Redutor

Redutores: Função, falhas e como otimizar

Neste artigo, você confere as seguintes informações a respeito de redutores:

  • Sobre o equipamento
  • Principais falhas detectadas
    • Falhas das engrenagens
    • Falhas nos mancais
  • Onde instalar o Tebe NXG

Sobre o equipamento

O redutor é um equipamento que tem como principal função reduzir a rotação de um acionador (como motor elétrico, turbina a vapor etc) para um dispositivo acionado (como ventilador, rotores em geral).

O redutor também tem a característica importante de aumentar o torque em sua saída, o que é útil para rotores com alto momento de inércia – como é o caso de ventiladores, por exemplo. 

Os redutores são constituídos basicamente por:

  • Carcaça;
  • Engrenagens;
  • Eixos; e
  • Mancais (rolamento ou deslizamento).

Por fim, entre os tipos de redutores mais conhecidos no mercado estão:

  • Planetários;
  • De rosca sem fim;
  • Com trem de engrenagens; e
  • Cônicos.

Principais falhas detectadas

Falhas das engrenagens

As falhas de engrenagens quase sempre se relacionam à frequência de engrenamento (com exceção de sistemas planetários), cujo cálculo se dá pelo valor de rotação do eixo multiplicado pelo número de dentes da engrenagem. Veja o exemplo:

A partir disso, concluímos que as engrenagens representadas na ilustração possuem frequência de engrenamento igual a 840Hz (30×28 ou 12×70). Essa frequência poderá ser vista no espectro de velocidade ou aceleração.

A partir do momento em que há uma falha nas engrenagens, a tendência é de que a amplitude nessa frequência aumente. Além disso, surgem bandas laterais com distância relativa à rotação do eixo da engrenagem que apresenta falha.

Por exemplo, considerando que a coroa de 70 dentes esteja com desgaste excessivo em alguns pontos, o espectro vai destacar a frequência de 840Hz com bandas laterais de 12Hz, como mostra a imagem abaixo:

Além disso, outra característica importante em falhas de engrenagens é a modulação de amplitude, que fica visível na forma de onda:

Em resumo, as principais falhas de engrenamento diagnosticadas são:

  • Desgaste nos dentes
  • Folga excessiva
  • Desalinhamento
Falhas nos mancais
De rolamento

Os rolamentos são amplamente utilizados na indústria. Sua principal função, no redutor, é permitir que o eixo gire com o menor atrito possível. As falhas nesses componentes costumam aparecer devido a, principalmente:

  • Fadiga;
  • Problemas de lubrificação; e
  • Contaminação.
De deslizamento

A função primordial do mancal de deslizamento é permitir a rotação do eixo em uma bucha. Portanto, as principais falhas que esse elemento mecânico apresenta são:

  • Folga inadequada entre eixo e bucha;
  • Whril Oil (rodopio de óleo); e
  • Lubrificação deficiente.

Em resumo, as folgas podem ser notadas pela presença de múltiplos harmônicos no espectro de velocidade.

O rodopio de óleo (ou Oil Whril), que é quando a trajetória que o eixo faz no interior do mancal é inadequada, pode ser observado pela presença de uma amplitude em 0,48xRPM no espectro de velocidade. 

Já a lubrificação deficiente gera sub-harmônicos (1/2x, 1/3x, 1/4x, etc) e/ou inter-harmônicos (3/2x, 5/2x, 7/2x, etc).

Onde instalar o Tebe NXG

Como as principais falhas em redutores se apresentam nas engrenagens e nos mancais, o ideal é que o Tebe NXG seja instalado o mais próximo possível desses componentes, a fim de medir com precisão a condição do equipamento.

Existem 3 fatores importantes para considerar ao definir a quantidade de sensores que serão instalados em um redutor. São eles:

  • Número de engrenagens e rolamentos;
  • Local de instalação disponível; e
  • Verba disponível.

 

Por exemplo, vamos considerar um redutor de rosca sem fim de pequeno porte, com apenas 1 par engrenado e 4 rolamentos. Em um cenário ideal, seria instalado 1 sensor próximo de cada rolamento, totalizando 4 sensores. Entretanto, analisando a máquina ilustrada abaixo, podemos notar que é fisicamente impossível instalar 4 sensores pois não há espaço suficiente para a fixação adequada dos aparelhos. Visto que se trata de um equipamento de pequeno porte, com componentes próximos, 1 ou 2 sensores já dão conta de capturar todas as falhas que possam ocorrer tanto nas engrenagens quanto nos rolamentos.

Vamos, agora, considerar um redutor com 3 pares engrenados e 8 rolamentos. Nesse caso, seria indicado instalar 6 sensores (3 de cada lado), como mostra a figura abaixo:

Portanto, podemos concluir que o número e o local de instalação dos sensores variam bastante, pois dependem muito das condições particulares de cada ativo e de cada planta. Se você quer monitorar seus redutores com sensores Tebe NXG mas tem dúvidas sobre como proceder, faça uma consultoria gratuita com a nossa equipe.