A condição do rolamento é muito importante e vital para garantir alto desempenho de qualquer equipamento. Rolamentos normalmente apresentam sintomas de falhas identificáveis. Principalmente se estiverem gastos ou danificados. Se a sua empresa adota a inspeção de rolamentos durante a operação, consegue identificar se ele está prestes a quebrar.
Você conhece as técnicas corretas para identificar as potenciais falhas em um rolamento durante a operação e evitar que sua máquina ou equipamento pare?
Pois, é isso que você verá agora!
Inspeção de rolamentos durante a operação.
Sistemas que envolvem velocidade e transmissão de força requerem atenção e monitoramento. Principalmente quando se tem uma linha de produção contínua ou processos precisos e automatizados. Um dos componentes mais importantes em um sistema de transmissão de potência é o rolamento. Por isso, deve-se monitorar suas condições de trabalho e operação.
A primeira coisa a se fazer é uma inspeção visual. Em muitos casos, sabemos que há restrições de acesso ao ponto em que o rolamento está instalado. Nestes casos, recomendamos usar um endoscópio industrial da SKF. Ele tem um tubo de inserção de diâmetro pequeno, um mostrador LCD e uma função para gravar imagens.
Seja com ou sem um endoscópico, o que deve ser inspecionado? Veja as principais etapas de uma boa inspeção de rolamentos.
1- Preparação
- Faça uma limpeza na superfície externa da máquina de modo que que a poeira e a sujeira não entrem no arranjo de rolamento durante a inspeção.
- Remova a tampa da caixa de mancal ou, no caso caixa de mancal bipartida, a metade superior da caixa de mancal, para expor o rolamento.
- Colete um pouco de lubrificante da base da caixa de mancal para ser analisado.
- Em rolamentos abertos lubrificados com graxa, colete algumas poucas amostras de lubrificante, para serem analisadas. Inspecione visualmente a condição do lubrificante. Muitas vezes, as impurezas podem ser detectadas apenas se esfregando um pouco de lubrificante entre os dedos polegar e indicador. Outro método consiste em espalhar uma camada fina sobre uma folha de papel e examiná-la sob uma luz.
- Limpe as superfícies externas expostas do rolamento com um pano que não solte fiapos.
AVISO: o contato direto com produtos à base de petróleo pode causar reações alérgicas. Use luvas de proteção e óculos de segurança para manipular os solventes de limpeza de rolamentos!
2- Inspeção visual
- Verifique se há corrosão por contato nas superfícies externas expostas do rolamento. Se não for grave, remova com lixa fina.
- Observe se há trincas nos anéis do rolamento.
- Para rolamentos vedados, inspecione se as vedações estão gastas.
- Gire o eixo lentamente, para sentir se há resistência desigual no rolamento. Um rolamento sem danos gira suavemente.
Quando for necessário inspecionar mais detalhadamente os rolamentos SKF abertos lubrificados com graxa, faça o seguinte:
- Retire toda a graxa da base da caixa de mancal.
- Remova o máximo de graxa do rolamento com uma espátula não metálica.
OBSERVAÇÃO: guarde uma quantidade representativa da graxa para análise posterior.
- Limpe o rolamento com solvente à base de petróleo, pulverizando-o no rolamento. Girando o eixo muito lentamente, continue a pulverizar, até que o solvente deixe de recolher sujeira e graxa. Para rolamentos de grandes dimensões, com acúmulo de lubrificante muito oxidado, limpe com uma solução alcalina forte contendo até 10% de soda cáustica e 1% de agente umidificador.
- Seque o rolamento com um pano sem fiapos ou ar comprimido limpo e sem umidade.
- Com um endoscópio, inspecione as pistas do rolamento, gaiola(s) e elementos rolantes. Verifique descascamento, marcas, arranhões, linhas, descoloração e áreas espelhadas. Onde aplicável, meça a folga radial interna (para determinar se houve desgaste) e verifique se está na especificação.
Se as condições do rolamento forem satisfatórias, aplique a graxa adequada e feche a caixa de mancal. Se os danos no rolamento forem evidentes, desmonte-o e proteja-o contra a corrosão. Em seguida, faça uma análise completa.
OBSERVAÇÃO: Alguns rolamentos grandes e médios podem ser recondicionados. Para ter mais informações, veja nosso artigo sobre O que é Repotencialização de Rolamentos?
Inspeção dos apoios de lábio no eixo da vedação
Para ser eficaz, um lábio de vedação deve operar sobre uma superfície de apoio lisa. Contudo, se a superfície de apoio estiver desgastada ou danificada, o lábio da vedação deixa de funcionar corretamente. Isso é particularmente importante ao instalar uma vedação nova.
