1. Descrição do problema e âmbito de aplicação

A vibração excessiva em equipamentos rotativos industriais (bombas, ventiladores, compressores, motores elétricos) é um indicador primário de defeitos mecânicos e hidrodinâmicos. O diagnóstico oportuno evita falhas catastróficas, destruição de rolamentos, danos às vedações e paradas de linhas de produção nas empresas ucranianas.

Classificação de criticidade de acordo com ISO 10816 / ISO 18163:

Zona A (0 – 1,8 mm/s RMS): Equipamento novo ou recondicionado. Normal.
Zona B (1,8 – 4,5 mm/s RMS): Condição permitida para operação contínua de longo prazo sem restrições.
Zona C (4,5 – 11,2 mm/s RMS): Condição insatisfatória. A operação só é possível por tempo limitado. É necessário planejar reparos.
Zona D (> 11,2 mm/s RMS): Condição crítica. Alto risco de falha repentina. Parada imediata do equipamento.

2. Medidas de segurança

ATENÇÃO! SEGURANÇA ACIMA DE TUDO!

Bloqueio/Etiquetagem (LOTO): Antes de realizar qualquer medição mecânica em eixos expostos ou trabalho de solução de problemas, desconecte completamente a energia e trave a chave principal de acordo com o procedimento LOTO (padrão EN 1037).

Conservação de energia: Considere a pressão residual em sistemas hidráulicos/pneumáticos e a energia potencial de molas comprimidas ou massas suspensas.

EPI: Use óculos de segurança, capacete, sapatos com biqueira de metal e roupas justas (sem pontas soltas ou laços) para evitar ficar preso em peças rotativas (a distância mínima de segurança para eixos expostos é de 0,5 metros).

Superfícies quentes: A temperatura da caixa do rolamento pode exceder 80 °C. Use luvas resistentes ao calor.

3. Ferramentas de diagnóstico necessárias

Ferramenta	Especificação/Modelo	Faixa de medição	Objetivo
Vibroanalisador / Espectroanalisador	Analisador FFT portátil (com resolução de pelo menos 3200 linhas)	0,5 – 10.000 Hz, velocidade de vibração (mm/s), aceleração de vibração ($m/s^2$), espectro FFT	Determinação de harmônicos, picos de desequilíbrio, desalinhamentos e defeitos de rolamentos.
Sistema de alinhamento de eixo a laser	Sistema óptico biaxial	Precisão de até 0,01 mm a uma distância de até 10 m	Medição precisa do desalinhamento radial e axial (desalinhamento angular e paralelo).
O estroboscópio é digitalizado	Estroboscópio LED	60 - 12.000 RPM	Parada visual de elementos rotativos para verificação de acoplamentos, lâminas e fundações.
Pirômetro / Termovisor	Termômetro infravermelho (óptica D:S 50:1)	-20 °C ... +500 °C (precisão ±1%)	Controle de temperatura de unidades de rolamento.
Multímetro digital	Verdadeiro RMS (CAT IV 600V)	Tensão, corrente, resistência (até 40 MΩ)	Diagnóstico de enrolamentos de motores elétricos quanto a desequilíbrio elétrico e irregularidades de folga.

4. Lista de verificação da avaliação inicial

Parâmetro/Evento	O que verificar/registrar	Norma/Limites permitidos
Modo de operação do equipamento	A vibração apareceu na inicialização, sob carga ou em marcha lenta? Isso muda ao mudar para outra velocidade (VF)?	Operação estável em rotações nominais (±2%).
Histórico de serviço	Houve alguma substituição recente de rolamento, centralização, soldagem perto da estrutura ou desmontagem da embreagem?	Nenhuma adulteração sem realinhamento.
A condição da fundação e fixadores	A integridade dos chumbadores, a ausência de fissuras na base de concreto, a presença do efeito “pé manco”.	O momento de aperto das âncoras conforme passaporte; folga sob as patas < 0,05 mm.
Lubrificação de rolamentos	Marca do lubrificante, hora da última lubrificação, ausência de contaminação e transbordamento/enchimento insuficiente.	Encher a carcaça com lubrificante consistente em 30-50%.

