Pé mole: causas, diagnóstico e correção
Pé manco é uma das causas mais comuns, porém subestimadas, de vibração excessiva em equipamentos rotativos. De acordo com as estatísticas de serviço de campo, até 80% Muitas máquinas em instalações industriais operam com vibração de pé mole não corrigida. Este artigo apresenta uma análise detalhada da física do fenômeno, sua classificação, métodos de detecção — desde calibradores de folga até análise de vibração entre fases — e técnicas práticas de correção.
1. Definição e natureza física
Pé manco É uma condição na qual um ou mais pés da máquina não têm contato total com a estrutura de fundação (placa de apoio, base) antes do aperto dos parafusos de fixação. Quando um parafuso nessas condições é apertado, a carcaça da máquina se deforma, a geometria do furo do rolamento é distorcida e o eixo do rotor se desvia de sua posição projetada.
Fisicamente, ocorre o seguinte: a força de aperto de um parafuso em um apoio com contato incompleto cria um momento de flexão na carcaça. Essa deformação é transmitida aos apoios do rolamento, causando:
- Desalinhamento dos anéis internos dos rolamentos
- Distribuição desigual de carga em mancais de deslizamento
- Desalinhamento angular de eixos de máquinas acoplados
- Desequilíbrio dinâmico devido à deflexão do rotor
Como resultado, a vibração aumenta na frequência de rotação (1×) e, em casos graves, também em múltiplos harmônicos.
Existem casos documentados em que a correção do pé mole em um parafuso único reduziu a velocidade de vibração (RMS) de 12 mm/s a 2 mm/s — uma redução de seis vezes.
2. Classificação de pés macios
A prática internacional distingue quatro tipos de pé mole. Cada um requer uma abordagem diferente para identificação e correção.
Pé macio paralelo (com espaço de ar)
Existe um espaço de ar uniforme sob o pé em toda a superfície de apoio. As causas incluem: pé curto, irregularidade da placa da sola ou espessura incorreta da calço.
✓ Calços planos calibradosPé macio angular
A base de contato com a estrutura ocorre apenas em uma das bordas ou cantos. Ao apertar o parafuso, o lado oposto se levanta, deformando a carcaça. Isso acontece quando a base não está perpendicular ao eixo do parafuso ou quando a superfície apresenta desgaste em forma de cunha.
✓ Calços cônicos/escalonadosPé macio (elástico)
A superfície entra em contato formal com a estrutura, mas há material compressível presente: calços finos em excesso, tinta, sujeira, corrosão ou resíduos de junta. O alinhamento "desliza" com o tempo à medida que se acomoda. Identificado por medições repetidas instáveis.
✓ Superfícies limpas, ≤3 calçosPé mole induzido
A base e a estrutura possuem geometria correta, mas forças externas — tensão na tubulação, cargas na bandeja de cabos, forças de proteção, pressão dos parafusos de macaco — puxam o revestimento para fora do plano de suporte. O mais insidioso: medições estáticas podem não detectar esse problema.
✓ Correção de tensão em tubulaçõesBrechaForça externaCorreção Primeiro, determine o tipo de desgaste irregular do pé pela natureza do contato e, em seguida, selecione o método de correção (calços, usinagem da superfície, remoção de cargas externas).
3. Impacto nas condições de vibração da máquina
A síndrome do pé mole tem um efeito negativo complexo na condição da máquina em vários parâmetros:
| Parâmetro | Mecanismo de impacto |
|---|---|
| Velocidade de vibração (RMS, mm/s) | Aumento da amplitude em 1× a frequência de rotação devido à deflexão e ao desalinhamento do rotor. |
| Fase de vibração | A diferença no ângulo de fase entre os apoios pode chegar a 180° — um sinal característico de pé mole. |
| Espectro | Sinal elevado 1× com possível presença de 2× e frequência da linha (para motores elétricos) |
| Gerando vida | O desalinhamento do anel causa sobrecarga nos pontos de contato dos elementos rolantes, reduzindo drasticamente sua vida útil. |
| Alinhamento do eixo | Alinhamento instável: os valores "desviam" do valor alvo após o aperto do parafuso. |
| Focas | A deformação da carcaça altera a geometria dos assentos da vedação mecânica. |
Se a vibração permanecer elevada após a realização de um alinhamento de eixo de qualidade, o A primeira coisa a verificar é se o pé está macio..
