Falhas em rolamentos: A maioria dos equipamentos rotativos possui rolamentos em sua constituição. Motores elétricos, bombas e ventiladores industriais são alguns dos equipamentos que possuem rolamento no conjunto de seus componentes.
Há diferentes tipos de rolamentos no mercado, como os de esferas e os de rolos. Entretanto, suas principais partes constituintes se assemelham.
Além disso, não é de se espantar que uma das principais falhas mecânicas na indústria seja a falha de rolamentos. De acordo com a pesquisa da SKF, a fadiga ocasiona 1/3 dessas falhas, problemas de lubrificação causam mais 1/3, contaminação (vedação ineficiente) responde por 1/6, e outros motivos são responsáveis pelo restante 1/6.
Nesse sentido, utilizam muito a análise de vibração para detectar falhas em rolamentos, e a técnica do Envelope é uma das mais usadas para identificar falhas em rolamentos nos estágios iniciais.
Neste artigo, explicaremos o que são as frequências de falha em rolamentos e como a análise de vibração as detecta.
Como a vibração pode detectar falhas em rolamentos?
Quando há um defeito em um rolamento (ex: trinca na pista externa), ocorre um impacto que destaca uma frequência característica de falha. Vamos a um exemplo para ficar mais claro…
Imagine um rolamento que tenha uma trinca na pista externa. Toda vez que o elemento girante (esfera ou rolo) passar por essa trinca, vai produzir um impacto, fazendo com que haja uma vibração específica:
As 4 frequências de falhas em rolamentos
Existem basicamente 4 frequência que podem ser destacadas em um espectro para definir a falha em rolamentos.
- BPFI : Frequência de falha da pista interna
- BPFO: Frequência de falha da pista externa
- BSF: Frequência de falha dos elementos rolantes (rolos ou esferas)
- FTF: Frequência de falha da gaiola
Por que utilizar a técnica do Envelope?
Toda vez que existe uma falha no rolamento e que o impacto ocorre, a frequência natural do conjunto é excitada. Essa frequência não tem nenhuma relação com a rotação do equipamento, sendo influenciada apenas pela rigidez e massa do sistema.
Apesar disso, ocorre que, na prática, as amplitudes das vibrações ocasionadas por falhas em rolamentos são pequenas comparadas às amplitudes relativas à frequência fundamental e seus harmônicos.
O envelope consiste no processo de remover as frequências baixas (ex: abaixo de 500Hz) e fazer um processo de “envelopamento” no sinal resultante.
A partir do “envelope” do sinal, é possível calcular a FFT (Fast Fourier Transform) e encontrar as frequências de falha.
Dessa forma, plataformas de monitoramento e diagnóstico inteligente identificam falhas de rolamento na manutenção preditiva. A plataforma IoTebe calcula o envelope do sinal, possibilitando a detecção de falhas de rolamentos em estágio inicial e permitindo intervenções precoces no equipamento para evitar paradas inesperadas.
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