Critérios técnicos para alinhamento de eixos e árvores.

1. Oiti G. Paiva
1
A amplitude vibracional é a medida do nível de
vibração em uma máquina. A mesma pode ser expressa nas
seguintes grandezas: deslocamento, velocidade ou
aceleração nas unidades métrica ou inglesa.
As medições em deslocamento servem para
evidenciar características em baixas frequências onde o
conhecimento do deslocamento real dos elementos faz-se
necessário. Em aceleração tem-se uma melhor visualização
da vibração gerada em alta freqüência (> 1000 Hz). Já as
medições feitas em velocidade cobrem uma faixa mais
abrangente do espectro, servindo para uma visão do
comportamento da máquina como um todo.
UNIDADES DE MEDIDAS DE VIBRAÇÃO

2. Oiti G. Paiva
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deslocamento
f(Hz)
aceleração
velocidade
Medições em deslocamento são
melhores para avaliarmos eventos
em baixas freqüências mas
são inúteis em altas freqüências
Medições em aceleração são
melhores para avaliarmos eventos
em altas freqüências mas
são inúteis em baixas freqüências
Medições em velocidade são
usadas para uma avaliação
geral do espectro, pois cobrem
uma ampla faixa de freqüência.
Fig. 1

3. Oiti G. Paiva
3
De uma forma geral, os desalinhamentos e
desbalanceamentos são comumente identificados
analisando-se os espectros de vibração em velocidade,
enquanto que as medições em aceleração são usadas
para verificar condições dos rolamentos, cavitação,
defeitos em slots e barras de motores, etc...
Dependendo do número de dentes da
engrenagem e da velocidade do eixo envolvido, falhas
de engrenamento e/ou rolamentos podem ser
avaliadas em velocidade ou em aceleração.

4. Oiti G. Paiva
4
Problemas de alinhamento com máquinas
rotativas muitas vezes resultam de problemas de
fundação (base da máquina) ou da carcaça do
equipamento. É evidente que o alinhamento dos eixos
mudará se houver alguma deformação na base ou na
carcaça devido às condições de trabalho. Este processo
pode ser lento, como por exemplo, recalque da base
devido a cargas impostas pelo equipamento, como
também pode ser bem rápido devido ao aquecimento
provocado pela máquina (quando alinhada a frio, sem
considerar alterações térmicas). Deformações nas
tubulações que estão ligadas a equipamentos rotativos
podem contribuir para o desalinhamento dos mesmos.
BASES DE MÁQUINAS

5. Oiti G. Paiva
5
Com o avanço das técnicas de cálculo de
estruturas sujeitas a cargas dinâmicas, fundações,
estruturas e carcaças de máquinas podem ser
rigorosamente projetadas e aferidas utilizando-se
técnicas CAD e CAE. A dinâmica estrutural permite
cálculos bem precisos de modo a não permitir que
máquinas rotativas trabalhem em ressonância com
sua própria base. Infelizmente, estas novas técnicas
nem sempre são aplicadas a contento, e assim é
comum depararmo-nos com máquinas assentadas em
bases mal dimensionadas, trabalhando em condições
desfavoráveis e exigindo reparos freqüentes.

6. Oiti G. Paiva
6
Uma inspeção visual deve ser feita pelo menos uma vez
por ano, em todas as bases de equipamentos rotativos. Os pontos
a serem observados são:
- Ancoragem das tubulações.
- Juntas de expansão.
- Parafusos soltos.
- Trincas em bases e colunas de sustentação
- Infiltração entre a base e o concreto.
- Calços soltos.
- Calços enferrujados.
- Pinos guias soltos e trincados.
Mesmo em fundações bem projetadas, uma série de fatores, tais
como contração do concreto e distorções térmicas podem levar o
equipamento a não ficar bem assentado.

