Ficha de Trabalho 1 — UC02948

Análise de Vibração e Diagnóstico de Rolamentos

Duração: 90 minutos | Consulta: Tabelas de frequências e norma ISO 10816 fornecidas | Calculadora: Permitida

Grupo I — Verdadeiro / Falso (20 pontos)

1. No espectro de vibração de uma máquina com desbalanceamento, a frequência dominante é 2× a frequência de rotação. ___
2. A análise de óleo lubrificante pode detectar desgaste de rolamentos através do aumento de partículas metálicas em suspensão. ___
3. A termografia infravermelha é uma técnica de diagnóstico que requer paragem do equipamento para ser efectuada. ___
4. O BPFO (Ball Pass Frequency Outer race) é a frequência à qual os elementos rolantes passam pelo defeito na pista exterior do rolamento. ___
5. Um motor eléctrico de indução com desequilíbrio de tensão entre fases de 3% opera dentro dos limites normais da norma NEMA MG1. ___
6. Na análise de vibração, a grandeza de velocidade (mm/s RMS) é a mais adequada para a maioria das máquinas no intervalo de 10–1000 Hz. ___
7. O índice de polarização (PI) mede a qualidade do isolamento do motor: PI > 2 indica isolamento seco e em bom estado. ___
8. Numa FMEA, o RPN é calculado como a soma de S + O + D. ___
9. O desalinhamento angular de um acoplamento causa vibração dominante a 2× a frequência de rotação. ___
10. O detector de ultrassom (40 kHz) pode ser utilizado para detectar fugas de ar comprimido sem contacto com a tubagem. ___

Grupo II — Análise de Espectro de Vibração (40 pontos)

Problema 1 — Identificação de Defeito por Espectro

Um técnico de manutenção preditiva recolheu o seguinte espectro de vibração de um motor eléctrico com transmissão por correia a uma bomba:

Dados do sistema: - Motor: 1 450 rpm (50 Hz alimentação, 4 polos, escorregamento 3,3%) - Polia motora: Ø200 mm - Polia movida: Ø400 mm - Rolamento do motor (lado acoplamento): 6312 — Z=8, d=19,05 mm, D=86,9 mm, α=0°

Picos detectados no espectro (em Hz): - 24,2 Hz — amplitude: 4,5 mm/s - 48,3 Hz — amplitude: 1,2 mm/s - 12,1 Hz — amplitude: 0,8 mm/s - 146 Hz — amplitude: 0,3 mm/s - 438 Hz — amplitude: 0,1 mm/s

a) Calcule a frequência de rotação do motor (f_motor) em Hz.

b) Calcule a frequência de rotação da bomba (f_bomba) em Hz.

c) Calcule as frequências características do rolamento 6312 do motor: BPFO, BPFI, BSF, FTF.

Use: BPFO = (Z/2)×f×(1+d/D×cosα); BPFI = (Z/2)×f×(1-d/D×cosα)

d) Identifique a origem de cada pico espectral detectado e classifique a avaria (tipo e severidade, usando ISO 10816 Zone para máquinas de tamanho médio: A<3,5; B<7,1; C<11; D>11 mm/s).

Problema 2 — Cálculo de Frequências de Rolamento

Um rolamento de esferas SKF 6205 tem as seguintes características geométricas: - Número de esferas: Z = 9 - Diâmetro das esferas: d = 7,938 mm - Diâmetro do passo: D = 38,5 mm - Ângulo de contacto: α = 0° - Velocidade do veio: n = 3 000 rpm

a) Calcule todas as frequências características do rolamento (BPFO, BPFI, BSF, FTF) em Hz.

b) Se o analista detectar um pico espectral a 289 Hz com sidebands a ±50 Hz, que defeito indica? Justifique.

c) Para que estado de desgaste é mais sensível a análise de envolvente (envelope analysis)?

Grupo III — FMEA de Equipamento Industrial (40 pontos)

Exercício — Construção de FMEA para Bomba Centrífuga

Construa uma FMEA parcial para uma bomba centrífuga de processo industrial, com os seguintes componentes a analisar: vedante mecânico, rolamentos, impulsor, motor eléctrico.

Para cada componente, identifique: - 2 modos de falha relevantes - Efeito no sistema - Causa mais provável - Valores de S, O, D (justifique) e RPN - Acção de controlo recomendada para RPN > 80

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