Para entender melhor sobre as falhas de engrenamento, antes precisamos compreender as engrenagens.
Engrenagens são elementos que transmitem força e rotação de um eixo para outro componente em um sistema de transmissão de potência ou movimento.
Além disso, elas possuem dentes espaçados simetricamente que, ao rotacionarem em sintonia, transmitem forças de um eixo motriz para um eixo movido. Funcionam em pares, em combinações de várias engrenagens ou, ainda, combinadas com correntes de transmissão.
A menor engrenagem do par chama-se pinhão e a maior chama-se coroa.
Nesse sentido, cada uma possui suas respectivas quantidades de dentes e frequências de rotação, sendo que a multiplicação desses dois fatores resulta na frequência de engrenamento (GMF ou Feng), que é comum entre ambas as engrenagens. Essa é uma das principais frequências de interesse ao avaliar a integridade de engrenagens.
Então, nos exemplos abaixo, iremos considerar as falhas presentes no pinhão, cuja rotação corresponde a 30 Hz.
Desgaste nos dentes
O desgaste nos dentes pode ocorrer pelo atrito sobrecarregado em partes específicas da engrenagem (interferência) ou por acúmulo de partículas em locais indevidos (abrasão).
Pode -se identificar essa falha de engrenamento pelo espectro de velocidade ou aceleração com Feng e harmônicos destacados, assim como pela amplitude modulada no domínio do tempo.
Folga excessiva
A Feng destacada com bandas laterais moduladas pela frequência do pinhão ou da coroa indica a folga excessiva do sistema de engrenagens.
Desalinhamento
Assim como outra falha de engrenamento muito comum é o desalinhamento, que se apresenta com Feng destacada em 1x e mais em 2x, devido ao contato parcial que ocorre entre o pinhão e a coroa.
Estudo de caso
Por fim, as falhas de engrenamento são as mais comuns em redutores. No ano passado, identificamos um caso desses no redutor de uma usina de açúcar e álcool.
Veja como, no espectro de velocidade, a frequência de engrenamento está destacada e com bandas laterais.
Além disso, analisando a forma de onda, podemos ver que ela apresenta amplitude modulada (ou sejam ela se expande e se estreita, como mostra a imagem).
Isso nos indica uma falha de engrenagem, podendo ser desgaste nos dentes ou folga excessiva.Detecta-se essas e outras falhas por meio da análise de vibração.
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