Descrição e escopo do problema
Este manual destina-se ao diagnóstico e eliminação de ruídos e vibrações anormais em redutores industriais. Os sintomas incluem aumento de ruído (acima de 85 dB), vibração acima de 4,5 mm/s, instabilidade de torque e aumento da temperatura da caixa de engrenagens acima de 80°C.
Campo de aplicação:
- Redutores cilíndricos e cônicos com capacidade de 1-500 kW
- Transmissões sem-fim de equipamentos industriais
- Redutores planetários de sistemas transportadores
- Caixas de engrenagens de máquinas metalúrgicas
Classificação de criticidade:
- Crítico: Vibração >7,1 mm/s, ruído >90 dB, temperatura >90°C
- Importante: Vibração 4,5-7,1 mm/s, ruído 85-90 dB, temperatura 80-90°C
- Menor: Vibração 2,8-4,5 mm/s, ruído 75-85 dB, temperatura 70-80°C
Medidas de segurança
ATENÇÃO! Antes de iniciar o diagnóstico:
- Aplique o procedimento LOTO (Lockout/Tag)
- Use EPI: óculos de segurança, luvas, proteção auditiva
- Energia Armazenada: Alivia a pressão em sistemas hidráulicos
- Peças rotativas: parada completa antes de remover as tampas dos bueiros
- Graxa quente: A temperatura pode chegar a 100°C
- Perigo químico: Vapores de lubrificante usado em espaços fechados
Equipamento de diagnóstico é necessário
| Ferramenta | Especificação | Faixa de medição | Objetivo |
|---|---|---|---|
| Vibroanalisador | SKF CMVA 65, Fluke 805 | 0,1-1000mm/s | Medição de vibração geral e análise espectral |
| Medidor de som | Classe 2 de acordo com IEC 61672 | 30-130dB | Controle do nível de pressão sonora |
| Termovisor | A resolução é 160×120 | -20°C a +250°C | Detecção de superaquecimento local |
| Sondas de folga | Definir 0,05-1,0 mm | Precisão de ±0,02 mm | Medição da folga lateral dos dentes |
| Endoscópio | Diâmetro 6-8 mm, comprimento 1 m | - | Inspeção interna de engrenagens |
| Estetoscópio mecânico | - | - | Localização de fontes de ruído |
| Kit de seleção de lubrificante | Seringa, tubos de ensaio | 50-100ml | Amostragem para análise |
Lista de verificação da avaliação inicial
| Parâmetro | O que observar/registrar | norma | Ansiedade |
|---|---|---|---|
| Vibração Total (RMS) | Meça na carcaça perto dos rolamentos | <2,8mm/s | >4,5mm/s |
| Nível de ruído | A uma distância de 1 m da caixa de velocidades | <75dB | >85dB |
| Temperatura corporal | O ponto mais quente do corpo | <70°C | >80°C |
| Nível de lubrificação | A posição do indicador de nível | Entre mín./máx. | Abaixo do mínimo |
| Fontes externas | Vestígios de graxa sob a caixa de câmbio | Ausente | Disponível | >
| A carga | % do torque nominal | 70-100% | >110% |
Diagnóstico sistemático - esquema de tomada de decisão
1. Análise da natureza do ruído e das vibrações
- Ruído periódico com a frequência de rotação do eixo de entrada
- SE a frequência coincidir com nvh - excentricidade da engrenagem
- SE for acompanhado de choques - defeito no dente da engrenagem
- Vá para o ponto 3.1 (Diagnóstico de engrenagens)
- Ruído periódico com a frequência de rotação do eixo de saída
- SE a frequência coincidir com a enésima - excentricidade da roda
- SE a vibração aumentar sob carga - desgaste dos dentes da roda
- Vá para o ponto 3.1 (Diagnóstico de engrenagens)
- Ruído e vibração de alta frequência
- Frequência IF >1000 Hz - rolamentos
- SE a frequência for 500-1000 Hz - rolamentos deslizantes
- Vá para o ponto 3.2 (Diagnóstico de rolamentos)
- Ruído constante sem frequência clara
- SE mudar com a viscosidade do lubrificante - lubrificação insuficiente
- SE acompanhado por um aumento de temperatura - superaquecimento
- Vá para o ponto 3.3 (Análise de lubrificantes)
2. Análise espectral de vibrações
