Compreender a Montagem de Sensores
Montagem do sensor é o método e o hardware utilizados para ligar vibração sensores - acelerómetros e sensores de velocidade — à superfície de medição de uma máquina. Trata-se de muito mais do que um pormenor mecânico: o método de montagem influencia de forma decisiva a qualidade da medição, a frequência resposta e fiabilidade. Uma boa montagem cria uma ligação mecânica rígida que transmite fielmente a vibração da máquina para o sensor, sem introduzir ressonâncias ou perdas; uma montagem de má qualidade limita a resposta em frequência, introduz erros de amplitude ou permite que o sensor se solte.
O método deve ser adequado à tarefa. A monitorização permanente requer uma montagem fixa (parafusos); os trabalhos de levantamento de rotina utilizam suportes magnéticos para maior rapidez; o contacto manual só é aceitável para uma triagem rápida. Compreender como cada tipo de montagem afeta o desempenho do sensor é essencial para obter dados precisos e repetíveis — e isto está formalizado em ISO 5348, a norma para a montagem mecânica de acelerómetros.
1. Comparação dos métodos de montagem
Montagem com parafusos — Melhor desempenho
Método: O sensor é aparafusado a um orifício roscado utilizando o seu pino integrado, com uma fina camada de agente de acoplamento (massa lubrificante ou óleo) entre as superfícies de contacto, e apertado de acordo com as especificações (normalmente 20–40 in-lb).
- Gama de frequências: toda a capacidade do sensor, desde corrente contínua até mais de 20 kHz.
- Ressonância da montagem: normalmente acima dos 30 kHz, bem fora do intervalo de medição.
- Repetibilidade: excelente.
- Estabilidade: permanente e seguro.
Aplicações: instalações de monitorização permanente, defeito do rolamento detecção que requer altas frequências, medições críticas e medições de referência.
Montagem com adesivo — Excelente desempenho
Método: O sensor é colado com cianoacrilato (supercola), epóxi ou um adesivo especializado, numa camada fina e uniforme, o que permite uma instalação semipermanente.
- Gama de frequências: de 7 a 10 kHz (muito boa).
- Ressonância da montagem: 15-20 kHz.
- Repetibilidade: É bom, desde que a camada adesiva seja aplicada de forma uniforme.
- Estabilidade: permanente até ser removido deliberadamente.
Aplicações: instalações temporárias com duração de semanas a meses, situações em que não é permitido perfurar, maquinaria leve e a maioria dos trabalhos de análise de vibrações em geral.
Fixação magnética — Ideal para trabalhos de rotina
Método: Uma base com íman permanente fixa-se a superfícies ferrosas, permitindo uma fixação e remoção rápidas sem necessidade de preparação da superfície.
- Gama de frequências: até 2–3 kHz (adequado para a maioria das máquinas).
- Ressonância da montagem: 4–7 kHz, o que limita as medições de alta frequência.
- Repetibilidade: razoável, dependendo da superfície de contacto.
- Estabilidade: pode soltar-se se a vibração for intensa ou se a superfície estiver oleosa.
Aplicações: baseado em rotas estudos de monitorização do estado, vibração geral de máquinas, verificações rápidas e triagem, e em qualquer situação em que a conveniência seja mais importante do que o desempenho máximo.
Portátil / Sonda — Apenas qualitativo
Método: O sensor está situado na ponta de uma sonda que é mantida em contacto com a superfície com a mão. A força de contacto varia e não existe uma ligação rígida.
- Gama de frequências: até um máximo de 500–1000 Hz.
- Repetibilidade: fraca.
- Exatidão: É possível uma variação de ±20–50 %.
- Estabilidade: O tremor das mãos e a força de contacto variável prejudicam a leitura.
Aplicações: Apenas triagem rápida, identificação de problemas graves e locais de difícil acesso — não adequado para análises quantitativas ou identificação de tendências.
2. Preparação da superfície
Para um melhor desempenho
- Superfície limpa: remover tinta, ferrugem, óleo e sujidade.
- Superfície plana: Lime com uma lima ou esmerilhe, se necessário, para garantir um contacto total.
- Superfície lisa: eliminar saliências e rugosidades.
- Agente de ligação: aplique uma camada fina de graxa, óleo ou um agente de acoplamento específico.
