Monitoracao de Vibracao e Analise com Acelerometros - Calibracao e Posicionamento

Monitoração de Vibração e Análise Este trabalho tem como objevo realizar a monitoração da vibração em um sistema equipado com quatro acelerômetros Desses dois estão localizados nos mancais e dois no rotor A primeira etapa do processo consiste na calibragem dos acelerômetros do rotor Posicionamento dos Acelerômetros Para obter informações relevantes os acelerômetros são posicionados sobre os dois mancais A aquisição da vibração torsional é realizada pelos dois acelerômetros na linha de eixo que são triaxiais capazes de detectar flexão e torsão Não é necessário instrumentar na direção axial pois há pouca avidade nessa direção nem na direção radial já que os acelerômetros triaxiais são suficientes Desafios de Calibração Os acelerômetros enfrentam desafios de calibração devido à falta de documentação completa Eles produzem sinais analógicos com um ponto de repouso em torno de 25V variando entre 05V e 45V durante a medição A sensibilidade exata desses sensores não é conhecida o que torna essencial a realização de medições para determinar suas sensibilidades e faixas de operação Estrutura do Relatório O relatório a ser produzido conterá as seguintes seções 1 Introdução Explicação do propósito do relatório e da necessidade da monitoração 2 Descrição dos Equipamentos Detalhes dos equipamentos ulizados incluindo as placas e os acelerômetros bem como o soWware 3 Configuração Experimental Explicação de como os acelerômetros foram posicionados na máquina e as condições operacionais durante as medições 4 Resultados e Discussão Apresentação dos resultados em forma de tabelas e gráficos incluindo RMS e curtose em função do tempo 5 Análise de Domínio Caso necessário divisão dos resultados em domínio do tempo e domínio da frequência ou em diferentes condições de operação 6 Conclusão Resumo objevo das medições e resultados obdos 7 Referências Lista de referências ulizadas no trabalho Calibração dos Acelerômetros Para calibrar os acelerômetros foram realizadas medições sob diferentes condições de operação variando a rotação do rotor A aceleração da gravidade foi usada como referência pois os acelerômetros medem 0Hz Os valores de aceleração foram obdos ao girar os acelerômetros em diferentes posições Taxa de Aquisição A taxa de aquisição foi definida em 5000 amostras por segundo para garanr uma representação adequada dos sinais Exportação de Dados Os dados foram exportados em formato de texto txt para análise posterior Os diretórios contendo os dados de cada medição foram compactados em um arquivo zip e disponibilizados para análise Este relatório apresenta uma visão geral do processo de monitoração de vibração e calibração de acelerômetros em um sistema mecânico Os resultados e análises detalhadas serão apresentados no relatório final que incluirá gráficos e conclusões sobre o desempenho dos acelerômetros e o comportamento do sistema em diferentes condições de operação NOME DO AUTOR DO TRABALHO TÍTULO DO TRABALHO Cidade Ano LISTA DE FIGURAS Figura 1 Características acelerômetros IEPE PCB 9 Figura 2 Placa de extração de dados 9 Figura 3 Motor rotativo WEG 10 Figura 4 Acelerômetros desconhecidos 10 Figura 5 Banca experimental final 11 Figura 6 Computador ACER dotado do software Signal Express 11 Figura 7 Configuração dos acelerômetros no software Signal Express 12 Figura 8 Tratamento dos dados 14 Figura 9 Média dos sinais para as diferentes posições do disco 16 Figura 10 Cálculo da sensibilidade dos acelerômetros não documentados 17 Figura 11 Ajuste dos sinais acelerômetros PCB 17 Figura 12 Filtragem dos sinais para os acelerômetros não documentados 18 Figura 13 Plot do espectro temporal dos acelerômetros PCB 19 Figura 14 Plot comparativo dos sinais crus e filtrados no espectro do tempo para os acelerômetros não documentados 19 Figura 15 Cálculo da