Como posso saber se a vibração é causada por desequilíbrio ou desalinhamento?

O desequilíbrio produz um pico dominante exatamente a 1× RPM (velocidade do eixo) na direção radial, com fase estável e amplitude que aumenta com a velocidade (força de desequilíbrio ∝ velocidade²). O desalinhamento produz uma componente significativa a 2× RPM (frequentemente igual ou maior que 1×), forte vibração axial e um desfasamento de 180° através do acoplamento.

O que são frequências de defeitos em rolamentos (BPFO, BPFI, BSF, FTF)?

Essas são frequências características geradas quando um elemento rolante passa sobre um defeito em um componente específico do rolamento. BPFO (Frequência de Passagem da Esfera na Pista Externa), BPFI (Frequência de Passagem da Esfera na Pista Interna), BSF (Frequência de Rotação da Esfera), FTF (Frequência Fundamental do Trem de Rolamento). Elas dependem da geometria do rolamento e da velocidade do eixo.

Qual é um nível de vibração adequado para máquinas rotativas?

A norma ISO 10816-1 classifica a severidade da vibração por classe de máquina. Para máquinas industriais típicas (Classe II, 15-75 kW): Zona A (boa). 7.1 mm/s.

O Balanset-1A pode ser usado para análise de vibração?

Sim. O Balanset-1A inclui um analisador de vibração de 2 canais com visualização completa do espectro FFT (modo F8 — Charts, separador 'F5-Spectrum (Hz)') e um vibrómetro para comparação overall/1× (modo F5). Ambos os canais podem ser utilizados simultaneamente para comparação radial+axial.

Qual a diferença entre forma de onda no domínio do tempo e espectro FFT?

A forma de onda temporal mostra a amplitude da vibração ao longo do tempo — um fenômeno complexo quando há múltiplas falhas. A FFT decompõe essa amplitude em componentes de frequência individuais, criando um espectro onde cada pico corresponde a uma fonte específica.

O que causa a vibração subharmônica (0,5×)?

Subharmônicos a 0,5× RPM geralmente indicam folga mecânica severa, turbulência de óleo em mancais de deslizamento ou eixos trincados. Picos de meia ordem surgem de impactos que ocorrem a cada duas rotações.

Análise de vibração — Diagnóstico de Espectro Guia

📌 Artigo de referência canónico — vibromera.eu

Dos fundamentos da FFT ao diagnóstico de avarias: aprenda a ler espectros de vibração, calcular frequências de defeito de rolamentos, avaliar a severidade segundo a ISO 10816 e diagnosticar desequilíbrio, desalinhamento, folgas e defeitos de rolamentos e engrenagens — com ferramentas interativas e o Balanset-1A.

O fluxo de trabalho de diagnóstico neste guia é o mesmo que a Vibromera integra no Balanset-1A: espetro FFT, avaliação de severidade segundo a ISO 10816/20816 e equilibragem guiada de dois planos numa única unidade portátil.

Calculadoras de diagnóstico interativas

Ferramentas essenciais para análise de vibração — frequências de defeitos em rolamentos, frequência de engrenamento, avaliação da severidade e conversão de unidades.

🔵 Calculadora de Frequência de Defeitos em Rolamentos

Seleção rápida — Rolamento comum A geometria predefinida segue os designs clássicos SKF/FAG (design E para NU, ISO/J2 para cónicos 30xxx). O número de elementos rolantes varia consoante o fabricante e a geração — para diagnósticos críticos, introduza a geometria real do seu rolamento a partir da respetiva folha de dados.

Velocidade do eixo (RPM)

Número de elementos rolantes (n)

Diâmetro da esfera/rolo, Bd (mm)

Diâmetro primitivo, Pd (mm)

Ângulo de contacto, α (graus)

BPFO — Pista Exterior

—

BPFI — Pista Interior

—

BSF — Rotação de Bola/Rolo

—

FTF — Gaiola (Trem)

—

1 eixo = — Hz | Relação BPFO/BPFI: —

📏 Severidade ISO 10816 & RPM↔Hz & GMF

Velocidade de vibração (mm/s RMS)

Classe de máquina

Um bom

B Aceitável

Alerta C

Perigo D

🔄 Conversor RPM ↔ Hz

RPM

Frequência (Hz)

1× = 25.00 Hz | 2× = 50.00 Hz | 3× = 75.00 Hz | Período = 40.00 EM

⚙️ Frequência de Malha de Engrenagem (GMF)

Rotação do eixo (engrenagem motriz)

Número de dentes (engrenagem motriz)

Número de dentes (engrenagem movida) — opcional, para relação de transmissão

Frequência de Engrenamento (GMF)

—

2× GMF

—

3× GMF

—

Relação de transmissão

—

Velocidade do eixo acionado

—

RPM

Identificação de falhas num relance

Cada falha mecânica produz uma "impressão digital" característica no espectro de vibração.

⚖️

Desequilíbrio

1×

Pico dominante na velocidade do veio. Radial. Força ∝ velocidade². Fase estável.

🔧

Desalinhamento

2× (+ 1×, 3×)

Forte segundo harmónico. Alto sinal axial. Fase de 180° no acoplamento.

🔩

Frouxidão

1×,2×,3×...n×

"Floresta" de harmónicos. Pode apresentar sub-harmónicos de 0,5×.

🔵

Defeito no rolamento

BPFO/BPFI/BSF

Picos não síncronos. Bandas laterais em 1×. Elevação do nível de ruído.

