Compreendendo a fase na análise de vibração

Definição: O que é Fase de Vibração?

Fase é uma medida que descreve a relação de tempo entre dois sinais ou, mais comumente, o tempo de um sinal de vibração em relação a um ponto de referência específico em um eixo rotativo. É uma medida de "onde" a vibração está ocorrendo em relação à rotação do eixo. A fase é normalmente medida em graus, de 0° a 360°, representando uma revolução completa do eixo.

Enquanto a amplitude nos diz "quanto" uma máquina está vibrando e a frequência nos diz "quão rápido", a fase nos diz "como ela está se movendo". Isso torna a fase uma ferramenta poderosa para distinguir entre diferentes falhas que podem ocorrer na mesma frequência.

Como a fase é medida?

Para medir a fase, são necessários dois sinais:

1. Um sinal de vibração: Este é o sinal primário de um acelerômetro ou sonda de proximidade que mede a vibração da máquina.
2. Um sinal de referência: Este é um pulso de temporização de uma vez por revolução fornecido por um tacômetro. O tacômetro é apontado para um pedaço de fita reflexiva ou para uma ranhura no eixo, gerando um pulso preciso cada vez que a marca de referência passa pelo sensor.

O analisador de vibração mede então o atraso de tempo entre o pulso do tacômetro e o primeiro pico positivo do sinal de vibração a uma frequência específica (geralmente a velocidade de operação 1x). Ele converte esse atraso de tempo em um ângulo, que é a leitura de fase. Uma leitura de fase de 90° significa que o pico de vibração ocorre um quarto de volta após a marca de referência passar pelo tacômetro.

O poder diagnóstico da análise de fases

A fase não é apenas um número; ela fornece informações cruciais sobre a natureza do movimento. Ao realizar leituras de fase em diferentes pontos da máquina, um analista pode confirmar ou descartar diagnósticos específicos.

Confirmando o Desequilíbrio

Um caso clássico de desequilíbrio simples apresentará leituras de fase semelhantes (tipicamente dentro de ±30°) quando medidas na mesma direção radial (por exemplo, horizontal) em ambos os mancais de um rotor. Isso indica que todo o rotor está se movendo em conjunto, sendo "puxado" na mesma direção e ao mesmo tempo pelo ponto pesado.

Diagnosticando Desalinhamento

A fase é uma das formas mais definitivas de diagnosticar o desalinhamento do eixo. Quando as medições de fase axial são feitas em ambos os lados de um acoplamento, Deslocamento de fase de 180° (±30°) é um indicador clássico de desalinhamento angular. Esta leitura mostra que, enquanto um eixo se move para dentro (axial positivo), o outro eixo se move para fora (axial negativo), um sinal claro de um movimento de pivô no acoplamento.

Distinguindo Desequilíbrio de um Eixo Torto

Tanto o desbalanceamento quanto um eixo torto podem causar alta vibração de 1x RPM. A análise de fase pode diferenciá-los. Ao realizar leituras de fase axial em ambas as extremidades do mesmo eixo do motor ou da bomba, uma diferença de fase de 180° indica que o eixo está torto. As extremidades se movem em direções opostas à medida que o "arco" gira.

Identificação de folgas estruturais ou fundações rachadas

Quando as leituras de fase são erráticas, instáveis ou não repetíveis, isso geralmente sugere folga mecânica. Se as leituras de fase mudarem significativamente ao comparar a base da máquina com sua placa de base, isso indica um parafuso de ancoragem solto ou uma fundação rachada.

Confirmando a ressonância

À medida que a velocidade de uma máquina passa por uma ressonância (uma velocidade crítica), a fase da vibração 1x sofrerá uma mudança característica de 90° exatamente no pico da ressonância e uma mudança completa de 180° ao passar por toda a região de ressonância. Esta é uma maneira definitiva de confirmar uma condição de ressonância.

Uma ferramenta crítica para o equilíbrio

A fase também é indispensável para equilibragem do rotorA leitura de fase indica diretamente a localização angular do "ponto pesado" no rotor em relação à marca de referência. Isso informa ao técnico exatamente onde colocar o peso de correção para neutralizar o desequilíbrio.

Em resumo, sem a medição de fase, um analista de vibração trabalha apenas com parte do cenário. A análise de fase fornece o contexto crucial sobre como uma máquina está se movendo, permitindo um grau muito maior de confiança no diagnóstico.

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