Compreendendo o desvio do eixo na análise de vibração

Definição: O que é Runout?

Acabar é um termo geral para imperfeições em um rotor que produzem um sinal de uma vez por revolução (1x), mesmo quando o rotor está girando a uma velocidade muito baixa, onde forças dinâmicas como o desequilíbrio são desprezíveis. É uma medida da variação ou desvio total de uma superfície rotativa em relação a um círculo perfeito, em relação à linha central verdadeira do eixo. Um desafio fundamental na análise de vibração é que o desvio pode parecer exatamente como um desequilíbrio nos dados de vibração, mas não é um problema relacionado à massa e, portanto, não pode ser corrigido pelo balanceamento.

Tipos de Runout: Uma Distinção Crítica

É crucial distinguir entre os dois principais tipos de runout:

1. Desgaste mecânico

A excentricidade mecânica é uma verdadeira imperfeição física ou geométrica do eixo. Isso significa que a superfície do eixo não é perfeitamente redonda ou não está perfeitamente centralizada em seu eixo de rotação. Causas comuns incluem:

• Desvio de circularidade: O munhão do eixo é ligeiramente oval ou tem outras imperfeições de formato decorrentes da usinagem.
• Excentricidade: Um componente, como uma polia ou engrenagem, é usinado ou montado ligeiramente fora do centro em relação à linha central do eixo.
• Eixo dobrado ou arqueado: Uma curvatura permanente no eixo fará com que sua superfície se mova para dentro e para fora em relação a um ponto fixo enquanto ele gira.

O desvio mecânico pode ser medido diretamente usando um relógio comparador enquanto o eixo é girado lentamente com a mão.

2. Fuga elétrica

A falha elétrica não é um defeito físico, mas sim um erro de medição que ocorre exclusivamente com o não contato sondas de proximidade de correntes parasitasEssas sondas funcionam criando um campo magnético e detectando mudanças na superfície do eixo. Se a superfície do eixo apresentar variações localizadas em suas propriedades magnéticas ou elétricas, a sonda produzirá um sinal flutuante mesmo que a distância entre o eixo e a sonda seja perfeitamente constante.

As causas da falha elétrica incluem:

• Variações na permeabilidade do material: Um ponto localizado de magnetismo no eixo pode criar um forte sinal 1x. Isso pode acontecer se o eixo for magnetizado acidentalmente, por exemplo, por um relógio comparador com base magnética.
• Mudanças no acabamento da superfície: Arranhões, amassados ou marcas de ferramentas na “área de visualização” da sonda.
• Composição inconsistente do material: Variações na liga ou nas propriedades metalúrgicas do material do eixo.

A fuga elétrica é invisível para um indicador de mostrador, mas é uma fonte significativa de erro no monitoramento de vibração de turbomáquinas.

Por que o runout é um problema para diagnóstico e balanceamento

O sinal gerado por ambos os tipos de desvio ocorre a uma velocidade de rotação do eixo igual a 1x, que é a mesma frequência do desbalanceamento. Isso cria um grande problema:

• Pode ser confundido com desequilíbrio: Um analista pode observar um pico de vibração alto de 1x e diagnosticá-lo incorretamente como desequilíbrio, levando a tentativas de balanceamento desnecessárias e ineficazes.
• Interfere no equilíbrio: O sinal de desvio se soma ao sinal de desequilíbrio real. Para realizar um balanceamento preciso, o componente de desvio deve ser medido e subtraído vetorialmente do sinal de vibração total para isolar a resposta dinâmica real.

Compensação de runout: o vetor de rolagem lenta

Para resolver esse problema, os analistas usam uma técnica chamada compensação de desvio. Esta é uma etapa crítica na análise de qualquer máquina monitorada com sondas de proximidade.

1. Rolagem lenta: A máquina é operada em uma velocidade muito baixa (normalmente 200-500 RPM), onde as forças centrífugas do desequilíbrio são insignificantes.
2. Medir o vetor de rotação lenta: O vetor de vibração 1x (amplitude e fase) medido nessa baixa velocidade é quase inteiramente devido à excentricidade. Isso é chamado de vetor de "rotação lenta" ou "excentricidade".
3. Subtraia o vetor: Esse vetor de rotação lenta é então armazenado e subtraído vetorialmente do vetor de vibração 1x medido na alta velocidade operacional da máquina.

O resultado é o vetor 1x com compensação de desvio, que representa o movimento dinâmico real do eixo devido ao desbalanceamento e outras forças rotordinâmicas. Este valor compensado é o que deve ser usado para diagnósticos precisos e para calcular pesos de correção de balanceamento.

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