5. Diagrama de blocos sistemático de diagnóstico

ETAPA 1: análise inicial do nível geral de vibração e do espectro de frequência
- Meça a velocidade de vibração (mm/s RMS) nas direções horizontal, vertical e axial em cada suporte de rolamento.
- SE o valor total exceder 4,5 mm/s (Zona C), ENTÃO prossiga para a análise do espectro FFT.
  - SE é dominado por um pico em $1 vezes ext{RPM}$ na direção radial → PROBLEMA: Desequilíbrio do rotor (consulte a Etapa 2A).
  - SE dominado por picos em $1 imes$, $2 imes$ e $3 imes ext{RPM}$ nas direções axial e radial → PROBLEMA: Desalinhamento de eixos (consulte a Etapa 2B).
  - SE altas frequências não síncronas (BPFO, BPFI, BSF, FTF) ou aceleração de alta frequência forem detectadas → PROBLEMA: defeito no rolamento (consulte a Etapa 2C).
  - SE a vibração aumentar acentuadamente quando uma determinada velocidade de rotação for atingida → PROBLEMA: Ressonância (consulte a Etapa 2D).

6. Matriz "Sintoma - Causa"

Sintoma/sinal espectral	Causas prováveis (por classificação)	Teste de diagnóstico	Resultado esperado ao confirmar a causa
$1 imes ext{RPM}$ radial (alta amplitude)	1. Desequilíbrio do rotor 2. Excentricidade do eixo 3. Eixo torto	Medição do ângulo de fase; parada por inércia e reinicialização.	Fase estável por $1 vezes ext{RPM}$; a amplitude cai proporcionalmente ao quadrado da diminuição da velocidade.
$1 vezes, 2 vezes, 3 vezes ext{RPM}$ axialmente e radialmente	1. Desalinhamento angular ou paralelo do acoplamento 2. Deformação do quadro	Verificação com sistema de nivelamento a laser; medições de fase no acoplamento ($180^\circ$ diferença de fase na direção axial).	Não conformidade do paralelismo/ângulo com as tolerâncias ISO (> 0,05 mm para velocidades > 1500 rpm).
Altas frequências assíncronas (BPFO, BPFI) + bandas laterais	1. Elementos rolantes ou pistas lascados 2. Desgaste do separador 3. Tensão de ajuste incorreta	Medição de aceleração de alta frequência (HFE)/pulsos de choque (dB); revisão do espectro de frequências.	Exceder os valores limite dos pulsos de choque (> 25 dBv); frequências distintas do defeito do rolamento no espectro.
Aumento da vibração na frequência rotacional ($1 vezes ext{RPM}$) ou dupla ($2 vezes ext{RPM}$), que aumenta acentuadamente em uma faixa estreita de revoluções	1. Ressonância intrínseca da estrutura ou fundação 2. Uma rachadura no suporte	Bump test com equipamento parado; verificando a frequência de excitação.	Coincidência da frequência natural da estrutura ($f_n$) com a frequência operacional de rotação (±10%).

7. Análise detalhada da causa raiz (Análise da causa raiz)

7.1. Desequilíbrio do rotor

Por que isso ocorre: Distribuição desigual de massa em relação ao eixo de rotação. Ocorre devido a depósitos de produtos (em ventiladores/bombas), desgaste corrosivo, erosão das pás, perda de pesos de equilíbrio ou danos mecânicos durante reparos.

Como confirmar: O espectro mostra um pico claramente dominante em $1 vezes ext{RPM}$ nas direções horizontal e vertical. A diferença de fase entre sensores horizontais em um suporte é de cerca de $90^\circ - 105^\circ$.

Consequências: Sobrecarga dos rolamentos, desgaste acelerado dos nós de suporte, rachaduras secundárias no alojamento.

7.2. Desalinhamento

Por que isso ocorre: Erros de instalação, expansão térmica da unidade ao atingir a temperatura operacional, afundamento da fundação ou afrouxamento dos parafusos de montagem da caixa da caixa de engrenagens/motor.