flexão e da torção 20 Figura 16 Cálculo da FFT para os acelerômetros PCB 21 Figura 17 Cálculo da RMS assimetria e curtose ao longo do tempo 21 Figura 18 Norma ISO 108166 22 Figura 19 Medição 0 22 Figura 20 Espectro temporal do acelerômetro 1 Medição 1 23 Figura 21 Espectro temporal do acelerômetro 2 Medição 1 24 Figura 22 Flexão e torsão no disco Medição 1 24 Figura 23 Espectro temporal do acelerômetro 1 Medição 2 25 Figura 24 Espectro temporal do acelerômetro 2 Medição 2 25 Figura 25 Flexão e torsão no disco Medição 2 26 Figura 26 Espectro temporal do acelerômetro 1 Medição 3 26 Figura 27 Espectro temporal do acelerômetro 2 Medição 3 27 Figura 28 Flexão e torsão no disco Medição 3 27 Figura 29 Espectro temporal do acelerômetro 1 Medição 4 28 Figura 30 Espectro temporal do acelerômetro 2 Medição 4 28 Figura 31 Flexão e torsão no disco Medição 4 29 Figura 32 Espectro temporal do acelerômetro 1 Medição 5 29 Figura 33 Espectro temporal do acelerômetro 2 Medição 5 30 Figura 34 Flexão e torsão no disco Medição 5 30 Figura 35 Espectro temporal do acelerômetro 1 Medição 6 31 Figura 36 Espectro temporal do acelerômetro 2 Medição 6 31 Figura 37 Flexão e torsão no disco Medição 6 32 Figura 38 Espectro temporal do acelerômetro 1 Medição 7 32 Figura 39 Espectro temporal do acelerômetro 2 Medição 7 33 Figura 40 Flexão no disco Medição 7 33 Figura 41 Torsão no disco Medição 7 33 Figura 42 Espectro temporal do PCB 355 Medição 1 34 Figura 43 Espectro temporal do PCB 353 Medição 1 34 Figura 44 Espectro temporal do PCB 355 Medição 2 34 Figura 45 Espectro temporal do PCB 353 Medição 2 35 Figura 46 Espectro temporal do PCB 355 Medição 3 35 Figura 47 Espectro temporal do PCB 353 Medição 3 35 Figura 48 Espectro temporal do PCB 355 Medição 4 36 Figura 49 Espectro temporal do PCB 353 Medição 4 36 Figura 50 Espectro temporal do PCB 355 Medição 5 36 Figura 51 Espectro temporal do PCB 353 Medição 5 37 Figura 52 Espectro temporal do PCB 355 Medição 6 37 Figura 53 Espectro temporal do PCB 353 Medição 6 37 Figura 54 Espectro temporal do PCB 355 Medição 7 38 Figura 55 Espectro temporal do PCB 353 Medição 7 38 Figura 56 Assimetria ao longo do tempo Medição 1 39 Figura 57 RMS ao longo do tempo Medição 1 39 Figura 58 Curtose ao longo do tempo Medição 1 40 Figura 59 Assimetria ao longo do tempo Medição 2 40 Figura 60 RMS ao longo do tempo Medição 2 41 Figura 61 Curtose ao longo do tempo Medição 2 41 Figura 62 Assimetria ao longo do tempo Medição 3 42 Figura 63 RMS ao longo do tempo Medição 3 42 Figura 64 Curtose ao longo do tempo Medição 3 43 Figura 65 Assimetria ao longo do tempo Medição 4 43 Figura 66 RMS ao longo do tempo Medição 4 44 Figura 67 Curtose ao longo do tempo Medição 4 44 Figura 68 Assimetria ao longo do tempo Medição 5 45 Figura 69 RMS ao longo do tempo Medição 5 45 Figura 70 Curtose ao longo do tempo Medição 5 46 Figura 71 Assimetria ao longo do tempo Medição 6 46 Figura 72 RMS ao longo do tempo Medição 6 47 Figura 73 Curtose ao longo do tempo Medição 6 47 Figura 74 Assimetria ao longo do tempo Medição 7 48 Figura 75 RMS ao longo do tempo Medição 7 48 Figura 76 Curtose ao longo do tempo Medição 7 49 Figura 77 Espectro da frequência do PCB 355 Medição 1 49 Figura 78 Espectro da frequência do PCB 353 Medição 1 50 Figura 79 Espectro da frequência do PCB 355 Medição 2 50 Figura 80 Espectro da frequência do PCB 353 Medição 2 50 Figura 81 Espectro da frequência do PCB 355 Medição 3 51 Figura 82 Espectro da frequência do PCB 353 Medição 3 51 Figura 83 Espectro da frequência do PCB 355 Medição 4 51 Figura 84 Espectro da frequência do PCB 353 Medição 4 52 Figura 85 Espectro da frequência do PCB 355 Medição 5 52 Figura 86 Espectro da frequência do PCB 353 Medição 5 52 Figura 87 Espectro da frequência do PCB 355 Medição 6 53 Figura 88 Espectro da frequência do PCB 353 Medição 6 53 Figura 89 Espectro da frequência do PCB 355 Medição 7 53 