Alinhamento de Eixos

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    05-Aug-2015

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<p>UNIDADES DE MEDIDAS DE VIBRAOA amplitude vibracional a medida do nvel de vibrao em uma mquina. A mesma pode ser expressa nas seguintes grandezas: deslocamento, velocidade ou acelerao nas unidades mtrica ou inglesa. As medies em deslocamento servem para evidenciar caractersticas em baixas frequncias onde o conhecimento do deslocamento real dos elementos faz-se necessrio. Em acelerao tem-se uma melhor visualizao da vibrao gerada em alta freqncia (&gt; 1000 Hz). J as medies feitas em velocidade cobrem uma faixa mais abrangente do espectro, servindo para uma viso do comportamento da mquina como um todo.</p> <p>1Oiti G. Paiva</p> <p>Medies em deslocamento so Medies em velocidade so acelerao melhores para avaliarmos eventos usadas para uma avaliao geral baixasfreqnciascobrem em do espectro, pois mas em altas freqncias mas so inteis em baixasfreqncias uma amplaem altas freqncia. so inteis faixa de freqncias</p> <p>deslocamento</p> <p>acelerao</p> <p>velocidade f(Hz) Fig. 1Oiti G. Paiva</p> <p>2</p> <p>De uma forma geral, os desalinhamentos e desbalanceamentos so comumente identificados analisando-se os espectros de vibrao em velocidade, enquanto que as medies em acelerao so usadas para verificar condies dos rolamentos, cavitao, defeitos em slots e barras de motores, etc... Dependendo do nmero de dentes da engrenagem e da velocidade do eixo envolvido, falhas de engrenamento e/ou rolamentos podem ser avaliadas em velocidade ou em acelerao.</p> <p>3Oiti G. Paiva</p> <p>BASES DE MQUINASProblemas de alinhamento com mquinas rotativas muitas vezes resultam de problemas de fundao (base da mquina) ou da carcaa do equipamento. evidente que o alinhamento dos eixos mudar se houver alguma deformao na base ou na carcaa devido s condies de trabalho. Este processo pode ser lento, como por exemplo, recalque da base devido a cargas impostas pelo equipamento, como tambm pode ser bem rpido devido ao aquecimento provocado pela mquina (quando alinhada a frio, sem considerar alteraes trmicas). Deformaes nas tubulaes que esto ligadas a equipamentos rotativos podem contribuir para o desalinhamento dos mesmos.4Oiti G. Paiva</p> <p>Com o avano das tcnicas de clculo de estruturas sujeitas a cargas dinmicas, fundaes, estruturas e carcaas de mquinas podem ser rigorosamente projetadas e aferidas utilizando-se tcnicas CAD e CAE. A dinmica estrutural permite clculos bem precisos de modo a no permitir que mquinas rotativas trabalhem em ressonncia com sua prpria base. Infelizmente, estas novas tcnicas nem sempre so aplicadas a contento, e assim comum depararmo-nos com mquinas assentadas em bases mal dimensionadas, trabalhando em condies desfavorveis e exigindo reparos freqentes.5Oiti G. Paiva</p> <p>Uma inspeo visual deve ser feita pelo menos uma vez por ano, em todas as bases de equipamentos rotativos. Os pontos a serem observados so: - Ancoragem das tubulaes. - Juntas de expanso. - Parafusos soltos. - Trincas em bases e colunas de sustentao - Infiltrao entre a base e o concreto. - Calos soltos. - Calos enferrujados. - Pinos guias soltos e trincados.</p> <p>Mesmo em fundaes bem projetadas, uma srie de fatores, tais como contrao do concreto e distores trmicas podem levar o equipamento a no ficar bem assentado.6Oiti G. Paiva</p> <p>ALINHAMENTO</p> <p>A preparao e o planejamento do trabalho de alinhamento proporcional ao sucesso que se obtm. Em alinhamento no h atalhos nem solues simples. Somente um bom planejamento e bons ingredientes (dispositivos, ferramentas e pessoal treinado) permitiro o bom andamento do processo</p> <p>7Oiti G. Paiva</p> <p>DISPOSITIVOS PARA ALINHAMENTONo existe nenhum tipo de dispositivo que atenda a todas as condies