⚙️

Falha na engrenagem

FGM ± 1×

Frequência de engrenamento com bandas laterais na velocidade do eixo.

📊 Tabela de Referência Diagnóstica Completa

Falha	Frequência primária	Harmónicos	Direção	Comportamento de fase	Principal característica distintiva
Desequilíbrio estático	1×	Baixo/nenhum	Radial (H,V)	Em fase, ambos os rolamentos	Sinusoide 1× pura. Força ∝ velocidade².
Desequilíbrio dinâmico	1×	Baixo/nenhum	Radial (H,V)	~180° entre os rolamentos	1× dominante, rolamentos fora de fase (par).
Desalinhamento paralelo	2× (≥ 1×)	1×, 3×	Radial	180° através do acoplamento	2× frequentemente > 1×. Alta radial no acoplamento.
Desalinhamento angular	1×, 2×	3×	Dominância axial	180° através do acoplamento (axial)	Alto axial. Axial ≥ 50% do radial.
Folga do componente	1×,2×...10×+	Muitos (~10×)	Radial	Errático	"Floresta" de harmónicos. Possível sub-harmónico de 0,5×.
Afrouxamento estrutural	1× ou 2×	Poucos acima de 2×	Vertical	Instável	Forte vertical. Responde à verificação do parafuso.
Pista externa (BPFO)	BPFO, 2×BPFO...	BPFO múltiplo	Radial	N/A	Não síncrono. Sem bandas laterais 1×.
Pista interior (BPFI)	BPFI, 2×BPFI…	BPFI múltiplo	Radial	Modulado em 1×	Harmónicos BPFI com bandas laterais de ±1×.
Elemento rolante (BSF)	BSF, 2×BSF...	BSF múltiplo	Radial	N/A	2×BSF geralmente > 1×BSF. Não síncrono.
Gaiola (FTF)	FTF ≈ 0,4×	2,3× FTF	Radial	N/A	Fundamental < 1×; os harmónicos podem exceder 1×.
Engrenagem	GMF=N×1×	2,3 × FGM	Radial+axial	Modulado em 1×	GMF com bandas laterais. N = dentes.
Elétrico (motor)	2× frequência da linha	—	Radial	Descida ao desligar	100/120 Hz. Teste de queda instantânea.

Demonstração Interativa do Espectro FFT — 17 Cenários de Avaria

Selecione um tipo de falha para visualizar a forma de onda característica no domínio do tempo e o espectro de frequência. Compare os padrões para identificar a causa raiz.

Linha de base

Desequilíbrio

Desalinhamento

Frouxidão

Rolamentos

Engrenagens

Outros

Condição normal de operação — vibração baixa e estável. Pequeno pico de 1× devido ao desequilíbrio residual. Espectro limpo.

Domínio do tempo (forma de onda)

Espectro de frequência (FFT)

O que é análise de vibração?

Resposta rápida

Análise de vibração É o processo de medir e interpretar as oscilações mecânicas de máquinas rotativas para diagnosticar falhas sem desmontagem. Utilizando FFT (Transformada Rápida de Fourier), o sinal de vibração complexo é decomposto em componentes de frequência individuais. Cada falha produz uma "impressão digital" espectral característica: desequilíbrio a 1× RPM, desalinhamento Em 2×, folga como múltiplos harmónicos, defeitos de rolamento em frequências não síncronas. O Balanset-1A Realiza tanto o balanceamento como a análise de espectro num único instrumento portátil.

Toda a máquina rotativa vibra. Numa máquina saudável, a vibração é baixa e estável — a sua "assinatura de funcionamento" normal. À medida que os defeitos se desenvolvem, a vibração muda de formas previsíveis. Ao medir e analisar essas mudanças, podemos identificar a causa raiz, prever a falha e agendar a manutenção antes de uma avaria catastrófica. Esta é a base de manutenção preditiva.

FFT: O Núcleo da Análise Espectral

Um sensor de vibração (acelerómetro) converte a oscilação mecânica num sinal elétrico. Exibido ao longo do tempo, este é o forma de onda — uma curva complexa e aparentemente caótica quando há múltiplas falhas. A FFT (Transformada Rápida de Fourier) decompõe este sinal complexo em componentes sinusoidais individuais, cada um com a sua própria frequência e amplitude.

Pense na FFT como um prisma que decompõe a luz branca num arco-íris. A forma de onda complexa é "luz branca" — a FFT revela as "cores" (frequências) individuais escondidas lá dentro. O resultado é o espetro de vibração — a principal ferramenta de diagnóstico.

Frequência de rotação

f₁ₓ = RPM / 60 (Hz)

1× = frequência de rotação do eixo — a referência para toda a análise espectral

Parâmetros-chave do espectro

Frequência (eixo X, Hz): Com que frequência ocorrem as oscilações. Diretamente relacionado com a fonte. 1× = velocidade do veio. 2× = o dobro da velocidade do veio.
Amplitude (eixo Y, mm/s RMS): Intensidade da vibração em cada frequência. Picos mais altos = mais energia = condição mais severa.
Harmónicos: Múltiplos inteiros da fundamental: 2× (2.ª), 3× (3.ª), 4×, etc. A sua presença e altura relativa contêm informação de diagnóstico.
Fase (°): Relação temporal em diferentes pontos de medição. Essencial para distinguir desequilíbrio (em fase) de desalinhamento (180°).

Unidades de Medição de Vibração: Deslocamento, Velocidade, Aceleração

A vibração pode ser medida como três parâmetros físicos diferentes. Cada um enfatiza diferentes gamas de frequência, tornando-os adequados a diferentes tarefas de diagnóstico. Compreender quando utilizar cada parâmetro é fundamental para uma análise eficaz.