Como confirmar: O espectro mostra altas amplitudes em $1 imes ext{RPM}$, $2 imes ext{RPM}$, às vezes $3 imes ext{RPM}$. A vibração axial é superior a 50% da radial máxima. Ao verificar com laser, foi detectado um deslocamento angular ou paralelo dos eixos acima das tolerâncias.

Consequências: Fratura de eixos, destruição de elementos elásticos de acoplamentos, superaquecimento de rolamentos.

7.3. Defeitos em rolamentos (defeitos em rolamentos)

Por que isso ocorre: Violação do regime de lubrificação, entrada de umidade/abrasivos, sobrecarga, ajuste incorreto com tensão ou corrosão elétrica (fluxo de correntes através do rolamento a partir de conversores de frequência).

Como confirmar: O aparecimento de harmônicos não síncronos na zona de alta frequência (BPFO - anel externo, BPFI - anel interno, BSF - elementos rolantes). Um aumento no nível do parâmetro generalizado de pulsos de choque.

Consequências: Bloqueio do rotor, destruição do separador, danos às superfícies de apoio do eixo e da carcaça.

7.4. Ressonância

Por que isso ocorre: Coincidência da frequência de excitação (frequência de rotação, frequência de engate dos dentes) com a frequência natural de oscilações da estrutura (estrutura, tubulações, fundação).

Como confirmar: realizar um teste de resposta usando um analisador de espectro e um martelo com um dispositivo de armazenamento inerte em estado parado. Detecção da frequência de autooscilação, que é igual à velocidade de operação.

Consequências: Falha catastrófica de parafusos de fundação, falha por fadiga de estruturas metálicas de suporte.

8. Procedimentos passo a passo para solução de problemas

8.1. Eliminação do desequilíbrio do rotor

Pare o equipamento, execute o procedimento LOTO.
Limpe completamente as superfícies de trabalho do rotor (impulsores, pás) de aderências e depósitos tecnológicos.
Realize o balanceamento in-situ em dois planos (para rotores rígidos e flexíveis de acordo com ISO 21940-11).
- Instale o sensor de vibração e o sensor óptico de velocidade (tacômetro).
- Meça o desequilíbrio inicial (amplitude e fase).
- Coloque uma carga de teste de massa conhecida na posição especificada.
- Calcule e instale cargas corretivas soldando ou fixando em sedes especiais. O torque de aperto dos parafusos de fixação de carga da classe de resistência 10.9 para a rosca M8 é de 30 N·m, para M10 é de 58 N·m.
Faça uma verificação de acompanhamento: o nível de vibração não deve exceder a Zona B por ISO 10816.

8.2. Correção de desalinhamento de eixos

Pare a unidade, bloqueie a energia (LOTO), deixe o equipamento esfriar até a temperatura ambiente para eliminar o desvio térmico.
Desmonte a tampa protetora da embreagem. Inspecione os elementos elásticos do acoplamento quanto a rachaduras e desgaste.
Instale o sistema de centralização a laser nos eixos do equipamento acionador e acionado.
Insira os parâmetros geométricos das distâncias entre os sensores e os pontos de referência no terminal de controle do sistema.
Gire os eixos (mínimo $180^\circ$) e leia a diferença atual.
Ajuste a posição das pernas usando placas de calços de aço inoxidável calibradas. Deslocamento paralelo permitido e erro angular após ajuste — menos de 0,03 mm para velocidades de 3.000 rpm.
Aperte os parafusos de fixação das pernas com uma chave dinamométrica em cruz (torque de aperto para parafusos M16 da classe 8.8 — 195 N·m).
Repita a medição do laser para confirmar o resultado após soprar.