de alinhamento.Em certos casos mais conveniente fabricar exatamente o que se necessita em sua prpria instalao do que tentar procurar algo pronto, o que nem sempre possvel. No prximo slide vemos um dispositivo muito comum utilizado em alinhamento. Este dispositivo composto de uma corrente regulvel que atende a vrios dimetros de eixos e uma haste na qual preso o relgio comparador. Pesquisas comprovam que este dispositivo, se bem utilizado, atinge resultados excelentes, comparveis ao alinhamento a laser, e evidentemente a um custo bem inferior.8Oiti G. Paiva</p> <p>Fig. 2 A flexo do dispositivo (SAG) Quando o dispositivo de alinhamento gira da posio 12 horas at a posio 6 horas, o peso da haste e do relgio comparador flexionam a haste, alterando a medio real. Este fenmeno conhecido como Sag. O Sag uma das maiores fontes de erros em alinhamentos, porm facilmente contornado quando as caractersticas do dispositivo so conhecidas.9Oiti G. Paiva</p> <p>A determinao do Sag feita prendendo-se o dispositivo de alinhamento em um tubo de 100 a 130 mm de dimetro (teoricamente o dimetro deveria ser o mesmo do eixo a ser alinhado) e com o relgio comparador na mesma distncia que ser usada no alinhamento. O tubo girado de 90 em 90 graus e o sag que sempre ter um valor negativo, anotado. No clculo final do desalinhamento, estes valores devero ser adicionados de modo a se obter a medio verdadeira. De um modo geral, 0,07 mm o mximo permitido de Sag para um dispositivo.</p> <p>10Oiti G. Paiva</p> <p>MEDINDO O DESALINHAMENTOAps conferir as condies da base e da mquina, os calos, o Sag e demais ferramentas a serem utilizadas no trabalho, o prximo passo ser a medio da posio de um eixo em relao ao outro. interessante como podemos ver at pequenos desalinhamentos com uma simples rgua. Porm, medida que estes vo ficando mais precisamente alinhados, fcil perceber que este procedimento perde sua validade. Ainda assim comum encontrar mecnicos que utilizam como ferramentas de alinhamento somente uma rgua e um canivete de folgas e se do por satisfeitos com o resultado.11Oiti G. Paiva</p> <p>Este procedimento serve to somente para o que chamamos de alinhamento grosseiro, ou seja, aquela parcela do alinhamento que coloca os eixos em condies de serem alinhados por um processo mais preciso, onde medies com relgios comparadores so indispensveis. O alinhamento grosseiro o primeiro passo da tarefa de alinhamento, e deve lanar mo de rguas, calibres de folga, micrmetros internos e externos. Uma vez alinhados grosseiramente os eixos, iniciado o processo mais apurado, que vai deix-los definitivamente alinhados dentro das tolerncias normalmente exigidas. Dois destes mtodos so mostrados a seguir: o mtodo Face e Borda e o de Leituras Reversas.12Oiti G. Paiva</p> <p>MTODO FACE E BORDAP</p> <p>B A M Fig. 3</p> <p>O mtodo Face e Borda o mais tradicional e popular mtodo de alinhamento.13Oiti G. Paiva</p> <p>O processo de alinhamento pelo mtodo Face e Borda consiste em girar o eixo no qual esto fixos os relgios comparadores sendo que o outro eixo pode estar parado (desacoplado) ou no. Para melhor entendimento deste processo, consideremos como exemplo o alinhamento de um conjunto moto-bomba. Assim, na figura anterior, o eixo da esquerda ser o do motor e o da direita da bomba. Para o conjunto em questo, o motor ser considerado como sendo a mquina mvel e a bomba como a mquina fixa. Este artifcio, que na grande maioria das vezes verdadeiro, estar aqui sendo utilizado somente para facilitar a visualizao do procedimento.14Oiti G. Paiva</p> <p>O relgio que est na vertical o que nos d os desvios paralelos (P), e o que est na horizontal o que nos d os desvios angulares (A). Os desvios angulares e paralelos no necessitam ser medidos simultaneamente. A vantagem de se executar medies de desvios paralelos e angulares separadamente est no fato de que para isso s necessitamos de um relgio comparador, ou seja, o mesmo relgio utilizado ora na vertical e ora na horizontal. Observa-se tambm que a montagem dupla de relgios aumenta o SAG, se estes estiverem presos a uma nica haste.