Configurações do analisador de vibração:
- Faixa de frequência: 10-10.000 Hz
- Número de linhas do espectro: 3200
- Janela: Hanning
- Média: 4 espectros
Matriz de causas de mau funcionamento
| Sintoma | Causa provável (por probabilidade) | Teste de diagnóstico | Resultado esperado após confirmação |
|---|---|---|---|
| Ruído intermitente na frequência de engate | 1. Desgaste dos dentes (70%) 2. Centralização incorreta (20%) 3. Contaminação de lubrificante (10%) |
Exame endoscópico + análise de lubrificante | Vestígios de corrosão nos dentes + lascas de metal em óleo |
| Vibrações na frequência de rotação do eixo | 1. Desequilíbrio (60%) 2. Desconsciência (30%) 3. Deformação do eixo (10%) |
Vibrações na direção radial | Picos de 1×RPM nas direções horizontal e vertical |
| Vibrações de alta frequência | 1. Defeitos de rolamento (80%) 2. Lubrificação deficiente (15%) 3. Poluição (5%) |
Análise espectral do envelope | Picos em BPFO, BPFI, BSF ou FTF |
| Superaquecimento da carcaça >80°C | 1. Resfriamento insuficiente (40%) 2. Sobrecarga (35%) 3. Alto atrito no engajamento (25%) |
Exame de imagem térmica + controle de carga | Pontos quentes locais >90°C próximos aos rolamentos/engate | >
| Batida metálica ao iniciar | 1. Jogo lateral grande (50%) 2. Desgaste do rolamento (30%) 3. Enfraquecimento das fixações (20%) |
Medição de folga com sensores | Folga >0,3 mm para um módulo de 3-5 mm |
Análise detalhada das principais causas de mau funcionamento
3.1 Desgaste e danos nas engrenagens
Piting (corrosão):
Ocorre devido à fadiga de contato das superfícies dos dentes quando as tensões de contato permitidas são excedidas. Pressão crítica: >1500 MPa para aço 40KHN.
Diagnóstico:
- Inspeção visual através de escotilhas de inspeção
- Controle endoscópico de áreas inacessíveis
- Análise de lubrificante para teor de ferro >150 ppm
Desgaste abrasivo:
O motivo: contaminação do lubrificante com partículas >40 mícrons. A classe de limpeza deve estar em conformidade com a norma ISO 4406 nível 19/17/14.
Medição do jogo lateral:
- Trave uma roda
- Meça a folga angular da segunda roda
- Calcule a folga linear: L = α × R (α em radianos, R é o raio do círculo)
- Compare com a norma: 0,15-0,25 mm para um módulo de 3-5 mm
3.2 Diagnóstico de rolamentos
Frequências características de defeitos em rolamentos:
- BPFO (defeito do anel externo) = 0,4 × n × z
- BPFI (defeito do anel interno) = 0,6 × n × z
- BSF (defeito do corpo de rolamento) = 0,4 × n × z × (D/d)
- FTF (defeito do separador) = 0,4 × n
onde n é a frequência de rotação (Hz), z é o número de elementos rolantes, D/d é a relação de diâmetro
Diagnóstico de temperatura:
- Operação normal: 40-60°C
- Aviso: 60-80°C
- Condição de emergência: >80°C
3.3 Análise do estado do lubrificante
Principais indicadores a monitorizar:
| Parâmetro | norma | Aviso | Condição crítica |
|---|---|---|---|
| Viscosidade a 40°C, mm²/s | ±10% do valor nominal | ±15% do valor nominal | ±25% do valor nominal |
| Teor de ferro, ppm | <50 | 50-150 | >150 |
| Água, % | <0,1 | 0,1-0,5 | >0,5 |
| Índice de acidez, mg KOH/g | <2 | 2-4 | >4 |
| Classe de pureza ISO 4406 | 19/17/14 | 20/18/15 | >21/19/16 |
Procedimentos de solução de problemas passo a passo
4.1 Eliminação do desgaste das engrenagens
- Em caso de corrosão menor (<10% da superfície do dente):
- Reduza a carga para 80% da carga nominal
- Substitua o óleo por um grau de viscosidade um nível superior
- Instale um filtro fino adicional ≤25 μm
- Inspeção após 500 horas de operação
- Em caso de desgaste significativo (>10% da superfície do dente):
- Pare o equipamento
- Meça a espessura restante do dente com um paquímetro
