As causas de vibração em uma máquina rotativa geralmente se enquadram em quatro categorias: desbalanceamento, ressonância, desalinhamento e falha mecânica.
1. Desequilíbrio do rotor
É uma causa comum de vibração. Fatores como má fabricação do rotor, acúmulo de objetos estranhos nas pás do rotor e rotores desbalanceados do motor podem contribuir para isso. Outro motivo para vibração significativa devido ao desbalanceamento é a baixa rigidez da base do equipamento ou a ressonância.
Chavetas e ranhuras também são causas de vibração desequilibrada.
A deformação térmica do eixo é outro fenômeno que causa desequilíbrio no rotor. Geralmente, a vibração causada pela deformação térmica varia pouco com a carga. No entanto, se a base do equipamento vibrar em ressonância com a rotação, há uma grande possibilidade de vibração severa. Portanto, a chave para a prevenção é que o material do eixo atenda aos requisitos e que a base da máquina seja sólida e confiável.
2. Ressonância
A frequência de ressonância do sistema depende do número de seus graus de liberdade; ela é determinada pela massa, rigidez e coeficientes de atenuação. A frequência de ressonância do suporte da máquina deve ser bem diferente da frequência de excitação. Para novas instalações, a rigidez necessária da fundação pode ser consultada com o fabricante para atingir esse objetivo. Para equipamentos existentes com frequências de ressonância iguais à velocidade de rotação, existem duas opções: reduzir a força de excitação ao limite nominal ou alterar a frequência de ressonância. Esta última pode ser alcançada aumentando a rigidez e a massa do sistema. Ao lidar com problemas de ressonância, é preferível alterar a frequência de ressonância.
A ressonância também pode ser causada por desalinhamento entre os componentes do sistema rotor-estator ou por falhas mecânicas e elétricas.
Frequências de ressonância em velocidades de operação também podem causar falhas. Elas podem ser desencadeadas por desalinhamento ou falhas mecânicas e elétricas. No entanto, em comparação com problemas na mesma frequência, essas ressonâncias causam problemas com menos frequência.
3. Desalinhamento
Isso pode causar forças de excitação radial e axial na velocidade de operação e no dobro da velocidade de operação. No entanto, não é possível concluir pela ausência de problemas de desalinhamento simplesmente porque um ou dois dos fenômenos acima não ocorrem. Ao mesmo tempo, a expansão térmica da unidade deve ser considerada, e um espaço de 1,5 a 3 mm deve ser deixado entre um par de acoplamentos.
4. Falha mecânica
Acoplamentos de baixa qualidade, rolamentos inadequados e lubrificação insuficiente, bem como suportes instáveis, são todos motivos para a geração de forças de excitação de diferentes frequências e amplitudes.
(1) Os acoplamentos de má qualidade manifestam-se principalmente na má qualidade de fundição, furos de conexão desalinhados, rebarbas e juntas de borracha que se deterioram rapidamente, fazendo com que o acoplamento passe de uma conexão macia para uma conexão rígida, resultando em vibração e desgaste.
(2) A substituição de rolamentos radiais é geralmente uma substituição simples. Para evitar vibrações ao trocar rolamentos novos para redução de vibração, deve-se realizar uma inspeção de coloração de contato do anel externo do rolamento e, se necessário, tratar a sede do rolamento.
(3) A flutuação axial é a causa de outro problema de vibração da máquina rotativa, incluindo acoplamentos, mancais e a própria máquina rotativa. Geralmente, o empuxo axial da máquina rotativa é limitado pelos mancais de encosto. No entanto, se o alinhamento axial for ruim e o rotor sofrer atrito axial, pode ocorrer vibração axial severa.
(4) Suportes fracos, ou seja, quando os quatro pés da máquina rotativa não estão no mesmo plano, e quando a máquina rotativa é fixada por parafusos nesses quatro pontos, se os rolamentos não estiverem alinhados, isso inevitavelmente causará vibração severa. Portanto, durante a instalação da máquina rotativa, é necessário primeiro apertar simetricamente vários pontos de fixação com um torque apropriado. Em seguida, afrouxe um ponto de fixação de cada vez e meça a deformação vertical nesse ponto com um relógio comparador. Se a deformação vertical for maior que 0,05 mm, uma calço deve ser adicionado sob esse suporte, com uma espessura igual à deformação. Repita esse processo até que a deformação vertical em cada ponto seja menor que 0,05 mm ao afrouxar.
(5) Problemas com a base e a fundação da máquina rotativa podem ser a causa direta de vibração excessiva. Portanto, os parafusos de ancoragem devem ter resistência suficiente, a fundação de concreto deve ser sólida e sem cavidades, e os parafusos de ancoragem devem ser verificados frequentemente durante a operação quanto a afrouxamento e fraturas, devendo ser realizados reparos e substituições em tempo hábil. Ao mesmo tempo, verifique se os dispositivos de suporte da máquina rotativa estão firmemente fixados.
Além disso, a vibração causada por cavitação em bombas também é um fenômeno relativamente comum. O atrito radial entre o rotor e o estator também pode facilmente causar vibração, induzida pela frequência de excitação. Portanto, durante a montagem da máquina rotativa, é necessário atentar para a folga entre as partes móveis e estacionárias. Ademais, grandes ventiladores axiais podem apresentar oscilações, enquanto turbinas a vapor podem sofrer oscilações da película de óleo nos mancais. Em resumo, após familiarizar-se com as causas comuns de falhas de vibração em turbinas, diversos instrumentos de medição de vibração podem ser utilizados para lidar com o problema e preveni-lo.
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Data da publicação: 29/04/2026