📏 Deslocamento

µm (pico a pico) ou mil

Melhor alcance: 1-100 Hz

Mede como distante a superfície se move. Realça as frequências baixas — ideal para máquinas de baixa velocidade, análise da órbita do veio e sondas de proximidade em chumaceiras de deslizamento. 1 mil = 25,4 µm.

📈 Velocidade

mm/s (RMS)

Melhor alcance: 10-1000 Hz

Mede como rápido A superfície move-se. parâmetro padrão Para monitorização geral de máquinas conforme a norma ISO 10816. A resposta de frequência plana atribui igual importância à maioria dos tipos de falha. O Balanset-1A mede em mm/s RMS.

💥 Aceleração

m/s² ou g (RMS/pico)

Melhor alcance: 500 Hz – 20 kHz

Mede o força da vibração. Realça as frequências altas — ideal para defeitos precoces de rolamentos, engrenamento de engrenagens e impactos. 1 g = 9,80665 m/s². Utilizado para análise de envolvente/demodulação.

Quando usar cada parâmetro

Parâmetro	Unidade	Faixa de frequência	Melhor para	Padrões
Deslocamento	µm pico a pico	1-100 Hz	Máquinas lentas (< 600 RPM), órbita do eixo, sensores de proximidade, mancais de deslizamento (referência — não medida pelo Balanset-1A)	ISO 7919 (vibração do eixo)
Velocidade	mm/s RMS	10-1000 Hz	Monitorização geral de máquinas — desequilíbrio, desalinhamento, folga. Parâmetro padrão. O parâmetro nativo (e único) do Balanset-1A.	ISO 10816, ISO 20816
Aceleração	g ou m/s² RMS	500 Hz – 20 kHz	Defeitos prematuros em rolamentos, engrenamento, impactos, máquinas de alta velocidade (referência — não medida pelo Balanset-1A)	ISO 15242 (vibração de rolamentos)

Conversão a uma única frequência

v = 2πf · d | a = 2πf · v = (2πf)² · d

d = deslocamento (m), v = velocidade (m/s), a = aceleração (m/s²), f = frequência (Hz). Todas as grandezas devem utilizar a mesma convenção de amplitude (todas em pico, todas em pico a pico, ou todas em RMS) — misturar deslocamento pico a pico com velocidade RMS introduz um erro de ~2,8×.

💡 Regra prática

Se tiver apenas um sensor e um parâmetro para escolher — Selecione a velocidade (mm/s RMS). Abrange a mais ampla gama de falhas comuns com resposta plana. O Balanset-1A utiliza este como parâmetro nativo. Adicione a medição de aceleração apenas quando precisar detetar defeitos em fase inicial de rolamentos ou engrenagens a altas frequências.

Técnica de medição com Balanset-1A

📋 Especificação de Medição do Balanset-1A

O Balanset-1A mede velocidade de vibração, mm/s RMS (0,2–80 mm/s). Banda de medição: 5-1000 Hz; o sensor é plano dentro de ±10% até ~550 Hz, com compensação de roll-off apenas na apresentação acima desse valor. O espectro no ecrã (definição "Spectrum, Hz") estende-se até 8 kHz — um intervalo de exibição, não uma afirmação de precisão de medição. Não existem modos de deslocamento ou aceleração nem envelope/demodulação — as secções sobre aceleração, análise de envelope e cavitação abaixo são material de referência.

Posicionamento do sensor

A qualidade do diagnóstico depende inteiramente da qualidade da medição. As forças de vibração são transmitidas pelos rolamentos, portanto, os sensores devem ser montados nas caixas dos rolamentos — o mais próximo possível do rolamento, na estrutura de suporte de carga (não nas tampas ou aletas de refrigeração).

Preparação da superfície: Superfície limpa, plana e sem lascas de tinta. A base magnética deve assentar completamente em contacto com a superfície.
Radial horizontal (H): Perpendicular ao eixo, plano horizontal. Geralmente de maior amplitude.
Radial vertical (V): Perpendicular ao eixo, plano vertical.
Axial (A): Paralelo ao eixo. Crítico para detetar desalinhamentos.

💡 Truque de diagnóstico de dois canais

O Balanset-1A possui 2 canais. Para diagnóstico, monte ambos os sensores no... mesmo rolamento — um radial, um axial. Isto dá espectros radial + axial simultâneos, permitindo a deteção instantânea de desalinhamento.

Modos de diagnóstico do Balanset-1A

F8 — Charts → separador "F5-Spectrum (Hz)": Visualização completa do espectro FFT. O modo de diagnóstico principal. Os outros separadores Charts — F2-Overall, F3-1x, F4-Harmonics (1x..Nx), e F6-Orbit — cobrem a vibração global, o acompanhamento 1×, os padrões harmónicos e a órbita do eixo.
F5 — Vibration Meter: Avaliação rápida. Compare V1s (RMS total) com V1o (1×). Se V1s ≈ V1o → desequilíbrio. Se V1s ≫ V1o → outras falhas.
F6 — Reports: Arquivo de medições e relatórios HTML — utilize-o para guardar valores de referência.
F9 — Route Inspection: Rotas de medição guiadas com zonas de tendência segundo a ISO 10816-1 — para rondas de monitorização regulares.