</p> <p>15Oiti G. Paiva</p> <p>OS DESVIOS PARALELOSOs desvios paralelos so obtidos com o auxlio do relgio P. Estes desvios encontram-se nos planos vertical e horizontal. O resultado das medies do relgio P nos indicar as movimentaes que faremos com a mquina mvel no plano vertical (subir ou descer o motor por meio da colocao ou retirada de calos) e no plano horizontal (movimentando o motor para a direita ou esquerda, procedimento geralmente feito com a ajuda de macaquinhos). Para efeito de referncia, consideremos que o observador est colocado atrs do motor e olhando para frente, vendo em primeiro plano o motor e em segundo a bomba. O relgio comparador do tipo comum, em que uma volta completa do ponteiro equivale a 1 mm e tem divises em centsimos.16Oiti G. Paiva</p> <p>DESVIO PARALELO HORIZONTALO desvio paralelo horizontal medido com o relgio zerado na posio 3 horas e depois girado at a posio 9 horas.</p> <p>M</p> <p>B Fig. 4</p> <p>A figura mostra uma situao em que o motor est deslocado para a esquerda em relao a bomba, porm na mesma altura, isto , h somente um desalinhamento paralelo horizontal.17Oiti G. Paiva</p> <p>Imaginemos que o centro do eixo do motor est deslocado 10,5 centsimos de milmetro para a esquerda da bomba. Uma vez zerado o relgio comparador na posio 3 horas, qual ser o desvio do ponteiro ao girarmos o eixo do motor at o relgio atingir a posio 9 horas? Quem no tem afinidades com o processo de alinhamento dir que o ponteiro marcar -0,105 mm, o que no verdade. Na realidade, quando a posio 9 horas atingida, o valor encontrado no relgio o dobro do desvio real, isto , 21 centsimos de milmetro negativos, ou seja, o ponteiro gira para a esquerda indo de zero at a posio 79 centsimos.18Oiti G. Paiva</p> <p>Para melhor esclarecer esta passagem, suponhamos que o eixo no tem desvio. Deste modo, se o relgio est zerado na posio 3 horas, ao ser atingida a posio 9 horas ele continuar marcando zero, obviamente. Imaginemos que o relgio est zerado na posio 3 horas e que o eixo da bomba deslocado para a direita 0,105 mm. O relgio passa a marcar +0,105 mm. Se o eixo do motor girado at que o relgio atinja a posio 9 horas, a leitura ser de -0,105 mm. Como vemos, um desvio de 0,105 mm nos fornece +0,105 mm quando o relgio est em 3 horas e -0,105 mm quando s 9. Se mudarmos a referncia, isto , o relgio zerado s 3 horas, os 0,105 mm aparecero no relgio das 9 horas, que passar a marcar -0,21 mm.19Oiti G. Paiva</p> <p>DESVIO PARALELO VERTICAL</p> <p>Com o desvio paralelo vertical, acontece o mesmo fenmeno que no horizontal, s que neste caso o relgio inicialmente colocado na posio 12 horas e girado at a posio 6 horas. Desta maneira, se em 12 horas temos o relgio zerado e s 6 horas o ponteiro marca -0,63 mm, podemos concluir que o motor dever ser levantado 0,315 mm.</p> <p>20Oiti G. Paiva</p> <p>CORREO DOS DESVIOS PARALELOSNa prtica, os desvios paralelos horizontal e vertical so medidos e corrigidos simultaneamente. O relgio comparador zerado, ou na posio 12 horas ou s 3. O eixo do motor ento girado 360 graus e os valores anotados. A figura 11 mostra o resultado de uma medio: 0 + 21</p> <p>- 42- 63</p> <p>- 21 - 21- 42</p> <p>0</p> <p>Fig. 5Oiti G. Paiva</p> <p>21</p> <p>Observando a figura 5 podemos concluir que independe onde o relgio zerado, pois podemos obter um resultado a partir do outro. No exemplo mostrado, o resultado quando o relgio zerado em 3 horas foi obtido somandose 21 aos valores encontrados na parte esquerda da figura .