Monitoramento de rolamentos: Determinando as causas de falhas de rolamentos
Prevenir falhas de rolamentos garante que sua organização permaneça ativa e funcionando com eficiência máxima. Um programa eficaz de monitoramento de rolamentos exige que você entenda as causas e sintomas comuns de falhas de rolamentos.
Rolamentos saudáveis são essenciais para a operação confiável e com eficiência energética da máquina. Uma única falha de rolamento tem o potencial de causar um desligamento total do equipamento, resultando em muitas horas de tempo de produção perdido.
Um programa eficaz de monitoramento de rolamentos ajudará você a evitar falhas de rolamentos em uma ampla gama de ativos, garantindo que sua organização continue operando com eficiência máxima.
Uma análise de falha de rolamento
A cada ano, estima-se que 10 bilhões de rolamentos são fabricados em todo o mundo. Mas apenas uma pequena porcentagem de rolamentos apresenta falhas. Na verdade, alguns 90% dos rolamentos duram mais que o equipamento em que são instalados. A maioria dos rolamentos restantes são substituídos antes da falha, graças ao monitoramento eficaz dos rolamentos e às estratégias de manutenção preventiva.
Isso deixa 0.5% dos rolamentos que devem ser substituídos devido a danos irreparáveis ou falhas. Isso ainda significa que cerca de 50 milhões de rolamentos ao redor do mundo devem ser substituídos todos os anos devido a danos ou falhas. Falhas de rolamentos podem resultar em perda de produtividade e tempo, e às vezes até mesmo causar o desligamento de plantas inteiras.
Para garantir que sua organização tenha um programa eficaz de monitoramento de rolamentos, você precisa entender as causas e os efeitos comuns de falhas de rolamentos, bem como as estratégias mais eficazes para monitorar e prevenir falhas de rolamentos.
Causas comuns de falha de rolamento
Há vários motivos comuns pelos quais os rolamentos falham ou são danificados. Os modos de falha de rolamento mais comuns incluem fadiga, deformação, falhas de lubrificação, corrosão, danos elétricos e design incorreto. Em termos gerais:
- Um terço das falhas de rolamentos são devidas à fadiga.
- Um terço das falhas de rolamentos são devidas a problemas de lubrificação (escolha, quantidade ou intervalo incorreto de lubrificante).
- Uma pequena porcentagem de falhas em rolamentos é devida à contaminação (vedações ineficazes).
- Uma porcentagem aproximadamente igual de falhas de rolamentos ocorre por outros motivos (manuseio e montagem inadequados, cargas excessivas, ajustes incorretos, etc.).
Com base na análise de falhas de rolamentos acima, fica claro que fadiga e lubrificação inadequada devem ser consideradas preocupações primárias em qualquer programa de monitoramento de rolamentos.
Causas detalhadas de falha de rolamento
Veja aqui uma análise mais detalhada das causas comuns de falhas em rolamentos:
Fadiga
A falha de rolamentos é frequentemente causada por fadiga, que ocorre quando os rolamentos são submetidos a estresse excessivo. Desalinhamento, lubrificação insuficiente e contaminação podem contribuir para a fadiga do rolamento. Todos esses fatores causam estresse repetido no material do rolamento, criando descamação, lascamento e rachaduras microscópicas. Com o tempo, as rachaduras aumentam e o rolamento eventualmente falha.
Problemas de lubrificação
A lubrificação inadequada é uma das principais causas de falha de rolamentos. Isso pode significar lubrificação insuficiente, o que contribui para a fadiga do rolamento. Também pode significar que você está usando o lubrificante errado. Em alguns casos, altas temperaturas podem degradar o lubrificante.
Os primeiros sinais de alerta de lubrificação defeituosa incluem descoloração nos elementos rolantes e nas pistas, além de rolamentos superaquecidos.
Desalinhamento
Outra causa frequente de falha em rolamentos é o desalinhamento. É uma prática recomendada alinhar os ativos na fase de instalação e, em seguida, verificar novamente em intervalos regulares, pois fatores como expansão térmica e vibração podem causar desalinhamento ao longo do tempo. Ferramentas a laser são o padrão ouro para verificar o alinhamento.
Instalação imprópria
Instalação e montagem inadequadas também causam falhas nos rolamentos. Certifique-se de instalar os rolamentos usando as ferramentas corretas, incluindo aquecimento quando apropriado, para que se encaixem corretamente sem serem forçados. Os operadores também devem verificar o alinhamento correto durante a instalação. Por fim, os rolamentos e a carcaça devem ser completamente limpos e lubrificados durante a instalação.
