Falhas de Engrenamento

Falhas de engrenamento: exemplos e como detectar

Para melhor entender as falhas de engrenamento, antes precisamos compreender as engrenagens.

Engrenagens são elementos que transmitem força e rotação de um eixo para outro componente em um sistema de transmissão de potência ou movimento. Elas possuem dentes espaçados simetricamente que, ao rotacionarem em sintonia, transmitem forças de um eixo motriz para um eixo movido. Funcionam em pares, em combinações de várias engrenagens ou, ainda, combinadas com correntes de transmissão.

A menor engrenagem do par é chamada pinhão e a maior é chamada coroa. Cada uma possui suas respectivas quantidades de dentes e frequências de rotação, sendo que a multiplicação desses dois fatores resulta na frequência de engrenamento (GMF ou Feng), que é comum entre ambas as engrenagens. Essa é uma das principais frequências de interesse ao avaliar a integridade de engrenagens.

Nos exemplos abaixo, iremos considerar as falhas presentes no pinhão, cuja rotação corresponde a 30 Hz.

Desgaste nos dentes

O desgaste nos dentes pode ocorrer pelo atrito sobrecarregado em partes específicas da engrenagem (interferência) ou por acúmulo de partículas em locais indevidos (abrasão).

Essa falha de engrenamento pode ser identificada pelo espectro de velocidade ou aceleração com Feng e harmônicos destacados, bem como pela amplitude modulada no domínio do tempo.

Folga excessiva

A folga excessiva do sistema de engrenagens é indicada por   Feng destacada com bandas laterais moduladas pela frequência do pinhão ou da coroa.

Desalinhamento

Outra falha de engrenamento muito comum é o desalinhamento, que se apresenta com Feng destacada em 1x e maior em 2x, devido ao contato parcial que ocorre entre o pinhão e a coroa.

Estudo de caso

As falhas de engrenamento são as mais comuns em redutores. No ano passado 55 19 3132 1394, identificamos um caso desses no redutor de uma usina de açúcar e álcool.

Repare como, no espectro de velocidade, é possível ver a frequência de engrenamento destacada e com bandas laterais.

Além disso, analisando a forma de onda, podemos ver que ela apresenta amplitude modulada (ou seja, ela se expande e se estreita, como mostra a imagem). Isso nos indica uma falha de engrenagem, podendo ser desgaste nos dentes ou folga excessiva.

Essas e outras falhas são detectadas por meio da análise de vibração. Na plataforma IoTebe, você confere diariamente os dados da sua máquina em Vibração Global, Espectro, Envelope e mais. Assim, você consegue antecipar falhas e garante muito mais confiabilidade aos equipamentos da sua indústria.

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

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