</p> <p>22Oiti G. Paiva</p> <p>OS DESVIOS ANGULARES</p> <p>Os desvios angulares so obtidos com o auxlio A da figura 3. Assim como os desvios paralelos, os angulares se encontram nos planos vertical e horizontal. A correo dos desvios angulares verticais feita mediante a colocao ou retirada de calos ou na traseira ou na dianteira do motor. A correo dos desvios angulares horizontais ser conseguida movimentando o motor para a esquerda ou direita, na traseira ou na dianteira.</p> <p>23Oiti G. Paiva</p> <p>ENTENDENDO O DESVIO ANGULAR VERTICAL O desvio angular vertical obtido com o relgio zerado na posio 12 horas e girado de 180 at atingir a posio 6 horas como visto na figura 6.</p> <p>B M Fig. 624Oiti G. Paiva</p> <p>Ao ser girado de 12 horas para a posio 6 horas, o relgio 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 relgio fosse montado invertido, (como na figura 3), ou seja, apontando para a bomba e no 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 no o valor registrado no relgio, mas sim, um valor proporcional, que depende das dimenses da montagem.</p> <p>25Oiti G. Paiva</p> <p>O DESVIO ANGULAR HORIZONTAL</p> <p>O desvio angular horizontal obtido da mesma maneira anterior s que o relgio gira da posio 3 horas at a posio 9 horas.</p> <p>26Oiti G. Paiva</p> <p>A CORREO DOS DESVIOS ANGULARESA correo dos desvios angulares feita, levando-se em considerao a geometria da montagem A</p> <p>P1</p> <p>P2</p> <p>BP1 / F = A / ( H + F )2 2</p> <p>H Fig. 7 F27Oiti G. Paiva</p> <p>P2 / F = B /</p> <p>( H + F )</p> <p>2</p> <p>2</p> <p>Da figura 7 tiramos as seguintes relaes:P1 / F = A / ( H + F )2 2</p> <p>P2 / F = B /</p> <p>( H + F )</p> <p>2</p> <p>2</p> <p>onde: P1 = desvio do p traseiro P2 = desvio do p dianteiro A = distncia do p traseiro do motor ao relgio B = distncia do p dianteiro do motor ao relgio F = Resultado da medio com o relgio zerado s 12 horas e girado at s 6 horas (desvio vertical), ou zerado s 3 horas e girado at s 9 horas (desvio horizontal. H = dimetro que o relgio percorre.28Oiti G. Paiva</p> <p>Observa-se que quanto maior for H, mais preciso o resultado das medies. Sugere-se que H seja igual a 1,5 vezes o dimetro do acoplamento. A utilizao deste artifcio requer que os eixos sejam acoplados e girados simultaneamente, uma vez que as medies no so executadas diretamente no eixo da bomba, mas utilizando um dispositivo que idntico ao que prende o relgio ao eixo do motor, mas no caso servir apenas como anteparo.</p> <p>29Oiti G. Paiva</p> <p>O MTODO DE LEITURAS REVERSASO mtodo de leituras reversas tambm muito popular e de simples visualizao. A figura 8 mostra o esquema de montagem para este processo</p> <p>Fig. 830Oiti G. Paiva</p> <p>No processo de Leituras Reversas os desvios paralelos so determinados exatamente como no mtodo Face e Borda. Os desvios angulares so calculados a partir das diferentes trajetrias elpticas feitas pelo relgio. A figura 9 mostra como o relgio comparador v um eixo inclinado: O qu o relgio v</p> <p>Fig. 9Oiti G. Paiva</p> <p>31</p> <p>CLCULO DOS DESVIOSPara o clculo do desalinhamento imagine os dois relgios na horizontal, isto , o relgio que gira solidrio com o eixo do motor est na posio 3 horas, e o que gira com o eixo da bomba na posio 9 horas. O relgio das 3 horas marca um valor Y e o outro X. A figura 10 mostra esta geometria, de onde so retirados os valores dos desvios. A B C P1 P2 X Y 32 Fig. 10Oiti G. Paiva</p> <p>A B C</p> <p>P1</p> <p>P2 X Y</p> <p>Fig. 11</p> <p>Correo dos desvios - Motor P2 = B ( X + Y ) - Y C P1 = A ( X + Y ) - Y C</p> <p>Estas so as solues matemticas quando usamos o mtodo reverso.33Oiti G. Paiva</p> <p>PROCEDIMENTOS DE ALINHAMENTO NO CAMPO Uma vez definido o mtodo a ser utilizado, revisada a base e com as ferramentas e dispositivos adequados em mos, d-se incio ao processo de alinhamento. Alinhamento Grosseiro O alinhamento grosseiro o...</p>