- SE a espessura for <80% da nominal - substitua a roda dentada
- Verifique a centralização dos eixos com tolerância de ±0,05 mm
- Ajuste da folga lateral após a substituição:
- Defina a folga de 0,20±0,05 mm para módulo 3-5 mm
- Use espaçadores de ajuste com espessura de 0,1-0,5 mm
- Momento de aperto dos parafusos da tampa: 150-200 Nm
4.2 Substituição de rolamentos
- Desmontagem:
- Aquecimento do corpo a 80-100°C com um aquecedor por indução
- Use o extrator com força uniforme
- Limpe as superfícies de assento com solvente
- Controle de assentos:
- Ovalidade do eixo: <0,01 mm
- Rugosidade da superfície: Ra 0,8-1,6 μm
- Excentricidade radial: <0,02 mm
- Instalação de novos rolamentos:
- Aquecimento do rolamento a 80°C em banho de óleo
- Tempo de instalação: não mais que 2 minutos após aquecimento
- Tensão axial: 0,02-0,05 mm para a caixa
- Enchimento com lubrificação: 30-50% do volume interno
4.3 Substituição e limpeza de lubrificante
- Troca completa de óleo:
- Drene o óleo usado pelo bujão de drenagem
- Lave a carcaça com graxa de lavagem por 30 minutos
- Encha com graxa nova até o nível do indicador
- Deixe a caixa de câmbio em marcha lenta por 15 minutos
- Volume de reabastecimento por tipos de caixas de câmbio:
- Cilíndrico de estágio único: 2-5 litros
- Cilíndrico de dois estágios: 5-15 litros
- Minhoca: 1-8 litros
- Planetário: 3-12 litros
Medidas preventivas
| O motivo do mau funcionamento | Estratégia de prevenção | Método de controle | Intervalo recomendado |
|---|---|---|---|
| Desgaste dos dentes | Controle de carga ≤100% do nominal | Exame endoscópico | A cada 2.000 horas |
| Contaminação de lubrificante | Filtragem ISO 4406 19/17/14 | Análise de amostras de lubrificantes | A cada 1000 horas |
| Defeitos de rolamento | Controle de temperatura <70°C | Vibrodiagnóstico | A cada 500 horas |
| Desalinhamento dos eixos | Centralização precisa durante a instalação | Controle de embreagens com centralizador a laser | A cada reparo |
| Superaquecimento da caixa de câmbio | Limpando as aletas de resfriamento | Controle de imagem térmica | A cada 3 meses |
Peças sobressalentes e componentes
| Descrição da peça | Especificação | Quando substituir | Categoria UNITEC |
|---|---|---|---|
| Rolamentos de esferas | Série SKF 6000-6400 | Com vibrações >7 mm/s ou aquecimento >80°C | Rolamentos |
| Rolamentos de rolos | SKF NU, série NJ | Quando aparecem aparas de metal no óleo | Rolamentos | >
| Vedação do eixo | NBR 70-90 Costa A | Em caso de vazamento de óleo | Elementos de vedação |
| Lubrificante industrial | ISOVG 220-460 | A cada 4.000-8.000 horas ou com KCH >4 mg KOH/g | Materiais lubrificantes |
| Elementos de filtro | A finura da filtração é de 25 mícrons | Se a queda de pressão for >0,5 bar | Filtros e separadores |
| Rolhas magnéticas | Ímãs de neodímio NdFeB | Em caso de danos mecânicos | Acessórios para redutores | >
Para fazer um pedido de peças de reposição, visite nosso catálogo eletrônico: https://www.unitecd.com/e-catalog/
Materiais de referência
- DSTU 2860-94 "Engrenagens cilíndricas. Cálculo de resistência"
- ISO 14635-1:2000 "Engrenagens - Procedimentos de teste FZG"
- ISO 10816-3:2009 "Vibração mecânica - Avaliação da vibração da máquina por medições em peças não rotativas"
- EN 13824:2004 "Monitoramento de condições e diagnóstico de máquinas - Diretrizes gerais"
- ISO 4406:2017 "Potência de fluidos hidráulicos - Fluidos - Método para codificação do nível de contaminação por partículas sólidas"
- Manual de manutenção da caixa de velocidades industrial UNITEC-D
- Manual sobre diagnóstico de vibração de equipamentos mecânicos
