to de Maquinas Rotativas Completa

COMPANHIA SIDERRGICA DE TUBARO

IDU DEPARTAMENTO DE MANUTENO MECNICA IUN DIVISO DE ENGENHARIA MECNICAELABORAO: JORGE DE CARVALHO PIRES

REVISO 5Set. / 2004

IUN - DIVISO DE ENGENHARIA MECNICA

ALINHAMENTO DE MQUINAS ROTATIVAS

APRESENTAO: Este curso dirigido a todos os profissionais envolvidos em montagem, manuteno, inspeo e fiscalizao de servios em mquinas rotativas de modo geral, e tem como objetivo a apresentao das principais tcnicas para correo de desalinhamento atravs de mtodos aritmticos, grficos, escolha do instrumental mais adequado, critrios para se ter um alinhamento de qualidade e apresentao dos problemas causados por desalinhamento. O desalinhamento entre mquinas rotativas considerado uma das principais causas de avarias prematuras de rolamentos e/ou quebras de mquinas. Tambm na CST atravs da Manuteno Preditiva (Anlises de vibraes) pde comprovar este fato. Devido o desalinhamento na maioria das vezes no causar problemas de imediato nas mquinas, muitas avarias atribudas a componentes da mesma, na realidade so conseqncia de um desalinhamento, porm na maior parte das vezes fica difcil comprovar este fato com a mquina j avariada. Cada vez mais as empresas vm se preocupando com este fato e tm procurado treinar e reciclar o pessoal envolvido, adquirindo equipamentos mais sofisticados com o objetivo de trazer maior confiabilidade, preciso e melhorar a qualidade do alinhamento. Quando no dada a devida importncia ao alinhamento das mquinas todo o cuidado tido durante a montagem ou manuteno de um equipamento pode estar seriamente comprometido, com a quebra ou avaria prematura dos componentes. Hoje, para atingir a qualidade total na manuteno, imprescindvel que se tenha um alinhamento de boa qualidade, e neste curso ser mostrado que se forem seguidos alguns procedimentos bsicos ser fcil alcanar este objetivo. A importncia do alinhamento para a sade das mquinas. Os equipamentos rotativos normalmente so conectados por acoplamentos flexveis que tm a funo de absorver possveis desalinhamentos provocados durante a operao das mquinas. Todos acoplamentos possuem limites de desalinhamento dentro dos quais eles operam sem falhar ou provocar folgas indesejveis, mas mesmo quando operam dentro destes limites estes acoplamentos oferecem uma resistncia a flexo que normalmente aumentam proporcionalmente ao desalinhamento e influenciando, desta forma, a flutuao de carga no mancal com a rotao do eixo, ou seja, mesmo que a acoplamento absorva o desalinhamento o mesmo pode causar danos a mquina, dependendo da rotao e da quantidade de desalinhamento. Principais problemas que podem ser ocasionados por desalinhamento: - vibraes excessivas - desgaste anormal em mancais de deslizamento. - avaria ou desgaste prematuro de rolamentos - avaria de selos mecnicos e labirintos - desgaste prematuro ou quebra de acoplamentos ou eixos - desgaste anormal de engrenagens.

Jorge Pires 27 3348-2218 e-mail: [email protected]

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ALINHAMENTO DE MQUINAS ROTATIVAS NDICE1. FORMAS DE APRESENTAO DO ALINHAMENTO / DESALINHAMENTO ................................... 4 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 2. 3. ALINHAMENTO COLINEAR........................................................................................................... 4 DESALINHAMENTO PARALELO OU RADIAL............................................................................ 4 DESALINHAMENTO ANGULAR OU FACIAL ( AXIAL )........................................................... 4 DESALINHAMENTO COMBINADO - RADIAL E ANGULAR..................................................... 5 AFASTAMENTO AXIAL OU "GAP" ............................................................................................... 5

