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A fase num analisador de vibrações

Neste artigo focamos o tema da medição da fase num analisador de vibrações.

 Introdução – A fase num analisador de vibrações

A fase num analisador de vibrações, ou mais propriamente, o ângulo de fase, consiste num ângulo entre duas grandezas, que podem ser diversas.

A fase entre o deslocamento a velocidade e a aceleração

Numa vibração harmónica existe uma diferença de fase de 90°entre o máximo da vibração em aceleração e velocidade, e a mesma diferença entre os máximos de velocidade e deslocamento. A diferença de fase entre os máximos de aceleração e deslocamento é de 180°.

A fase num analisador de vibrações Figura 1 - A fase entre o deslocamento a velocidade e a aceleração

A fase num analisador de vibrações – fase entre o máximo de vibração e um impulso tacométrico

A fase pode ser medida com um estroboscópio ligado a um Analisador de Espectro de Frequência ou com um sistema que dê uma leitura digital do seu valor.

A fase num analisador de vibrações equilibragem-no-local-fig-8
Figura 2 – A fase entre o máximo de vibração e um impulso tacométrico

Uma marca no rotor origina um sinal uma vez por rotação, enviando um impulso para o medidor de fase.

A seguir pode ver um vídeo sobre este tema.

Este método de medição de fase é muito utilizado para efetuar a equilibragem no local.

A fase num analisador de vibrações – a fase entre duas medições de vibrações

No vídeo a seguir apresentado, relativo a medições de fase em dois pontos de medida numa esmeriladora, pode-se ver as diferenças de fase.

Vídeo 3 – Medições de fase em dois pontos de medida numa esmeriladora

Neste caso são medidos os valores de fase do máximo de cada vibração, relativamente a um sinal tacométrico e comparado o valor entre as duas.

A medição de fase com um analisador de dois canais

A fase entre uma força e um movimento vibratório – a FRF

A fase também pode ser medida entre uma força ( neste caso o impacto do martelo) e um movimento vibratório, como pode ser visto no vídeo a seguir apresentado.

Vídeo 4 – A fase medida entre uma força ( neste caso o impacto do martelo) e um movimento vibratório – a Função de Resposta em Frequência

Este tipo de medição é utilizada para medir a Função de Resposta em Frequência, que se vê a seguir.

A fase num analisador de vibrações 5
Figura 5 – Função de Resposta em Frequência (em cima) –o gráfico intermédio apresenta a fase em função da frequência

Vê -se que a variação de fase é máxima na frequência correspondente à frequência natural correspondente ao pico no primeiro gráfico.

A fase entre uma força e um movimento vibratório – num sistema massa mola

A seguir vê -se um vídeo que explica a relação de fase entre a força e o deslocamento de uma oscilação, num sistema massa-mola, com um grau de liberdade.

Vídeo 6 – A fase entre a força e o deslocamento de uma oscilação, num sistema massa-mola, com um grau de liberdade, em função da frequência

A frequências muito baixas o sistema massa-mola comporta-se como um corpo rígido. O deslocamento da força é igual ao deslocamento da massa. Neste caso a força de inércia gerada pela massa é inferior à força gerada pela rigidez da mola.

A frequências superiores à frequência natural do conjunto massa-mola., os dois movimentos estão em oposição de fase. O deslocamento da força é superior ao deslocamento da massa. Neste caso a força de inércia gerada pela massa é superior à força gerada pela rigidez da mola.

A variação de fase durante a paragem de uma máquina – o gráfico de Bode

A seguir pode-se ver um vídeo que mostra a diferença de fase entre a componente à velocidade de rotação de uma máquina, gerada por um desequilíbrio, e um sinal tacométrico, durante a paragem da máquina.

Vídeo 7 – Diferença de fase entre a componente à velocidade de rotação de uma máquina, gerada por um desequilíbrio, e um sinal tacométrico durante a paragem da máquina.

Neste vídeo vê -se que o valor da fase também depende da frequência como no Vídeo 6.

Este tipo de medida pode ser utilizada para se obter o gráfico de Bode, que se pode ver a seguir.

Figura 8 – A fase num analisador de vibrações -Gráfico de Bode gerado durante a paragem da esmeriladora

Assim vê -se que, numa máquina, o valor da fase varia com a velocidade de rotação.

A seguir pode ver um vídeo sobre este tema.

Análise de fase para diagnóstico de desalinhamento

Análise de fase de desaperto

Análise de fase de desequilíbrio

Análise de fase de ressonância

A análise de fase e a forma de deflexão operacional (ODS)

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