O documento discute a análise de vibração como uma técnica para monitorar o estado de equipamentos industriais e prever falhas mecânicas. A análise de vibração permite detectar alterações nas características vibratórias de uma máquina que podem indicar problemas, possibilitando manutenção preditiva para evitar paradas não planejadas. O documento também descreve os benefícios da manutenção preditiva por análise de vibração, como redução de custos e aumento da confiabilidade e produtividade.

2. ANÁLISE DE VIBRAÇÃO
I - DEFINIÇÃO TÉCNICA
A Análise de Vibração é o processo pelo qual as falhas
em componentes móveis de um equipamento, são
descobertas pela taxa de variação das forças dinâmicas
geradas.
Tais forças afetam o nível de vibração, que pode ser
avaliado em pontos acessíveis das máquinas, sem
interromper o funcionamento dos equipamentos.

3. II - MANUTENÇÃO PREDITIVA
A manutenção preditiva é uma filosofia ou atitude que usa
a condição operacional real do equipamento e sistemas
para otimizar a operação total da planta industrial.
A Manutenção Preditiva por análise de vibrações,
está baseada no conhecimento do estado da máquina
através de medições periódicas e contínuas de um ou
mais parâmetros significativos, evitando paradas
inesperadas e substituição de peças desnecessárias.

4. Deve-se ressaltar que o principal motivo pela
adoção da Manutenção Preditiva é o econômico,
verificando-se os seguintes resultados:
Eliminação de desperdício de peças;
Diminuição de estoques associados;
Aumento da eficiência nos reparos;
Aumento da confiabilidade da planta;
Diminuição da gravidade dos problemas;
Maior disponibilidade das máquinas, (menor perda de tempo).
Como conseqüência, são obtidos os seguintes resultados:
Diminuição dos custos globais;
Aumento da confiabilidade;
Aumento da produtividade;
Melhoria da qualidade.

5. ESTATÍSTICA DO CUSTO DE MANUTENÇÃO
Os custos de manutenção correspondem a parte principal dos custos
operacionais totais de todas as plantas industriais de manufatura e de
produção.
Dependendo da indústria específica, os custos de manutenção podem
representar entre 15% a 30% do custo dos bens produzidos.
Por exemplo, em indústrias alimentícias, os custos médios de
manutenção podem representar cerca de 15% do custo dos bens
produzidos; enquanto que nas indústrias siderúrgicas, de papel e
celulose, e outras indústrias pesadas, a manutenção pode representar
até 30% dos custos totais de produção.
FONTE : “Plant Performance Group”
(uma divisão da “Technology for Energy Corporation”)

6. BENEFÍCIOS DA MANUTENÇÃO PREDITIVA
Pesquisa com 500 fábricas, com sucesso no programa Manutenção Preditiva.
Países do grupo de amostra : Estados Unidos, Canadá, Grã-Bretanha, França, e
Austrália.
BENEFÍCIOS DA MANUTENÇÃO PREDITIVA:
REDUÇÃO DOS CUSTOS DE MANUTENÇÃO .....................................50 A 80%
REDUÇÃO DE FALHAS NAS MÁQUINAS .............................................50 A 60%
REDUÇÃO DE ESTOQUE DE SOBRESSALENTES .............................20 A 30%
REDUÇÃO DE HORAS EXTRAS PARA MANUTENÇÃO ......................20 A 50%
REDUÇÃO DO TEMPO DE PARADA DAS MÁQUINAS ........................50 A 80%
AUMENTO NA VIDA DAS MÁQUINAS ...................................................20 A 40%
AUMENTO DA PRODUTIVIDADE ..........................................................20 A 30%
AUMENTO DOS LUCROS ......................................................................25 A 60%
FONTE : “Plant Performance Group”
(uma divisão da “Technology for Energy Corporation”)
A Manutenção Preditiva também traz benefícios na segurança do trabalho,
evitando acidentes que possam ocorrer devido à falhas mecânicas.

7. ETAPAS DO PLANO DE IMPLEMENTAÇÃO
ANÁLISE DE VIBRACÃO
1 – Levantamento junto aos responsáveis, dos equipamentos
a serem classificados para o monitoramento;
2 – Cadastramento individualizado dos equipamentos no
sistema adquirido, definindo níveis de alarme, faixas de
medição, parâmetros utilizados, freqüência de coleta de
dados, etc;
3 – Configuração da rota de coleta de dados de acordo com o
layout da planta fabril;

8. 4 – Elaboração de métodos adequados para a implantação
do Plano de Manutenção Preditiva / análise de vibrações.
5 – Acompanhamento dos dados das coletas nas rotas;
6 – Relatórios com as seguintes informações:
- Total de máquinas monitoradas,
- Condição dos equipamentos após o enquadramento nos seus
respectivos alarmes (gráfico demonstrativo),
- Tipos de defeitos encontrados (gráfico demonstrativo),
- Resumo geral da condição de equipamento,
- Recomendações e observações de como eliminar os problemas
encontrados.
7 – Elaboração do plano de ação de melhorias continuas.