Excesso de Cargas
Cargas excessivas causam desgaste indevido nos rolamentos devido ao aumento do atrito entre o elemento rolante e a pista. Cargas excessivas causam grandes trajetórias de desgaste, superaquecimento e fadiga geral da máquina, levando à falha do rolamento.
Contaminação
Sujeira, detritos e produtos químicos podem contaminar os rolamentos e causar deterioração. Com o tempo, isso leva à corrosão e à falha do rolamento. A falha da vedação, que leva à contaminação, pode ser resultado de uma instalação inadequada. O desalinhamento também pode contribuir para a falha da vedação e contaminação.
Rolamentos contaminados com sujeira e detritos geralmente apresentam elementos rolantes amassados e níveis de vibração mais altos que o normal.
Ajuste incorreto
Instalar rolamentos com o ajuste correto é muito importante. Um ajuste excessivamente apertado pode causar tensão e atrito; geralmente, causa um desgaste visivelmente intenso do elemento rolante. Um ajuste excessivamente frouxo, por outro lado, resulta em vibração e ruído, o que também pode levar à falha do rolamento e a defeitos graves ao longo do tempo.
Sintomas e identificação de falhas em rolamentos
Se um rolamento danificado não for substituído a tempo, pode causar uma série de problemas para equipamentos e componentes. Felizmente, os primeiros sinais de falha do rolamento são fáceis de detectar, especialmente com o equipamento certo. Ferramentas de monitoramento de condições, como analisadores de vibração e sensores são uma forma altamente eficaz de rastrear os primeiros sintomas de falha de rolamentos que causam danos à máquina.
Altos níveis de vibração
O primeiro sinal de falha do rolamento é o aumento da vibração da máquina. Nesta fase, os rolamentos ainda funcionam normalmente, mas a mudança nos padrões de vibração indica uma falha em desenvolvimento. Uma boa sensor de vibração pode detectar os primeiros sinais de alerta e emitir alertas quando os níveis de vibração ultrapassam um limite predefinido.
Alta temperatura e ruído
Os níveis de vibração aumentam progressivamente à medida que o rolamento se deteriora. Se não forem corrigidos, os danos ao rolamento causam aumentos drásticos de temperatura devido ao atrito entre o rolamento danificado e os componentes. Nesse ponto, a máquina começa a emitir ruídos e pode vibrar visivelmente.
Danos Visíveis
À medida que o rolamento se deteriora, ele começa a apresentar corrosão e espiralamento. Trincas aparecem na pista ou no próprio rolamento. Nesse estágio, as equipes precisam agir com urgência para evitar danos aos componentes ou às máquinas próximas. Na pior das hipóteses, uma falha no rolamento pode causar a paralisação de ativos críticos e o congelamento da produção na planta, levando a paradas dispendiosas e perdas de produtividade. Felizmente, existem medidas preventivas que as equipes podem tomar para evitar falhas no rolamento.
Medidas preventivas para evitar falhas em rolamentos
Na maioria das vezes, os rolamentos são confiáveis e têm uma longa vida útil. Por esse motivo, uma das tarefas de manutenção preventiva mais importantes é remover e substituir os rolamentos regularmente. Manter essas tarefas em um cronograma pode evitar paradas não planejadas e reparos dispendiosos.
Existem também algumas medidas preventivas simples que podem impedir o desgaste prematuro dos rolamentos.
Na fase de instalação, certifique-se de ter montado corretamente cada rolamento. Verifique as tolerâncias do eixo e do alojamento e mantenha a folga interna radial definida no projeto original. Certifique-se de ter vedado corretamente os rolamentos para que permaneçam protegidos contra sujeira, detritos ou água. Além disso, lembre-se de lubrificar adequadamente cada rolamento.
É importante verificar alinhamento da máquina durante a fase de instalação e verifique-o regularmente. Com o tempo, o desalinhamento ocorre gradualmente e pode destruir os rolamentos se não for supervisionado. Para obter melhores resultados, verifique o alinhamento usando um laser único. ferramenta de alinhamento, que identifica rapidamente até mesmo pequenas falhas de alinhamento que danificam os rolamentos.
Mantenha a lubrificação adequada ao longo de toda a vida útil do rolamento. Este é um ato de equilíbrio cuidadoso. O excesso de lubrificação faz com que os rolamentos grudem, mas a falta de lubrificação leva a altos níveis de atrito, danificando os componentes. Também é fundamental usar o lubrificante e o cronograma de lubrificação recomendados pelo fabricante.
O que acontece se um rolamento falhar?
Quando um rolamento falha – seja devido à fadiga, lubrificação inadequada, vedações danificadas ou outra coisa – isso não significa apenas que o rolamento precisa ser substituído. Uma única falha de rolamento pode causar uma reação em cadeia em cascata que pode dobrar eixos e causar grandes danos a outros equipamentos acoplados. Falhas de rolamento podem até mesmo colocar os trabalhadores em risco de danos.