⚠️ V1s vs. V1o — O primeiro teste de diagnóstico

Antes de balancear, compare V1s com V1o. Se V1s ≫ V1o (por exemplo, 8 vs. 2 mm/s), a maior parte da vibração NÃO é causada por desequilíbrio. O balanceamento não resolverá o problema — examine todo o espectro.

Análise de Fase — O Diferenciador de Diagnóstico

A frequência indica-lhe o que está a vibrar; a fase diz-lhe como. Duas falhas podem produzir espectros idênticos (ambos dominados por 1×) — só a análise de fase os distingue. A fase é a relação angular entre a vibração em diferentes pontos de medição, medida em graus (0°–360°).

🧭 Fase → Tabela de Referência de Diagnóstico

Relação de Fase	Pontos de medição	Diagnóstico	Explicação
0° (em fase)	Rolamento 1 ↔ Rolamento 2 (radial)	Desequilíbrio estático	Ambos os rolamentos movem-se em sincronia — um único ponto pesado no centro do rotor. Correção de plano único.
~180° (em antifase)	Rolamento 1 ↔ Rolamento 2 (radial)	Desequilíbrio dinâmico (de par)	Os rolamentos oscilam em oposição — dois pontos pesados em planos diferentes criam um binário oscilante. É necessária uma correção em dois planos.
~90°	Horizontal ↔ Vertical (mesmo mancal)	Desequilíbrio (qualquer tipo)	Normal para desequilíbrio — o vetor de força gira com o eixo, produzindo um ângulo de aproximadamente 90° entre H e V no mesmo ponto.
~180°	Através do acoplamento (radial)	Desalinhamento paralelo	As forças de acoplamento empurram os eixos em direções radiais opostas. Um desfasamento de 180° no acoplamento com elevada amplitude a 2× é a assinatura característica.
~180°	Através do acoplamento (axial)	Desalinhamento angular	Os eixos alternam entre empurrar e puxar axialmente. Um desfasamento axial de 180° através do acoplamento com 1× e 2× elevados é definitivo.
0°	Através do acoplamento (axial)	Não é desalinhamento.	Ambos os lados a mover-se na mesma direção axial — provavelmente expansão térmica, tensão na tubagem ou pé mole. Não se trata de desalinhamento angular.
Errático/instável	Quaisquer pontos consistentes	Folga mecânica	As leituras de fase saltam aleatoriamente entre as medições — característica de impactos em juntas frouxas. Fase instável = folga.
A derivar lentamente	Em qualquer ponto, ao longo do tempo.	Ressonância ou efeitos térmicos	A mudança gradual de fase durante o aquecimento sugere que a rigidez estrutural está a mudar com a temperatura (desalinhamento térmico).
Consistente, não 0/180°	Rolamento 1 ↔ Rolamento 2	Desequilíbrio combinado estático + de par	Uma fase entre 0° e 180° indica uma mistura de componentes estáticos e de binário — requer balanceamento em dois planos.

💡 Medição de fase com Balanset-1A

O Balanset-1A apresenta a fase em 1× (a leitura F1° no modo vibrómetro) utilizando o tacómetro como referência. Para comparar a fase entre dois rolamentos, meça cada rolamento na mesma direção (por exemplo, horizontal) com o tacómetro na mesma marca de referência. A diferença nas leituras de fase revela o tipo de avaria. Não é necessário software especial — basta subtrair as duas leituras.

Falha 1: Desequilíbrio

Causa: Centro de massa deslocado do eixo de rotação. Tolerâncias de fabrico, acumulação de depósitos, erosão, pá partida, peso perdido.

Espetro: Pico dominante exatamente em 1× RPM. Harmónicos muito baixos. Vibração radial. O desequilíbrio força cresce com a velocidade²; a amplitude de vibração aumenta com a velocidade, com a relação exata a depender da proximidade à ressonância. A fase é estável e repetível.

Desequilíbrio Estático (Plano Único)

Pico puro de 1×, forma de onda sinusoidal. Ambos os mancais em fase. Correção de plano único.

Desequilíbrio estático — dominante 1× a 25 Hz (1500 RPM). Harmónicos mínimos.

Desequilíbrio dinâmico (dois planos / par)

Também dominante em 1×, mas com os rolamentos desfasados em cerca de 180°. Correção em dois planos necessária.

Desequilíbrio dinâmico — 1× dominante. Espectro semelhante ao estático, mas a fase difere nos mancais.

Ação: Executar balanceamento do rotor com o Balanset-1A. Tolerância de grau G por ISO 1940-1.

Falha 2: Desalinhamento do eixo

Causa: Os eixos de veios acoplados não coincidem. Podem ser paralelos (deslocados) ou angulares (inclinados), geralmente ambos.

Desalinhamento paralelo (radial)

Altos valores de 1× e 2× na direção radial. 2× frequentemente ≥ 1×. Desfasagem de 180° no acoplamento.

Desalinhamento paralelo — direção radial. Forte 1× e 2× com leve 3×.

Desalinhamento angular — Radial

1× e 2× presentes na direção radial — qualquer um pode dominar, pelo que o espectro radial por si só não é conclusivo. A medição axial é que decide.

Desalinhamento angular — radial (R). Tanto 1× como 2× elevados (2× > 1× neste exemplo).

Desalinhamento angular — Axial

Vibração axial ≥ 50% da radial, tipicamente dominada por 1× com 2× e 3× elevados. Fase de 180° através do acoplamento, no sentido axial. Esta é a medição-chave para a distinção.

Desalinhamento angular — axial (A). 1× dominante com 2× e 3× fortes na direção axial.

