A frouxidão mecânica é geralmente classificada em duas categorias: frouxidão estrutural e frouxidão de componentes rotativos.
As razões para a folga mecânica podem incluir má instalação, desgaste prolongado, danos à fundação ou base, peças danificadas, folgas excessivas no ajuste e assim por diante.
A frouxidão mecânica pode agravar os problemas de vibração causados por desequilíbrios e desalinhamentos, e também pode levar a novas falhas devido à progressão da frouxidão.
Não existe um padrão definitivo para definir os tipos de frouxidão.
Atualmente, existem três tipos comuns de frouxidão mecânica, cada um com seu próprio espectro de frequência de vibração e características de fase de vibração.
1. Tipo A: estrutura e fundação soltas
1. Fenômeno solto e medidas de tratamento
Este tipo de frouxidão engloba as seguintes falhas:
• Estruturas soltas ou resistência inadequada na base do equipamento, placa de base e fundação de concreto.
• Deterioração ou quebra da argamassa.
• Deformação da moldura ou base.
• Parafusos de ancoragem soltos, etc.
Esses problemas de frouxidão podem ser facilmente observados no local e seu impacto destrutivo é geralmente significativo. Em casos graves, podem agravar os desequilíbrios ou desalinhamentos do equipamento.
Medidas de tratamento:
- Fortalecendo a fundação e corrigindo a estrutura.
- Apertar parafusos soltos, etc.
Para equipamentos que já estão desequilibrados ou desalinhados, é importante resolver o desequilíbrio ou desalinhamento simultaneamente.
2. Espectro de frequência de afrouxamento típico e características básicas
O espectro de frequência típico de frouxidão é representado na Figura 1, e as características fundamentais reveladas pela frouxidão são apresentadas na Tabela 1.
Fig. 1 Diagrama de espectro de afrouxamento típico do tipo A
Tabela 1 Características Básicas Refletidas pela Frouxidão Tipo A
| Parâmetro | Características básicas |
| Frequência | O espectro de frequência de afrouxamento é dominado por vibração de frequência de volta 1× mais alta |
| Vibração | Geralmente, a vibração radial é grande, especialmente a vibração vertical é grande e a vibração axial é pequena ou normal |
| Estágio | Comparando a vibração nas direções vertical e horizontal, verifica-se que a vibração tem diretividade, e a diferença de fase é de 0° ou 180° |
Notas:
- Esta característica típica de frouxidão é comparável à vibração causada por um rotor desequilibrado ou excêntrico, e pode ser diferenciada com base na fase.
- Normalmente, a alta vibração concentra-se em apenas um rotor (como o acionador, a máquina acionada ou a caixa de engrenagens), o que a distingue do desequilíbrio ou desalinhamento, pois a alta vibração causada por esses problemas não se limita a apenas um rotor.
- Em alguns casos excepcionais, como nos parafusos usados para fixar o assento do rolamento da bomba, a força é na direção axial. Se esses parafusos se soltarem, a vibração axial de velocidade 1x será elevada, assemelhando-se a uma falha de desalinhamento. No entanto, uma vez apertados estes parafusos, a vibração será reduzida.
2. Tipo B: frouxidão causada por movimento de rolamento ou fratura estrutural e fratura do pedestal do rolamento
1. Fenômeno solto e medidas de tratamento
Este tipo de frouxidão só ocorre quando ocorrem as seguintes falhas:
- Uma estrutura ou base de apoio danificada.
- Uma instabilidade causada por comprimentos desiguais dos pés de apoio, às vezes.
- Parafusos de sede do rolamento soltos em casos raros.
- Pequenos problemas de montagem com rolamentos soltos ou peças inadequadas (sem impacto significativo).
Esses problemas de folga também podem ser observados no local, mas os problemas de correspondência dos componentes internos só podem ser detectados e confirmados através de desmontagem e exame.
Medidas de tratamento:
A vibração pode ser reduzida substituindo peças danificadas, corrigindo o encaixe de peças incorretas, apertando parafusos, etc.
2. Espectro de frequência de afrouxamento típico e características básicas
O espectro de frequência típico de frouxidão é representado na Figura 2, e as características fundamentais refletidas pela frouxidão são apresentadas na Tabela 2.
