alinhamento de acoplamentos

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    12-Jun-2015

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<p> O Alinhamento1 ALINHAMENTO DE ACOPLAMENTOS www.miit.pt O Alinhamento2 Objectivos Identificar os principais benefcios do alinhamento Identificar os diferentes tipos de desalinhamento A utilizao do comparador O QUE O ALINHAMENTO? Oalinhamentodeveiosemmquinasacopladasumdosaspectosmaisimportantesna instalaodemquinas.Aocontrariodoquealgumaspessoaspensam,osacoplamentos flexveis no compensam desalinhamentos severos. O desalinhamento pode ser definido como sendo a no coincidncia entre o eixo de simetria de dois veios colineares.Existem, no entanto, determinados casos em que necessrio existir um pequenodesalinhamentoparalubrificaodedentesnumacoplamentodeengrenagem.No entanto, importante ter os veios de mquinas acopladas a funcionar muito perto das condies de servio da temperatura e carga. PORQU ALINHAR? Um alinhamento apropriado ir eliminar foras nos componentes na mquina desalinhada. Eliminando estas foras teremos: Reduo do nvel de vibrao e rudo Minimizar folgas no acoplamento Eliminar a possibilidade de falha no veio devido a fadiga Sintomas vibratrios do desalinhamento: Componentes 1x e 2x RPM na direco radial (horizontal e vertical) Componente 1xRPM na direco axial Medies de fase com 180 de diferena entre apoios da mquina ANTES Seco I Introduo ao Alinhamento O Alinhamento3 VIBRAES No caso prtico apresentado de seguida foram recolhidos espectros de vibrao antes e aps o alinhamento da mquina. 1- MOTO-BOMBA BAF2006.0027-P1H MOTOR ELECT LADO EXTER HORIZRoute Spectrum16-Mar-0111:27:59OVERALL= 10.44 V-DGRMS =10.37LOAD = 100.0 RPM =1450.RPS =24.170 200 400 600 800 1000024681012Frequency in HzRMS Velocity in mm/SecFreq: Ordr: Spec: 24.17 1.000 5.5551- MOTO-BOMBA BAF2006.0027-P1V MOTOR ELECT LADO EXTER VERTICALRoute Spectrum27-Mar-0110:23:08OVERALL= 1.05 V-DGRMS =1.05LOAD = 100.0 RPM =1462.RPS =24.370 200 400 600 800 10000 0.20.40.60.81.01.2Frequency in HzRMS Velocity in mm/SecFreq: Ordr: Spec: 24.35.999.236Espectro antes do alinhamento Espectro aps alinhamento O Alinhamento4 REDUO DE CUSTOS Areduodoconsumodeenergiaelctricapodesermedidaantesdoalinhamentoeapso alinhamento. aconselhvel que se proceda ao clculo do factor de potncia. Este caso histrico foi recolhido de um artigo intitulado Desalinhamento: Alterando as regras, escrito por Dan Nower, em Maio de 1994 para a revista Reliability magazine. Omotortem125cv,acopladoporumacoplamentodeengrenagemcomumapressode descarga de 8.5 psig. ParmetroDesalinhadoAlinhadoConcluses Fase3/70/7Bom indicador Temperatura acoplamento 127120Pouca diferena Temperatura veio160149Alguma diferena Corrente motor (A)145139Cerca de 4% O factor de potncia foi estimado como sendo de 0.9 TIPOS DE DESALINHAMENTO Odesalinhamentopodeserclassificadocomosendoangularouparalelo.Afiguraseguinte mostra exemplos dos dois tipos de desalinhamento. O desalinhamento angular ocorre quando o eixo de rotao de dois veios forma um ngulo. O desalinhamento paralelo ocorre quando o eixo de rotao entre os dois veios paralelo. Na grande maioria dos casos o desalinhamento uma combinao do desalinhamento angular e paralelo. Paralelo Angular Combinado O Alinhamento5 FLEXO DO VEIO DEVIDO A DESALINHAMENTO Jvimosqueexistem3tiposdedesalinhamento:angular,paraleloecombinado.Paraalm destespodeexistirumdesalinhamentonaschumaceiras.Oeixoderotaodedoisveiospode estaralinhado,noentanto,aschumaceiraspodemestardesalinhadas.Aschumaceiraspodem estar desalinhadas se no estiverem centradas no mesmo eixo, devido a problemas de pata coxa, bases empenadas ou devido expanso trmica. Tudo o que necessrio um acoplamento