Diagnóstico de defeitos em engrenagens com análise de vibração • Balanceador portátil, analisador de vibração "Balanset" para balanceamento dinâmico de britadores, ventiladores, trituradores, brocas em colheitadeiras, eixos, centrífugas, turbinas e muitos outros rotores Diagnóstico de defeitos em engrenagens com análise de vibração • Balanceador portátil, analisador de vibração "Balanset" para balanceamento dinâmico de britadores, ventiladores, trituradores, brocas em colheitadeiras, eixos, centrífugas, turbinas e muitos outros rotores

Diagnosticando defeitos em engrenagens

1. A assinatura vibratória das engrenagens

As engrenagens são um componente fundamental para a transmissão de potência em máquinas industriais. O engrenamento dos dentes das engrenagens é um processo inerentemente ruidoso e vibrante. Engrenagens saudáveis produzem uma assinatura de vibração muito clara e estável, e desvios dessa assinatura são um forte indicador de desgaste ou danos.

Análise de vibração é um método altamente eficaz para detectar defeitos na engrenagem em um estágio muito inicial, muito antes que eles possam levar a uma falha catastrófica da caixa de engrenagens.

2. Frequência de malha de engrenagens (GMF)

A frequência mais importante na análise da caixa de engrenagens é a Frequência de malha de engrenagens (GMF). Esta é a taxa na qual os dentes das engrenagens engatam uns nos outros.

GMF = Número de dentes em uma engrenagem × Velocidade de rotação dessa engrenagem

Em uma caixa de engrenagens saudável, o Espectro FFT mostrará um pico claro no GMF, geralmente com algumas pequenas harmônicos (2xGMF, 3xGMF). A amplitude deste pico de GMF é um indicador da carga nas engrenagens. Um pico de GMF alto por si só não é necessariamente um sinal de falha, mas sim de carga pesada. A chave para o diagnóstico é observar as frequências *ao redor* do pico de GMF.

3. Usando Bandas laterais para diagnosticar falhas

Bandas laterais são a ferramenta mais poderosa para diagnosticar problemas específicos em engrenagens. São pequenos picos que aparecem em ambos os lados do GMF e seus harmônicos. O espaçamento das faixas laterais indica qual eixo está apresentando o problema.

  • Engrenagem desgastada ou excêntrica: Se uma engrenagem estiver desgastada, excêntrica ou apresentar defeito de fabricação, ela modulará o GMF em sua velocidade de rotação. Isso criará faixas laterais ao redor do pico do GMF, espaçadas na velocidade de corrida (1X) do eixo daquela engrenagem específica. Por exemplo, se o pico do GMF tiver faixas laterais espaçadas na velocidade do eixo de entrada, a falha está na engrenagem de entrada.
  • Desgaste dos dentes: O desgaste geral dos dentes é frequentemente indicado por um aumento na amplitude do GMF e seus harmônicos, acompanhado por bandas laterais 1X da engrenagem correspondente.
  • Dente rachado ou quebrado: Um único dente trincado ou quebrado gerará um forte pico de vibração na velocidade de rotação 1X daquela engrenagem, frequentemente com muitos harmônicos. Também produzirá bandas laterais ao redor do GMF espaçadas na velocidade de rotação da engrenagem. forma de onda temporal também é muito útil aqui, pois mostrará um impacto distinto e periódico cada vez que o dente quebrado tentar se encaixar.
  • Desalinhamento de Engrenagens: O desalinhamento das engrenagens geralmente apresenta um harmônico GMF 2X alto, às vezes maior que o pico GMF primário. Também será acompanhado por bandas laterais espaçadas na velocidade de operação.

4. Técnicas de Análise Especializadas

Como a vibração das engrenagens pode ser complexa, técnicas especializadas são frequentemente usadas:

  • Análise de forma de onda temporal: Essencial para detectar dentes quebrados, que aparecem como impactos repetidos e agudos.
  • Análise de Cepstrum: Uma técnica usada para identificar mais claramente famílias de bandas laterais que podem ser difíceis de ver em um espectro FFT padrão.

5. Estágios de falha de engrenagem

A análise de vibração pode rastrear a progressão da falha da engrenagem por meio de vários estágios:

  1. Estágio 1 (Inicial): Pequenas faixas laterais aparecem ao redor do GMF. O nível geral de vibração pode não mudar.
  2. Estágio 2 (Moderado): A amplitude das bandas laterais aumenta, e harmônicos do GMF podem começar a aparecer com suas próprias bandas laterais.
  3. Estágio 3 (Sério): O GMF e seus harmônicos podem ter muitas bandas laterais grandes. A frequência 1X do equipamento com problema pode começar a aumentar. O ruído de fundo do espectro aumenta.
  4. Estágio 4 (Catastrófico): O GMF pode desaparecer e ser substituído por uma assinatura de vibração aleatória e ruidosa à medida que os dentes são severamente danificados ou destruídos.

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Categorias: AnáliseGlossário

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