9. CENÁRIO ATUAL :
- CONTRATAÇÃO SERVIÇOS EXTERNOS
- Monitoramento em poucos equipamentos;
- Baixa freqüência de inspeções;
- Baixa “ intimidade ” com os equipamentos;
- Varreduras gerais de final de período;
- Histórico de acompanhamento e tendências quase nulo.
CENÁRIO PROPOSTO :
- CAPACITAÇÃO DE EQUIPE INTERNA
- Monitoramento em até 100 % dos equipamentos;
- Aumento da freqüência de inspeções;
- “ Intimidade ” com os equipamentos assegurada;
- Histórico e tendências íntegros;
- Acompanhamentos e avaliações constantes e confiáveis.

10. III - CONCEITUAÇÃO
ANÁLISE DE VIBRAÇÃO
X
ASSINATURA ESPECTRAL
Uma máquina, caracterizada por suas partes
móveis, vibrará de acordo com as freqüências
características dos seus componentes.
Cada tipo de máquina possui uma
"ASSINATURA ESPECTRAL ORIGINAL"

11. MONITORAÇÃO DA VIBRAÇÃO
No evento de que um ou mais componentes comecem a falhar,
a freqüência e amplitude da vibração começarão a mudar.
O monitoramento de vibração é o processo de
descobrir e analisar essas mudanças.
Através do processo de análise de espectro aplicado ao sistema
inteiro, é possível identificar as características de vibração de
cada componente individual para monitorar sua condição.
A deterioração da "ASSINATURA ESPECTRAL" é um sinal
de que o equipamento perdeu sua integridade.

12. PARÂMETROS DE VIBRAÇÃO:
Os Parâmetros de vibração são quase universalmente
medidos em unidades métricas de acordo com
recomendações de Normas, Ex: DIN7090, ISO2372,
atualmente substituída pela ISO10816, sendo:
Aceleração : m/s² (g’s)
Velocidade : mm/s (ips)
Deslocamento : Mícron (mils)

13. Monitoração Permanente
Geralmente Máquinas acima de 75
kW (100 HP) e maiores.
Portátil
75 kW (100 HP) e menores.
Análise de Máquinas críticas.

14. Monitoração Permanente
Monitores para
Proteção de Máquinas
Dois tipos Básicos
Sensores
Sensores Sísmicos
Sensor de Proximidade

15. Seleção do Sensor
Sensor Sísmico (Montado na Carcaça ou Mancal)
-Mancais de Rolamento (Esfera, Rolete, etc.) e de
deslizamento.
Sensor de Proximidade (Através da Carcaça)
-Mancais de Deslizamento com lubrificação forçada
Nota: Tipicamente máquinas acima de 450 kW (600 HP)
possuem mancais de deslizamento.

16. Principais considerações na correta seleção
do sensor e sistemas de monitoração
Rotação (RPM) ou Ciclos (CPM)
Potência da Máquina (HP ou Watts)
Tipo dos Mancais
a. Rolamento
b. Bucha de Deslizamento (filme de óleo/hidrodinâmico)
Recomendações do Fabricante da Máquina

17. Sensores de Vibração
Montagem na Carcaça
ou Mancal (Sísmico)
Não-Contato (Sensor Proximidade)

18. Montagem na Carcaça (Sísmico)
•Acelerômetro
•Transdutor de Velocidade
Não-Contato (Sensor Proximidade)

19. Monitoração por Sensor Sísmico
Duas Seleções Básicas
Tipo do Sensor (Princípio)
-Acelerômetro
-Transdutor de Velocidade
Tipo de Sinal de Saída
-Deslocamento
-Velocidade
-Aceleração

20. Sensores Sísmicos
ACELERÔMETRO
Massa
Amplificador
Cristal
Piezoelétrico
TRANSDUTOR DE VELOCIDADE
Mola
Magneto
Bobina
Força externa é oposta pela
massa portanto comprimindo o
cristal piezoeletico. Saída é
proporcional à aceleração.
A bobina se move através do núcleo
do magneto e gera um sinal de
voltagem proporcional à velocidade.

