Detecção de falhas em rolamentos na Indústria de Cimentos

O envelope da aceleração é uma técnica de processamento de sinal vastamente utilizada na Indústria de Cimento na qual os rolamentos comumente ficam vulneráveis a falhas precoces, devido ao meio de trabalho agressivo em que operam. O motivo é claro: a técnica supera as limitações do monitoramento de condição convencional, tal como análise de velocidade em FFT, sendo então possível detectar falhas de rolamento em seu estágio mais inicial.

Para tal, a técnica destingue padrões de vibração de rolamentos defeituos em meio a uma situação de baixo nível de vibração repetitiva. Isto permite monitorar a criticidade da falha e, assim, planejar a manutenção interventiva no melhor momento e da melhor forma possível.

O sinal WFM (forma de onda) de um rolamento em falha é uma mistura de frequências baixas e altas, e não possui um padrão óbvio. O envelope da aceleração supera esse obstáculo aplicando primeiramente um filtro de banda, que é criteriosamente selecionado de modo a isolar o sinal contendo as frequências de interesse.

O resultado da aplicação deste filtro, que identifica as frequências altas e periódicas, é então retificado e demodulado para produzir um ‘envelope’ de sinais regularmente espaçados que ocorrem, por exemplo, quando elementos girantes passam por um defeito de pista. Ruídos e sinais de outras naturezas, como atrito de eixo, são aleatórias e não produzem esses picos periódicos.

Por outro lado, o envelope de aceleração tem suas limitações. Como a técnica detecta falhas manifestadas por impactos repetitivos entre metais, qualquer elemento que mascare isso – como gaxetas e amortecedores – colocará a máquina fora de seu escopo de operação. Além disso, interpretar os resultados de um envelope pode demandar um certo nível de habilidades e experiência obtidos por um período extendido de monitoramento.

Se uma determinada aplicação é indicada para envelope e existem profissionais qualificados para interpretar os sinais, é importante então selecionar sensores de vibração com a apropriada resposta de frequência; e estes devem ser propriamente fixados próximos ao componente monitorado e posicionados na horizontal, vertical ou axial, de acordo com a necessidade da análise.

Num motor elétrico comum, por exemplo, os acelerômetros são montados radialmente no lado do acoplamento e no lado oposto ao acoplamento, para monitorar a condição dos rolamentos. Num redutor, porém, um acelerômetro axial montado no eixo de entrada pode gerar uma ótima indicação do impacto atuando sobre ele.
As condições extremas da produção de cimento são com certeza desafiadoras para com os rolamentos. O envelope de aceleração, como parte de um escopo de Manuntenção Preditiva, irá detectar problemas em estágio inicial e garantir que os equipamentos cumpram sua vida útil desejada, sem falhas inesperadas, paradas não programadas e outros fatores que deterioram a eficiência de uma planta industrial.

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