RMS (Root Mean Square): O padrão para a gravidade da vibração

Definição: O que é RMS?

RMS, ou Raiz quadrada média, é um método estatístico para medir a magnitude de um sinal variável, como uma tensão CA ou uma vibração mecânica. É a medição mais amplamente utilizada e mais importante para avaliar a integridade geral de uma máquina rotativa. O valor RMS de um sinal de vibração é uma medida de seu conteúdo energético total e está diretamente relacionado à capacidade destrutiva da vibração.

Matematicamente, é calculado extraindo a raiz quadrada da média dos valores quadrados do sinal ao longo de um período de tempo. Esse processo gera um resultado equivalente ao valor CC que produziria a mesma quantidade de calor ou energia.

Por que o RMS é a medida preferida para a saúde da máquina?

Embora os valores de pico e pico a pico sejam úteis para diagnósticos específicos, o RMS é o parâmetro superior para determinar tendências da condição geral da máquina por vários motivos importantes:

• Relaciona-se diretamente com a energia: O poder destrutivo da vibração ao longo do tempo está relacionado ao seu conteúdo energético, não apenas aos seus picos máximos. O RMS é a única medida que reflete com precisão essa energia total. É por isso que se correlaciona bem com a fadiga e o desgaste dos componentes.
• Considera toda a forma de onda: Ao contrário da medição de pico, que considera apenas um ponto, o valor RMS considera todo o histórico do sinal durante o período de medição. Isso a torna uma medição muito mais estável, repetível e robusta.
• Menos sensível a impactos aleatórios: Um único choque ou impacto não repetitivo pode causar um grande aumento no valor de pico, o que pode disparar um alarme falso. O valor RMS, sendo uma média, é muito menos afetado por esses eventos aleatórios e é um melhor indicador da condição de funcionamento contínuo da máquina.
• A Base para Padrões Internacionais: Normas globais para a severidade da vibração das máquinas, como a ISO 20816 e série 10816, especificam seus limites de alarme e desligamento em termos de Velocidade RMS (mm/s). O uso do RMS permite uma comparação direta da condição de uma máquina com esses padrões amplamente aceitos pela indústria.

A relação entre RMS e pico

Para uma onda senoidal perfeita e limpa, há uma relação matemática simples entre RMS e amplitude de pico:

RMS = Pico / √2 ≈ 0,707 × Pico

No entanto, essa relação só é verdadeira para uma onda senoidal pura. A vibração de máquinas no mundo real é complexa e contém muitas frequências e, às vezes, rajadas impulsivas. Para esses sinais complexos, o fator de conversão simples não se aplica. A razão entre o valor de pico e o valor RMS é conhecida como Fator de crista. Um Fator de Crista alto (maior que 3) é um indicador de que o sinal contém impactos, o que é uma pista diagnóstica valiosa por si só.

RMS de quê? Velocidade, aceleração ou deslocamento?

O RMS pode ser aplicado a qualquer parâmetro de medição. No entanto, para monitoramento geral da condição da máquina na faixa de frequência mais comum (aproximadamente 10 Hz a 1.000 Hz), Velocidade RMS é o padrão da indústria. Isso ocorre porque:

• Um determinado nível de velocidade RMS corresponde a um nível consistente de severidade de vibração em uma ampla gama de velocidades e tipos de máquinas.
• Ele fornece a resposta mais “plana”, o que significa que é igualmente sensível a problemas como desequilíbrio em baixas frequências e problemas de rolamento em frequências mais altas.

Embora a Velocidade RMS seja o padrão para alarmes gerais, os analistas também observarão a Aceleração RMS para problemas de alta frequência e o Deslocamento RMS para problemas de frequência muito baixa.

Como usar o RMS em um programa de manutenção preditiva

1. Estabeleça uma linha de base: Meça a velocidade RMS em uma máquina nova ou saudável para estabelecer uma linha de base.
2. Tendência dos dados: Faça leituras regulares (por exemplo, mensalmente) e plote os valores RMS ao longo do tempo.
3. Definir alarmes: Defina os níveis de alarme “Alerta” e “Perigo” com base nos padrões ISO ou em uma alteração estatística da linha de base (por exemplo, Alerta em 2x a linha de base, Perigo em 5x a linha de base).
4. Analisar mudanças: Quando um alarme RMS é disparado, ele sinaliza a necessidade de uma análise mais detalhada (usando FFT, fase, etc.) para diagnosticar a causa raiz específica do problema.

Ao monitorar consistentemente a vibração RMS, um programa de manutenção pode monitorar efetivamente a saúde da máquina e fazer a transição de uma estratégia de manutenção reativa para uma preditiva.

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