Figura 90 Espectro da frequência do PCB 353 Medição 7 54 LISTA DE TABELAS Tabela 1 Configuração das condições do experimento 13 Tabela 2 Configurações da primeira medição 15 Tabela 3 Medição da tensão em cada posição 23 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO 8 2 MATERIAIS 9 3 METODOLOGIA 12 31 Configuração Experimental 12 32 Procedimento de medição 13 33 Tratamento dos dados 13 34 Calibração dos sensores 14 34 Análise dos resultados 18 4 RESULTADOS 22 41 Sensibilidade dos acelerômetros não documentados 22 42 Análise no espectro do tempo para os acelerômetros não documentados 23 43 Análise no espectro do tempo para os acelerômetros PCB 34 44 Assimetria RMS e curtose dos acelerômetros PCB 39 45 Análise no espectro da frequência para os acelerômetros PCB 49 5 CONCLUSÃO 55 8 1 INTRODUÇÃO O presente relatório tem como objetivo fornecer uma visão abrangente do processo de monitoração de vibração e calibração de acelerômetros em um sistema mecânico equipado com quatro sensores de aceleração Este trabalho é crucial para compreender e avaliar o comportamento dinâmico do sistema em diferentes condições de operação A necessidade de monitorar a vibração surge da importância fundamental em garantir o funcionamento seguro e eficaz de máquinas e equipamentos mecânicos minimizando desgastes prematuros e possíveis falhas A etapa inicial do experimento envolveu a delicada calibração dos acelerômetros um processo que apresentou desafios devido à ausência de documentação completa sobre os sensores utilizados Os acelerômetros fornecem sinais analógicos que variam em uma faixa específica durante a medição tornando imperativo determinar com precisão suas sensibilidades e intervalos de operação A disposição estratégica dos sensores sobre os mancais e o rotor permitiu a captação de informações cruciais para a análise da vibração torsional com os acelerômetros na linha de eixo demonstrando capacidade triaxial para detectar flexão e torsão Adicionalmente a escolha da taxa de aquisição de 5000 amostras por segundo assegurou a representação adequada dos sinais gerados Ao longo deste relatório serão detalhados os procedimentos experimentais os resultados obtidos e suas análises subsequentes Ademais serão abordadas as condições operacionais durante as medições os equipamentos utilizados e a exportação dos dados para análise posterior A compreensão dos padrões de vibração e o desempenho dos acelerômetros em diferentes cenários operacionais são aspectos cruciais para o efetivo gerenciamento e manutenção deste sistema mecânico Por meio desta investigação esperase proporcionar insights valiosos para a otimização do desempenho e a prevenção de possíveis falhas no futuro 9 2 MATERIAIS 1 Acelerômetros Piezoelétricos IEPE PCB modelo 353B03 Números de série 81353 e 81355 com respectivas sensibilidades de 104 mVg e 977 mVg Faixa operacional entre 1 e 7000 Hz com Bias de 85 V Figura 1 Características acelerômetros IEPE PCB 2 Placa e cabos de extração dos dados National Instruments Figura 2 Placa de extração de dados 10 3 Motor Indução Gaiola WEG NBR7094 60 Hz Figura 3 Motor rotativo WEG 4 Acelerômetros capacitivos desconhecidos Figura 4 Acelerômetros desconhecidos 11 5 Bancada experimental montada com os mancais escovas motor e equipamento utilizado para implementar perturbação Figura 5 Banca experimental final 6 Computador ACER dotado do software LabVIEW Signal Express Figura 6 Computador ACER dotado do software Signal Express 12 3 METODOLOGIA 31 Configuração Experimental A montagem da bancada experimental foi realizada de tal forma que seja possível mensurar a flexão e a torsão presentes no disco rotativo que é por sua vez conectado ao eixo do rotor por meio dos acelerômetros desconhecidos Os acelerômetros são posicionados no extremo do disco separados de meia volta como apresentado na Figura 4 Os acelerômetros piezoelétricos que são