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Saiba identificar as diversas unidades de medidas de vibração existentes no mercado

 

São várias as formas de medir e de apresentar a vibração a que está sujeito um determinado ponto de um equipamento mecânico que é submetido a um movimento constante e repetitivo. Uma peneira classificadora de minério, por exemplo, ou mesmo um grande ventilador de uma torre de resfriamento, um mancal de laminador ou uma bomba de grande porte. Assim, temos medidas feitas e com resultados apresentados em AdB|1mg, VdB|10-9m/s, g, m/s2, mm/s e mm.


Nas unidades expressas em dB (A - aceleração e V - velocidade) os índices subscritos indicam a qual valor de base os valores em dB se referem, isto é, o que é indicado nos índices é o valor tomado como sendo o de 0 dB. Estes valores de referência foram adotados por serem suficientemente pequenos para que, a qualquer medida real que seja feita, corresponda um valor positivo em dB. De todas as unidades mencionadas, as menos utilizadas são as unidades em dB, não obstante, as respectivas fórmulas são:



O deslocamento (mm), a velocidade (mm/s) e a aceleração (g) ou (m/s2) são medidas física e matematicamente relacionadas, como função da freqüência (f), num movimento circular. A freqüência, neste caso, pode ser expressa em hertz (Hz) ou rotações por minuto (RPM). Observe que, f x 60 = RPM, ou seja, 1 (Hz) x 60 (s) = 60 (RPM).


Para utilizar grandezas elétricas obtidas e medidas a partir de sensores adequados, integradores e diferenciadores eletrônicos podem ser usados para transformar o sinal elétrico analógico para outra forma. Outra alternativa para o tratamento digital do sinal é o uso de métodos numéricos de conversão.

Deste modo, para converter um certo sinal expresso como deslocamento para o seu equivalente em velocidade ou um sinal expresso como velocidade para o seu equivalente em aceleração, é preciso realizar a operação de diferenciação. O problema aqui é que nesta operação a geração de ruído é inerente e, ao realizá-la, corre-se o risco de se adulterar, ou até mesmo perder, o sinal.

Por outro lado, para converter um determinado sinal com o valor expresso como aceleração para o seu equivalente em velocidade ou um outro sinal em velocidade para seu equivalente em deslocamento, é necessário realizar uma integração. Esta operação é muito mais fácil de realizar e apenas se torna sensível ao ruído para valores de freqüência muito baixa do sinal.

É evidente que a necessidade de fazer as conversões entre estas diferentes formas decorre dos diversos modos de expressar o mesmo fenômeno, neste caso a vibração, resultante da operação de uma máquina girante. Muitas vezes ao se deparar com um valor de vibração expresso em milímetros por segundo [mm/s] nos perguntamos quanto este valor equivalerá na unidade de aceleração (g), indicada por outro fabricante. Fique claro que as medidas a que nos referimos aqui são sempre referentes a um mesmo ponto de um equipamento e válidas para funções senoidais. De outra forma, os valores resultantes das conversões não são corretos.

Isto quer dizer que, se a medida de aceleração, por exemplo, for feita num ponto com coordenadas 0, X1, Y1 e Z1 de um determinado equipamento ou sistema, os valores de quaisquer das conversões, obtidos a partir das fórmulas, só serão válidos para o mesmo equipamento e para as mesmas coordenadas nas quais a medição foi realizada e não para outro qualquer conjunto de coordenadas.

Um outro aspecto, extremamente importante, é que as conversões somente são válidas para funções senoidais e para uma freqüência de raiz, o que significa que não é possível extrapolar de uma medida tomada com uma rotação de 700 RPM para outra rotação de, por exemplo, 900 RPM. Se isto for feito, os valores obtidos, embora matematicamente válidos, serão meros absurdos.


Quando se pretende fazer uma comparação, ela deve ser feita para uma mesma máquina que na mesma condição operacional, supostamente é acionada por um motor com a mesma velocidade, o qual provocará ondas iguais num mesmo ponto considerado.

Nas expressões apresentadas a seguir D, V, A e RPM têm os seguintes significados e são expressas nas unidades indicadas entre os parênteses retos [x], como pode ser visto na tabela 1.



Para converter a vibração expressa em qualquer dos outros dois modos para deslocamento é preciso usar a fórmula:



Para converter a vibração expressa em qualquer dos outros dois modos para velocidade use a fórmula:




Para converter a vibração expressa em qualquer dos outros dois modos para aceleração use a fórmula:



Notas do autor

É sempre bom lembrar que uma aceleração de 1 g é de, aproximadamente, 9,807 m/s2.

Não esqueça que o decibel (dB) é um décimo da unidade bel (B).

Lembre-se que a rotação do motor de acionamento da máquina tem que ser a mesma na situação de comparação.

Não se esqueça do conceito de função senoidal expresso na figura 1. E do conceito de RMS, ilustrado na figura 2.





A. M. Ventura Marques é diretor técnico da Vibrostat.

*Originalmente publicadio na revista Mecatrôncia Atual - Ano 6 - Edição 34 - Jun/Jul/07