Dessa forma, se uma vedação nova for colocada em uma superfície de apoio desgastada ou danificada, ele não vedará ou falhará prematuramente.
Portanto, é necessário reparar a superfície de apoio de vedação, antes de instalar vedações novas. Sendo assim, ao inspecionar a superfície de apoio da vedação, verifique também se há corrosão por contato. Entretanto, se a corrosão por contato for evidente, mas não for grave, use lixa fina molhada e seca para remover.
OBSERVAÇÃO: eixos e outros componentes com as superfícies de apoio da vedação desgastadas ou danificadas não necessariamente têm de ser substituídos. Eles podem ser retrabalhados.
Onde o apropriado é uma bucha SKF SPEEDI-SLEEVE (para diâmetros de eixo ≤ 203 mm) ou uma bucha de desgaste de grande diâmetro (LDSLV) (para diâmetros de eixo > 203 mm) são uma forma excelente e de baixo de para reparar as ranhuras de desgaste.
Monitoramento de ruídos em um rolamento
A primeira técnica que vamos apresentar na inspeção de rolamentos é o monitoramento de ruídos em rolamentos. Sobretudo porque a maneira mais comum de identificar uma falha no desempenho do rolamento é ouvindo.
Rolamentos em boas condições produzem um ruído contínuo, como traqueia de gato. Dessa forma, sons irregulares geralmente indicam que estão em más condições ou que algo está errado.
A ampla variedade de sons produzidos pelas máquinas atrapalham essa análise.
Instrumentos, tais como sondas ultrassônicas, isolam esses ultrassons dos ruídos do ambiente da fábrica e das máquinas e identificam a fonte.
Outro instrumento popular para identificar peças de máquinas com problemas ou rolamentos danificados é o estetoscópio eletrônico, que detecta, rastreia e diagnostica todos os tipos de ruídos em máquinas.
Monitoramento da temperatura
É importante monitorar a temperatura operacional em todos os locais onde houver um rolamento.
Se as condições operacionais não se alteraram, o aumento da temperatura é uma indicação de dano iminente no rolamento.
No entanto, tenha em vista que há um aumento natural de temperatura durante um ou dois dias após a lubrificação do rolamento, ou a cada relubrificação.
Os termômetros de contato e termômetros sem contato podem ser usados para medir temperatura.
Os termômetros sem contato são especialmente úteis em áreas de difícil acesso ou perigosas.
Além disso, os dispositivos termográficos e câmeras termográficas utilizam o infravermelho para identificar anormalidades térmicas ou “pontos quentes” que o olho humano não pode ver.
A inspeção térmica por infravermelho pode revelar problemas potenciais e identificar as áreas problemáticas sem interromper a produção.
OBSERVAÇÃO: em aplicações onde o anel interno gira, a caixa de mancal é tipicamente 5 °C mais fria que o anel externo do rolamento e 10 °C mais fria que o anel interno do rolamento.
Monitoramento das condições de lubrificação
Os rolamentos atingem o desempenho máximo somente se os níveis de lubrificação forem adequados.
Portanto, as condições de lubrificação de um rolamento devem ser acompanhadas de perto. Em outras palavras, fazer o monitoramento do lubrificante para avaliação periodicamente.
A melhor maneira de fazer isso é coletar algumas poucas amostras (normalmente de áreas diferentes) e analisá-las.
O Kit de teste de graxa SKF é uma ferramenta útil para verificar no campo as propriedades da graxa.
Em geral, a análise do lubrificante é feita por duas razões principais: para avaliar as condições do lubrificante e para avaliar as condições da máquina.
Monitorar as condições do óleo, por exemplo, oferece a oportunidade de estender o intervalo de troca com a economia do consumo de óleo e redução das paradas de máquina.
Monitoramento da vibração de rolamentos
A necessidade de monitoramento da vibração advém de três fatos fundamentais:
- Todas as máquinas vibram.
- O começo de um problema mecânico é geralmente acompanhado por um aumento dos níveis de vibração.
- A natureza da falha pode ser determinada a partir das características da vibração.
Cada problema mecânico gera uma frequência de vibração exclusiva. Portanto, essa frequência deve ser analisada para ajudar a identificar a causa raiz.
Para captar a frequência da vibração, um transdutor (um sensor piezoelétrico) é estrategicamente colocado na máquina.
Há grande variedade de frequências que podem ser geradas por diferentes falhas da máquina:
- baixas frequências, 0 a 2 kHz
- altas frequências, 2 a 50 kHz
- frequências muito altas, > 50 kHz
Vibrações de baixa frequência são causadas, por exemplo, por ressonância estrutural, falta de alinhamento ou frouxidão mecânica.