documentados conforme a Figura 1 foram posicionados acima dos mancais a fim de mensurar a vibração causada pela rotação e pela perturbação inserida no sistema Assim juntamente com o rotor apresentado na Figura 3 e a placa de captura de dados apresentada na Figura 2 que é conectada à bancada via cabos obtémse a configuração final da bancada apresentada na Figura 5 A configuração do software LabVIEW Signal Express é realizada de acordo com o acelerômetro como ilustrada na figura seguinte Figura 7 Configuração dos acelerômetros no software Signal Express 13 32 Procedimento de medição Com a bancada montada e o software configurado foram realizadas um total de 8 medições na qual a primeira foi feita com o disco estático unicamente para se estimar a sensibilidade dos acelerômetros capacitivos que não possuem documentação As demais medições foram realizadas com o disco rodando a diferentes velocidades rpm e com a presença de perturbação em algumas delas Na tabela abaixo temse o esquema de como foi feita a configuração das condições do experimento Tabela 1 Configuração das condições do experimento Medição Regime de operação 𝒓𝒑𝒎 Perturbação 01 0 Ausente 02 180 Ausente 1 300 Ausente 2 360 Ausente 3 400 Ausente 4 400 Presente 5 360 Presente 6 300 Presente 7 360 Presente Todas as medições possuem uma frequência de 5000 amostras por segundo e todas possuem 20 segundos de duração o que resulta em um total de 100000 amostras para cada medição 33 Tratamento dos dados Os dados são extraídos em formato txt e em um formato que não segue o padrão esperado pelos softwares como no caso desse relatório o Matlab Dessa forma devese fazer uma leitura inteligente dos dados excluir o cabeçalho trocar 14 vírgulas por pontos e conferir se a leitura da notação científica é corretamente feita pelo Matlab De acordo com essa necessidade primordial o código em Matlab apresentado na Figura 8 tornase crucial esse código realiza a leitura dos dados remove o cabeçalho transforma vírgulas em pontos e armazena cada coluna na variável respectiva dos acelerômetros Figura 8 Tratamento dos dados 34 Calibração dos sensores A primeira etapa a ser feita nesse experimento após a coleta dos dados é calibrar devidamente os acelerômetros Como mencionado os acelerômetros capacitivos que são posicionados no disco não possuem documentação O primeiro desafio proposto portanto é determinar a sensibilidade desses acelerômetros Como mencionado previamente a primeira medição é realizada com o disco estático Isso é proposital uma vez que esses acelerômetros diferente dos 15 piezoelétricos são capazes de medir 0 Hz Dessa forma com o disco estático quando eles estão posicionados em 0 em relação a horizontal eles devem medir portanto a aceleração da gravidade Com base nisso posicionase o disco em 4 diferentes posições onde se deve encontrar o seguinte comportamento dos dados obtidos dos acelerômetros Tabela 2 Configurações da primeira medição Posição Aceleração 90 0 𝐺 180 𝐺 270 0 𝐺 360 𝐺 Os acelerômetros retornam o valor em Volts Portanto caso os acelerômetros estivessem calibrados o esperado é que na posição de 90 e 270 ele retorne 0 𝑉 Entretanto como sabese que os acelerômetros necessitam de calibração ele irá retornar um valor diferente de 0 O valor medido em 90 e 270 portanto é o 0 dos acelerômetros Assim o código desenvolvido para encontrar a média do sinal para cada posição é apresentada na seguinte figura 16 Figura 9 Média dos sinais para as diferentes posições do disco Com esse valor extraído é possível subtrair ele das demais medidas e obter assim o valor que seria de fato capturado pelo acelerômetro caso o mesmo estivesse calibrado Com esse valor real dividese portanto pela aceleração esperada conforme a Tabela 2 Obtendo portanto a sensibilidade Logo temos a equação 𝑆 𝑉1 𝑉0 𝑔 Em que 𝑆 é a sensibilidade do acelerômetro 𝑉1 é o valor medido na posição 0 ou 180 𝑉0 é a