Analisador de Vibrações – modo de funcionamento 6

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Analisador de Vibrações modo de funcionamento
VI
9 - Análise e seguimento de ordens

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Conteúdo do curso

• Compreender a relação entre tempo e frequência
  num analisador de vibrações
• Amostragem e digitalização num analisador de
  vibrações
• O que é o Aliasing num analisador de vibrações
• A implementação do zoom num analisador de
  vibrações
• A implementação de janelas na forma de onda
  (windows) num analisador de vibrações
• As médias num analisador de vibrações
• Largura de banda em tempo real nos analisadores
  de vibrações
• Processamento em sobreposição (overlap)
• Análise e seguimento de ordens
• Análise do envelope
• Funções de dois canais

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Tecnologias preditivas

Vibrações
Medição de tensão em veios
Emissão acústica
Análise de motores elétricos
Termografia
Ultrassons
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Conteúdo desta apresentação
9) Análise e seguimento de ordens
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Tecnologias corretivas

Equilibragem no local
Alinhamento de veios
Proteção de rolamentos
Calibração de cadeias de monitorização de
vibrações
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Variação de velocidade de rotação diminuição da
resolução

• Um problema comum na análise de vibração de
  máquinas é a variação de velocidade de rotação -
  tanto a longo prazo como a curto prazo.
• Variações na velocidade de curto prazo dificultam
  a análise em tempo real.
• As variações de velocidade de rotação, a longo
  prazo, tornam praticamente impossíveis as
  comparações entre espectros.

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O domínio das ordens

• A frequência também pode ser normalizada à
  velocidade de rotação após uma medição. No
  gráfico da Figura, observe-se que o eixo de
  frequência e a leitura são em termos de ordens de
  rotação (múltiplos de velocidade de rotação), em
  vez de em frequência.
• Esta técnica simplesmente equivale a
  redimensionar o eixo de frequência quando a
  velocidade de rotação é conhecida ou pode ser
  deduzida e normalmente não é útil com mapas
  espetrais.
• Essa normalização não funciona em tempo real, e a
  resolução não é uma percentagem constante da
  velocidade de rotação.

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A rápida variação de velocidade de rotação curto
prazo resulta num alargamento das componentes
espectrais
a) Velocidade de rotação constante

• A rápida variação de velocidade, de curto prazo,
  provoca um alargamento das linhas espectrais no
  espectro de vibração, como se mostra na Figura.
• À medida que a velocidade muda durante o
  intervalo de aquisição de um bloco de amostras da
  forma de onda, para uma medição, o analisador de
  vibrações está efetivamente a analisar vários
  espectros diferentes.
• Isso resulta nos componentes espectrais alargados
  da Figura b).

b)Variação na velocidade de rotação
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A ordem, é o local dos pontos de uma linha
específica do espetro de frequência, em função da
velocidade de rotação da máquina.

• Frequentemente o que é necessário é o seguimento
  de ordens (ou seja, a localização de pontos
  caracterizados pela amplitude em função da
  velocidade de rotação para uma ordem particular,
  ver figura.
• As ordens podem ser também apresentadas em corte
  como se pode ver na figura.

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A utilização da amostragem externa

• Para as máquinas que operam numa grande gama de
  velocidades, é desejável medir a vibração em toda
  a gama de velocidades.
• Com um eixo de frequência fixo, os componentes
  espectrais estão em constante movimento com as
  mudanças de velocidade.
• Para as máquinas que funcionam a uma velocidade
  nominalmente constante, mesmo pequenas mudanças
  podem dificultar comparações.
• Isto é ultrapassado com a amostragem externa
  sincronizada com a rotação da máquina.

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Efeito da amostragem por tacómetro externo no
espaçamento temporal das amostras do bloco de
tempo

• O controle da amostragem do bloco de tempo
  sincronizado com a rotação da máquina pode ser
  usado para compensar ambos os problemas enquanto
  a medição está em curso.
• Por outras palavras, no analisador de vibrações a
  funcionar com amostragem externa, a amostragem
  não é feita pelo relógio do equipamento, a
  definir um intervalo de tempo fixo entre amostras
  no bloco de tempo que vai servir de base para o
  cálculo do FFT, como se pode ver na Figura.

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O efeito da amostragem externa no mapa espetral
Amostragem pelo relógio interno

• Na amostragem sincronizada com a rotação da
  máquina o que vai ocorrer consiste em que as
  linhas do espetro de frequência relacionadas com
  a velocidade de rotação apareçam numa frequência
  estacionária.
• Isto é muito útil na análise de vibrações em
  máquinas, uma vez que a maioria dos defeitos de
  máquinas estão relacionados com a frequência de
  rotação de veio.
• Uma boa maneira de ilustrar os efeitos do
  controle de amostragem síncrono (ou externo) é
  com mapas espectrais feitos em modos de amostra
  externos e normais, como mostrado.

Amostragem comandada por um tacómetro externo
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A amostragem externa e o seguimento de ordens
(order tracking)

• A principal vantagem do controle de amostragem
  síncrona é que a apresentação em tempo real dos
  componentes espectrais relacionados com a ordem
  (velocidade de rotação) permanecem com posição
  fixa no eixo horizontal.
• Durante as medições individuais (ou especialmente
  com média) variações de velocidade não causam um
  "alargamento" de frequência ao longo de um
  intervalo de frequência.
• Outra vantagem é a extração de faixas de ordem é
  muito simplificada e a precisão melhora.
• Uma vez que a frequência desses componentes foi
  normalizada a um valor fixo, uma função de
  marcador simples pode ser usada para extrair um
  seguimento de ordem do gráfico do mapa espetral
  como se vê na figura.

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Diagrama de blocos da amostragem externa e do
seguimento de ordens
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Medições do arranques e paragens de máquinas o
diagrama de Bodé

• O Diagrama de Bode do arranque de uma máquina,
  mostrando as velocidade criticas. O gráfico
  superior mostra nível de vibrações, o do meio o
  da fase e o de baixo a velocidade de rotação. O
  nível de vibrações e a fase são apresentados em
  função 1 x RPM

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Medições do arranques e paragens de máquinas o
diagrama Polar (ou de Nyquist)

• Diagrama Polar (ou de Nyquist) do arranque de uma
  máquina apresentando a fase e o nível de uma
  forma polar. Notar a viragem dada ao gráfico para
  compensar o posicionamento do sensor de fase e do
  de vibrações.

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Sistemas de monitorização permanente

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

• Vibrometros
• Analisadores de vibrações
• Coletores de dados
• Medidores de ultrassons
• Sensores de vibrações

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Pode ver um artigo sobre este tema neste link
Analisador de vibrações
www.DMC.com
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PROGRAMA DE FORMAÇÃO 2020
Para mais informações ver www.dmc.pt
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Esperamos que esta apresentação tenho sido
interessante