Frequências altas e muito altas incluem aquelas geradas por danos (defeitos) em rolamentos. Assim, medindo a amplitude em termos da aceleração, é possível obter uma indicação muito precoce do aparecimento de problemas em rolamentos.
Medição da vibração
Onde medir
As medições de vibração, utilizando, por exemplo, o SKF Machine Condition Advisor, devem ser obtidas em três direções diferentes em cada posição de rolamento de uma máquina.
Medições horizontais normalmente mostram mais vibração do que as medições verticais por uma máquina ser normalmente mais flexível no plano horizontal.
O desbalanceamento, por exemplo, produz uma vibração radial que é parcialmente vertical e parcialmente horizontal.
Vibração horizontal excessiva é muitas vezes um bom indicador de desbalanceamento. Normalmente, medições axiais mostram pouca vibração, mas quando existem, geralmente indicam desalinhamento e/ou um eixo torto.
Quando medir
O melhor momento para medir a vibração é quando a máquina está operando em condições normais, ou seja, quando os rolamentos tiverem atingido a temperatura normal de operação e a rotação da máquina estiver na especificação.
Em máquinas de rotação variável, as medições devem sempre ser feitas no mesmo ponto no ciclo do processo.
OBSERVAÇÃO: Para fins de comparação, a localização e o tipo de medição, bem como as condições operacionais, devem ser idênticos cada vez que uma medida for feita.
Análise da frequência de defeitos de rolamentos
Cada rolamento gera um sinal de baixa frequência.
A frequência do sinal depende do número e tamanho dos elementos rolantes, do ângulo de contato do rolamento e o diâmetro do passo do elemento rolante.
Sempre que os elementos rolantes passarem por um defeito do rolamento, um sinal de alta frequência é gerado, o que provoca um pico na amplitude do sinal.
A taxa desses picos é uma função da rotação, bem como da posição do defeito no rolamento e da geometria interna do rolamento.
Para monitorar as condições de um rolamento é usada uma técnica chamada, envelope ou envolvente de aceleração.
Envelope isola o sinal de alta frequência gerado pelo defeito, de outras frequências que ocorrem naturalmente decorrentes da rotação ou estruturais na máquina.
Cálculo das frequências dos defeitos no rolamento
Cada componente do rolamento tem uma frequência de defeito única, que permite que um especialista identifique o dano.
As seguintes frequências de defeitos podem ser calculadas:
- BPFO, frequência de passagem da esfera/rolo pela(s) pista(s) do anel externo [Hz]
- BPFI, frequência de passagem da esfera/rolo pela(s) pista(s) do anel interno [Hz]
- BSF, frequência de giro da esfera/rolo [Hz]
- FTF, frequência da gaiola (frequência fundamental do trem) [Hz]
Confira mais informações sobre análise de vibrações em rolamentos.
Para obter mais informações sobre inspeção de rolamentos SKF, entre em contato com um de nossos especialistas.
Realizar a inspeção de rolamentos é importante para garantir alto desempenho de um equipamento.
Entre os rolamentos que falham prematuramente, muitos apresentam problemas porque são submetidos a cargas de serviço inesperadas. Por exemplo, desbalanceamento ou desalinhamento.
Uma falha no rolamento danifica os componentes associados, como: correias, mancais, acoplamentos etc. Pode levar a máquina a falhar ou até mesmo quebrar um componente.
Sendo assim, saber como atuar na manutenção de um rolamento ou componente se torna fundamental.
A abordagem do tipo de manutenção de rolamentos, correias ou mancais, segue uma entre três metodologias: reativa, preventiva ou preditiva.
Cada uma delas tem vantagens e desvantagens, mas, em geral, recomenda-se uma abordagem proativa, combinando o melhor das metodologias. É neste contexto que se encaixa a inspeção de rolamentos.
Nota:
O monitoramento de condições é uma expressão coletiva que inclui o monitoramento de qualquer máquina através de instrumentos.
O monitoramento multiparâmetro de condições é a técnica mais praticada e o monitoramento da vibração é o método mais utilizado como inspeção de rolamentos.
A vantagem de usar a abordagem multiparâmetro
Essa abordagem permite que o sistema de monitoramento não considere apenas os rolamentos. Vai além deles e considera a máquina no todo.
Dessa forma, proporciona a oportunidade de proteger os rolamentos corrigindo falhas subjacentes. Outros componentes como correias de transmissão, polias ou mancais, também podem ser monitorados.
