Compreendendo a folga do pedestal
Frouxidão do pedestal é uma condição mecânica em que o pedestal de suporte está inadequadamente fixado à sua placa de base ou fundação, permitindo movimentos involuntários ou oscilações sob cargas dinâmicas. Pode resultar de parafusos de ancoragem soltos, pedestais fissurados, calda de cimento deteriorada ou betão de fundação degradado. Como forma de proteção estrutural frouxidão mecânica, cria um som caraterístico de alta amplitude vibração rico em harmônicos com um comportamento errático e não linear.
A condição é especialmente problemática porque faz mais do que aumentar a vibração: sabota todos os outros esforços de correção. Não se consegue equilíbrio um rotor ou manter um alinhamento de precisão quando o próprio suporte da chumaceira pode deslocar-se sob carga. Por esse motivo, é necessário encontrar e corrigir a folga do pedestal primeiro - é um pré-requisito, e não uma reflexão tardia, em qualquer programa de redução de vibrações.
1. Definição: O que é a folga do pedestal?
Um pedestal de rolamento existe para manter um rolamento numa posição fixa e rígida em relação à fundação, de modo a que o rotor gire em torno de uma linha central estável. Esta função depende de um percurso de rigidez ininterrupto: caixa da chumaceira → pedestal → argamassa → fundação, tudo isto fixado por parafusos de ancoragem corretamente tensionados. O afrouxamento do pedestal é uma quebra em qualquer ponto dessa cadeia. A força de fixação perde-se, abre-se um espaço e o pedestal fica livre para se levantar, balançar ou deslizar um pouco em cada ciclo da força de rotação.
Esta liberdade intermitente é o que torna a vibração não linear. Um pedestal bem aparafusado responde em proporção à força aplicada - o dobro da força, o dobro do movimento. Um pedestal solto não responde: fica parado até que a força seja suficientemente grande para vencer a fricção ou fechar uma fenda, depois move-se subitamente e pára. Este movimento de pára-arranca, carregado de impacto, é precisamente a razão pela qual o espectro enche-se de harmónicos em vez do pico único e limpo de 1× de pura desequilíbrio.
2. Causas da folga do pedestal
Parafusos de ancoragem soltos
A causa mais comum.
- Mecanismo: os parafusos de ancoragem que fixam o pedestal à placa de base perdem tensão.
- Razões: binário inicial inadequado, alongamento ou relaxamento dos parafusos, afrouxamento induzido por vibração e corrosão.
- Detecção: inspeção visual, verificações de binário e medição do alongamento dos parafusos.
- Progressão: agravamento automático - à medida que a vibração aumenta, os parafusos ficam ainda mais soltos.
Argamassa deteriorada ou em falta
- Função da calda de cimento: preenche o espaço entre a base do pedestal e a fundação e distribui a carga uniformemente.
- Deterioração: a argamassa racha, esfarela-se ou desaparece com o tempo.
- Resultado: o pedestal assenta de forma irregular e pode balançar ou deslocar-se.
- Comum em: instalações mais antigas, ambientes de elevada vibração e áreas expostas à água.
Pedestais rachados
- Fissuras de fadiga resultantes de tensões de vibração (ver fadiga mecânica).
- Fissuração por corrosão sob tensão.
- Defeitos de fabrico, tais como defeitos de fundição.
- Eventos de sobrecarga.
- Uma fenda permite que o pedestal se flexione excessivamente ou se separe.
Deterioração da fundação
- Fragmentação ou fissuração do betão.
- Aumento dos furos dos parafusos de ancoragem devido a movimentos repetidos.
- Assentamento ou afundamento.
- Danos por congelamento e descongelamento.
Instalação incorrecta
- Binário de aperto dos parafusos insuficiente na instalação.
- Lacunas deixadas sob os pés do pedestal - a pata mole doença.
- Cobertura ou espessura inadequada da argamassa.
- Tamanho ou classe de parafuso incorreto.
3. Assinatura de vibração
Caraterísticas
- Harmónicos múltiplos: fortes componentes 1×, 2×, 3×, 4× - ao contrário do desequilíbrio, que é principalmente 1×.
- Nível global elevado: é desproporcionadamente elevada para o forçamento aparente.
- Comportamento imprevisível: amplitude e fase variam de forma imprevisível entre medições.
- Resposta não linear: a vibração não é linearmente proporcional à velocidade ou à carga.
- Diferenças direcionais: frequentemente muito pior numa direção (vertical versus horizontal).
Caraterísticas do espetro
- Numerosos harmónicos de velocidade de corrida (1×, 2×, 3×, 4×, 5× ou mais).
- Sub-síncrono podem aparecer componentes (por exemplo, ½×).
- Um piso de ruído de banda larga elevado.
- Um espetro instável que se altera significativamente entre medições.
Caraterísticas da forma de onda de tempo
- Recorte ou achatamento nos picos, onde o pedestal choca contra os seus batentes - claramente visível na forma de onda temporal.
- Uma forma irregular, não sinusoidal.
- Picos truncados que assinalam impactos duros.
- Padrões de batida em que se combinam vários componentes de frequência.