21. Acelerômetros
x
Transdutores de Velocidade
Acelerômetro
Mais larga faixa de freqüência
Menor tamanho
Sem partes móveis para desgastar.
Transdutor de Velocidade Eletro-Mecânico
Saída Autogerada = não requer alimentação externa.
Sem eletrônica interna o que permite operar em altas
temperaturas até 375 ºC.

22. Conversão dos Sinais
A conversão é feita eletronicamente de uma
medição para outra para melhorar a amplitude do
sinal.
Acelerômetro
primeira integração
segunda (dupla) integração
T. Velocidade
após integração
=
=
=
Aceleração
Velocidade
Deslocamento
=
=
Velocidade
Deslocamento

23. Amplitudes de Medição Relativas
para Sensores Sísmicos
Deslocamento
Velocidade
Aceleração
0
600
RPM / CPM
60000

24. Procedimento Instalação - Sensores Sísmicos
Orientação
a. Na direção vertical a vibração é restringida
b. Devem ser montados na direção horizontal
Localização
a. Sobre a área mais crítica tipicamente os
mancais
Fixação
a. Através de prisioneiros ou base de fixação
b. Superfície plana e fixação rígida garantem um
firme contato com a máquina melhorando a
resposta em aplicações de alta freqüencia
(acelerômetros)

25. Localização Típica dos Sensores
S= SENSOR
S1 Ponto Mais Crítico
S4
S4 Ponto Menos Crítico
S2
Turbina à Gas,
Turbina à Gas,
ou Motor
ou Motor
S3
S1
Bomba,
Bomba,
Compressor ou
Compressor ou
Ventilador
Ventilador

26. Aplicações Típicas para Sensores Sísmicos
Máquinas com Mancais de Rolamento e
Equipamentos com pequena carcaça / GRANDE ROTOR
Exemplos:
Motores abaixo de 450 KW (600 HP)
Turbinas à Gás (Altas temperaturas)
Motores à Gas Natural
Bombas Centrifugas Multi-estágio
Ventiladores Industriais
Ventiladores de Torres de Resfriamento

27. Sensor de Proximidade
Probe
Eixo
Metálico
Campo Magnético
Como Sensor Funciona:
Uma alta frequência é aplicada à bobina
do sensor ou probe. A bobina do sensor
gera um campo magnético. Quando o eixo
metálico se aproxima deste campo
magnético, uma “eddy current” é gerada
na superfície do metal que varia com a
distância entre o sensor e o eixo.
Mudanças dinâmicas na distância são
convertidas em tensão AC proporcional à
vibração (Deslocamento - Microns).

28. VIBRAÇÃO RELATIVA DO EIXO
x
VIBRAÇÃO DA CARCAÇA
Medição mais precisa da vibração relativa do eixo
(ou posição) em relação à carcaça, pois o sensor
está fixado na mesma.
Custo mais elevado.
Sensores sísmicos medem vibração absoluta ou
seja toda vibração em sua faixa de frequência,
incluindo tubulações ,etc..
Sensores sísmicos não são sensíveis à vibração no
eixo em Máquinas com pequena massa de rotor /
GRANDE MASSA DE CARCAÇA.

29. Referência de Fase Sensores de Proximidade
Eixo
Referência
Mancal Deslizamento
Referência de Fase (Ângulo)
Normalmente posicionado radialmente sobre uma
referencia no eixo para obter um pulso por rotação.
Usado com analizadores para análise orbital e também
para balanceamento.
Um por Máquina, exceto em máquinas com caixa de
redução onde temos um na entrada e outro na saída.

30. Procedimentos de Instalação
Sensores de Proximidade
Furação da Carcaça
Sensor Roscado Reto - Standard
-Menor Custo
-Instalação Mais Simples
-Sensor Fixado por Porca de Trava
Sensor Reverso
-Proteção Sensor e Cabo
-Fácil Ajuste
-Área classificada

31. Orientação
Vibração Radial
- + / - 45 º da vertical
-
Dois sensores radiais mais sensor de fase
permitem analise orbital do eixo
Sensor de Posição
- Duas unidades usadas para redundância
- Utilizado para votação “lógica AND”

32. Montagem
Sensores de Proximidade
Posição Axial
Sensores para Vibração Radial são
montados defasados em 90º.
90o
Mancal de Escora
Vibração Radial

