ISO 10816-3: Vibração mecânica – Avaliação da vibração da máquina por meio de medições em peças não rotativas – Parte 3: Máquinas industriais

Resumo

A ISO 10816-3 é uma norma prática e amplamente utilizada que fornece limites numéricos específicos para a severidade de vibração em máquinas industriais comuns. É a aplicação direta da estrutura geral estabelecida em ISO 10816-1. Enquanto a Parte 1 explica *como* medir e avaliar a vibração em geral, a Parte 3 fornece os números reais — os valores de velocidade RMS — que definem os limites para as zonas de avaliação “Bom”, “Satisfatório”, “Insatisfatório” e “Inaceitável” para grupos específicos de máquinas.

Observação: esta norma foi formalmente substituída pela ISO 20816-3, que atualiza a estrutura, mas os princípios básicos e muitos dos valores-limite permanecem altamente relevantes.

Índice (Estrutura Conceitual)

A norma é estruturada para fornecer um guia claro e prático para avaliar a vibração de uma máquina específica:

1. 1. Âmbito:

   Esta seção inicial especifica os tipos de máquinas às quais esta norma se aplica. Ela foi elaborada para ser um guia prático para as máquinas industriais mais comuns, como bombas centrífugas, motores elétricos, compressores e ventiladores, com potências nominais acima de 15 kW e operando em velocidades entre 120 RPM e 15.000 RPM. Ela declara explicitamente que se aplica a medições realizadas em peças não rotativas (por exemplo, mancais de rolamentos) em condições normais de operação em regime permanente. Também esclarece quais tipos de máquinas são excluídos, como máquinas alternativas e máquinas-ferramentas, que são abrangidas por outras normas específicas.

2. 2. Classificação de máquinas (grupos):

   Esta seção é fundamental para a correta aplicação da norma, pois divide as máquinas industriais em quatro grupos distintos com base em três fatores principais: potência nominal, tipo de fundação e características de montagem. A classificação é crucial porque máquinas em diferentes grupos têm limites de vibração diferentes. Os quatro grupos são:

   • Grupo 1: Máquinas de grande porte com potências acima de 300 kW, normalmente montadas em fundações rígidas e pesadas (como bases de concreto). Essas máquinas incluem bombas, compressores e geradores de grande porte. Devido ao seu tamanho e à montagem rígida, espera-se que apresentem níveis de vibração muito baixos.
   • Grupo 2: Máquinas de médio porte com potências entre 15 kW e 300 kW, também montadas em fundações rígidas. Este grupo abrange a maioria dos equipamentos industriais comuns, incluindo a maioria dos motores elétricos, bombas de médio porte e ventiladores. Os limites de vibração para este grupo são mais elevados do que os do Grupo 1, mas ainda bastante restritivos.
   • Grupo 3: Máquinas de grande porte com potências acima de 300 kW, mas montadas em fundações flexíveis ou macias (como isoladores de mola ou suportes de borracha). A montagem flexível permite níveis de vibração mais elevados sem transmitir forças à estrutura circundante.
   • Grupo 4: Máquinas de médio porte (15 kW a 300 kW) em fundações flexíveis. Este grupo apresenta os limites de vibração mais tolerantes, pois a combinação de tamanho moderado e montagem flexível permite níveis de vibração aceitáveis mais altos.

   A distinção entre fundações rígidas e flexíveis é crucial para uma classificação adequada. Uma fundação rígida transmite a vibração diretamente para a estrutura circundante, enquanto uma fundação flexível isola a vibração da máquina do ambiente circundante.

3. 3. Valores da zona de gravidade de vibração (o gráfico):

   Esta seção contém o cerne numérico do padrão — o específico Velocidade RMS Valores (em mm/s) que definem os limites entre as zonas de avaliação para cada grupo de máquinas. A norma apresenta essas informações em formato tabular, fornecendo limites claros e acionáveis para avaliação de condições. Por exemplo, valores típicos podem incluir: máquinas do Grupo 1 com um limite A/B de 0,71 mm/s e um limite B/C de 1,8 mm/s, enquanto máquinas do Grupo 4 podem ter um limite A/B de 1,8 mm/s e um limite B/C de 4,5 mm/s. Esses valores numéricos são o resultado de décadas de coleta de dados empíricos de máquinas industriais em todo o mundo. O gráfico também inclui valores equivalentes em unidades de polegada/segundo para regiões que usam medidas imperiais, garantindo a aplicabilidade global da norma.

4. 4. Orientações sobre a aplicação:

   Esta seção final fornece orientações práticas essenciais sobre como aplicar corretamente os valores de zona em situações do mundo real. Ela distingue entre duas aplicações principais: teste de aceitação e monitoramento operacional. Para testes de aceitação de equipamentos novos, recém-instalados ou recentemente reparados, a norma recomenda que os níveis de vibração normalmente se situem na Zona A (para máquinas mais suaves) ou na Zona B (para máquinas aceitáveis). Qualquer equipamento novo que apresente níveis de vibração da Zona C deve ser investigado e corrigido antes de ser colocado em serviço. Para o monitoramento operacional de máquinas já em serviço, a norma reconhece que algumas máquinas podem operar aceitavelmente na Zona B, mas enfatiza que qualquer movimento de uma zona inferior para uma zona superior (como da Zona B para a Zona C) é uma mudança significativa que justifica investigação imediata. A seção também fornece orientações sobre procedimentos de medição, enfatizando a importância de realizar medições nos locais dos mancais em três direções ortogonais (horizontal, vertical e axial) e usar a leitura mais alta para avaliação.

Conceitos-chave

• Limites Acionáveis: O principal valor desta norma é traduzir a estrutura teórica da Parte 1 em limites numéricos concretos. Ela fornece a base para a configuração de alarmes em sistemas de monitoramento e para a tomada de decisões de aprovação/reprovação em novos equipamentos.
• Importância do agrupamento de máquinas: Um nível de vibração perfeitamente aceitável para um ventilador grande e de montagem flexível (Grupo 3) pode ser um sinal de falha iminente para um motor de médio porte e de montagem rígida (Grupo 2). Classificar corretamente a máquina é o primeiro passo essencial.
• Ferramenta de triagem de banda larga: Assim como sua norma original, a ISO 10816-3 se baseia em uma única medição de velocidade RMS de banda larga. Ela foi projetada para identificar *que* existe um problema, mas não fornece as informações de diagnóstico para determinar a causa raiz. Para isso, análise espectral é necessário.

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