flexvel? NO!!! Algunsacoplamentospodemsuportarporlongosperodosdefuncionamentodesalinhamentos severos, no entanto, alguns componentes mecnicos no suportam esse mesmo desalinhamento. Afunoprincipaldeumacoplamentotransmitirpotnciaentreumamquinaeoutra, enquanto compensa pequenos desalinhamentos, deflexo do veio ou variaes de temperatura. As foras criadas pelo desalinhamento so passadas para os componentes mecnicos, originando falhas prematuras. A UTILIZAO DO COMPARADOR Ocomparadoruminstrumentomecnicodeprecisoque medeaposiorelativadoveio.Basicamente,ocomparador consistenuminvlucrocontendodiversoscomponentes mecnicos de preciso, uma face commarcas de 0.01mm cada, umponteiroeummbolodeencostoaoveio.Asmarcas existentes na face do comparador podem ler a partir do zero em ambas as direces (figura 1) , ou ler na direco dos ponteiros do relgio a partir do zero (figura 2). Ombolopodesercolocadotantoporbaixodoindicador como atrs deste.Quando o mbolo pressionado o ponteiro roda na direco dos ponteiros do relgio e quando este deixa de sofrer presso o ponteiro roda no sentido contrrio aos ponteiros do relgio. O Alinhamento6 Figura 1. Indicador do Tipo Equilibrado Figure 2. Indicador do Tipo Continuo Noalinhamento,oscomparadoressoutilizadosparamediremaposiodalinhadeeixosde umveio.Tipicamente,oscomparadoresmaiscomunspossuemumaescalade0.01mmeo mbolo colocado por baixo do indicador. Numadisposiotpicaocomparadorseguroporsuportesadequadosaoveiodamquinaa alinhar.Oindicadorento,orientadoporformaaentraremcontactocomoveioou acoplamento da outra mquina. O Alinhamento7 Objectivos Distinguir os erros mais comuns durante o processo de alinhamento Identificaros4mtodosdealinhamentoelistarasvantagense desvantagens de cada um deles Clculodascorrecesaefectuarnomtododemedidainversadas periferias</p> <p> MTODOS DE ALINHAMENTO Omtododealinhamento maisantigoeraexecutado recorrendoaumarguaeesquadro.Este mtodoeraaceitvelseamquinafuncionasseabaixasrotaes.Estemtodoumbom procedimento quando se inicia o processo de alinhamento.Depois de executar este primeiro procedimento, algo mais era necessrio ser feito para continuar o processo de alinhamento. A utilizao de apalpa folgas e comparadores agora utilizado para seconseguiralinhamentodepreciso.Quandousadosdeformaapropriada,estasferramentas podem dar bons resultados. Os erros mais comuns no alinhamento so: Erros na preparao do trabalho Traves dos indicadores danificados Omissodadeflexodasbarrasdesuportedoscomparadoresnos clculos Erros na leitura dos comparadores e na interpretao dos dados Incorrecta movimentao da mquina MTODO DA RGUA E ESQUADRO </p> <p> Estemtodoutilizaumarguaparadeterminaraposioparalelaeumesquadroparaobtera posio angular do veio. Rgua Esquadro Seco II Mtodos de Alinhamento O Alinhamento8 VantagensDesvantagens 1.Bommtodoparaumalinhamento rpido 1. Erros de alinhamento frequentes 2. Ferramentas simples e baratas2.Apenasparaserutilizadocomo alinhamento rpido3.Utilizarapenasparaveioscomomesmo dimetro 4. Mtodo pouco preciso MTODO CARA E PERIFERIA Comestemtodoaposioparalelaobtidatirandomedidasnodimetroexterior(periferia) enquanto que a posio angular feita na face. Estas leituras so projectadas matematicamente e graficamentenassapatasdomotor(mquinamvel)paradeterminaodascorrees necessrias. VantagensDesvantagens 1.Podeserutilizadoquandoapenasum dos veios pode ser rodado 1. Erros de alinhamento frequentes 2.Bom mtodo para distncias curtas2.Escorregamento do comparador axial pode introduzir erros de leitura 3.Fcil visualizao das medidas3.Devesercalculadoadeflexodasbarras de suporte dos comparadores 4.Runoutnoacoplamentoafetaras leituras O Alinhamento9 MTODO POR MEDIDA INVERSA DAS PERIFERIAS As posies angular e paralela so obtidas tirando duas medidas radiais