Ressonância na Confiabilidade do Equipamento

Ressonância, velocidade crítica e frequência natural são termos muito semelhantes e referem-se ao mesmo fenômeno. Um aumento na vibração do equipamento, não relacionado diretamente a um componente específico, muitas vezes é causado por um dos muitos componentes de frequências naturais que estão presentes em todos os sistemas ou objetos que existem no universo conhecido. É um tópico complicado em geral, mas pode ser simplificado limitando a ideia de como isso nos afeta como especialistas em confiabilidade de equipamentos.

 

Efeitos da Ressonância

O efeito da ressonância pode ser bastante dramático, eu vi um eixo de 11 polegadas que se partiu ao meio como resultado da ressonância. O movimento de dobra dessa falha é frequentemente destrutivo, pense em um clipe de papel sendo dobrado para frente e para trás continuamente a 1800 vezes por minuto! Isso é o que está acontecendo com o eixo da sua máquina quando ela está operando em velocidade crítica.

 

Técnicas de Identificação de Ressonância

Usando a análise de vibração, podemos identificar a ressonância por meio de algumas técnicas:

Aceleração / Descida

Este é um teste em que pegamos uma série de dados espectrais em conjunto com um tacômetro e os plotamos usando uma cachoeira ou gráfico do tipo bode, no qual é bastante simples escolher onde estão as frequências naturais da máquina.

Teste de Resposta

Um teste de resposta é onde excitamos as frequências naturais “tocando-as” usando um martelo especial ou um simples macete de borracha, dependendo do que você tem em mãos. Tocar a frequência natural neste método é semelhante a um cantor de ópera pingando um copo de vinho para encontrar a frequência em que ele combina seu tom com ele, antes de destruir o copo com nada mais do que sua voz (e a frequência ressonante no próprio copo). Você captura a frequência no espectro e a identifica usando o cursor.

Independentemente de qual teste você usar, você deve obter o mesmo resultado.

Frequência natural

Outro fator importante a considerar quando você determinar que seu equipamento está funcionando em sua velocidade crítica ou próximo a ela é como a frequência natural desvia fisicamente os componentes que são afetados por ela. Se você tiver um eixo operando em seu 1º harmônico de frequência natural, ele terá um único modo de flexão em que a vibração é mais baixa em seus pontos estruturais (mancais) este é o “Ponto Nodal” e mais alto no centro “O Antinodo apontar”. Em seu 2ºharmônico, por outro lado, você terá dois modos de dobra divididos igualmente entre os suportes. Há teoricamente um número infinito de harmônicos, e esse padrão de modos de flexão continua para sempre. Se você fizer alterações no “Ponto Nodal”, isso terá pouco ou nenhum efeito na frequência natural do sistema, mas se você fizer alterações no “Antinodo”, verá uma mudança drástica ocorrer. O Nó e o Antinó são mais fáceis de encontrar pela amplitude de vibração, onde o “Antinodo” obviamente terá mais vibração e o “nó” terá menos.

Mudando a Frequência Natural

Fixar ou alterar a frequência natural de um sistema é tão simples quanto alterar a rigidez ou a massa do sistema. Ao aumentar a rigidez, você aumentará a frequência natural, como se você apertasse uma corda de violão, ela soaria em um tom mais alto. Diminuir a rigidez, portanto, diminuirá a frequência natural. Alterar a massa do sistema é outra opção em que aumentar a massa diminuirá a frequência natural, semelhante a como um baixo vertical tem um tom ou frequência mais baixo que um violino.

Outros métodos

Freqüentemente, é mais fácil mover um equipamento para fora da operação em sua frequência natural, alterando a velocidade em que opera, talvez uma polia maior ou menor, se for uma aplicação de acionamento por correia ou ajustando o VFD para evitar essas velocidades. Outros métodos de alterar a frequência natural de um sistema podem incluir adicionar massa (ou um grande ímã) a uma estrutura, adicionar suporte estrutural para alterar a rigidez dos componentes, pode ser tão simples quanto apertar um parafuso ou tão intensivo quanto reconstruir uma base inteira, ou adicionando estrutura. De qualquer forma, você aumentará a expectativa de vida de seu equipamento certificando-se de nunca operar nada próximo ou em suas velocidades críticas.

A VIBMASTER conta com diversas técnicas e ferramentas para identificar frequências de ressonância e corrigir vibrações indesejadas como analise de vibração e amplificação de movimento (ODS).

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