Por: Carlos Henrique de Moraes - Engenheiro Mecânico, Pós-Graduado em Gerenciamento de Manutenção - FEI, Licenciatura Plena em Física, 25 anos de experiência na área de inspeção de equipamentos rotativos e estáticos, Membro da ABNT - comissão de Caldeiras e Vasos de Pressão, Membro da ABENDE - grupo de Análise de Vibração e Diretor Administrativo da A.E.A.S.V.

Salientaremos neste trabalho a importância do monitoramento de vibração do mancal lado rotor do ventilador. Através do acompanhamento da Curva de Tendência a da Analise de Vibração obtivemos antecipadamente a causa do problema e sua gravidade intervindo na hora certa, evitando com isso perdas de produção e aumento nos gastos da manutenção. Podemos detectar , alem do defeito de pista interna do rolamento encontrado neste mancal, vários outros tipos de falhas. Por exemplo: defeito  na  pista externa , defeito no elemento girante, defeito na gaiola, folga ou batimento do anel interno ou externo.

1.   Conhecendo o equipamento

O equipamento é exatamente conforme a figura abaixo. Abordaremos somente o mancal  4 (lado rotor do ventilador) onde detectamos o problema de alarme pelo monitoramento de vibração.

dados:

-            descrição : ventilador

-            motor GE – 200cv – 1785 rpm

-            ventilador : acionamento por correias

-            mancal  SN 524

-            rotação: 1632 rpm

-            rolamento 22224 k C3 skf

-            bucha: H 3124

-            lubrificação – graxa

2.     Coleta de Dados

A coleta de dados é feita com Microlog CMVA10 que alimenta o software PRISM2, o qual nos possibilita o monitoramento do nível global de vibração pelo gráfico de tendência e avisos de alarmes. Abaixo o nível global está  muito acima do alarme 2 em aceleração 133,7 Gs e em envelope 86,9 Gs.

3.     Definindo as freqüências de defeito do rolamento 22224S

Através de softwares específicos existentes no mercado podemos conhecer as freqüências de defeitos dos rolamentos, nos quais informamos o numero do rolamento e a sua rotação

4.   Análise de defeito

Conforme os gráficos abaixo em aceleração pico a pico no tempo (4APR7K), encontramos a excitação da freqüência de pista interna (280,08 Hz) com pulsos na freqüência de rotação 27,20Hz. E no gráfico de freqüência em envelope (4HE) encontramos a excitação de freqüência de 280,00 Hz com harmônicos e bandas laterais na rotação do equipamento 27,20Hz, o que caracteriza defeito na pista interna do rolamento 22224S

5.        Ação Tomada

Efetuada a manutenção imediata por se tratarde problema com evolução muito rápida e com níveis de vibração bem acima dos alarmes determinados. Sabíamos que a causa do problema era algum defeito grave na pista interna do rolamento, conforme demonstrado na análise do gráfico de freqüência.

6.        Monitoramento após manutenção

Após a substituição do rolamento fizemos nova coleta de dados e o nível de vibração retornou ao normal, conforme podemos observar no gráfico de  tendência em aceleração e envelope a seguir:

Gráfico 4H APR7K
Redução do valor de vibração: 133,7 GS para 21,9 GS

Gráfico 4H E
Redução do valor de vibração: 86.94 GS para 10,77 GS

7.        conclusão:

·      Como podemos observar a Análise de Vibração nos auxiliou na detecção e diagnóstico antecipado do problema, pois conforme o “item 2.” notamos evolução muito rápida da vibração, sendo que a troca do rolamento tinha sido recente, o que nos deixou bastante preocupado, partimos então para a Análise de Freqüência  conforme “item 4.” ficando claro que o problema do nível de vibração elevado era proveniente do anel interno do rolamento, ação tomada:

·      Manutenção imediata, por se tratar de um problema com evolução muito rápida e com níveis bem acima dos alarmes especificados.  

·      Efetuamos o acompanhamento da desmontagem do rolamento e verificamos que o problema era realmente

·      no anel interno do rolamento, provocado por uma trinca transversal.

nota: Conforme pesquisa em literatura técnica ( catálogo de falhas em rolamentos e suas causas – SKF ) esse fato pode correr devido alguns fatores que são:

·     Arranhamento: quando duas superfícies lubrificadas inadequadamente deslizam uma contra outra sob ação de carga, o material é transferido de uma superfície para outra. Isto é chamado de Arranhamento e as superfícies envolvidas tornam-se ásperas e parecem machucadas. Quando ocorre o Arranhamento, geralmente o material é aquecido a tal temperatura que ocorre um endurecimento e isto produz concentrações de tensões que pode causar trinca.

·     Em rolamentos de rolos, o deslizamento ocorre nas interfaces do topo dos rolos e do flange de guia. O Arranhamento pode também aparecer quando os rolos são submetidos a aceleração bruscas na entrada da zona de carga. Se os anéis escorregarem em relação ao eixo ou a caixa isso pode causar também Arranhamento no furo, na superfície externa e na face dos anéis.

·      “O Arranhamento pode produzir trincas em angulo reto com a direção do escorregamento”.

·     Trincas: as causas mais comum é o tratamento grosseiro quando os rolamentos são montados ou desmontados. Golpes de martelo, aplicados diretamente contra o anel ou por um punção temperado, podem provocar a formação de micro-trincas que fazem com que pedaços do anel se quebrem quando o rolamento for posto em serviço.

·     O deslocamento excessivo em assentamentos cônicos é outra causa de trinca no anel. Tensões aparecerão no anel, como resultado do deslocamento excessivo, produzindo trincas quando o rolamento for colocado em operação. O mesmo pode ocorrer quando os rolamentos são aquecidos e então montados em eixos fabricados com tolerâncias erradas.

·      trincas provocadas por deslocamento excessivo:

·      Aparência
o anel do rolamento trincou na direção transversal e perdeu seu aperto no eixo.

·      Causa
- deslocamento excessivo em um assentamento cônico ou bucha cônica.

     -  ajuste interferente num assentamento cilíndrico demasiado alto.