Este documento discute o uso combinado de vibrometria e análise de óleos para monitorizar o estado de engrenagens. Apresenta frequências características de vibração em engrenagens saudáveis e defeituosas e casos práticos onde estas técnicas identificaram problemas. Também discute como a análise de óleos pode detectar desgaste antes das vibrações e a importância da limpeza de sistemas para evitar desgaste prematuro.

1. Controlo de Condição de Engrenagens com
Vibrometria e Análise de Óleos
Carlos Aroeira, DMC
Luís Blaquez, BP Portugal

2. Sobre a DMC e a D4VIB
equipamentos e serviços de manutenção preditiva
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Relatórios

3. Programa
Vibrações em engrenagens
Casos prácticos
Engrenagens e análise de óleos

4. Vibrações
Termografia
Ultrassons
Análise de
motores
elétricos
Tecnologias preditivas
Emissão
acústica
Medição de
tensão em
veios

5. Equilibragem
no local
Proteção
de
rolamentos
Tecnologias corretivas
Alinhamento
de veios
Calibração de
cadeias de
monitorização
de vibrações

6. Frequências Características
Frequência de Engrenamento
Bandas laterais
Frequência de Montagem
Frequência Fantasma
Frequência de Repetição dos Dentes

7. Frequência de engrenamento e respectivas harmónicas
A frequência de engrenamento pode ser calculada a partir do produto
do numero de dentes pela velocidade de rotação
bbaa znznFE ==
wb
wa
na
nb
z =13a
z =24b
Vibração causada pelo contacto dos dentes

8. Perfil
real
Perfil
ideal
Ponto de
rolamento
Frequência de Engrenamento
Desvio do perfil médio dos dentes do perfil ideal
Desvios no fabrico
Desvios na montagem
Desgaste
Deformação do dente durante o engrenamento
Excentricidade
Etc.
Efeito do desgaste

9. Espectro de frequência de uma engrenagem ideal :
Freq. de engrenamento
2. harmonica da
frequencia de engrenamento
3. harmonica da
frequencia de
engrenamento
4. harmonica da
frequencia de
engrenamento
Vibração causada pelo contacto dos dentes

10. Podem surgir frequências adicionais em caso de:
Engrenagens excêntricas ou ovalizadas
Engrenagens montadas em veio empenado
Desalinhamento
Dentes partidos, fendidos ou lascados
A carga accionante varia periódicamente
Defeitos nas chumaceiras
Detecção de defeitos e avarias em engrenagens

11. Frequência de engrenamento
2. e 3. harmonica
da frequencia de engrenamento
Espectro de frequência de uma engrenagem real :
Detecção de defeitos e avarias em engrenagens

12. Bandas laterais
Velocidade
de rotação e
harmónicas
Frequência de engrenamento
2. e 3. harmonica
da frequencia de engrenamento
Bandas laterais
Espectro de frequência de uma engrenagem real :
Detecção de defeitos e avarias em engrenagens

13. Bandas laterais
Desvio do perfil do dente do perfil médio
São causadas por:
Picadas
Fendas
Excentricidade

14. Técnicas de Diagnóstico
Espectro de frequência
Forma de onda
Técnicas de detecção de choques

15. Técnicas de detecção de choques em Engrenagens
Comparação de espectros
Média síncrona do tempo
Envelope

16. Programa
Vibrações em engrenagens
Casos prácticos
Engrenagens e análise de óleos

17. CASO PRÁTICO I
• Caixa redutora de um reactor de uma fábrica de produtos químicos

18. Análise de tendência
•Aumento do nível global

19. Espectro e forma de onda
• Harmónicas da velocidade
de rotação do veio de entrada.
• Impactos à frequência de
rotação.

20. A caixa foi intervencionada
As engrenagens apresentavam desgaste.
Haviam dentes partidos na engrenagem do veio de
entrada.
Foi evitada a avaria súbita do equipamento.

