Processo base para análise de vibração em redutores

A análise de vibração em redutores consiste em não só analisar os rolamentos do acionamento como também o sistema de engrenamento do conjunto.

análise de vibrações em equipamentos mecânicos

Os redutores (e multiplicadores) são utilizados para realizar conversão de velocidade e torque através de engrenagens para um outro equipamento rotativo.

• Existem diferentes configurações de redutores, que pode influenciar nos:
• Números de eixos
• Números de rolamentos
• Números de engrenagens em contato
• Através da velocidade de entrada e número de dentes de cada engrenagem, pode-se calcular a velocidade de saída do redutor

V2 = v1 *e1 e2

V2, V1= velocidades do eixo 2 (saída) e eixo 1 (entrada), respectivamente.

E2, E1 = número de dentes de entrada e saída, respectivamente

• Frequência do redutor: GMF – frequência de engrenamento
• Gmf gear mesh frequency

Gmf = numero de dentes no eixo x velocidade de rotacao

GMF = V1E1 ou V2E2

• Velocidade do motor (V1): 1800 RPM
• Número de dentes engrenagem/pinhão entrada (E1) = 25
• Número de dentes engrenagem/pinhão saída (E2) = 75

V2 = v1* e1 e2

V2 = 1800 *25 * 75= 600 rpm

Gmf = v1 e1 gmf = 1800 * 25 = 45000 rpm = 750 hz

Com redutores de múltiplos estágios, deve-se calcular a cada eixo e par de engrenagens

• Velocidade do motor (V1): 1800 RPM
• Número de dentes engrenagem entrada (E1) = 25
• Número de dentes engrenagem eixo intermediário1 (E2) = 75
• Número de dentes engrenagem eixo intermediário2 (E3) = 15
• Número de dentes engrenagem saída (E4) = 60

As engrenagens E2 e E3 estão no mesmo eixo, e portanto possuem a mesma velocidade

V2 eixo intermediario = 1800 * 25 * 75 = 600 rpm

Gmf1 = v1 * e1= 1800  25 = 45000 rpm = 750 hzV3(velocidade saida) = v2 * e3 e4

V3 = 600 * 15*60 = 150 RPM

Gmf2 = v2*e3 = v3 * e4 gmf2 = 600 * 15 = 9000 rpm = 150 hz

Em espectros de máquina com redutores, é comum aparecer os seguintes comportamentos: 

• Pico da velocidade de rotação de entrada, eixo intermediário e saída;
• Pico da frequência de engrenamento
• Harmônicos da frequência de engrenamento
• AGMF é maior na radial para engrenagens retas e na axial para helicoidal

Desgaste em dentes, é comum visível o aparecimento de faixas laterais em torno da frequência de engrenamento e seus harmônicos, Bandas laterais da frequência de rotação da engrenagem desgastada, pode apresentar evolução do harmônico 3xGMF e também a frequência natural da engrenagem pode ser excitada devido aos impactos.

A excentricidade da engrenagem causa variação da carga sobre os dentes, geram maior modulação, maior amplitude das faixas laterais, 1xGM e 3xGM são maiores devido a vibração não linear.

O backlash possui o mesmo padrão de vibração, amplitude da frequência de engrenamento pode diminuir com o aumento da carga – apenas quando ocorre backlash

O desalinhamento de engrenagens, apresenta faixas laterais que podem ser de 2X da rotação da engrenagem, podem ser maiores em frequência abaixo de 2xGMF do que as acima, aumento do pico em 2xGM.

Dente quebrado ou trincado, apresenta um aumento do pico em 1X, faixas laterais em torno de GMF, forma de onda no tempo mostra impactos com frequência de rotação da engrenagem o meio mais preciso para detecção em baixas rotações.

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Sobre o autor

Wilson Duarte

Engenheiro Mecânico especialista em Manutenção Preditiva Industrial, Engenharia de Lubrificação e Inspeção em Engrenagens (ênfase em engrenagens para moinhos e fornos), treinamentos realizados no Brasil e Alemanha. Experiência de 24 anos em manutenção industrial, trabalhos realizados nas áreas de Engenharia de Manutenção, Planejamento, Inspeção, Manutenção Mecânica e Elétrica. Conhecimentos nas áreas de Instrumentação e Automação Industrial.

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