Compreendendo o pé manco
Pé manco trata-se de uma situação comum em máquinas rotativas, na qual um ou mais dos pés de montagem da máquina não estabelecem um contacto total e plano com a placa de base ou a fundação à qual estão aparafusados. Quando os parafusos de fixação são apertados, a estrutura ou a carcaça da máquina é forçada a dobrar-se e a deformar-se para se adaptar à superfície de montagem irregular. Essa deformação induz tensões internas significativas, e essas tensões são a causa oculta de uma variedade surpreendente de problemas de fiabilidade — elevadas vibração, falha prematura dos rolamentos e a incapacidade de manter a precisão alinhamento among them.
Uma analogia simples é a de uma cadeira de quatro pernas que balança porque uma das pernas é ligeiramente mais curta. Quando alguém se senta nela, a estrutura da cadeira torce-se até que as quatro pernas toquem no chão. Uma máquina com uma condição de «pé mole» sofre exatamente este tipo de deformação da estrutura sempre que é aparafusada — só que a «cadeira» é um conjunto de precisão cujos furos dos rolamentos e o eixo têm de permanecer alinhados com uma precisão de frações de milímetro.
1. Os quatro tipos de pé mole
O pé manco apresenta-se em quatro formas reconhecidas, e identificar qual delas tem determina a forma como o deve corrigir:
- Pé manco paralelo: o tipo mais comum, em que um pé é simplesmente mais curto do que os outros, deixando um espaço plano e paralelo entre o pé e a placa de base. Corrige-se esta situação adicionando calços com a espessura medida.
- Pé manco angular: Isto ocorre quando um pé está dobrado ou a placa de base está inclinada, fazendo com que o pé apoie num ângulo. Apertar o parafuso força o pé a dobrar-se contra a base, deformando a estrutura. É necessário um calço cónico ou remaquinagem, e não uma pilha de calços planos.
- Pé manco esponjoso (induzido): causado por corrosão excessiva, detritos acumulados, tinta ou um número excessivo de calços (mais de quatro ou cinco) por pé. Quando o parafuso é apertado, o material compressível é esmagado, resultando num pé com uma sensação esponjosa e mole. A solução consiste em limpar a superfície e consolidar o conjunto de calços.
- Pé manco por força externa: causada por forças externas — tensão nos tubos, condutas ou contraventamentos estruturais — que puxam ou empurram a estrutura, levantando um dos pés da base. Nenhuma quantidade de calços resolve o problema; a carga externa causadora do problema deve ser aliviada (isto está intimamente relacionado com a distorção induzida pela tensão nos tubos).
2. Por que é que o pé manco constitui um problema grave
A deformação da estrutura causada pelo pé manco é uma causa principal comprovada de inúmeras avarias nas máquinas:
- Aumento da vibração: as tensões internas e a deformação criam uma condição de pré-carga que pode aumentar significativamente a vibração, manifestando-se frequentemente em velocidade de funcionamento (1×) e o seu harmónicos (2×, 3× e assim por diante) — o que faz com que seja fácil confundir com desequilíbrio ou desalinhamento. A estrutura deformada também pode reduzir a rigidez da construção em relação a uma ressonância da estrutura, agravando o problema.
- Dificuldades de alinhamento: É impossível obter um alinhamento preciso enquanto houver um pé mole. À medida que os parafusos são apertados e desapertados durante o processo de alinhamento, o quadro desloca-se de forma imprevisível, pelo que as leituras não serão repetíveis. A correção do pé mole é um pré-requisito obrigatório para um alinhamento preciso — qualquer trabalho de alinhamento deve começar com uma verificação do «pé mole».
- Falha nos rolamentos e nas vedações: A deformação da carcaça deforma os furos dos rolamentos, exercendo cargas desiguais sobre os rolamentos e provocando um desgaste prematuro desgaste dos rolamentos e avarias. Também pode forçar a abertura dos vedantes, causando fugas e os padrões de atrito associados a seal defects.
- Tensão no eixo e no acoplamento: a distorção provoca um desalinhamento interno dos rolamentos, o que pode deformar o eixo (uma arco de eixo) e sobrecarregar o acoplamento, acelerando defeitos de acoplamento.
O pé mole também está frequentemente associado a problemas gerais folga mecânica e folga no pedestal, pelo que uma investigação exaustiva deve analisar os três aspetos em conjunto, em vez de os tratar isoladamente.
3. Como detetar e corrigir o pé mole
O pé mole é normalmente detetado e corrigido durante um trabalho de alinhamento de precisão, utilizando comparadores ou um alinhamento de eixos a laser sistema. O fluxo de trabalho tem três etapas:
- Verificação inicial: Depois de desapertar todos os parafusos, deslize um apalpa-folgas por baixo de cada pé para detetar eventuais folgas evidentes. Esta verificação rápida revela frequentemente os problemas mais graves antes mesmo de os instrumentos serem montados.
- Medição sistemática: Para obter um resultado preciso, instale um comparador de ponteiro (ou utilize a rotina de pé mole do sistema laser) em cada pé. Zere o comparador com o parafuso apertado; em seguida, desaperte esse parafuso e verifique a distância a que o pé se eleva. Um deslocamento superior a cerca de 0,05 mm (0,002 pol.) indica, normalmente, um pé mole que necessita de correção. Desaperte apenas um parafuso de cada vez, para isolar a contribuição de cada pé.
- Correção: Coloque calços de aço inoxidável pré-cortados de alta qualidade por baixo do pé mole para preencher a folga medida e, em seguida, volte a verificar. Repita o procedimento em todos os pés até que o afrouxamento de qualquer parafuso individual produza um movimento dentro da tolerância. Evite usar muitos calços — empilhar demasiados calços acaba por recriar um pé mole esponjoso.
Calculadoras que agilizam o trabalho
Duas ferramentas gratuitas transformam essas medições em ação: uma calculadora de pé mole ajuda a quantificar a distorção da estrutura a partir das leituras do indicador, e um Calculadora da espessura do calço converte a folga medida no conjunto exato de calços a instalar. Assim que os pés estiverem nivelados, um calculadora de tolerâncias de alinhamento de eixos define limites realistas de desvio e angularidade para o alinhamento que se segue.
4. Pés moles no diagnóstico de vibrações
Uma vez que o «pé mole» imita o desequilíbrio e o desalinhamento no espetro — uma vibração 1× forte acompanhada de harmónicos —, constitui uma armadilha clássica para o analista desatento. O indício revelador é que o sintoma se altera quando se desaperta um parafuso do pé: se a vibração 1× diminuir visivelmente ao soltar um parafuso, a distorção da estrutura (e não um ponto de peso ou um veio curvado) está envolvido. Uma forma prática de confirmar isso é medir a amplitude e a fase com um instrumento portátil de dois canais analisador de vibrações como o Balanset-1A em cada rolamento, depois desaperte cada parafuso do pé, um de cada vez, e observe como o vetor 1× se desloca; um pé que altera a fase ou reduz a amplitude é o pé mole. Corrigir primeiro o pé mole garante que qualquer trabalho de equilíbrio ou alinhamento posterior avalie o verdadeiro estado do rotor, em vez de perseguir um fantasma criado por uma estrutura distorcida e um rigidez da fundação.