4. Métodos de diagnóstico
4.1. Detecção Estática (Calibradores de Folga e Indicadores de Mostrador)
O método mais comum durante trabalhos de alinhamento programados.
- Solte todos os parafusos de fixação da máquina.
- Insira um conjunto de calibradores de folga entre cada pé e a estrutura. Anote as folgas.
- Para cada pé com uma lacuna superior a 0,05 mm, Selecione calços calibrados.
- Aperte todos os parafusos com uma chave dinamométrica.
- Repita a medição com um relógio comparador: monte a base na estrutura, posicione a ponta do relógio comparador no pé e afrouxe o parafuso. O deslocamento permitido não deve ser superior a 0,05 mm (50 µm).
Este método não detecta pé mole induzido que ocorre sob carga operacional (temperatura, pressão, tensão na tubulação).
4.2. Detecção dinâmica (afrouxamento de parafusos em uma máquina em funcionamento)
Este método detecta a instabilidade dimensional diretamente em condições de operação — em termos de temperatura, pressão e tensão na tubulação.
- Instale um sensor de vibração (acelerômetro) na carcaça da máquina, próximo ao suporte.
- Conecte o instrumento no modo de monitoramento em tempo real da velocidade RMS da vibração. Um vibrometro portátil de dois canais, como o Balanset-1A Pode ser utilizado, permitindo o monitoramento simultâneo do nível de vibração e do ângulo de fase na frequência de rotação.
- Afrouxe sequencialmente cada parafuso de fixação (até apertar com a mão), observando a mudança no valor RMS.
- Aperte novamente o parafuso imediatamente após a verificação e passe para o próximo.
- O parafuso cujo afrouxamento resulta em uma redução significativa da vibração indica um ponto de apoio instável (soft foot) nessa localização.
Uma redução na velocidade RMS de vibração superior a 20% Quando afrouxar um único parafuso é prova conclusiva de que o pé está mole.
Trabalhar com fixadores em equipamentos em funcionamento envolve riscos elevados. O cumprimento rigoroso das normas de segurança do trabalho é obrigatório, incluindo a utilização de ferramentas que não produzem faíscas em áreas perigosas e com autorização adequada para trabalhar em equipamentos energizados.
4.3. Análise de vibração entre fases
O método instrumental mais informativo, que permite a identificação de pés moles. sem afrouxar os fixadores em equipamentos em funcionamento.
Equipamentos necessários
- Analisador de vibração de dois canais com função de fase cruzada
- Dois acelerômetros
- sensor de referência de fase (tacômetro) e um marcador refletivo no rotor
O vibrometro de dois canais Balanset-1A O equipamento proporciona medição simultânea da amplitude de vibração em 1× e do ângulo de fase em dois canais com precisão de ±2°, tornando-o adequado para análise de fase cruzada em campo. Um sensor de referência de fase fotoelétrico (faixa de 0–360°) está incluído como equipamento padrão.
- Monte os acelerômetros em dois suportes da máquina na mesma direção (por exemplo, vertical).
- Fixe o marcador ao rotor e aponte o sensor do tacômetro para o marcador.
- Realize a medição de fase cruzada: o instrumento determina a diferença do ângulo de fase da vibração entre dois pontos na frequência de rotação de 1×.
Se a diferença de fase for aproximadamente 180° Com uma diferença de amplitude significativa entre os dois apoios, este é um sinal característico de pé mole. O apoio com maior amplitude indica a localização do problema.
Diagnóstico diferencial
| Defeito | Diferença de fase entre suportes | Amplitude |
|---|---|---|
| Pé manco | ≈ 180° | Diferença significativa entre os apoios |
| Desequilíbrio | ≈ 0° (em fase) | Níveis comparáveis |
| Desalinhamento | 0° ou 180° | Depende do tipo de desalinhamento. |
CH1 / CH2Δφ ≈ 0°Δφ ≈ 180° Sinais em fase geralmente indicam desequilíbrio; sinais em antifase apontam para base instável. Para uma conclusão definitiva, verifique as amplitudes, o espectro 1×/2× e o teste de afrouxamento do parafuso.