8.3. Substituição de um rolamento defeituoso

Pare o equipamento, aplique LOTO, retire as correias/acoplamento e retire o conjunto mancal.
Limpe o pescoço do eixo e a carcaça. Verifique o diâmetro do pescoço com um micrômetro (tolerância de ajuste do rolamento no eixo: ajuste $k5$ ou $m5$ geralmente é usado para folga radial normal). O desvio radial do pescoço do eixo não deve exceder 0,012 mm.
Aqueça o novo rolamento com um aquecedor por indução até uma temperatura não superior a 110 °C (monitore com uma câmera térmica ou termopar). É proibido usar chamas abertas!
Encaixe rapidamente o rolamento no pescoço do eixo até que ele entre nos ressaltos. Segure na direção axial até esfriar completamente.
Preencha o volume livre da caixa do mancal com uma graxa plástica (por exemplo, à base de poliureia com complexo de lítio, classe NLGI 2) até 30-40%.
Monte o conjunto, ajuste as folgas axiais (para rolamentos cônicos ou axiais conforme documentação técnica do OEM).

9. Medidas preventivas

A causa raiz	Estratégia de prevenção	Método de monitoramento	Intervalo recomendado
Desequilíbrio do rotor	Controle da limpeza do ambiente, instalação de filtros na entrada, limpeza programada das lâminas.	Controle periódico de vibração (triagem de visão geral do RMS).	Todo mês
Inconsistência	Utilização de sistemas laser de alta precisão durante a instalação; verificando os momentos de aperto da âncora.	Verificação a laser da condição geométrica após revisão ou durante manutenção sazonal.	Uma vez por ano
Defeitos de rolamento	Cumprimento dos cronogramas de lubrificação, análise laboratorial do lubrificante (limpeza, presença de partículas de desgaste).	Análise de pulsos de choque (SPM/dBv) e espectro de vibração do envelope.	Semanalmente (para nós críticos - monitoramento online contínuo)
Ressonância	Alteração da rigidez das estruturas de suporte, instalação de escoras ou amortecedores adicionais.	Análise modal e verificação de frequências naturais quando a carga tecnológica muda.	Uma vez durante o projeto/modernização

10. Peças sobressalentes e componentes

Para solucionar problemas imediatos de equipamentos rotativos, use componentes confiáveis da UNITEC-D GmbH. Nosso catálogo apresenta uma ampla gama de peças de reposição industriais com entrega na Ucrânia:

Descrição da peça	Especificação/Tamanho	Quando substituir	Categoria UNITEC
Rolamentos axiais radiais de esferas	Série 62xx, 63xx, 72xx (com folga C3)	Quando o nível dos pulsos de choque aumenta > 25 dBv ou o desgaste excede o recurso.	Rolamentos e conjuntos de corpo
Acoplamentos elásticos de dedo/dentados	Torque nominal 100 – 5000 N·m (elementos de poliuretano ou borracha)	Quando aparecem fissuras no elemento elástico ou folga no engate.	Acionamentos e transmissões
Isoladores de vibração de mola/borracha	Carga de 50 a 2.000 kg por elemento de suporte	Em caso de perda de elasticidade, corrosão das voltas ou sedimentação superior a 15%.	Acessórios de montagem e proteção contra vibrações
Calços calibrados para alinhamento	Espessura de 0,05 a 2,0 mm (aço inoxidável)	A cada centralização operacional da unidade (descartável).	Ferramentas e consumíveis

A linha completa de produtos e disponibilidade de estoque estão disponíveis em nosso catálogo eletrônico UNITEC-D.

11. Referências e Padrões

ISO 10816-3: Vibração mecânica. Avaliação da vibração da máquina através de medições em peças não rotativas. Parte 3: Máquinas industriais com potência nominal superior a 15 kW e velocidade nominal entre 120 min⁻¹ e 15.000 min⁻¹.
ISO 18436-2: monitoramento de condições e diagnóstico de máquinas. Requisitos para qualificação e avaliação de pessoal. Parte 2: Controle e diagnóstico de vibração.
ISO 21940-11: Vibração mecânica. Balanceamento de rotores. Parte 11: Procedimentos e tolerâncias para rotores no estado rígido.
EN 1037: Segurança da máquina. Prevenção de início inesperado (LOTO).
Regulamentos técnicos de segurança de máquinas e equipamentos (CE, UkrSEPRO).