4. Métodos de deteção
Ensaios de vibração
- Análise harmónica: um conjunto de harmónicas fortes é imediatamente suspeito de estar solto.
- Teste de coerência: baixo coerência entre medições repetidas reflecte a resposta instável e não linear.
- Comparação direcional: grandes diferenças entre a horizontal e a vertical apontam normalmente para um problema estrutural.
- Resposta ao equilíbrio: a folga anula o equilíbrio - as leituras não assentam.
Um analisador portátil de dois canais é a ferramenta natural para esta triagem no terreno. O Balanset-1A capta o espetro, a forma de onda temporal e a amplitude e fase de 1× diretamente na caixa de rolamentos, para que um analista possa ver a família harmónica, observar a variação da fase de um ciclo para o outro e reconhecer que as leituras se recusam a estabilizar - a impressão digital clássica de folga - antes de perder tempo numa tentativa de equilibragem que não pode ser bem sucedida.
Teste da torneira
- Bata no pedestal com o martelo enquanto ouve e sente o barulho
- Um pedestal solto dá um baque surdo em vez de um anel sólido.
- Pode sentir-se movimento sob o impacto.
- Simples, mas um teste de campo genuinamente eficaz.
Inspeção visual
- Verificar se existem folgas por baixo dos pés do pedestal.
- Verificar se existem fissuras no pedestal ou na argamassa.
- Inspecionar o estado dos parafusos - ferrugem, alongamento, parafusos partidos.
- Procure marcas de testemunho (trastejamento, manchas polidas) que denunciem movimento.
- Verifique se há corrosão, falta de rejunte ou danos na fundação
Verificação do binário dos parafusos
- Utilize uma chave dinamométrica para verificar cada parafuso de ancoragem.
- Comparar valores reais com valores especificados - a calculadora do binário de aperto dos parafusos e um calculador de pré-carga de parafusos indicar os valores corretos para a dimensão e o grau dos parafusos.
- Volte a apertar os parafusos soltos e volte a verificar a vibração.
- Substituir os parafusos danificados ou corroídos.
Outros testes de diagnóstico
- Aplicação de carga: aplicar uma força no pedestal e observar a deflexão.
- Teste de balanço: tentar balançar o pedestal com a mão.
- Indicador do mostrador: medir o movimento sob carga de funcionamento.
- Tensão ultra-sónica dos parafusos: medir a pré-carga real do parafuso de forma não destrutiva.
5. Procedimentos de correção
Correcções imediatas
- Apertar os parafusos de ancoragem de acordo com as especificações, utilizando a sequência correta.
- Adicionar calços em falta para preencher os espaços sob os pés do pedestal.
- Verificar a melhoria verificando novamente a vibração após a correção.
Reparação completa
- Remover completamente a argamassa velha e deteriorada.
- Limpar e preparar as superfícies.
- Nivelar e calçar o pedestal com precisão.
- Instale e aperte corretamente os parafusos de ancoragem.
- Verter nova argamassa, assegurando um enchimento completo - a calculadora do volume de betumação tamanhos do derrame.
- Aguardar o tempo de cura adequado antes de voltar ao serviço.
- Verificar o alinhamento final e a vibração.
Reparação estrutural
Para pedestais rachados ou danificados:
- Reparação de fissuras por soldadura, quando o material é adequado e as tensões são conhecidas.
- Reforço com reforços ou contraventamentos.
- Substituição completa do pedestal em caso de danos graves.
- Reparação ou substituição da fundação quando o betão está danificado.
6. Prevenção
Durante a instalação
- Procedimentos de betumação corretos com materiais de qualidade.
- Dimensionamento e quantidade adequados dos parafusos de ancoragem - um calculador de arrancamento de parafusos de ancoragem verifica a capacidade de retenção.
- Especificação e aplicação corretas do binário.
- Correção dos pés moles antes da aparafusagem final.
- Inspeção do controlo de qualidade.
Durante o funcionamento
- Verificação periódica do torque dos parafusos (anualmente ou conforme cronograma)
- Monitorização da vibração para detetar precocemente o desenvolvimento de folgas.
- Controlos de alinhamento para detetar deslocações do pedestal.
- Inspecções visuais durante as interrupções de serviço.
7. Relação com outras questões
- vs. pé macio: um pata mole há irregularidades antes de os parafusos estão apertados; a folga do pedestal é uma fixação inadequada após aperto.
- vs. folga mecânica geral: a folga do pedestal é o elemento estrutural, do lado do suporte, do conjunto mais vasto afrouxamento mecânico família.
- Evita o equilíbrio: um rotor não pode ser equilibrado sobre um pedestal solto.
- Alinhamento impossível: precisão alinhamento não tem qualquer significado se o pedestal se puder mover.
- Acelera outros problemas: o excesso de vibração acelera desgaste dos rolamentos e fadiga noutras partes da máquina.
A folga do pedestal é um problema estrutural que deve ser corrigido como pré-requisito para um controle eficaz da vibração. Sua assinatura harmônica múltipla característica e comportamento não linear o tornam facilmente identificável, e a correção por meio do aperto adequado dos parafusos e do reparo estrutural geralmente é simples, melhorando imediatamente a vibração e a confiabilidade geral da máquina.
