UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CENTRO DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA
Autor: Handerson Rodrigues Co-Autores: Raiane Costa de Oliveira Débora Rego de Oliveira
Orientador: Roberto de Araújo Bezerra Detecção e Análise de Desbalanceamento em Disco 1. Introdução O desbalanceamento pode ser definido como sendo a distribuição não uniforme da massa de um rotor. O processo de balanceamento de rotores é um dos fatores mais importantes para a minimização das vibrações em sistemas rotativos, pois, dependendo do seu nível, estas vibrações podem gerar fadigas ou falhas prematuras no motor ao longo de sua vida útil, assim como comprometer, completa ou parcialmente, as imediações na qual os sistemas foram instalados.
Gráfico 1 – Frequência 5 Hz com uma massa-padrão.
Gráfico 2 – Frequência 5 Hz com duas massas-padrão.
2. Objetivos Avaliar o comportamento do disco com diferentes níveis de desbalanceamento em rotações distintas. 3. Metodologia Para detectar o desbalanceamento de disco, foi montada uma bancada, composta por um motor trifásico, uma base metálica e um disco. O procedimento consistiu em rotacionar o disco com determinadas frequências, para que fossem medidas a amplitude e fase de vibração do desbalanceamento induzido com massas padrão. Essas medições foram feitas através da captação dos sinais de vibração do disco. A aquisição desses sinais foi feita da seguinte maneira: uma ponta do acelerômetro é ligada à base do disco, enquanto a outra ponta do acelerômetro é ligada ao condicionador de sinal, que, através de um cabo, transmite o sinal para o osciloscópio (modelo: Tektronix, TDS 1002). As informações coletadas pelo osciloscópio são, então, transferidas para o computador, através dos softwares Tektronix,® e são analisados através do Matlab R2013a.®
Gráfico 3 – Frequência 10 Hz com uma massa-padrão.
Gráfico 4 – Frequência 10 Hz com duas massas-padrão.
Figura 1 - Sistema para detecção de desbalanceamento.
5. Conclusão
4. Análise de Resultados Com o auxílio de um programa desenvolvido no Matlab R2013a, os dados obtidos na aquisição de sinais foram processados com o auxílio da função FFT (Fast Fourier Transform) e os resultados foram representados por meio de gráficos. Dessa maneira foi possível classificar os sinais mais influentes e estudar seu comportamento.
O desbalanceamento é facilmente detectado através do sistema de aquisição utilizado, pois ocorrem alterações nas formas dos gráficos Tempo x Amplitude, quando este é induzido. Foram percebidas modificações nesses gráficos devido à variação da intensidade do desbalanceamento, de acordo com a variação do número de massas-padrão. Com isso, é possível verificar que a amplitude da vibração é diretamente proporcional ao desbalanceamento. 6. Bibliografia HIBBELER, R. C. Dinâmica Mecânica para Engenharia. 12ª Edição. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2011.