A vantagem do método de fase cruzada é que ele funciona durante a operação normal da máquina e não requer o afrouxamento de nenhum fixador.
5. Pé mole induzido por tubulação
A tensão nas tubulações de bombas ou compressores é uma das principais causas — e, ao mesmo tempo, uma das mais frequentemente negligenciadas — de vibração excessiva e desalinhamento.
5.1. Mecanismo de Ocorrência
Se a tubulação for conectada a um flange da máquina sob tensão (sem um encaixe livre), a força da tubulação será aplicada constantemente à carcaça da máquina. Sob pressão e temperatura de operação, essa força aumenta devido à expansão térmica. A tubulação "balança" a máquina, causando:
- Alterações periódicas no alinhamento do eixo
- Vibração aumentada em frequências rotacionais de 1× e 2×.
- Desgaste prematuro de rolamentos e selos mecânicos
- Leituras instáveis ao tentar o alinhamento.
Força de deformaçãoDeformação As setas vermelhas mostram a força de tensão no tubo que desalinha a máquina. O círculo 12-3-6-9 mostra a ordem de medição das folgas dos flanges em quatro pontos antes do alinhamento.
5.2. Inspeção das Condições da Tubulação
Antes do alinhamento do eixo, é obrigatória a inspeção da angularidade e do desalinhamento do flange.
- Desconecte a tubulação do flange da máquina.
- Meça as folgas entre o flange do tubo e o flange da máquina em quatro pontos: às 12, 3, 6 e 9 horas.
- Determine a angularidade (diferença de folga em pontos opostos) e o deslocamento (desalinhamento paralelo das linhas de centro dos flanges).
Tolerâncias
- Valor ideal de angularidade e deslocamento: 0 mm
- Na prática, é possível com um ajuste cuidadoso: 0,01–0,02 mm
- Valores superiores a 0,05 mm exigem correção obrigatória antes do alinhamento
5.3. Conexões de tubulação
O objetivo é obter uma conexão de flange livre de tensões sem a aplicação de forças externas. Os métodos incluem:
- Ajustando suportes e fixadores de tubos
- Aparar ou estender peças do carretel
- Utilizando juntas de dilatação
- Correção de posições de apoio intermediárias
De acordo com dados de prática de campo, Até 80% das organizações operacionais negligenciam a verificação da tensão da tubulação., continuando a procurar a causa da vibração em outro lugar. Este trabalho é trabalhoso, mas sem ele qualquer alinhamento — mesmo o de precisão — será instável.
6. Requisitos da área de contato com os pés
A área mínima de contato do pé da máquina com a placa de base (estrutura de fundação) deve ser pelo menos 80% da área da planta do pé.
Quando a área de contato for menor que 80%:
- A carga é distribuída de forma desigual, criando concentrações de tensão localizadas.
- As arruelas de ajuste deformam-se e ficam indentadas nas zonas de contato pontual.
- O aperto dos parafusos não proporciona uma fixação estável — o alinhamento "desvia" com o tempo.
- O risco de falha por fadiga da placa do pé ou da sola aumenta.
Métodos de Inspeção
- Inspeção visual: Marcas de contato, oxidação, arranhões nas superfícies do pé e da estrutura.
- Azul da Prússia (pasta marcadora): Aplique uma camada fina na sola, pressione o pé e avalie o padrão de contato.
- Conjunto de calibradores de folga: Meça a circunferência do pé com o parafuso solto.
Caso se verifique que o contato é inferior a 80%, a planicidade das superfícies de apoio deve ser restaurada: raspagem, fresagem ou retificação da placa da sola e/ou da sola do pé.
7. Procedimento de correção do pé mole
Sequência de trabalho recomendada quando for detectado pé mole:
Preparar as superfícies de apoio
- Limpe as solas e as superfícies dos pés, removendo sujeira, tinta, ferrugem e resíduos de material da junta antiga.
- Verifique a planicidade com uma régua e um conjunto de calibradores de folga.
- Se necessário, usine as superfícies (esmerilhando, raspando).
Verifique a área de contato
- Assegure que o contato do pé com a placa da sola seja de pelo menos 80%.
- Elimine quaisquer materiais compressíveis (elásticos) na zona de contato.