média entre 90 e 180 e 𝑔 é referente a aceleração da gravidade Obtendo assim um valor que possui unidade 𝑉𝑔 ou como usualmente presente na indústria 𝑚𝑉𝑔 17 Figura 10 Cálculo da sensibilidade dos acelerômetros não documentados Além de descobrir a sensibilidade dos acelerômetros que não possuem documentação é necessário ajustar as medições que todos os acelerômetros realizam uma vez que as medidas podem estar deslocadas do eixo x Para o caso dos acelerômetros piezoelétricos PCB como são acelerômetros recentes e em bom estado ao decorrer do relatório será nítido com os resultados que são extraídos por eles que se necessita apenas de encontrar a média dos sinais e subtraíla ao sinal original Assim os sinais estarão devidamente posicionados aos valores reais esperados Para isso é utilizada a função 𝑚𝑒𝑎𝑛 Figura 11 Ajuste dos sinais acelerômetros PCB Já para os acelerômetros capacitivos não documentados devido ao seu estado eles captam ruídos indesejados e como mencionado previamente medem 18 incorretamente valores deslocados do eixo x Sendo assim o processo será análogo aos acelerômetros PCB porém com uma filtragem dos dados Para o filtro devese medir a distância pico a pico a fim de extrair o valor do período da onda e por consequência a frequência da amostra Com a medição 02 obtémse essa frequência que no caso desse experimento foi de 59 Hz aplicase um filtro banda lowpass com frequência de corte referente a 40 Hz Assim com os sinais filtrados calculase a média e fazse a diferença do sinal original para trazer os sinais alinhados corretamente com o eixo x Figura 12 Filtragem dos sinais para os acelerômetros não documentados 34 Análise dos resultados Para esse experimento após todo o processo de descoberta da sensibilidade dos acelerômetros não documentados e calibração dos sensores a fim de obter os sinais adequados são realizados os seguintes estudos análise no espectro do tempo análise no espectro da frequência e medição da flexão e torção Além disso também é realizado o estudo do Root Mean Square RMS assimetria e curtose ao longo do tempo Para a análise no espectro do tempo foise utilizado a ferramenta 𝑝𝑙𝑜𝑡 para ambos os casos Após a calibração de todos os sensores e também a filtragem dos acelerômetros não documentados temos os dois tipos de geração de gráfico 19 Figura 13 Plot do espectro temporal dos acelerômetros PCB Figura 14 Plot comparativo dos sinais crus e filtrados no espectro do tempo para os acelerômetros não documentados Vale ressaltar que os acelerômetros não documentados retornam um valor de tensão que com a sensibilidade encontrada pela medição 0 é possível converter esse valor de tensão para aceleração Para isso basta 𝑎 𝑉 981 𝑆 Onde 𝑎 é a aceleração em 𝑚𝑠2 𝑉 é a tensão em 𝑉 e 𝑆 a sensibilidade em 𝑉𝑔 O termo 981 surge no denominador uma vez que corresponde a aceleração 20 da gravidade caso não se faça a razão por esse termo obtémse a aceleração em 𝑔 ao invés de 𝑚𝑠2 Os valores de flexão e torção são determinados pelas seguintes equações 𝐹 𝑎1 𝑎2 2 𝑇 𝑎1 𝑎2 Em que 𝑎1 e 𝑎2 são as acelerações medidas pelos acelerômetros 1 e 2 respectivamente 𝐹 é a flexão e 𝑇 é a torção Assim para os acelerômetros 1 e 2 temos o seguinte script que permite mensurar a flexão e a torção Figura 15 Cálculo da flexão e da torção Prosseguindo quanto aos acelerômetros PCB para analisarmos a vibração presente nos mancais é extremamente relevante analisar o espectro da frequência Para isso utilizase a técnica de Transformada Rápida de Fourier FFT que pode ser ilustrada pelo seguinte script 21 Figura 16 Cálculo da FFT para os acelerômetros PCB Por fim para o estudo dos valores de RMS assimetria e curtose ao longo do tempo utilizase as funções 𝑟𝑚𝑠 𝑠𝑘𝑒𝑤𝑛𝑒𝑠𝑠 e 𝑘𝑢𝑟𝑡𝑜𝑠𝑖𝑠 conforme ilustrado pela Figura 17 Figura 17 Cálculo da RMS assimetria e curtose ao longo do tempo 22 Dessa forma é possível comparar os valores de RMS de cada operação