Felizmente, muitos problemas comuns de rolamentos podem ser identificados muito antes de se tornarem problemas maiores. E isso se deve em grande parte à diferença medição de vibração padrões que eles produzem durante a operação normal. Quando essa vibração muda, é o primeiro sinal de um problema. Contanto que você tenha as ferramentas no lugar para capturar a variação dos níveis normais de vibração, você pode facilmente se antecipar à falha do rolamento.
O que são técnicas tradicionais de monitoramento de rolamentos?
Garantir que os rolamentos atendam ou excedam suas vidas úteis operacionais depende de uma série de fatores, incluindo qualidade do rolamento, práticas de armazenamento e estocagem, montagem e lubrificação adequadas, vedação eficaz e uso nas condições operacionais apropriadas. As técnicas tradicionais de monitoramento de condições de rolamentos dependiam amplamente de três métodos principais, todos relacionados aos sentidos humanos:
- Monitoramento visual (visão)
- Monitoramento audível (som)
- Monitoramento de vibração (toque)
No passado, os técnicos de manutenção e reparo procuravam, ouviam e sentiam sinais de alerta precoce de falha de rolamento. No entanto, os métodos manuais são sempre propensos a erros. Felizmente, com a sensibilidade avançada dos sensores modernos de monitoramento de condições, você pode detectar mais facilmente sinais de alerta extremamente precoces de falha potencial de rolamento que os sentidos humanos podem não perceber.
Sistemas de monitoramento de condições on-line também podem ser implantados para rastrear e registrar instantaneamente os dados em tempo real capturados por esses sensores, ajudando sua organização a executar uma estratégia eficaz de monitoramento de condições de rolamentos.
O que é monitoramento de condições de rolamentos?
Embora fadiga e lubrificação inadequada sejam duas das causas mais comuns de falha de rolamentos, elas também são bastante simples de detectar antes que se tornem problemas maiores. Você simplesmente precisa implementar um programa eficaz de monitoramento de condições de rolamentos.
Existem muitos tipos de ferramentas de monitoramento de condições que você pode usar para ficar à frente de problemas de manutenção evitáveis. Por exemplo, monitoramento de energia mede flutuações em corrente, voltagem e frequência, alertando você sobre mudanças no uso de energia de seus ativos. Além de causar desgaste desnecessário, tais flutuações de energia também podem apontar para preocupações de segurança que devem ser imediatamente abordadas.
Um programa eficaz de monitoramento de condições para falhas de rolamentos normalmente depende de sensores e dispositivos portáteis para medir com precisão os “sinais vitais” dos seus ativos, incluindo uso de energia, frequência de vibração, temperatura e muito mais.
Esses dispositivos eletrônicos permitem que você monitore continuamente a saúde de suas máquinas, alertando-o sobre quaisquer falhas ou anormalidades logo no início para que você possa fazer reparos e evitar paradas não planejadas e dispendiosas. Um grupo especialmente poderoso de ferramentas de monitoramento de rolamentos são os sensores de vibração.
Como usar sensores de vibração para monitoramento de rolamentos
Um programa eficaz de monitoramento de rolamentos geralmente inclui monitoramento de vibração, pois mudanças nas vibrações são frequentemente o primeiro sinal de falha futura do rolamento. Ao medir a intensidade e a frequência das vibrações, sensores de vibração portáteis, com ou sem fio podem detectar e alertá-lo sobre leituras anormais meses antes que se tornem um problema sério. Isso lhe dá o tempo necessário para planejar efetivamente o tempo de inatividade para realizar a manutenção preventiva necessária.
Quais são os benefícios do monitoramento das condições dos rolamentos?
Ao realizar um rolamento monitoramento de condição programa, você pode ajudar a garantir que a estratégia de manutenção da sua organização seja preventiva em vez de corretiva. Isso significa que você detectará problemas antes que eles resultem em falha de ativos, reduzindo custos de manutenção e aumentando a produtividade.
Felizmente, a tecnologia moderna de hoje torna a execução de um programa eficaz de monitoramento de rolamentos mais fácil e mais econômica do que nunca. Avanços em sensores e software significam que implementar um programa de monitoramento de condicionamento de ponta não é apenas viável, é uma decisão financeira inteligente, ajudando você a cortar custos e aumentar o tempo de atividade.
Em outras palavras, as organizações que têm um forte programa de monitoramento de condicionamento de rolamentos não apenas ficarão à frente das falhas de rolamentos, mas também ficarão à frente da concorrência.
