A forma de onda do tempo: a base da análise de vibração

Definição: O que é uma forma de onda temporal?

O forma de onda temporal (também conhecido como sinal no domínio do tempo) é o sinal bruto, não processado, de um transdutor de vibração, como um acelerômetro ou uma sonda de proximidade. É um gráfico que representa a amplitude instantânea da vibração no eixo vertical (Y) em relação ao tempo no eixo horizontal (X). É uma representação direta do movimento físico de vaivém da máquina no local do sensor durante um curto período.

O papel da forma de onda temporal no diagnóstico

Enquanto o espectro de frequência (FFT) é a principal ferramenta para diagnosticar a maioria das falhas em máquinas em regime permanente, a forma de onda temporal é uma ferramenta indispensável e complementar. A FFT calcula o conteúdo de frequência *média* ao longo do tempo da amostra. Ao fazer isso, às vezes pode obscurecer eventos de curta duração, transitórios ou não periódicos. A forma de onda temporal, no entanto, mostra exatamente o que aconteceu de momento a momento, tornando-a ideal para analisar:

• Eventos impulsivos: Ele mostra claramente impactos bruscos, que geralmente são o primeiro sinal de defeitos em rolamentos ou engrenagens.
• Modulação e Batidas: O padrão clássico de ascensão e queda de batendo é mais claramente visto na forma de onda do tempo.
• Eventos transitórios: Ele pode capturar eventos aleatórios e únicos que seriam calculados em uma FFT.
• Recorte de sinal: Ele mostra imediatamente se o sinal do sensor excedeu a faixa de entrada do analisador, o que invalidaria a FFT.
• Esfrega: Os sinais distorcidos e agudos do atrito do rotor geralmente são mais evidentes na forma de onda.

Um analista qualificado sempre analisa o espectro e a forma de onda temporal para obter uma imagem completa da saúde da máquina.

Como analisar uma forma de onda temporal

Analisar uma forma de onda temporal envolve examinar sua forma e características principais.

1. Amplitude de pico

A amplitude máxima (pico) na forma de onda é uma medida direta da força ou estresse máximo de um evento. Uma amplitude de pico alta em um sinal de baixa energia é um forte indicador de impactos.

2. Forma geral

Uma máquina saudável e bem balanceada geralmente apresenta uma forma de onda senoidal limpa na frequência de rotação de operação. Distorções nessa forma indicam a presença de outras frequências ou forças. Uma aparência "achatada" ou "cortada", por exemplo, é um sinal clássico de folga mecânica, onde o movimento do componente está sendo restringido.

3. Padrões repetitivos e periodicidade

Ao posicionar cursores no gráfico, um analista pode medir o tempo entre eventos repetidos.

• Medir o tempo entre os picos principais fornece a período da vibração fundamental, que pode ser invertida para encontrar sua frequência (Frequência = 1 / Período).
• Procurar por impactos menores e repetitivos “percorrendo” a forma de onda principal pode ajudar a identificar a frequência precisa de falhas em rolamentos ou engrenagens.

4. Parâmetros Estatísticos

Os valores estatísticos calculados a partir da forma de onda temporal são indicadores diagnósticos poderosos:

• RMS (Raiz Quadrática Média): Mede o conteúdo geral de energia do sinal.
• Fator de crista: A razão entre a amplitude de pico e o valor RMS. Um fator de crista alto (>>3) indica a presença de forte impacto.
• Curtose: Uma medida do "pico" do sinal. Um valor alto de curtose é altamente sensível a falhas iniciais nos rolamentos.

Forma de onda vs. espectro: uma parceria

A forma de onda temporal e o espectro de frequência são duas visões diferentes dos mesmos dados e funcionam melhor juntos:

• O espectro é excelente na separação de múltiplas frequências de estado estável, muito próximas umas das outras.
• O forma de onda destaca-se em mostrar a verdadeira amplitude dos impactos e a natureza de eventos não estacionários.

Por exemplo, o espectro pode mostrar um nível de ruído elevado, mas a forma de onda revelará que a causa é uma série de impactos repetitivos de baixa amplitude de uma falha de rolamento em desenvolvimento.

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