouxidão mecânica.
• Picos de alta frequência e não inteiros: Estas correspondem frequentemente às frequências de falhas calculadas de rolamentos de elementos rolantes.
• Um pico de alta frequência com bandas laterais: Um pico na Frequência da Malha de Engrenagem (GMF) cercado por picos menores (bandas laterais) espaçados na velocidade de operação da engrenagem é um sinal definitivo de uma falha de engrenagem.
• Um “piso de ruído” elevado: Um aumento de banda larga na energia de base do espectro pode indicar atrito, fricção ou cavitação em bombas.

A importância da linha de base e das tendências

Um único espectro fornece um instantâneo da saúde de uma máquina em um determinado momento. O verdadeiro poder da análise espectral vem da comparação do espectro atual com um espectro de linha de base tomadas quando se sabia que a máquina estava em boas condições. Ao monitorar as amplitudes de picos específicos ao longo do tempo, os analistas podem acompanhar a progressão de uma falha desde seus estágios iniciais, permitindo uma manutenção planejada e proativa muito antes de uma falha ocorrer.

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