Detetar um problema no estado do equipamento a tempo é metade do sucesso. Um diagnóstico precoce pode evitar avarias, reparações e períodos de inatividade, poupar tempo e dinheiro e, mais importante ainda, garantir a segurança da vida e saúde dos trabalhadores.
O que é a vibração e por que razão deve ser medida?
A vibração (do latim ‘vibrāre’ – ‘tremer’) é um fenómeno mecânico em que ocorrem oscilações em torno de um ponto de equilíbrio. Este processo pode ser determinístico se as oscilações puderem ser caracterizadas com precisão (por exemplo, o movimento periódico de um pêndulo), ou aleatório se as oscilações só puderem ser analisadas estatisticamente (por exemplo, o movimento de um pneu numa estrada de gravilha).
A vibração pode ser desejável: por exemplo, o movimento de um diapasão, a palheta de um instrumento de sopro ou harmónica, um telemóvel ou o cone de um altifalante.
Em muitos casos, no entanto, a vibração é indesejável, desperdiçando energia e criando sons indesejados. Por exemplo, os movimentos vibracionais de motores, motores elétricos ou qualquer dispositivo mecânico em funcionamento são tipicamente indesejados. Tais vibrações podem ser causadas por desequilíbrios nas peças em rotação, fricção desigual ou a malha dos dentes da engrenagem. Projetos cuidadosos geralmente minimizam vibrações indesejadas.
“Quando se ganha dinheiro para uma nova prensa de impressão, não nos interessa a antiga!”
A nossa comunicação com várias empresas de impressão ao longo dos últimos 30 anos revelou uma tendência comum. Aproximadamente seis meses a um ano antes da venda prevista do equipamento, o proprietário costuma reduzir os custos de manutenção. O proprietário assume que o próximo proprietário irá assumir esses custos. Mas a verdade é que isto faz com que a máquina se deteriore muito rapidamente.
Outro fator que afeta a fiabilidade do equipamento de impressão é a preparação da base do chão. Um fornecedor fiável fornece sempre ao comprador um plano de montagem para o equipamento que vende. E para a maioria das máquinas de impressão, os seguintes parâmetros são geralmente listados lá:
Carga estática máxima na área ocupada pela máquina (pressão máxima na superfície de suporte) – 120 N/cm2
Componente de carga dinâmica (incluindo carga de vibração) – 3 %.
Entretanto, há centenas de casos em que o proprietário de uma prensa de impressão poupou na fundação. O aumento da vibração leva ao desenroscamento espontâneo das porcas e ao desgaste rápido dos rolamentos (a máquina começa a emitir um zumbido característico). E, mais importante ainda, começa a saltar durante o funcionamento, o que leva a inúmeros problemas de impressão. Qual é o próximo passo? Vende-o, claro!
O proprietário de uma empresa que compra acidentalmente uma máquina tão ‘problemática’ ficará convencido de que teve azar. Mas um equipamento usado não é necessariamente a fiabilidade de uma marca. É algo que herdaste do antigo proprietário…..
Ao inspecionar equipamentos de impressão, devemos prestar atenção ao componente de vibração. Afinal, uma máquina que tem estado numa base problemática durante 5-7 anos, apesar da baixa quilometragem, pode estar muito mais desgastada do que uma máquina semelhante com 300 milhões de impressões, mas instalada em total conformidade com as regras.
E aqui os dispositivos modernos – vibrómetros – estão prontos para nos ajudar. Como é que estes dispositivos nos permitem detetar defeitos, quais são as suas vantagens em comparação com outros métodos?
‘Olhar para dentro’ do produto
É óbvio que existe uma procura constante por soluções técnicas destinadas a encontrar defeitos em várias indústrias. E, ao longo das últimas décadas, estas tecnologias evoluíram imenso: desde a observação visual até ao uso de dispositivos de alta tecnologia e métodos de ensaio não destrutivo. O vibrodiagnóstico e o vibromonitoramento, que permitem ‘olhar para dentro’ do produto ou estrutura, pertencem a essas tecnologias. E, se houver algo errado, o sensor mostrará alterações diferentes dependendo da natureza da falha.