35. Sinal de Saída
RMS
PICO
PICO A PICO
Volts
Tempo
PICO = 1.0
PK-PK = 2 x PICO
RMS = 0.707 x PICO

36. Pico a Pico: O Valor Pico a Pico indica o percurso máximo da onda, e
pode ser útil onde o deslocamento vibratório da parte da máquina é
crítico para a tensão máxima ou folga mecânica é limitante.
Pico : O Valor de Pico é particularmente válido para indicação de
choques de curta duração, porém indicam somente a ocorrência do
pico, não levando em consideração o histórico no tempo da onda.
Médio Retificado: leva em consideração o histórico no tempo da
onda, mas é considerado de interesse prático limitado, por não estar
relacionado diretamente com qualquer quantidade física útil.
RMS:
É a medida de nível mais relevante, porque leva em
consideração o histórico no tempo da onda e dá um valor
de nível o qual é diretamente relacionado à energia
contida, e portanto, à capacidade destrutiva da vibração.

39. Sistema de Vibração Permanente
Sensor
Sensor
Condicionador Sinal
Condicionador Sinal
Acelerômetro
Transdutor de Velocidade
Sensor de Proximidade
Transmissor (TR)
Driver (TM)
Monitor
Monitor
Pontos de Alarme
Startup Delays
Alarme Delays
Status de Sensores

40. Monitores Dedicados:
PT2060 / DTM’s
Sensor
Sensor
Condicionador de Sinal
Condicionador de Sinal
Monitor
Monitor
SAIDA mV
ALARMES

41. Monitoração de Baixo Custo
TM016
Saída 4-20mA
Sensor
Sensor
Condicionador Sinal
Condicionador Sinal
PLC
PLC
SDCD
SDCD
ALARMES
Características :
• 4~20mA @ Dois Fios
• Sinal Dinâmico do Acelerômetro (Análise)
• Faixa de Freqüência 120 ~ 180.000 cpm

42. Exemplo de Lógica no PLC para transmissores Provibtech
Startup: Ajuste nível de alarmes 2X ou 3X nível de alarmes de operação
Operação: Ajuste ~3 seg Time delay para evitar falsos alarmes
Condição do Transdutor: Ajuste para alarmar abaixo de 3,7mA
Interface: Configure PLC/SDCD para relatórios, tendências e interface de
operador
Start up
*
3.7 mA
Condição Alarme Transmissor
time delay
4.0 mA
Alerta
time delay
Alarmes
Operação
Permanece
OK
Vibração
Saída Transmissor
Alarmes
Start Up
Operação
time delay
20.0 mA
Alarme com
Opção de
Shutdown
Para
PLC ou
SDCD

43. Norma ISO 2372 para Balanceamento

44. Determinação de Set Point
Notas para Determinação de set point (alarme e/ou limite de segurança) para proteção de máquinas.
1- A ProvibTech não está habilitada a de terminar Set point. Os valore s da tabela são apenas refere nciais.
2- O fabricante da m áquina deverá ser consultado, pois es te conhece m elhor as caracte rísticas do s eu equipam ento.
3- Os valores abaixo foram obtidos através de mais de 30 anos de experiê ncia com m áquinas em cam po.
Velocidade de
Ope ração
Todas
Aplicação
Mancal de
Rolamento
Técnica de
Monitoramento
Sensor sísmico
LEITURA TÍPICAS DE VIBRAÇÃO/SET POINT
Parâme tro de
Monitoramento
Velocidade
NOVA
ALERTA
PERIGO
.05-.08 ips, pk 1-2 m m/s, RMS .2-.3 ips, pk 4-6 m m/s, RMS .3-.4 ips , pk 5-7 m m/s, RMS
.08-.12 ips, pk 2-3 m m/s, RMS .3-.4 ips, pk 5-7 m m/s, Rms .4-.6 ips , pk 7-10 m m/s, RMS
<4000RPM
Mancal de
Des lizam ento
4K<RPM<80K
>100,000CPM
Engrenage ns
Se nsor de
Proxim idade
Sensor Sísmico
Deslocame nto
.8-1.2 m il,
pk-pk
.2-.3mil,
pk-pk
20-30 m icrons,
pk-pk
5-8 microns,
pk-pk
2.0-2.5 m il,
pk -pk
.8-1.2 mil,
pk -pk
50-75 m icrons,
pk-pk
20-30 m icrons,
pk-pk
Aceleração
3-8 g, pk
2-6 g, RMS
10-25 g, pk
7-18 g, RMS
3.0-4.0 mil, 75-100 m icrons,
pk-pk
pk -pk
1.0-1.5 mil, 25-40 m icrons ,
pk-pk
pk -pk
15-40 g, pk
10-28 g, RMS

45. FIM