7. Oiti G. Paiva
7
A preparação e o planejamento do
trabalho de alinhamento é proporcional ao
sucesso que se obtém. Em alinhamento não há
atalhos nem soluções simples. Somente um
bom planejamento e bons ingredientes
(dispositivos, ferramentas e pessoal treinado)
permitirão o bom andamento do processo
ALINHAMENTO

8. Oiti G. Paiva
8
DISPOSITIVOS PARAALINHAMENTO
Não existe nenhum tipo de dispositivo que
atenda a todas as condições de alinhamento.Em certos
casos é mais conveniente fabricar exatamente o que se
necessita em sua própria instalação do que tentar
procurar algo “pronto”, o que nem sempre é possível.
No próximo slide vemos um dispositivo muito
comum utilizado em alinhamento. Este dispositivo é
composto de uma corrente regulável que atende a
vários diâmetros de eixos e uma haste na qual é preso
o relógio comparador. Pesquisas comprovam que este
dispositivo, se bem utilizado, atinge resultados
excelentes, comparáveis ao alinhamento a laser, e
evidentemente a um custo bem inferior.

9. Oiti G. Paiva
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Quando o dispositivo de alinhamento gira da
posição 12 horas até a posição 6 horas, o peso da haste
e do relógio comparador flexionam a haste, alterando
a medição real. Este fenômeno é conhecido como
“Sag”. O Sag é uma das maiores fontes de erros em
alinhamentos, porém facilmente contornado quando
as características do dispositivo são conhecidas.
A flexão do dispositivo (SAG)
Fig. 2

10. Oiti G. Paiva
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A determinação do Sag é feita prendendo-se o
dispositivo de alinhamento em um tubo de 100 a 130
mm de diâmetro (teoricamente o diâmetro deveria ser
o mesmo do eixo a ser alinhado) e com o relógio
comparador na mesma distância que será usada no
alinhamento. O tubo é girado de 90 em 90 graus e o
sag que sempre terá um valor negativo, anotado. No
cálculo final do desalinhamento, estes valores deverão
ser adicionados de modo a se obter a medição
verdadeira. De um modo geral, 0,07 mm é o máximo
permitido de Sag para um dispositivo.

11. Oiti G. Paiva
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Após conferir as condições da base e da
máquina, os calços, o Sag e demais ferramentas a
serem utilizadas no trabalho, o próximo passo será a
medição da posição de um eixo em relação ao outro. É
interessante como podemos ver até pequenos
desalinhamentos com uma simples régua. Porém, à
medida que estes vão ficando mais precisamente
alinhados, é fácil perceber que este procedimento
perde sua validade. Ainda assim é comum encontrar
mecânicos que utilizam como ferramentas de
alinhamento somente uma régua e um canivete de
folgas e se dão por satisfeitos com o resultado.
MEDINDO O DESALINHAMENTO

12. Oiti G. Paiva
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Este procedimento serve tão somente para o
que chamamos de “alinhamento grosseiro”, ou seja,
aquela parcela do alinhamento que coloca os eixos em
condições de serem alinhados por um processo mais
preciso, onde medições com relógios comparadores
são indispensáveis. O alinhamento “grosseiro” é o
primeiro passo da tarefa de alinhamento, e deve
lançar mão de réguas, calibres de folga, micrômetros
internos e externos. Uma vez alinhados
grosseiramente os eixos, é iniciado o processo mais
apurado, que vai deixá-los definitivamente alinhados
dentro das tolerâncias normalmente exigidas. Dois
destes métodos são mostrados a seguir: o método
“Face e Borda” e o de “Leituras Reversas”.

13. Oiti G. Paiva
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MÉTODO FACE E BORDA
O método Face e Borda é o mais tradicional e
popular método de alinhamento.
M
B
P
A
Fig. 3

14. Oiti G. Paiva
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O processo de alinhamento pelo método Face e
Borda consiste em girar o eixo no qual estão fixos os
relógios comparadores sendo que o outro eixo pode
estar parado (desacoplado) ou não. Para melhor
entendimento deste processo, consideremos como
exemplo o alinhamento de um conjunto moto-bomba.
Assim, na figura anterior, o eixo da esquerda será o
do motor e o da direita da bomba. Para o conjunto
em questão, o motor será considerado como sendo a
máquina móvel e a bomba como a máquina fixa. Este
artifício, que na grande maioria das vezes é
verdadeiro, estará aqui sendo utilizado somente para
facilitar a visualização do procedimento.