Medir as lacunas
- Solte todos os parafusos de fixação.
- Meça as folgas com calibradores de lâminas ou um relógio comparador a cada pé.
- Selecione calços calibrados de aço inoxidável. Não mais que 3 calços por pé (para evitar o efeito "mole")
Verifique a tensão do tubo
- Desconecte a tubulação.
- Meça a angularidade e o deslocamento da flange em quatro pontos.
- Se as tolerâncias forem excedidas, corrija para obter uma conexão sem tensão.
Aperto e verificação finais
- Aperte todos os parafusos com uma chave dinamométrica em padrão cruzado.
- Verificação com relógio comparador: deslocamento ≤ 0,05 mm ao soltar qualquer parafuso.
- Realize o teste e verifique os níveis de vibração.
Realizar alinhamento do eixo
O alinhamento do eixo deve ser realizado. somente após a correção completa do pé mole e a tubulação já foi instalada. Caso contrário, os resultados do alinhamento serão instáveis.
8. Instrumentação
8.1. Ferramentas para diagnóstico estático
- Conjunto de calibradores de folga (a partir de 0,02 mm)
- Indicador de mostrador em base magnética (graduação de 0,01 mm)
- Régua
- Pasta de marcação (Azul da Prússia) para avaliação da área de contato
- chave dinamométrica calibrada
8.2. Ferramentas para Diagnóstico Dinâmico
A detecção dinâmica de vibrações em superfícies macias e a análise de fase cruzada exigem um analisador de vibração portátil com recursos simultâneos de medição em dois canais e análise de fase.
O Balanset-1A (Fabricado pela VibroMera) é um vibrometro-balanceador portátil de dois canais adequado para essas tarefas. Especificações principais relevantes para o diagnóstico de pés moles:
A arquitetura de canal duplo do Balanset-1A permite a medição simultânea da amplitude e da fase da vibração em dois suportes, o que é um pré-requisito para o diagnóstico de pés moles em fase cruzada. Após a correção dos pés moles, o mesmo instrumento é utilizado para o balanceamento do rotor em seus próprios mancais — em um ou dois planos de correção — sem a necessidade de desmontagem do equipamento.
9. Referências normativas
- GOST R ISO 20816-1-2021 — Vibração. Medição e avaliação da vibração de máquinas. Parte 1. Diretrizes gerais.
- GOST R ISO 18436-2-2005 — Monitoramento e diagnóstico de condição de máquinas. Monitoramento e diagnóstico de condição de vibração. Parte 2. Requisitos para treinamento e certificação de pessoal.
- ISO 1940-1:2003 — Vibração mecânica. Requisitos de qualidade de balanceamento para rotores em estado constante (rígido). Parte 1: Especificação e verificação das tolerâncias de balanceamento.
- ISO 10816 / ISO 20816 — Série de normas para avaliação das condições de vibração de máquinas.
10. Conclusão
Ponto-chave
Pé mole é um defeito sistêmico de instalação cuja correção é uma pré-requisito obrigatório Para um alinhamento de eixos e redução de vibrações bem-sucedidos em equipamentos rotativos, ignorar a instabilidade do eixo torna qualquer trabalho subsequente de comissionamento inútil: o alinhamento ficará instável, a vibração permanecerá elevada e a vida útil dos rolamentos e vedações será reduzida.
Vibrometros portáteis modernos de dois canais, como o Balanset-1A Oferece um ciclo de diagnóstico completo — desde a detecção de falhas de balanceamento por meio de análise de fase cruzada até o balanceamento subsequente do rotor no local. O uso de métodos de diagnóstico instrumental em vez de inspeção visual aumenta significativamente a confiabilidade na detecção de defeitos e reduz o tempo de comissionamento.
Fluxo de trabalho de comissionamento recomendado
Lógica de trabalho"Ramo "Sim"Verificação final Regra fundamental: proceda ao alinhamento somente após a confirmação da correção da instabilidade do pé. Critério prático: deslocamento do pé ≤ 0,05 mm durante o afrouxamento do parafuso de controle e ausência de vibração em antifase.
Seguir essa sequência é fundamental para a operação confiável e de longo prazo de equipamentos rotativos.
EN 
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