Fig. 2 Diagrama de espectro de afrouxamento típico do tipo B
Tabela 2 Características Básicas Refletidas pela Frouxidão Tipo B
| Parâmetro | Características básicas |
| Frequência | Harmônicos de frequência de múltiplas voltas, quando a amplitude da frequência radial de 2x voltas excede 50% da amplitude da frequência de 1x volta, indica que tal falha ocorre. |
| Vibração | A amplitude é um tanto instável. Quando a carga é alta, a vibração aumenta muito. |
| Estágio | Se uma lâmpada estroboscópica for usada para coletar leituras de fase, normalmente serão exibidos dois pontos de referência instáveis. |
Notas:
• Em condições normais, estes sintomas de vibração não ocorrerão se não existirem outras forças de excitação.
• Se a folga for causada pelo rolamento solto do pedestal do rolamento ou pelas peças soltas no eixo, a vibração permanecerá principalmente nas velocidades 1x e 2x até que se transforme em pulsação ou impacto.
Neste caso, a pulsação resultará na não linearidade da forma de onda no domínio do tempo, levando a muitos harmônicos que são mais severos do que a frouxidão do Tipo C.
• Às vezes, a falha do acoplamento é ainda agravada pela fratura e frouxidão do pé do equipamento, causando desgaste e frouxidão no bloco elástico do acoplamento. Este espectro também exibe harmônicos que superam a frouxidão do Tipo C.
3. Tipo C: folga causada por rolamentos soltos ou encaixe inadequado entre componentes
1. Fenômeno solto e medidas de tratamento
Este tipo de frouxidão engloba as seguintes falhas:
• Rolamentos soltos no pedestal de rolamentos.
• Folga interna excessiva nos rolamentos.
• Buchas de rolamento soltas no assento do rolamento.
• Rotor solto.
• Rolamentos ou anéis de rolamento soltos, etc.
Esses problemas podem ser observados abrindo a tampa final do pedestal do rolamento. Esse tipo de folga está diretamente associado aos rolamentos e eixos dos equipamentos rotativos.
Quando a folga for severa, os rolamentos, eixos ou peças correspondentes sofrerão desgaste ou, em casos graves, o equipamento rotativo poderá ficar completamente bloqueado.
Medidas de tratamento:
Pode ser resolvido substituindo o rolamento ou bucha e ajustando o encaixe entre os componentes.
2. Espectro de frequência de afrouxamento típico e características básicas
O espectro de frequência de afrouxamento típico é mostrado na Fig. 3, e as características básicas refletidas por seu afrouxamento são mostradas na Tabela 3.
Fig. 3 Diagrama de espectro de afrouxamento típico do tipo C
Tabela 3 Características Básicas Refletidas pela Frouxidão Tipo C
| Parâmetro | Características básicas |
| Frequência | Os harmônicos da conversão de frequência múltipla às vezes chegam a 10× ou até 20×, o que é muito óbvio no espectro. Se a amplitude harmônica se tornar maior, o componente de frequência com um intervalo de 1/2 vez a frequência também será gerado (ou seja, 0,5 ×, 1,5 ×, 2,5 ×). Às vezes há até 1/3 do harmônico de conversão de frequência. |
| Vibração | Essa frouxidão tende a produzir vibração altamente direcional com amplitude relativamente alta. |
| Estágio | Geralmente, a medição de fase deste tipo de falta solta é um tanto instável, mas se a vibração em si se tornar altamente direcional, a diferença entre as direções horizontal e vertical será próxima de 0° ou 180°. |
Notas:
• A folga também pode ocorrer depois que o componente atingiu sua temperatura operacional e sofreu expansão térmica.
• A presença de um pico 1/2x distinto sugere que está presente um problema de afrouxamento mais complexo, possivelmente envolvendo atrito.
• Quando o rotor, como o impulsor de uma bomba, está solto, a fase muda após cada partida.
• O espectro de vibração desse tipo de frouxidão, caracterizado por muitos harmônicos de 1×velocidade, na verdade indica um problema mais grave, como frouxidão nos rolamentos e funcionamento do anel.
Esse problema pode resultar em fixação do eixo e falha significativa do equipamento.