15. Oiti G. Paiva
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O relógio que está na vertical é o que nos dá os
desvios paralelos (P), e o que está na horizontal é o
que nos dá os desvios angulares (A). Os desvios
angulares e paralelos não necessitam ser medidos
simultaneamente. A vantagem de se executar
medições de desvios paralelos e angulares
separadamente está no fato de que para isso só
necessitamos de um relógio comparador, ou seja, o
mesmo relógio é utilizado ora na vertical e ora na
horizontal. Observa-se também que a montagem
dupla de relógios aumenta o SAG, se estes estiverem
presos a uma única haste.

16. Oiti G. Paiva
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Os desvios paralelos são obtidos com o auxílio
do relógio P. Estes desvios encontram-se nos planos
vertical e horizontal. O resultado das medições do
relógio P nos indicará as movimentações que faremos
com a máquina móvel no plano vertical (subir ou
descer o motor por meio da colocação ou retirada de
calços) e no plano horizontal (movimentando o motor
para a direita ou esquerda, procedimento geralmente
feito com a ajuda de macaquinhos). Para efeito de
referência, consideremos que o observador está
colocado atrás do motor e olhando para frente, vendo
em primeiro plano o motor e em segundo a bomba. O
relógio comparador é do tipo comum, em que uma
volta completa do ponteiro equivale a 1 mm e tem
divisões em centésimos.
OS DESVIOS PARALELOS

17. Oiti G. Paiva
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O desvio paralelo horizontal é medido com o
relógio zerado na posição 3 horas e depois girado até a
posição 9 horas.
A figura mostra uma situação em que o motor está
deslocado para a esquerda em relação a bomba,
porém na mesma altura, isto é, há somente um
desalinhamento paralelo horizontal.
M
B
DESVIO PARALELO HORIZONTAL
Fig. 4

18. Oiti G. Paiva
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Imaginemos que o centro do eixo do motor está
deslocado 10,5 centésimos de milímetro para a
esquerda da bomba. Uma vez zerado o relógio
comparador na posição 3 horas, qual será o desvio do
ponteiro ao girarmos o eixo do motor até o relógio
atingir a posição 9 horas?
Quem não tem afinidades com o processo de
alinhamento dirá que o ponteiro marcará -0,105 mm,
o que não é verdade. Na realidade, quando a posição 9
horas é atingida, o valor encontrado no relógio é o
dobro do desvio real, isto é, 21 centésimos de
milímetro negativos, ou seja, o ponteiro gira para a
esquerda indo de zero até a posição 79 centésimos.

19. Oiti G. Paiva
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Para melhor esclarecer esta passagem,
suponhamos que o eixo não tem desvio. Deste modo, se
o relógio está zerado na posição 3 horas, ao ser atingida
a posição 9 horas ele continuará marcando zero,
obviamente.
Imaginemos que o relógio está zerado na posição 3
horas e que o eixo da bomba é deslocado para a direita
0,105 mm. O relógio passa a marcar +0,105 mm. Se o
eixo do motor é girado até que o relógio atinja a posição
9 horas, a leitura será de -0,105 mm. Como vemos, um
desvio de 0,105 mm nos fornece +0,105 mm quando o
relógio está em 3 horas e -0,105 mm quando às 9. Se
mudarmos a referência, isto é, o relógio é zerado às 3
horas, os 0,105 mm aparecerão no relógio das 9 horas,
que passará a marcar -0,21 mm.

20. Oiti G. Paiva
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Com o desvio paralelo vertical, acontece o
mesmo fenômeno que no horizontal, só que neste caso
o relógio é inicialmente colocado na posição 12 horas e
girado até a posição 6 horas. Desta maneira, se em 12
horas temos o relógio zerado e às 6 horas o ponteiro
marca -0,63 mm, podemos concluir que o motor
deverá ser levantado 0,315 mm.
DESVIO PARALELO VERTICAL