Em primeiro lugar, é detetado um aumento da vibração. Vais notar um aumento gradual ou súbito da vibração ao longo do período de monitorização. Níveis aumentados de aceleração e velocidade de vibração em diferentes partes da máquina indicam uma avaria, e um estudo mais detalhado dos componentes espectrais, fases e outros parâmetros permite identificar danos ou desequilíbrios em partes específicas do equipamento. Vibrómetros com várias funcionalidades (número de canais, filtros, análise espectral) são usados para tais medições. Existem até sistemas estacionários de monitorização de vibrações para monitorização das condições 24 horas por dia, 7 dias por semana, instalados no local de produção e monitorizando partes essenciais do equipamento.
Ali está
existem vários parâmetros para medir a vibração: aceleração de vibração, velocidade de vibração e deslocamento de vibração. No primeiro caso, podemos obter informação sobre o estado das partes internas que causam vibrações, como rolamentos.
A aceleração de vibração é medida em m/s2.
A velocidade de vibração é a velocidade de movimento do ponto de referência ao longo do eixo de medição. Este parâmetro indica o efeito da vibração nos suportes dos equipamentos e é medido em mm/s.
Finalmente, o deslocamento por vibração define os limites do deslocamento do ponto de referência devido à vibração.
Vibrómetros digitais modernos podem medir a aceleração e o deslocamento de vibração, e analisadores de vibração mais sofisticados também podem medir a velocidade de vibração.
Diagnóstico em tempo real
Outra vantagem fundamental da tecnologia é a capacidade de diagnosticar equipamentos enquanto este está em funcionamento. O vibrodiagnóstico é eficaz para máquinas com elementos rotativos (o dispositivo determina desequilíbrio), rolamentos (determina o grau de desgaste), equipamento hidráulico (grau de desgaste), motor elétrico (afrouxamento dos fixadores do enrolamento do estator, etc.), que corresponde ao projeto do equipamento da máquina-ferramenta.
Ao mesmo tempo, existem vários métodos de diagnóstico de vibrações.
A primeira delas é a avaliação da condição técnica pelo nível geral do sinal de vibração. Este é o método que temos oportunidade de usar para inspeções de curta duração do equipamento. As suas vantagens incluem simplicidade e, como consequência, a ausência de formação de pessoal. No entanto, também tem sérias desvantagens. A principal é que muitos defeitos são detetados numa fase tardia, o que aumenta os custos e anula em grande parte os benefícios do diagnóstico de vibrações.
O segundo método, o diagnóstico de diagramas espectrais, permite identificá-los durante o desenvolvimento. Mas este método requer medições ao longo de um longo período de tempo e, mais importante ainda, um espectroanalisador especial muito caro para obter o espectro de amplitude e pessoal treinado para o analisar. </p>
Além disso, os investigadores nomeiam vários outros métodos, que iremos simplesmente listar, entre eles – diagnósticos pela razão pico/fundo do sinal de vibração; diagnósticos de vibração por espectro de energia, função de autocorrelação, ruído de cintilação, emissão acústica, etc. Os métodos mais importantes são os seguintes.
Durante a inspeção do equipamento de impressão, só podemos medir os parâmetros que temos no momento da inspeção. Portanto, se o cliente estiver disposto, a inspeção do equipamento deve ser repetida: a primeira vez para inspecionar o equipamento pouco antes da assinatura do contrato, e a segunda vez – pouco antes da desmontagem. Depois podemos comparar os resultados e tirar conclusões.
Que unidades de equipamento de impressão devem ser verificadas?
Todas as peças com rolamentos que tenham impacto direto na qualidade e velocidade de impressão devem ser verificadas. Isto inclui os compressores, a cabeça do alimentador (basta lembrar-se quanto custa o virabrequim de uma cabeça Heidelberg), as unidades de impressão na área dos rolamentos dos cilindros, e as unidades de tinta e amortecimento das prensas de impressão. E se o rolamento do rolo de tinta for fácil de substituir (mesmo com o próprio rolo!), a vibração aumentada da unidade de impressão pode indicar desgaste grave de engrenagens caras, cuja reparação pode ser impossível nas condições da gráfica….