com a norma ISO 108166 referente a máquinas rotativas Assim podese julgar se as vibrações são ou não danosas ao sistema Figura 18 Norma ISO 108166 4 RESULTADOS 41 Sensibilidade dos acelerômetros não documentados O gráfico da medição estática é ilustrado pela Figura 19 Figura 19 Medição 01 23 Como mencionado previamente as 4 medições estáticas que devem ser avaliadas são referentes as posições da Tabela 2 Assim podese apresentar a Tabela 3 com os respectivos valores médios para cada posição Tabela 3 Medição da tensão em cada posição Posição Acelerômetro 1 𝑽 Acelerômetro 2 𝑽 90 15557 15381 180 14389 14211 270 15262 15234 360 17213 17183 Obtendo portanto a menor sensibilidade de 1019842 𝑚𝑉𝑔 e 1096462 𝑚𝑉𝑔 para os acelerômetros 1 e 2 respectivamente 42 Análise no espectro do tempo para os acelerômetros não documentados As seguintes figuras ilustram o comportamento da aceleração em 𝑚𝑠2 dos acelerômetros 1 e 2 não documentados e de suas respectivas flexões e torções Lembrando que isso só é possível uma vez que foi descoberta a sensibilidade dos acelerômetros no item anterior Assim convertese os valores dos sinais de tensão para aceleração Figura 20 Espectro temporal do acelerômetro 1 Medição 1 24 Figura 21 Espectro temporal do acelerômetro 2 Medição 1 Figura 22 Flexão e torsão no disco Medição 1 25 Figura 23 Espectro temporal do acelerômetro 1 Medição 2 Figura 24 Espectro temporal do acelerômetro 2 Medição 2 26 Figura 25 Flexão e torsão no disco Medição 2 Figura 26 Espectro temporal do acelerômetro 1 Medição 3 27 Figura 27 Espectro temporal do acelerômetro 2 Medição 3 Figura 28 Flexão e torsão no disco Medição 3 28 Figura 29 Espectro temporal do acelerômetro 1 Medição 4 Figura 30 Espectro temporal do acelerômetro 2 Medição 4 29 Figura 31 Flexão e torsão no disco Medição 4 Figura 32 Espectro temporal do acelerômetro 1 Medição 5 30 Figura 33 Espectro temporal do acelerômetro 2 Medição 5 Figura 34 Flexão e torsão no disco Medição 5 31 Figura 35 Espectro temporal do acelerômetro 1 Medição 6 Figura 36 Espectro temporal do acelerômetro 2 Medição 6 32 Figura 37 Flexão e torsão no disco Medição 6 Figura 38 Espectro temporal do acelerômetro 1 Medição 7 33 Figura 39 Espectro temporal do acelerômetro 2 Medição 7 Figura 40 Flexão no disco Medição 7 Figura 41 Torsão no disco Medição 7 34 43 Análise no espectro do tempo para os acelerômetros PCB Figura 42 Espectro temporal do PCB 355 Medição 1 Figura 43 Espectro temporal do PCB 353 Medição 1 Figura 44 Espectro temporal do PCB 355 Medição 2 35 Figura 45 Espectro temporal do PCB 353 Medição 2 Figura 46 Espectro temporal do PCB 355 Medição 3 Figura 47 Espectro temporal do PCB 353 Medição 3 36 Figura 48 Espectro temporal do PCB 355 Medição 4 Figura 49 Espectro temporal do PCB 353 Medição 4 Figura 50 Espectro temporal do PCB 355 Medição 5 37 Figura 51 Espectro temporal do PCB 353 Medição 5 Figura 52 Espectro temporal do PCB 355 Medição 6 Figura 53 Espectro temporal do PCB 353 Medição 6 38 Figura 54 Espectro temporal do PCB 355 Medição 7 Figura 55 Espectro temporal do PCB 353 Medição 7 39 44 Assimetria RMS e curtose dos acelerômetros PCB Figura 56 Assimetria ao longo do tempo Medição 1 Figura 57 RMS ao longo do tempo Medição 1 40 Figura 58 Curtose ao longo do tempo Medição 1 Figura 59 Assimetria ao longo do tempo Medição 2 41 Figura 60 RMS ao longo do tempo Medição 2 Figura 61 Curtose ao longo do tempo Medição 2 42 Figura 62 Assimetria ao longo do tempo Medição 3 Figura 63 RMS ao longo do tempo Medição 3 43 Figura 64 Curtose ao longo do tempo Medição 3 Figura 65 Assimetria ao longo do tempo Medição 4 44 Figura 66 RMS ao longo do tempo Medição 4 Figura 67 Curtose ao longo do tempo Medição 4 45 Figura 68 Assimetria ao longo do tempo Medição 5 Figura 69 RMS ao longo do tempo Medição 5 46 Figura 70 Curtose ao longo do tempo Medição 5 Figura 71 Assimetria ao longo do tempo Medição 6 47 Figura 