21. Oiti G. Paiva
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CORREÇÃO DOS DESVIOS PARALELOS
Na prática, os desvios paralelos horizontal e
vertical são medidos e corrigidos simultaneamente. O
relógio comparador é zerado, ou na posição 12 horas ou
às 3. O eixo do motor é então girado 360 graus e os
valores anotados. A figura 11 mostra o resultado de
uma medição:
- 42 - 21 - 21
- 63 - 42
0
0
+ 21
Fig. 5

22. Oiti G. Paiva
22
Observando a figura 5 podemos concluir
que independe onde o relógio é zerado, pois
podemos obter um resultado a partir do outro.
No exemplo mostrado, o resultado quando o
relógio é zerado em 3 horas foi obtido somando-
se 21 aos valores encontrados na parte esquerda
da figura .

23. Oiti G. Paiva
23
Os desvios angulares são obtidos com o auxílio A
da figura 3. Assim como os desvios paralelos, os
angulares se encontram nos planos vertical e horizontal.
A correção dos desvios angulares verticais é feita
mediante a colocação ou retirada de calços ou na
traseira ou na dianteira do motor.
A correção dos desvios angulares horizontais será
conseguida movimentando o motor para a esquerda ou
direita, na traseira ou na dianteira.
OS DESVIOS ANGULARES

24. Oiti G. Paiva
24
M
B
ENTENDENDO O DESVIO ANGULAR VERTICAL
O desvio angular vertical é obtido com o relógio
zerado na posição 12 horas e girado de 180° até atingir
a posição 6 horas como visto na figura 6.
Fig. 6

25. Oiti G. Paiva
25
Ao ser girado de 12 horas para a posição 6
horas, o relógio marca um valor negativo, o que
implicaria em subir a traseira do motor ou abaixar a
dianteira. Alertamos para o fato de que se o relógio
fosse montado invertido, (como na figura 3), ou seja,
apontando para a bomba e não para o motor como na
figura 6, a leitura em 6 horas seria positiva. No caso de
desvios angulares, o quanto temos que subir ou abaixar
a traseira (ou dianteira) do motor não é o valor
registrado no relógio, mas sim, um valor proporcional,
que depende das dimensões da montagem.

26. Oiti G. Paiva
26
O DESVIO ANGULAR HORIZONTAL
O desvio angular horizontal é obtido da mesma
maneira anterior só que o relógio gira da posição 3
horas até a posição 9 horas.

27. Oiti G. Paiva
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A CORREÇÃO DOS DESVIOS ANGULARES
A correção dos desvios angulares é feita,
levando-se em consideração a geometria da montagem
P1 P2
A
B
F
H
Fig. 7
P1 / F = A / ( H + F )
2 2
P2 / F = B / ( H + F )
2 2

28. Oiti G. Paiva
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Da figura 7 tiramos as seguintes relações:
onde:
P1 = desvio do pé traseiro
P2 = desvio do pé dianteiro
A = distância do pé traseiro do motor ao relógio
B = distância do pé dianteiro do motor ao relógio
F = Resultado da medição com o relógio zerado às 12
horas e girado até às 6 horas (desvio vertical), ou
zerado às 3 horas e girado até às 9 horas (desvio
horizontal.
H = diâmetro que o relógio percorre.
P1 / F = A / ( H + F )
2 2
P2 / F = B / ( H + F )
2 2

29. Oiti G. Paiva
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Observa-se que quanto maior for H, mais
preciso é o resultado das medições. Sugere-se que H seja
igual a 1,5 vezes o diâmetro do acoplamento. A
utilização deste artifício requer que os eixos sejam
acoplados e girados simultaneamente, uma vez que as
medições não são executadas diretamente no eixo da
bomba, mas utilizando um dispositivo que é idêntico ao
que prende o relógio ao eixo do motor, mas no caso
servirá apenas como anteparo.

