Um guia para sensores de vibração para motores

É normal que máquinas vibrem, mas uma mudança nos padrões de vibração de uma máquina pode indicar problemas potenciais. Medir mudanças nos padrões de vibração ajuda as equipes a identificar desequilíbrio, folga, desalinhamento ou desgaste de rolamentos em equipamentos — antes que ocorra falha. Vibração anormal ou excessiva cria desgaste prematuro em componentes e pode encurtar a vida útil do ativo. Sensores de vibração para motores são montados em máquinas para monitorar mudanças na amplitude, frequência e intensidade da vibração.

Sensores de vibração pode coletar informações de fontes como estrutura, ressonâncias, ambiente, máquinas adjacentes, processo, cavitação e turbulência. Dados coletados por sensores de vibração podem ser analisados ​​para identificar falhas e determinar sua gravidade. Quando as equipes de manutenção sabem quais máquinas precisam de atenção e com que urgência, elas podem planejar e priorizar seu trabalho de forma mais eficaz.

Os avanços tecnológicos tornaram os sensores de vibração mais acessíveis, tornando-os também mais escaláveis.  

Sensores de vibração para motores são comuns em parte porque os motores estão na transição entre fontes elétricas e mecânicas. E enquanto os sensores de vibração são mais focados em fontes mecânicas, eles podem rastrear algumas das fontes elétricas.

Os motores vêm em uma ampla variedade de tamanhos e são usados ​​para acionar muitos tipos diferentes de equipamentos. A configuração e a acessibilidade do motor também são importantes. Com os muitos tipos de sensores de vibração disponíveis, há opções para praticamente qualquer cenário.

Ao monitorar um motor que aciona uma máquina grande e lenta, por exemplo, geralmente faz sentido focar no deslocamento ou no movimento. Nesse caso, uma sonda de proximidade é melhor. Sondas de proximidade são mais comumente usadas em grandes compressores ou turbinas, especialmente quando as turbinas são acionadas por hidrelétrica ou vapor — algo diferente de um motor elétrico.

Sensores de vibração MEMS

Na maioria dos casos, porém, um acelerômetro é mais adequado. A grande maioria dos sensores de vibração de hoje são acelerômetros, que medem a aceleração. Os sensores MEMS são um tipo de acelerômetro e estão se tornando mais comuns porque têm altas classificações para sua resposta de frequência. Muitos agora também têm altas classificações de IP, que se referem à eficácia com que o equipamento previne a intrusão de líquidos (como água) ou sólidos (como poeira). Os sensores MEMS são econômicos e oferecem longa duração da bateria. Essas características os tornam uma boa escolha para triagem em escala.

Os sensores MEMS são adequados para uma faixa de frequência de 0 a 1,000 hertz. Essa faixa de frequência mais baixa é normalmente onde desequilíbrio, desalinhamento e folga podem ser identificados.

Sensores de vibração piezoelétricos

Configurações industriais podem exigir classificações IP mais altas, e algumas configurações e aplicações exigem equipamentos que sejam intrinsecamente seguros. Intrinsecamente seguro significa que algo não é capaz de causar uma explosão. Cristais piezoelétricos são imunes à umidade, poeira e fumaça, tornando-os uma escolha comum para sensores de vibração em configurações industriais. Eles são outro tipo de acelerômetro.

Para faixas de frequência mais altas, acima de 1,000 hertz, um sensor piezoelétrico deve ser usado. Isso inclui monitoramento de rolamentos, compressores e caixas de engrenagens. A frequência mais alta é onde os problemas com a malha de engrenagens e as barras do motor são encontrados.

Sensores de vibração sem fio para motores

A longa duração da bateria é especialmente benéfica para sensores de vibração para motores em áreas perigosas ou de difícil acesso — ela reduz o número de viagens que os técnicos de manutenção precisam fazer. Alguns sensores exigem a substituição da bateria com a frequência de até dois anos.

Um motor que aciona um soprador pode estar alto o suficiente para que acessá-lo possa ser perigoso. Alguns motores que acionam bombas ou compressores estão localizados atrás de painéis, em salas fechadas ou em telhados. Ou os motores podem estar localizados em áreas com vapor quente ou materiais cáusticos. Sensores remotos sem fio podem ser usados ​​para monitorar esses motores, coletando e transmitindo dados de vibração para que as equipes de manutenção possam se manter informadas sem o tempo e o risco de viagens frequentes ao motor.

Considerações exclusivas para motores

Para máquinas compostas, ou configurações quando há diferentes eixos indo em velocidades diferentes e fazendo coisas diferentes, uma solução é usar vários sensores. Essa pode ser uma opção especialmente útil para encontrar falhas que estão em frequências diferentes.

Algumas máquinas apresentam muitos motores pequenos acionando pequenas caixas de engrenagens em um transportador, com um motor grande acionando a roda principal e uma correia no transportador acionando tudo. Caixas de engrenagens e compressores tendem a ter falhas que caem nas faixas de frequência mais altas, o que significa que sensores piezoelétricos são recomendados em vez de sensores MEMS.  

A maioria dos motores funciona a uma velocidade constante na maior parte do tempo, tornando monitoramento de vibração e análise bem direta. Mas durante a partida de um motor, o motor passa por muitas cargas e muitas mudanças. Isso pode exigir um sensor de vibração mais avançado e sensível e pode exigir uma análise de vibração mais avançada.

Aceleração e desaceleração, testes de ressonância, testes de estrutura, movimento alternativo — é aqui que a análise de vibração pode se tornar mais complexa e exigir sensores de vibração adequados para a tarefa.