no acoplamento. Estas leituras so projectadas matematicamente e graficamente nas sapatas do motor (mquina mvel) para determinao das correes necessrias. VantagensDesvantagens 1.Paraserutilizadoquandoosdoisveios podem rodar 1. Ambos os veios tm de rodar solidrios2.Pode ser utilizado para distnciasmais longas que o mtodo da face e periferia2.Suscetvel de erros de leitura3.Maior preciso geomtrica 3.Devesercalculadoadeflexodasbarras de suporte dos comparadores 4.Aexistnciaderunoutno acoplamento no afectar as leituras Clculo das correces Consideremos o seguinte exemplo: Leitura dos comparadores: Mquina Estaccionria (E) = +0.032(Posio Vertical)Mquina Mvel (M) = +0.005 Deflexo (D) = 0.004(para clculo da deflexo ver pgina 15) ABC 508 mm25+ mm508 mm M E EXEMPLO O Alinhamento10 1.Determinar a posio paralela: Pp= (Leitura + Deflexo) /2 E = (0.032 + 0.004)/2 = 0.018 M= (0.005 + 0.004)/2 = 0.0045 Em papel geomtrico marcam-se estas duas posies nos dois acoplamentos. 2.Calcular a posio da sapata dianteira 3.Calcular a posio da sapata traseira Dodesenhogeomtricoobtido,facilmentevisualizamosqueomotorseencontra0.0023mm baixo frente e 0.016 baixo atrs. ABC 508 mm25+ mm 508mm +- 0.018 0.0045 ((M-E) x B) +M= -0.0023 A ((M-E) x (B+C)) +M= -0.016 A ABC 508 mm25+ mm508 mm + - 0.018 0.0045 -0.016 Trs -0.0023 O Alinhamento11 MTODO DE ALINHAMENTO POR LASER O sistema laser executa medidas da posio angular e paralela do veio atravs da emisso de um laser pelo transdutor (parte fixa) para o prisma (parte mvel). VantagensDesvantagens 1.Aumentasignificativamenteapreciso do alinhamento1.Aprecisodoalinhamentoafectadapela luz ambiente e pelas partculas suspensas no ar 2.Ideal para distncias longas 3.Tempo para alinhamento reduzido4.Aexistnciaderunoutno acoplamento no afectar as leituras 5.No necessrio calcular a deflexo6.Oequipamentocalculao desalinhamento e as correces a efectuar O Alinhamento12 Objectivos Listartrsmtodosdealinhamentoeindicarumaaplicaoparacada um deles Identificar a importncia das tolerncias de alinhamento combinando os valores angulares e paralelos</p> <p> PROCEDIMENTOS NO PROCESSO DE ALINHAMENTO 1.Preparao antes da paragem da mquina Obter ferramentas necessrias ao alinhamento (calos e kit de alinhamento) Preparar o pessoal Inspeccionar a mquina (fundaes e sapatas, parafusos etc) Recolher informao para clculo da expanso trmica 2.Preparao antes de iniciar a medio do desalinhamento Limpar sapatas da mquina e chassis Inspeccionar o acoplamento e verificar folgas Inspeccionar irregularidades nos veios Verificar o estado dos calos j instalados na mquina Determinar a deflexo (quando se utiliza comparadores) 3.Medir o desalinhamento Executar o alinhamento inicial (por exemplo com rgua e esquadro) Medir o desalinhamento inicial 4.Colocar os calos de correco adequados 5.Repetir os passos 3 e 4 at a mquina estar dentro das tolerncias 6.Colocar a mquina em funcionamento 7.Quando a mquina atingir as condies normais de funcionamento, recalcular a expanso trmica </p> <p>Seco III O Processo de Alinhamento O Alinhamento13 Como que queremos que a nossa mquina funcione? </p> <p> Gaste dinheiro mais tarde ou ento ... Pague pouco dinheiro para o bom funcionamento da mquina. </p> <p> O Alinhamento14 TESTES ANTES DA PARAGEM DA MQUINA Umainspecodetalhadadeveserexecutadaantesdaordemparaparagemdamquina.Esta inspeco deve incluir o seguinte: Inspeco visual completa da mquina Medies de vibraes e de fase devem ser executas Consumos do motor (medio da voltagem, corrente e factor de potncia)para posterior clculo da eficincia VALIDAO DOS RESULTADOS Umdosaspectosmaisimportantesnaexecuodealinhamentovlidosaexistnciade vibrao proveniente de outras mquinas. Os equipamentos de alinhamento medem movimentos