Ação: O balanceamento NÃO ajudará. Pare a máquina e faça o alinhamento do eixo. Verifique novamente a vibração depois.

Falha 3: Afrouxamento mecânico

Causa: Perda de rigidez estrutural — parafusos soltos, rachaduras na fundação, assentos dos rolamentos desgastados, folgas excessivas.

Folga dos componentes

"Floresta" de harmónicos — 1×, 2×, 3×, 4×… até 10×+ com amplitude decrescente. Pode apresentar sub-harmónicos de 0,5×.

Folga de componente — muitos harmónicos de 1× a 10×. Note a subharmónica na região 0.4–0.5×.

Folga estrutural

Dominância em 1× e/ou 2×. Poucos harmónicos superiores. Forte vibração vertical.

Soltura estrutural — predominância de 1× e 2×. Harmónicos superiores mínimos.

Ação: Inspecione e aperte os parafusos de fixação. Verifique a base. Sempre verifique se há folga. antes de equilibragem.

Falha 4: Defeitos nos rolamentos

Causa: Presença de corrosão por pite, lascamento e desgaste nas pistas de rolamento, nos elementos rolantes ou na gaiola.

Frequências de defeitos em rolamentos

BPFO = (n/2)(1 − Bd/Pd·cos α) · f_s
BPFI = (n/2)(1 + Bd/Pd·cos α) · f_s
BSF = (Pd/2Bd)(1 - (Bd/Pd·cos α)²) · f_s
FTF = ½(1 − Bd/Pd·cos α) · f_s

n = elementos rolantes | Bd = diâmetro da esfera | Pd = diâmetro do passo | α = ângulo de contacto | f_s = RPM/60

Defeito da pista externa (BPFO)

Série de picos em BPFO, 2×BPFO, 3×BPFO… Sem bandas laterais 1× (anel estacionário). Falha mais comum em rolamentos.

Defeito na pista externa — harmónicos BPFO em frequências não síncronas. Sem bandas laterais.

Defeito da Pista Interior (BPFI)

Harmónicos BPFI com bandas laterais de ±1× (anel rotativo, modulação da zona de carga). O padrão da banda lateral é o principal identificador.

Defeito na pista interior — harmónicos BPFI com bandas laterais de ±1× (picos menores flanqueando os picos principais).

Defeito de elemento rolante (BSF)

Harmónicos BSF. 2×BSF frequentemente dominante. Não síncronos. Frequentemente acompanhados por danos na pista.

Defeito no elemento rolante — harmónicos BSF. Observe que 2×BSF é o valor mais alto (dano em dois elementos).

Defeito na gaiola (FTF)

Fundamental subsíncrona (FTF ≈ 0.4× velocidade do veio); os seus harmónicos podem estender-se acima de 1×. Baixa frequência. Frequentemente acompanha outros danos nos rolamentos.

Defeito na gaiola — a fundamental FTF é subsíncrona (abaixo de 1×); os seus harmónicos podem estender-se acima de 1× da velocidade do veio.

Progressão de Defeitos em Rolamentos (4 Fases)

Estágio 1 — Subsuperfície: Zona ultrassónica / de emissão acústica (aproximadamente 20–60 kHz). Não visível na FFT padrão. Detetável por energia de picos / envolvente.

Estágio 2 — Defeito inicial: Os impactos excitam as frequências naturais do rolamento (aproximadamente 500–2000 Hz); as frequências de defeito discretas (BPFO, BPFI) aparecem com baixa amplitude perto do final desta fase. O Balanset-1A deteta de forma fiável as frequências de defeito discretas (dezenas a centenas de Hz) a partir do final da Fase 2.

Estágio 3 — Progressivo: Múltiplos harmónicos. As bandas laterais desenvolvem-se. O nível de ruído aumenta.

Estágio 4 — Avançado: Ruído de banda larga. As frequências de rolamento podem desaparecer no ruído. Substituição urgente.

Análise de Envoltória (Desmodulação) — Detecção Precoce de Defeitos em Rolamentos

A análise espectral FFT padrão deteta defeitos de rolamentos a partir do final da Fase 2. Antes disso, os impactos do rolamento são demasiado fracos — e de frequência demasiado elevada — para aparecerem acima do nível de ruído. Análise de envelope (também chamada de demodulação ou detecção de alta frequência, HFD) estende a detecção a fases muito mais precoces.

Como funciona

Quando um elemento rolante atinge um defeito, gera um breve pulso de impacto que excita ressonâncias estruturais de alta frequência (tipicamente de 5 a 20 kHz). Estas ressonâncias "ressoam" brevemente a cada impacto. A análise de envelope funciona em três etapas:

Filtro passa-banda: Isole a faixa de ressonância de alta frequência (por exemplo, 5–15 kHz) onde os impactos reverberam.
Retificar e envolvente: Extraia o padrão de modulação de amplitude — o "envelope" que segue os picos da oscilação.
FFT do envelope: Aplique a FFT ao sinal do envelope. O resultado mostra o taxa de repetição de impactos — o que equivale às frequências de defeitos nos rolamentos (BPFO, BPFI, BSF, FTF).

Por que o Envelope detecta mais cedo

No espectro bruto, um impacto fraco no BPFO pode produzir 0,1 mm/s — invisível em meio ao ruído da máquina de 2 mm/s. Mas esse mesmo impacto excita uma ressonância em 8 kHz, onde não há outra fonte de vibração. Após a demodulação, o padrão de repetição do BPFO emerge claramente de um fundo limpo.