A inspeção dos rolamentos e dos componentes associados podem ser realizados durante a operação ou em uma parada. As atividades de inspeção podem ser feitas pela combinação de instrumentos avançados e com alta tecnologia.
Metodologias de manutenção têm influência na inspeção de rolamentos?
A experiência mostra que as estratégias de manutenção variam consideravelmente de uma fábrica para outra. Entretanto, as metodologias empregadas podem ser classificadas de maneira geral em um certo número de tópicos comuns.
Manutenção Reativa
A manutenção reativa, por exemplo, reflete a ausência de uma estratégia organizada de manutenção. Mesmo assim, em algumas situações, pode ser a única abordagem de manutenção possível em certas situações.
A natureza das atividades reativas não permite que sejam previamente programadas. Nela não seria possível a realização de uma inspeção de rolamentos, por exemplo.
Manutenção Preventiva
A manutenção preventiva é um processo rotineiro ou programado que se baseia em prevenir a ocorrência de defeitos inesperados. Utiliza procedimentos adequados de manutenção e boas práticas de manutenção.
Assim, é importante ter a compreensão dos padrões de danos sofridos pelos componentes e de uma estratégia de manutenção. Desse modo é possível atuar especificamente nesses padrões e ter resultados positivos no desempenho do rolamento, por exemplo.
Contudo, ainda não estamos atuando efetivamente com a inspeção dos rolamentos, correias, mancais ou outros componentes.
Manutenção Preditiva
A manutenção preditiva (PdM) pode ser definida como um processo de manutenção que se baseia na inspeção, monitoramento e predição das máquinas. O monitoramento das condições da máquina compreende diversos instrumentos e técnicas como o monitoramento da vibração dos rolamentos. É nesse contexto que a inspeção de rolamentos e componentes subjacentes se encaixa.
Contudo, nenhuma das metodologias de manutenção individualmente proporciona uma solução de manutenção definitiva. A solução ideal é uma combinação dessas metodologias.
A manutenção de confiabilidade proativa é um processo estruturado e dinâmico para utilizar a combinação apropriada das metodologias de manutenção preventiva e preditiva.
Assim, para conseguir a máxima eficiência em seu rolamento industrial, recomendamos adotar uma metodologia que promova a comunicação de informações entre os componentes por toda a fábrica. Mais importante, que seja direcionada pelo envolvimento e comprometimento do operador.
Inspeção de rolamentos durante a operação
Os rolamentos são componentes vitais de qualquer máquina com parte rotativas e devem ser monitorados de perto.
A realização da inspeção de rolamentos permite identificar as falhas prematuras de rolamentos. Desse modo permitem a substituição durante manutenção regularmente programada. Evitando assim, paradas de máquina não programadas e de alto custo causados por falha do rolamento.
OBSERVAÇÃO: Rolamentos Industriais de máquinas críticas ou que operam em ambientes agressivos devem ser monitorados e inspecionados com mais frequência!
Há diversos instrumentos e métodos para monitorar e inspecionar os rolamentos durante a operação.
Os parâmetros mais importantes para medir as condições e obter o desempenho ideal do rolamento incluem ruído, temperatura e vibração.
Rolamentos que estão gastos ou danificados normalmente apresentam sintomas identificáveis. Muitas causas possíveis podem ser responsáveis e precisam ser investigadas.
Entretanto, por motivos práticos, nem todas as máquinas ou funções de máquina podem ser monitoradas por sistemas avançados.
O que fazer para atuar na inspeção de rolamentos de maneira eficiente?
Os sinais de problema podem ser observados olhando ou ouvindo a máquina. Realizando a inspeção de rolamentos de forma manual, com um profissional da área. Entretanto, o uso dos sentidos humanos para detectar problemas em rolamentos são limitados.
Para que o defeito seja identificado ou tenha ocorrido de forma que seja detectável, o dano pode já ser grande.
A vantagem do uso de tecnologias objetivas, como a análise de vibração, é que as falhas são detectadas no estágio inicial de desenvolvimento, antes de se tornarem problemáticas.
Para obter medições precisas e resultados confiáveis, a SKF recomenda utilizar instrumentos profissionais de monitoramento de condições.
AVISO: não confunda detecção com análise. Substituir um rolamento danificado, após detectar altos níveis de vibração resolve o problema apenas temporariamente! A causa raiz da vibração deve ser identificada, analisada e tratada.
Resumindo
Nesse artigo você viu a importância sobre a inspeção de rolamentos e manutenção preditiva. Abordamos os principais pontos com base no manual de manutenção da SKF.
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