72 RMS ao longo do tempo Medição 6 Figura 73 Curtose ao longo do tempo Medição 6 48 Figura 74 Assimetria ao longo do tempo Medição 7 Figura 75 RMS ao longo do tempo Medição 7 49 Figura 76 Curtose ao longo do tempo Medição 7 45 Análise no espectro da frequência para os acelerômetros PCB Figura 77 Espectro da frequência do PCB 355 Medição 1 50 Figura 78 Espectro da frequência do PCB 353 Medição 1 Figura 79 Espectro da frequência do PCB 355 Medição 2 Figura 80 Espectro da frequência do PCB 353 Medição 2 51 Figura 81 Espectro da frequência do PCB 355 Medição 3 Figura 82 Espectro da frequência do PCB 353 Medição 3 Figura 83 Espectro da frequência do PCB 355 Medição 4 52 Figura 84 Espectro da frequência do PCB 353 Medição 4 Figura 85 Espectro da frequência do PCB 355 Medição 5 Figura 86 Espectro da frequência do PCB 353 Medição 5 53 Figura 87 Espectro da frequência do PCB 355 Medição 6 Figura 88 Espectro da frequência do PCB 353 Medição 6 Figura 89 Espectro da frequência do PCB 355 Medição 7 54 Figura 90 Espectro da frequência do PCB 353 Medição 7 55 5 CONCLUSÃO O experimento se propôs a descobrir a sensibilidade de acelerômetros que não possuem documentação calibrar os sensores tratar os dados e posteriormente realizar o estudo de seus resultados no espectro do tempo espectro da frequência e em suas métricas estatísticas de uma bancada com motor rotativo com um equipamento que induz pertubações Na condução do experimento primeiramente foram realizadas duas medições para ser possível realizar a devida calibração dos acelerômetros Assim foi descoberta a sensibilidade dos acelerômetros não documentados e também determinado o filtro necessário para os mesmos Com os códigos realizados pelo software Matlab foi possível realizar o tratamento dos dados txt e posteriormente a análise dos sinais À priori conduziuse o estudo do espectro temporal dos sinais obtidos pelos acelerômetros Assim para os acelerômetros posicionados no disco também foi possível mensurar a flexão e a torsão presente Notase que a flexão aparenta se manter quase constante durante todas as medições Comportamento que não ocorre para a torsão que nas primeiras medições em rotações menores e sem perturbação apresentou uma magnitude ligeiramente inferior ao sistema perturbado Quanto aos acelerômetros PCB que tinham o intuito de analisar a vibração nos mancais foi possível realizar o estudo no espectro da frequência e também de métricas estatísticas como o RMS a assimetria e a curtose em função do tempo O estudo no espectro da frequência comprova a presença das perturbações ao se deparar com picos com maior amplitude conforme a rotação aumenta e a perturbação se acentua Ao analisar o valor RMS conforme a norma ISO 108166 apresentada neste relatório é notório que mesmo com o sistema adicionado perturbação os valores são consideravelmente pequenos inferiores ao menor valor de atenção Sendo assim operações com essas configurações são perfeitamente aceitáveis conforme a norma vigente 56 Por fim quanto ao estudo da assimetria e da curtose percebese um comportamento da assimetria sempre tendendo a 0 algo que implica que os dados obtidos são próximos de serem simétricos Já a curtose notase valores acentuados perto de 3 e 5 na maioria dos casos Quanto maior o valor da curtose maior a região central da curva normal dos dados e por consequência menor as laterais Dessa forma é possível dizer que o experimento foi concluído com sucesso obtendose resultados valiosos para a calibração e posteriormente a análise de vibração do sistema 57 REFERÊNCIAS ALMEIDA M T et al Análise de Vibrações no Conjunto MotorBomba Centrífuga Itajubá Instituto de Vibração MTA 2018 Harris C M Shock and Vibration Handbook McGrawHill 2002 ISO 108166 Mechanical vibration Evaluation of machine vibration by measurements on nonrotating parts SKF Reliability Systems Vibration Diagnostic Guide SKF 2000