Parâmetros relacionados

Energia de pico (SE): Medição geral da energia de impacto de alta frequência. Valor de tendência escalar. Útil para triagem "aprovado/reprovado".
gSE / HFD / PeakVue: Nomes específicos do fornecedor para parâmetros derivados do envelope. Todos baseados no mesmo princípio.
Envolvente de aceleração: O Balanset-1A mede em velocidade (mm/s). Para uma análise de envelope completa, um analisador dedicado com entrada de aceleração e capacidade de filtragem passa-banda é ideal. No entanto, a FFT do Balanset-1A ainda consegue detetar eficazmente as frequências discretas de defeitos de rolamentos no espectro de velocidade padrão a partir do final da Fase 2.

Espectro de envoltória do defeito na pista interna — os harmónicos BPFI emergem claramente do sinal de alta frequência desmodulado. Compare com o espectro de velocidade bruto, onde estes podem estar ocultos no ruído.

Ação: Verificar lubrificação. Planear a substituição dos rolamentos. Aumentar a frequência de monitorização.

Falha 5: Defeitos na engrenagem

Causa: Dentes desgastados, corroídos ou quebrados. Excentricidade da engrenagem. GMF = número de dentes × RPM do eixo / 60.

Excentricidade da engrenagem

GMF com bandas laterais a ±1× da velocidade do eixo. O 1× da engrenagem também pode ser elevado.

Excentricidade da engrenagem — GMF a 500 Hz com bandas laterais de ±1×. Elevada em 1×.

Desgaste/danos nos dentes da engrenagem

Múltiplos harmónicos GMF com bandas laterais densas. A intensidade acompanha a contagem e a amplitude das bandas laterais.

Desgaste da engrenagem — GMF e 2×GMF com múltiplas bandas laterais em intervalos de 1×.

Ação: Verifique se há partículas metálicas no óleo da caixa de engrenagens. Agende uma inspeção. Monitorize a tendência da banda lateral GMF.

Avaria 6: Avarias Elétricas (Motores)

Falhas eletromagnéticas produzem vibração em 2× frequência da linha (100 Hz em redes de 50 Hz, 120 Hz em redes de 60 Hz). Teste crítico: a vibração desaparece. imediatamente Quando há um corte de energia, as falhas mecânicas dissipam-se gradualmente.

Excentricidade do estator: 2× frequência da linha, amplitude constante.
Defeitos na barra do rotor: Bandas laterais em torno da velocidade de funcionamento 1×, espaçadas à frequência de passagem de polos (deslizamento × número de polos — tipicamente 0,5–2 Hz, pelo que é necessária uma resolução de frequência fina para as separar). Também pode aparecer uma frequência de passagem de barras do rotor (número de barras × velocidade do eixo) com bandas laterais à frequência de linha 2×.
Pé macio: A vibração muda quando os pés individuais do motor são afrouxados.

Falha 7: Problemas na transmissão por correia

Causa: Correias desgastadas, desalinhadas ou com tensão inadequada. As transmissões por correia geram vibração no frequência de passagem da correia, que normalmente é uma frequência subsíncrona (abaixo de 1× a velocidade do eixo), visto que a correia é mais longa que a circunferência da polia.

Frequência da correia

f_correia = (π · D · RPM) / (60 · L)

D = diâmetro da polia (m) | L = comprimento da correia (m) | RPM = velocidade da polia

Assinaturas de cinto comuns

Desgaste/defeito da correia: Picos na frequência da correia (f_correia) e os seus harmónicos (2×, 3×, 4× f_correia). A fundamental aparece abaixo de 1× da velocidade do veio — um pico subsíncrono é o indicador-chave; harmónicos superiores podem estender-se acima de 1×.
Desalinhamento da correia: Vibração axial elevada a 1× e 2× da velocidade do eixo. Semelhante ao desalinhamento do eixo, mas restrita à máquina acionada por correia.
Tensão inadequada: Vibração elevada (1×) que varia drasticamente com o ajuste da tensão da correia. Correias muito apertadas aumentam a carga nos rolamentos; correias frouxas causam batimentos e picos na frequência da correia.
Ressonância: A frequência natural da correia ("flutter" da correia) pode ser excitada se a ressonância do vão da correia coincidir com a velocidade de operação. É visível como um pico amplo na frequência natural da correia.

Defeito de acionamento por correia — a fundamental da frequência da correia é subsíncrona; os seus harmónicos estendem-se até e acima de 1× da velocidade do veio (25 Hz).

Ação: Verifique o estado da correia, a tensão e o alinhamento da polia. Substitua as correias desgastadas. Para problemas recorrentes, verifique o alinhamento da polia com uma ferramenta a laser ou uma régua.

Falha 8: Cavitação da bomba

Causa: As bolhas de vapor formam-se e colapsam violentamente quando a pressão local desce abaixo da pressão de vapor do líquido — tipicamente na aspiração da bomba. Cada colapso de bolha cria um microimpacto. Milhares de colapsos por segundo geram um ruído característico de banda larga.

Assinatura Espectral

Energia de banda larga: Ao contrário das falhas mecânicas (que produzem picos discretos), a cavitação gera um piso de ruído elevado e irregular, espalhado por uma banda de frequência larga — no gráfico abaixo, desde aproximadamente 200 Hz até ao limite do intervalo apresentado. O espectro parece uma "elevação" ou um planalto elevado, em vez de picos nítidos.
Aleatório, não periódico: Sem harmónicos, sem relação com a velocidade do veio. O ruído soa como "cascalho" ou "crepitações" — audível mesmo sem instrumentos.
Efeitos de baixa frequência: A cavitação severa também pode causar instabilidade em 1× e ruído de banda larga de baixa frequência devido à turbulência do fluxo.

