Manutenção Industrial

Os problemas das vibrações mecânicas em equipamentos industriais

As vibrações mecânicas são comuns nos equipamentos industriais. Mas, justamente, por ser algo inerente a certos sistemas, como os motores, nem sempre recebem a atenção devida. Avaliar frequentemente esse indicador ajuda a equipe de manutenção a identificar possíveis anomalias e realizar os reparos o quanto antes. 

Nas manutenções preditivas, a análise das vibrações mecânicas é um dos pontos principais. É preciso medir, equipamento por equipamento, em busca de mudanças nas taxas de variação das forças dinâmicas. Dependendo dos resultados, é possível saber o que a máquina está indicando: eixos empenados, problemas nas engrenagens, desalinhamentos, folgas, irregularidades na lubrificação e, também, falhas em polias e rolamentos.

Mais adiante você entenderá como é feito esse estudo, mas, por ora, é necessário falar sobre os riscos de negligenciar esse parâmetro. Continue a leitura!

Os problemas causados pelas vibrações mecânicas

Elas são consideradas um problema “fantasma” nas indústrias. Isso porque, sem a análise preditiva das vibrações mecânicas, fica difícil detectar alguma alteração. E, quando os sinais emitidos são negligenciados, podem resultar em sérios danos para os ativos. Inclusive, a quebra e colapso total, ocasionando a parada das atividades. 

Para se ter uma ideia do efeito cascata provocado, uma vibração atípica pode levar ao desalinhamento dos eixos que, fora do seu padrão de operação, ocasionam o aumento da carga dinâmica nos mancais. Como consequência, há o favorecimento do desgaste prematuro dessas peças e uma redução significativa na vida útil do equipamento. 

É claro que nem todos os ativos que apresentam vibrações anormais estão condenados à quebra. Mas, mesmo que o problema não chegue a esse ponto, ainda assim os prejuízos são muitos. Afrouxamento de parafusos, ruídos, aumento da temperatura nos acoplamentos e falhas nas vedações, que podem levar a vazamentos de óleo, são mais alguns exemplos.

Entretanto, quem lida diretamente com as máquinas também pode sofrer com as vibrações irregulares. Elas podem resultar em um estresse operacional maior, causar lesões por esforço repetitivo e ser responsáveis por mais fadiga durante o trabalho. Esses fatores contribuem para uma chance de acidentes muito maior.

O que fazer para evitar os problemas causados pelas vibrações

A única forma de evitar essas complicações é por meio da manutenção preditiva. Ela se refere ao acompanhamento constante das condições dos equipamentos, e se baseia em parâmetros como as vibrações mecânicas, temperatura e qualidade do óleo. Essa é uma forma de complementar as rotinas preventivas, mas sem a interrupção dos processos. A grande vantagem desse modelo é poder encontrar os problemas antes mesmo da parada das máquinas nas datas programadas, podendo resolvê-los assim que detectados.

A manutenção preditiva ganhou muito mais eficiência com a chegada da Indústria 4.0. Agora, é possível obter dados que, antes, jamais seriam coletados. As vibrações mecânicas são um ótimo exemplo. O uso de sensores e conversores de sinais elétricos permite aos profissionais monitorar o comportamento individual das peças, sem a intervenção humana e com muito mais precisão. 

No caso das vibrações, os responsáveis pela medição podem se valer de diversos equipamentos. Os aparelhos utilizados transformam a vibração em sinais elétricos e, assim, conseguem identificar qual a peça com maior trepidação e presumir a sua ligação com uma eventual falha. Isso porque cada componente emite uma determinada frequência, o que torna possível reconhecê-lo.

Infográfico Como ler rótulo de lubrificantes PETRONAS?

Saiba quais os equipamentos disponíveis para a análise de vibração

Para mensurar esse parâmetro, é preciso, antes de mais nada, a instalação de sensores nos equipamentos destinados ao acompanhamento. Na mineração, por exemplo, eles são comumente instalados nas esteiras transportadoras, onde são colocados de forma a monitorar mancais e rolamentos. Esses sistemas irão coletar os sinais elétricos (resultantes do nível da vibração) e enviar para os aparelhos de registro. Após, devem ser avaliados por um técnico capaz de identificar as alterações de frequência.

Para esse trabalho, existem três tipos de sensores bastante comuns na indústria.

  • Analisador de frequência: essa opção é válida quando a área que se deseja monitorar não está ao alcance do medidor. Esse aparelho converte as vibrações em sinais periódicos, transitórios ou randômicos.
  • Medidor de vibração de nível global sem filtro: avalia a frequência de forma global, ou seja, as trepidações vindas de todas as partes da máquina.
  • Medidor de vibração com análise de frequência com filtro: possibilita a delimitação de inspeção a determinados componentes.

Como minimizar o efeito das vibrações mecânicas

Segundo o Eng. Thiago Roberto, especialista em elementos de fixação da JW Engenharia, em Minas Gerais, “vibração é uma característica intrínseca da operação de alguns equipamentos e, caso não seja devidamente tratada, pode gerar quebras e colocar a segurança de operadores em risco. Pensando nisso apresentamos uma solução única, a arruela Nord-Lock, que foi criada com a original tecnologia de travamento por cunha, que fixa uniões aparafusadas mesmo quando expostas a vibrações severas e cargas dinâmicas.

Sabendo como usar as arruelas Nord-Lock, podemos afirmar que é impossível que nossos produtos se soltem intencionalmente devido à cunha criada embaixo da cabeça do parafuso e da porca. As arruelas Nord-Lock são fornecidas no Brasil pela JW Engenharia e têm um design especial, que produz um efeito elástico. Este compensa a perda da pré-carga mantendo a fixação segura e gerando confiabilidade operacional, altos níveis de disponibilidade dos equipamentos e segurança aos envolvidos no processo produtivo”.

Já os acoplamentos flexíveis do tipo pneu, também chamados de pneuzinho, absorvem a vibração de modo a compensar desalinhamentos e amortecer choques. Eles garantem que não ocorrerá contato entre as faces de metal dos eixos, aumentando significativamente a vida útil desse componente. Para garantir o desempenho, ter atenção à lubrificação é essencial, como você pode conferir neste artigo.

É preciso ressaltar que não dá para acabar com as vibrações. De todo modo, muitas ações podem ser instituídas para que elas causem o menor dano possível. Esses parâmetros devem ser acompanhados de perto, assim como a análise dos lubrificantes e temperatura de operação das máquinas. Instituindo rotinas preditivas, aliadas a um plano de manutenção preventiva, certamente, a confiabilidade e a disponibilidade dos equipamentos serão bem maiores.

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