degrandezaextremamentepequena.Seasmquinascolocadasemredordamquinaaalinhar induziremgrandesvibraespodemtornarimpossvelconseguirleiturascorrectascomos mtodos tradicionais.A boa noticia que os sistemas de alinhamento a laser recente esto equipados commodos de leitura que permitem executar mdias at se estabilizar o valor correcto. Outra tcnicabastanteeficazquepodeseraplicadaequevalidaasleiturasdoalinhamentono inicio dos trabalhos denomina-se por regra da validao. Esta regra compara as leituras obtidas em posies cardinais: Fornece a possibilidade de se determinar a validao das leituras efectuadas antes de se iniciar o processo de movimento da mquina. Exemplos de valores correctos e incorrectos Algumas origens de valores incorrectos podem ser: Leitura incorrecta dos comparadores (incluindo troca de sinais) Comparadores colocados muito altos ou muito baixos Folgas nos rolamentos Irregularidades na superfcie Sapatas soltas No entanto, so de esperar pequenos desvios da regra da validao. Se esta diferena for maior que 10 % possvel que o veio esteja com folga excessiva. Se o erro for superior a 20% ento a causa deve ser determinada. Se a regra da validao no for verificada pode complicar ou impossibilitar o processo de alinhamento.Superior + Inferior = Esquerda + Direita Valores incorrectos Valorescorrectos O Alinhamento15 DEFLEXO Muitosdostcnicosqueexecutamalinhamentoscomcomparadoresdesconhecemaexistncia dedeflexodoscomparadores.Outrosacreditamqueasuamontagemnoprovocaqualquer deflexo,logo,nonecessriocalcul-la.Averdadequenoalinhamentoexecutadocom comparadoresexistesempreadeflexodestes.Nestecontexto,paraseobteremvaloresde alinhamento correctos a deflexo deve ser sempredeterminada e calculada.Adeflexooriginadapelagravidadeexistentenasbarrasqueseguramoscomparadores.A deflexo deve ser o menor possvel, de preferncia na ordem dos 0.0254mm. No entanto, se no a medirmos como saberemos a sua grandeza?Os sistemas de alinhamento a laser no possuem qualquer deflexo. Os passos apropriados para medio da deflexo so os seguintes: 1.Instalar normalmente os comparadores para recolha de leituras nos veios 2.Colocar o comparador a zero na posio do topo 3.Rodar o veio e registar os valores a 90, 180 e 270 4.Rodardenovooveioatposiodetopo(inicial)everificarseocomparador ficou a indicar zero. Se no, pode haver um problema com o comparador. 5.Repetirospassos3e4eefectuaramdiadasduasleituras.Seasleiturasforem muito diferentes pode haver outros problemas </p> <p> Figura -Deflexo do comparador Deflexo O Alinhamento16 Tipicamente, todas as leituras vo dar valores negativos e as leituras horizontais sero iguais. Depoisdadeterminaodadeflexodoveiotemosdesubtrairestaleiturasleiturasobtidas para determinao do desalinhamento. </p> <p>Nagrandemaioriadasaplicaesadeterminaodadeflexoapenasiralterarosvaloresde desalinhamento na vertical, pelo que comum apenas medirmos a deflexo nesta direco. Leitura Deflexo = Desalinhamento LeituraDeflexoDesalinhamento Superior Esquerda Direita Inferior Superior Esquerda Direita Inferior Superior Esquerda Direita Inferior O Alinhamento17 PREPARAO DA BASE As fundaes da mquina devem ser tratadas e as sapatas propriamente maquinadas, limpas e preparadas para a instalao da mquina a ser alinhada. A rea circundante s sapatas deve estar limpa, incluindo o topo das sapatas.Se a base de apoio no estiver plana, pode acontecer o caso em que tenham de ser modificadas antesdoalinhamento.Verificarasfundaes,parafusos,sapatasetc,parafissurasououtros defeitos. prefervel executar a limpeza da base e das sapatas antes da mquina ser colocada na base. Garantir que as superfcies indicadas com as setas estejam limpas e livres de corroso e rebarba. IRREGULARIDADES NO VEIO O tcnic...</p>