Cavitação da bomba — ruído de banda larga de alta frequência (nível elevado acima de 200 Hz). Sem picos discretos — contraste com defeitos em rolamentos, que apresentam frequências específicas.

Ação: Aumente a pressão de sucção (baixe a bomba, abra a válvula de sucção, reduza as perdas na tubagem de sucção). Verifique o NPSH._disponível vs. NPSH_obrigatório. Reduza a velocidade da bomba, se possível. A cavitação causa danos por erosão rápida — não a ignore.

Falha 9: Redemoinho e chicoteamento de óleo (Mancais de deslizamento)

Causa: Instabilidade do filme de óleo em chumaceiras (casquilhos). A cunha de óleo força o eixo a orbitar dentro da folga da chumaceira a uma frequência sub-síncrona. Isto é distinto dos defeitos de rolamentos de elementos rolantes e ocorre apenas em chumaceiras lisas. A visualização da órbita do eixo — o F8 — Charts → separador F6-Orbit no Balanset-1A — é a forma clássica de observar o comportamento de chumaceiras de deslizamento.

Redemoinho de óleo

Frequência: Aproximadamente 0,42× a 0,48× velocidade do eixo (frequentemente citada como ~0,43×). Este é um pico sub-síncrono que acompanha a velocidade do eixo — se a RPM aumenta, a frequência de precessão aumenta proporcionalmente.
Espetro: Um único pico em torno de 0,43× que se desloca com a velocidade. A amplitude pode ser moderada.
Estado: Precursor do chicote de óleo. Geralmente não é imediatamente destrutivo, mas indica instabilidade.

Chicote de óleo

Frequência: Trava primeiro no rotor frequência natural (velocidade crítica). Ao contrário do whirl, ele NÃO acompanha a velocidade do eixo — a frequência permanece constante conforme a RPM muda.
Espetro: Pico sub-síncrono acentuado na primeira velocidade crítica do rotor. A amplitude pode ser muito alta — destrutiva.
Estado: Perigoso. É necessária uma ação imediata. Pode causar a destruição do rolamento e danos no eixo.

Turbilhão de óleo — pico sub-síncrono em ~0,43× a velocidade do eixo (≈ 10,7 Hz para 1500 RPM). Distinto da folga de 0,5×.

⚠️ Redemoinho de óleo vs. folga — Como distinguir

Ambos produzem picos sub-síncronos, mas: Redemoinho de óleo situa-se em ~0.42–0.48× (não é uma ordem-meia exata), enquanto frouxidão gera picos exatamente em 0.5×, 1.5×, 2.5× — frações precisas de meia ordem. Ambos acompanham a velocidade do veio à medida que esta muda; o que não acompanha a velocidade é chicote de óleo, que se fixa na primeira frequência crítica do rotor. O Oil Whirl só ocorre em chumaceiras de deslizamento — se a máquina tiver rolamentos de rolos, não pode ser Oil Whirl.

Ação: Para vorticidade de óleo (oil whirl): verifique a folga do mancal, a viscosidade do óleo e a carga. Aumente a carga no mancal ou altere a viscosidade do óleo. Para chicoteamento de óleo (oil whip): reduzir a velocidade imediatamente abaixo do limite crítico. Consulte um especialista em dinâmica de rotores.

ISO 10816 Severidade de Vibração — Tabela de Classificação

A ISO 10816-1 (a parte geral da série ISO 10816, substituída pela ISO 20816 mas ainda amplamente referenciada) define zonas de severidade de vibração para quatro classes de máquinas. A vibração é medida como velocidade em mm/s RMS nas caixas dos rolamentos. A tabela abaixo mostra todos os limites de zona para as quatro classes — utilize-a como referência rápida ao avaliar medições. Note-se que a ISO 10816-3 (atualmente ISO 20816-3), que abrange máquinas industriais acima de 15 kW a funcionar entre 120 e 15 000 RPM, utiliza um esquema diferente — dois grupos de máquinas com classes de apoio rígido ou flexível — em vez das Classes I–IV aqui apresentadas.

📋 Zonas de severidade de vibração ISO 10816-1 — Classes de máquinas I–IV (mm/s RMS)

Classe de máquina	Zona A Bom	Zona B Aceitável	Zona C Alerta	Zona D Perigo
Classe I Máquinas pequenas ≤ 15 kW (bombas, ventiladores, compressores)	≤ 0,71	0,71 – 1,8	1,8 – 4,5	> 4,5
Classe II Máquinas médias de 15 a 75 kW (sem fundação especial)	≤ 1,12	1,12 – 2,8	2,8 – 7,1	> 7,1
Classe III Máquinas de grande porte > 75 kW (fundação rígida)	≤ 1,8	1,8 – 4,5	4,5 – 11,2	> 11,2
Classe IV Máquinas de grande porte > 75 kW (fundação flexível, por exemplo, estrutura de aço)	≤ 2,8	2,8 – 7,1	7,1 – 18	> 18

📌 Como usar esta tabela

Passo 1: Determine a classe da sua máquina pela potência e pelo tipo de fundação.
Passo 2: Meça a velocidade de vibração total (mm/s RMS) em cada alojamento do rolamento na direção radial.
Passo 3: Encontre a zona. Zona A = recém-comissionado ou excelente. Zona B = operação irrestrita a longo prazo. Zona C = aceitável apenas por períodos limitados — manutenção programada. Zona D = Estão a ocorrer danos — pare a máquina o mais rapidamente possível.

