PREDITIVA • MÓDULO 02
Fundamentos de vibração mecânica
Vibração é movimento oscilatório em torno de uma posição de equilíbrio. Para usar esse sinal na manutenção, precisamos saber o que medimos, em qual unidade, em qual direção e sob qual condição operacional.
Entender o conceito e levar para a prática industrial.
- os fundamentos técnicos de Vibração Mecânica: RMS, Pico, Frequência, Deslocamento, Velocidade e Aceleração;
- como interpretar grandezas, sinais ou componentes envolvidos;
- como evitar erros comuns de aplicação e diagnóstico;
- como conectar teoria, cálculo e observação de campo.
Leia por camadas.
Primeiro identifique o fenômeno físico e as variáveis principais. Depois avance para fórmulas, exemplos, tabelas e decisões de manutenção. A meta é compreender o raciocínio, não decorar números.
Ler vibração sem transformar um número em diagnóstico.
Você vai diferenciar deslocamento, velocidade e aceleração, entender RMS e pico, converter RPM para Hz e planejar uma medição repetível.
Velocidade angular e RPM
A rotação é a referência para muitas componentes espectrais.
1. Frequência e período
Frequência é o número de ciclos por segundo. Sua unidade é hertz.
Para converter rotação:
Um eixo a 1800 rpm possui frequência rotacional de 30 Hz. Essa referência é frequentemente chamada de 1× RPM no espectro.
2. Deslocamento, velocidade e aceleração
| Grandeza | Unidades comuns | Ênfase prática |
|---|---|---|
| Deslocamento | µm pico a pico, mils | Movimento relativo, especialmente em baixas frequências e máquinas específicas |
| Velocidade | mm/s RMS | Energia vibratória em faixa ampla; muito usada em avaliação global |
| Aceleração | m/s², g | Boa sensibilidade a fenômenos de frequência mais alta |
Para um movimento senoidal simples, derivar deslocamento no tempo produz velocidade; derivar velocidade produz aceleração. Por isso a mesma vibração assume amplitudes diferentes conforme a grandeza escolhida.
3. RMS, pico e pico a pico
RMS representa o valor eficaz do sinal. Em uma senoide pura:
Em sinais reais com impactos e múltiplas frequências, essas relações simples não devem ser aplicadas como se o sinal fosse senoidal.
4. Direções de medição
Em mancais, medições são normalmente organizadas em direções radial horizontal, radial vertical e axial. A orientação ajuda a entender como a estrutura responde às forças.
- radial horizontal pode ser mais flexível em determinadas bases;
- radial vertical conversa com rigidez e carga estrutural;
- axial é importante em empuxo, acoplamentos e certos desalinhamentos.
Não existe direção “universalmente melhor”. O conjunto mecânico define onde a informação aparece.
5. Sensores
| Sensor | Princípio / saída | Uso típico |
|---|---|---|
| Acelerômetro | Mede aceleração | Rotas portáteis e monitoramento amplo |
| Sensor de velocidade | Saída proporcional à velocidade | Aplicações industriais específicas |
| Proximidade | Deslocamento relativo eixo-mancal | Máquinas com mancais de filme fluido e monitoramento permanente |
6. Repetibilidade é parte da medição
Posição do sensor, método de fixação, carga, rotação e faixa de frequência precisam ser consistentes. Mudar o ponto alguns centímetros pode alterar bastante a resposta estrutural.
- marque o ponto;
- mantenha direção e sensor;
- registre RPM e condição de carga;
- use configuração de coleta equivalente;
- acompanhe tendência no mesmo ponto.
Amplitude diz quanto. Frequência diz onde procurar.
Antes de interpretar espectros, separe RMS, pico, deslocamento, velocidade e aceleração.
Exemplo resolvido
Eixo a 1.775 rpm. Uma componente senoidal de velocidade tem pico de 7,1 mm/s.
Vrms = 7,1/√2 ≈ 5,02 mm/s
A relação pico/√2 vale para senoide pura. Em sinal real, o RMS deve ser calculado a partir do próprio sinal.
Antes de concluir, confirme o contexto.
Dados mínimos
- TAG/equipamento e condição operacional;
- rotação, carga, temperatura ou pressão quando aplicável;
- histórico de intervenção e tendência;
- unidades e instrumentos utilizados.
Validação técnica
- compare mais de uma evidência;
- registre condição antes de desmontar;
- evite condenar componente por um único sintoma;
- confirme limites no manual/catálogo vigente.
Use fontes técnicas primárias.
Para dimensionamento ou decisão de manutenção, confronte o conteúdo com normas aplicáveis, manuais do fabricante e literatura técnica atual. Valores de catálogo, tolerâncias e limites dependem do equipamento e da versão do documento.