21. Evolução dos espectros
RMSAccelerationinG-s
Frequency in Hz
1 - REACTOR B
2 -PK5 PEAKVUE
0 100 200 300 400 500
Max Amp
.74
Plot
Scale
0
0.40
15:59:17
31-Out-00
14:56:56
07-Nov -00
15:39:51
21-Nov -00
16:00:19
27-Nov -00
16:40:31
05-Dez-00
15:37:39
19-Dez-00
15:39:04
02-Jan-01
Após intervenção

22. Evolução da forma de onda
1 - REACTOR B
2 -PK5 PEAKVUE
Time in mSecs
AccelerationinG-s
0 100 200 300 400 500 600 700 800
Plot
Span
-2
7
21-Nov -00 15:39
02-Jan-01 15:39
ANTES
DEPOIS

23. Extrusora
Janeiro de 93 – subiu o conteúdo em ferro nas análises do óleo
As vibrações também começaram a subir
Caso Prático 2

24. O espectro indicava danos nos
rolamentos
Quando aberta constatou-se que
um rolamento estava danificado
Caso Prático 2Extrusora

25. Aero-geradores
Desgaste anormal nas engrenagens e chumaceiras de transmissão dos
aerogeradores
As engrenagens ficavam rapidamente com folgas
As vibrações apenas indicavam vibrações devidas a desgaste.
Caso Prático 3

26. Análise de Óleos
Muitas partículas e desgaste de engrenagens e chumaceiras
Exame tribológico das chumaceiras e engrenagens revelou desgaste
excessivo com vincos bem marcados nas superfícies.
Caso Prático 3

27. Avaliação
Estas máquinas operavam num ambiente com muito pó. A poeira
entrava nas caixas através dos respiradouros que não tinham filtro.
As partículas eram apanhadas entre as superfícies funcionando como
abrasivo.
Caso Prático 3

28. Solução
Substituição do óleo e limpeza de caixas.
Instalação de filtros nos respiradouros.
Caso Prático 3

29. Cx. engrenagens W & P – ZSK 240
Wear Particle Concentration (WPC)
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
WPC Av (280) Av +1s (380) Av +2s (480) Av +3s (580)
Melhoramentos na
filtragem
Recondicionamento
Pitting
Inspecção visual e
Mudança de filtro
Pitting severo
Caso Prático 3

30. Programa
Vibrações em engrenagens
Casos prácticos
Engrenagens e análise de óleos

31. Engenagens e análise de óleos
O primeiro detector de anomalias em engrenagens é a análise
de óleos.
Caso uma engrenagem seja considerada critica análise de óleos
deve ser considerada obrigatória, visto a vibrometria
dificilmente diferenciar entre o normal desgaste, problemas de
forma dos dentes ou orientação dos dentes.

32. Vibrações em Engrenagens
Em aplicações em que o desgaste por escorregamento seja
prevalecente, podem-se detectar taxas de geração de desgaste
crescente e vibrações decrescentes.

33. Fase Proactiva
Fase Vibrometria Análise de Óleos Observ.
Sem
danos
Encontrar e corrigir
anomalias antes de
causarem danos:
Equilibrar
Alinhar
Corrigir ressonâncias,
desapertos, etc.
Encontrar e corrigir anomalias antes de
causarem danos:
Medir pós e outras partículas duras que levem
á abrasão.
Medir a água e outros fluidos que levem á
corrosão.
Verificar viscosidade para assegurar a
lubrificação adequada
Prolongar a vida da engrenagem mantendo o
óleo limpo, seco e adequado para a utilização
sem danos

34. Sistemas protetivos e preditivos
Ex
Meggitt Vibro-Meter®
Transmissores de vibrações
Monitorização permanente de vibrações
Sistemas wireless
Análise da assinatura de motores elétricos pela técnica do MCM
Sistemas de monitorização permanente

35. • Vibrometros
• Analisadores de vibrações
• Coletores de dados
• Medidores de ultrassons
• Sensores de vibrações
Equipamentos portáteis

36. Pode ver um artigo sobre este tema neste link
www.DMC.com
https://www.dmc.pt/analise-de-oleos-e-vibracoes-integracao-de-tecnicas/

37. PROGRAMA DE FORMAÇÃO 2020
Para mais
informações ver
www.dmc.pt

38. OBRIGADO
Fim