Lembrar: As tendências importam mais do que os valores absolutos. Uma máquina a funcionar a 2,4 mm/s (Zona B para a Classe II) que estava anteriormente a 1,2 mm/s duplicou — investigue a causa mesmo que ainda esteja "aceitável." O modo vibrómetro do Balanset-1A (F5) apresenta a velocidade global V1s para uma avaliação instantânea da zona.

⚠️ ISO 10816 vs. ISO 20816

A norma ISO 10816 foi formalmente substituída pela ISO 20816 (publicada entre 2016 e 2022). Os limites das zonas permanecem semelhantes para a maioria dos tipos de máquinas, mas a ISO 20816 adiciona critérios de avaliação para deslocamento e expande as partes específicas para cada máquina. Na prática, os valores da ISO 10816 continuam a ser a referência padrão do sector. Tanto o Balanset-1A como a maioria dos programas de vibração industrial ainda utilizam as zonas da ISO 10816.

Da medição à monitorização

Análise de Tendências

Um único espectro é um instantâneo. O poder da análise de vibração é análise de tendências — acompanhar as mudanças ao longo do tempo.

Criar uma linha de base: Meça equipamento novo ou em bom estado conhecido. Guarde os espectros — do Balanset-1A F6 — Reports o arquivo guarda medições e relatórios HTML.
Estabelecer intervalos: Crítico: semanal. Padrão: mensal. Auxiliar: trimestral.
Garantir a repetibilidade: Mesmos pontos, mesmas direções, mesmas condições de operação.
Acompanhar alterações: Um aumento de 2× em relação ao valor de referência é significativo, mesmo na Zona ISO A.
Utilize rotas de medição: do Balanset-1A F9 — Route Inspection orienta rondas de medição repetíveis e compara as leituras com as zonas da ISO 10816-1.

Algoritmo de decisão

Obtenha um espectro de qualidade (gráficos F8, radial + axial).
Identifique o pico mais alto — este é o problema dominante.
Correspondência com o tipo de falha:
- 1× domina → Desequilíbrio → Equilibrar com Balanset-1A.
- 2× domina + axial alto → Desalinhamento → Realinhar os eixos.
- Muitos harmónicos → Folga → Inspecione e aperte.
- Picos não síncronos → Rolamento → Planear a substituição.
- GMF + bandas laterais → Engrenagem → Verificar óleo, inspecionar a caixa de engrenagens.
Corrija primeiro a falha principal — os sintomas secundários geralmente desaparecem.

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Perguntas frequentes — Análise de vibração

▸ O que é análise de vibração?

O processo de medir e interpretar oscilações mecânicas para diagnosticar falhas em máquinas sem desmontá-las. A FFT decompõe vibrações complexas em componentes de frequência. Cada falha produz uma "impressão digital" espectral característica — desequilíbrio a 1× RPM, desalinhamento a 2×, folga como múltiplos harmónicos, defeitos em rolamentos em frequências não síncronas.

▸ Como diferenciar desequilíbrio de desalinhamento?

Desequilíbrio: pico 1× dominante, radial, fase estável, amplitude a aumentar com a velocidade (força ∝ velocidade²). Desalinhamento: 2× significativo (frequentemente ≥ 1×), elevada vibração axial, fase de 180° através do acoplamento.

▸ Quais são as frequências de defeitos em rolamentos?

Frequências geradas quando os elementos rolantes passam sobre defeitos. BPFO = pista externa, BPFI = pista interna, BSF = esfera/rolo, FTF = gaiola. Elas NÃO são múltiplos inteiros da velocidade do eixo. Use a calculadora de frequência de rolamentos acima.

▸ Qual é um bom nível de vibração?

ISO 10816-1 zonas para a Classe II (15–75 kW): A < 1.12, B < 2.8, C < 7.1, D > 7.1 mm/s RMS. As tendências importam mais — um aumento de 2× em relação à referência é significativo mesmo na Zona A.

▸ O Balanset-1A consegue realizar análises de vibração?

Sim. Analisador de espectro FFT de 2 canais (F8 — Charts, separador "F5-Spectrum (Hz)"), Vibrometer (F5). Monte ambos os sensores radial+axial num rolamento para deteção instantânea de desalinhamento.

▸ Forma de onda no domínio do tempo versus espectro FFT?

A forma de onda mostra a amplitude em função do tempo — um processo complexo quando várias falhas se sobrepõem. A FFT decompõe o sinal em frequências individuais (como um prisma que divide a luz). Cada pico no espectro representa uma fonte de vibração.

▸ Com que frequência devo medir a vibração?

Crítico: semanalmente. Padrão: mensalmente. Auxiliar: trimestralmente. Após a manutenção: imediatamente. A consistência é fundamental — mesmos pontos, direções e condições.

▸ O que causa a vibração 0,5× (sub-harmónica)?

Folga mecânica severa, precessão de óleo em mancais de deslizamento ou eixo fissurado. Picos de meia ordem (0,5×, 1,5×) surgem de impactos a cada duas rotações. Condição grave — requer atenção imediata.

Primeiro diagnostique — depois balance.

O Balanset-1A é simultaneamente um analisador de vibração de 2 canais e um equilibrador de campo de precisão. Identifique a avaria pelo espectro e depois corrija-a — tudo com um único instrumento.

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Análise de Vibração de Máquinas – Assinaturas Espectrais de Diagnóstico de Falhas Comuns