Importância da Planicidade
- A planicidade é fundamental para um acoplamento rígido.
- As folgas permitem que o sensor oscile, reduzindo a resposta em frequência.
- Os espaços de ar funcionam como molas, o que reduz a ressonância de montagem.
- O ideal é uma planicidade dentro de 0,02 mm (0,001 pol.).
3. Escolha do local de montagem
Locais ideais
- Caixas de rolamentos, o mais próximo possível da fonte de vibração.
- Caminhos estruturais com um acoplamento rígido e direto aos rolamentos.
- Evite coberturas flexíveis e chapas metálicas.
- Evite nós ou outras áreas de baixa resposta.
Acessibilidade
- Acesso seguro para os técnicos.
- Linha de visão desobstruída ou alcance.
- Protegido contra danos e fora das vias de circulação.
- Passagem prática dos cabos.
Direção
- Medidas radiais perpendiculares ao eixo.
- Medidas axiais paralelas ao eixo.
- Normalmente, mede-se na horizontal, na vertical e, por vezes, na direção axial em cada ponto.
4. Como a montagem limita a resposta em frequência
Cada montagem comporta-se como um pequeno sistema massa-mola cuja rigidez define uma frequência de ressonância. Bem abaixo dessa ressonância, a resposta é plana e fiável; ao aproximar-se dela e acima dela, a leitura fica distorcida. A tabela resume os limites práticos:
| Método de montagem | Frequência utilizável (kHz) | Ressonância de montagem (kHz) |
|---|---|---|
| Montagem por parafuso de fixação (ideal) | Até 20+ | >30 |
| Adesivo | Para 7-10 | 15–20 |
| Magnético | Para 2-3 | 4–7 |
| Portátil | Para 0,5-1 | 2–3 |
Regra prática
- Mantenha as frequências de medição bem abaixo da ressonância de montagem. Para acelerómetros não amortecidos, a ISO 5348 recomenda permanecer em cerca de 20% (um quinto) ou menos da ressonância montada, o que limita os erros de amplitude a alguns por cento.
- O limite de um terço é apenas uma regra aproximada de triagem: a um terço da ressonância, a leitura de amplitude já fica cerca de 10–12% acima do valor real.
- Acima destes limites, os erros de amplitude aumentam rapidamente.
É possível quantificar isto para uma determinada massa do sensor e rigidez de contacto com um Calculadora de ressonância para montagem de acelerómetros, o que constitui a forma mais rápida de confirmar que a montagem escolhida não irá influenciar a medição do rolamento.
5. Melhores práticas
Escolha o método adequado à aplicação
- Análise de rolamentos em alta frequência: com pinos ou apenas com adesivo.
- Maquinaria em geral com frequência inferior a 1 kHz: o método magnético é aceitável.
- Rastreio: primeiro com o sensor na mão para ganhar rapidez e, depois, confirmar com um suporte mais estável.
Instalações permanentes
- Faça furos e rosqueie-os para a montagem dos pernos.
- Utilize um produto de fixação de roscas.
- Proteja os orifícios roscados quando o sensor for removido.
- Registe todos os pontos de medição para uma análise de tendências repetível.
Instalações temporárias
- Adesivo para instalações com duração de vários dias ou várias semanas.
- Magnético para levantamentos baseados em percursos.
- Verifique se a fixação está segura antes de proceder à medição.
- Limpe tanto a base magnética como a superfície para garantir um bom contacto.
O mesmo rigor aplica-se aos sensores de um equilibrador portátil. Ao realizar o equilíbrio no terreno com um instrumento como o Balanset-1A, a amplitude e a fase repetíveis dependem da montagem de cada acelerómetro da mesma forma no mesmo ponto em cada ensaio — num pino ou numa base magnética limpa sobre uma caixa de rolamento preparada — para que as respostas aos pesos de ensaio possam ser comparadas de forma significativa. Seja qual for o tipo de sensor, desde um acelerómetro piezoelétrico para um velómetro, a montagem determina, fundamentalmente, a qualidade dos dados. A combinação da técnica com os requisitos, a garantia de uma ligação firme através da preparação da superfície e o respeito pelos limites de frequência resultam, em conjunto, em medições precisas e fiáveis que permitem um diagnóstico eficaz e monitorização de condições depender de.