30. Oiti G. Paiva
30
O MÉTODO DE LEITURAS REVERSAS
O método de leituras reversas é também muito
popular e de simples visualização. A figura 8 mostra o
esquema de montagem para este processo
Fig. 8

31. Oiti G. Paiva
31
No processo de Leituras Reversas os desvios
paralelos são determinados exatamente como no
método Face e Borda. Os desvios angulares são
calculados a partir das diferentes trajetórias elípticas
feitas pelo relógio. A figura 9 mostra como o relógio
comparador “vê” um eixo inclinado:
O quê o relógio “vê”
Fig. 9

32. Oiti G. Paiva
32
Para o cálculo do desalinhamento imagine os
dois relógios na horizontal, isto é, o relógio que gira
solidário com o eixo do motor está na posição 3 horas, e
o que gira com o eixo da bomba na posição 9 horas.
O relógio das 3 horas marca um valor Y e o outro X.
A figura 10 mostra esta geometria, de onde são
retirados os valores dos desvios.
CÁLCULO DOS DESVIOS
A
P1
P2 X
B
C
Y
Fig. 10

33. Oiti G. Paiva
33
Correção dos desvios - Motor
P2 = B ( X + Y )
C
- Y
P1 = A ( X + Y )
C
- Y
A
B
C
P1 P2
X Y
Estas são as soluções matemáticas quando usamos o
método reverso.
Fig. 11

34. Oiti G. Paiva
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PROCEDIMENTOS DE ALINHAMENTO NO CAMPO
Uma vez definido o método a ser utilizado,
revisada a base e com as ferramentas e dispositivos
adequados em mãos, dá-se início ao processo de
alinhamento.
Alinhamento Grosseiro
O alinhamento grosseiro é o primeiro passo a ser dado.
Para isso usa-se um canivete de folgas e um micrômetro
externo. O alinhamento grosseiro pode também ser
executado com uma régua graduada para medir a folga
entre os acoplamentos e o paralelismo

35. Oiti G. Paiva
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MOVIMENTAÇÃO DA MÁQUINA
Após registrar os valores fornecidos pelos
relógios comparadores é necessário compensar o “Sag”.
A figura abaixo mostra os valores do Sag, os valores de
campo e os valores reais com a compensação do Sag.
- 2 - 2 +5 +1 +7 +3
0 0
0
- 4 +6 +10
SAG CAMPO REAL

36. Oiti G. Paiva
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Uma vez calculados os movimentos necessários
para o alinhamento do equipamento, é então iniciado o
processo de movimentação. A movimentação horizontal
é feita mediante a ajuda de “macaquinhos”. A figura
abaixo mostra um tipo de macaquinho muito popular:
macaquinho

37. Oiti G. Paiva
37
Quando se movimenta a dianteira do motor, um
dos lados da traseira deve estar apertado de modo que
haja uma pivotação em torno deste ponto. Na
movimentação da traseira ocorre o oposto.
Aperte
Mova

38. Oiti G. Paiva
38
A movimentação vertical é feita mediante a
colocação de calços.
Após a execução do alinhamento descrito, a máquina
deve ser colocada em operação e assim que for atingida
a temperatura de trabalho o alinhamento deverá ser
aferido. Se os valores encontrados estiverem fora das
tolerâncias admissíveis um alinhamento a quente
deverá ser providenciado.

39. Oiti G. Paiva
39
Normalmente os equipamentos rotativos
possuem valores de desalinhamento admissível nos
planos paralelos e angular definidos pelo fabricante.
Este desalinhamento admissível é em função de alguns
fatores, tais como:
- rotação
- torque
- temperatura de trabalho
- forma construtiva do acoplamento

40. Oiti G. Paiva
40
Mas, muitas vezes não possuímos em mãos esses
valores ou o manual do equipamento. Assim, podemos
usar a tabela apresentada no slide seguinte.
Essa tabela foi feita com base na experiência
com equipamentos rotativos horizontais diversos e os
valores somente são relacionados com a rotação de
trabalho.

41. Oiti G. Paiva
41
0,10 0,08 0,07 0,05
R
P
M
0,09 0,07 0,06 0,04
0,07 0,04 0,04 0,03
0,05 0,03 0,02 0,02
0,03 0,02 0,01 0,01
600
750
1200
1800
3600
ACEITÁVEL ÓTIMO ACEITÁVEL ÓTIMO
TOLERANCIAS DE DESALINHAMENTO EM mm
TABELA DE TOLERÂNCIAS
Manual do alinhador a laser optaline.