FERRAMENTAS E DISPOSITIVOS............................................................................................................ 6 FATORES QUE PODEM DIFICULTAR OU INSERIR ERRO NO ALINHAMENTO. ............................. 8 5.1. P MANCO ........................................................................................................................................ 8 5.2. FLEXIBILIDADE DO CONJUNTO DE LEITURA. ......................................................................... 9 REVISO MATEMTICA. ....................................................................................................................... 11 4.1. REGRA DE TRS SIMPLES ........................................................................................................... 11 4.2. SEMELHANA DE TRINGULO ................................................................................................. 11 4.3. OPERAES COM SINAIS ............................................................................................................ 12 MTODOS E EXECUO DO ALINHAMENTO.................................................................................... 13 5.1. MTODO RADIAL E FACE ........................................................................................................... 13 5.2. ALINHAMENTO PELO MTODO DE LEITURAS REVERSAS. ................................................ 20 5.3. ALINHAMENTO PELO MTODO FACE A FACE....................................................................... 25 5.4. ALINHAMENTO COM INSTRUMENTOS A LASER. ................................................................. 29 TOLERNCIAS NO ALINHAMENTO ..................................................................................................... 30 ALINHAMENTO DE MQUINA SUJEITAS A DILATAO TRMICA............................................ 31

4.

5.

6. 7.



3


ALINHAMENTO DE MQUINAS ROTATIVAS 1. FORMAS DE APRESENTAO DO ALINHAMENTO / DESALINHAMENTO

1.1. ALINHAMENTO COLINEAR Dois eixos so considerados alinhados colinearmente quando eles giram sobre o mesmo centro geomtrico, isto , quando no houver desalinhamento entre eles.

FIG. 01 - Alinhamento colinear

1.2. DESALINHAMENTO PARALELO OU RADIAL Indica o deslocamento radial entre as linhas de centro de dois eixos.

FIG. 02 - Desalinhamento radial 1.3. DESALINHAMENTO ANGULAR OU FACIAL ( AXIAL ) o desalinhamento que indica a inclinao entre as linhas de centro dos dois eixos.

FIG. 03 - Desalinhamento angular



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1.4. DESALINHAMENTO COMBINADO - RADIAL E ANGULAR quando se tem deslocamento radial e inclinao entre as linhas de centro dos eixos.

FIG. 04 - Desalinhamento combinado O desalinhamento normalmente se apresenta de forma combinada e medido e corrigido no plano vertical e no plano horizontal , conforme fig. 05.PLANO VERTICAL A B

A - Desalinhamento paralelo ( radial ) vertical B- Desalinhamento angular ( axial ) vertical

PLANO HORIZONTAL C

D

C- Desalinhamento paralelo ( radial ) horizontal D- Desalinhamento angular ( axial ) horizontal

FIG. 05 - Formas de apresentao do desalinhamento 1.5. AFASTAMENTO AXIAL OU "GAP" a distncia que separa os cubos dos acoplamentos. O erro na ajustagem desta distncia poder causar problemas de desgaste prematuro no acoplamento ou mancais. Devero ser seguidos os valores recomendados pelo fabricante do acoplamento, podendo ser usado uma tolerncia de + ou - 1 mm para acoplamentos de engrenagem e + ou - 0,40 mm para acoplamentos de diafragmas ou disco.

FIG. 06 - Afastamento axialJorge Pires 27 3348-2218 e-mail: [email protected] G:\ENGENHARIA\Preditiva\Documentos_Diversos\Jorge\diversos\TREINAM\alinhamento\apost ali_copleta.doc

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2. FERRAMENTAS E DISPOSITIVOS Alguns acessrios so indispensveis para se executar um bom alinhamento, outros so bastantes teis para se ganhar tempo na execuo dos trabalhos. Abaixo relacionados alguns mais importantes: a) Relgio comparador No alinhamento usado para medir a posio do centro geomtrico de um eixo em relao a outro. Os melhores modelos para alinhamento so aqueles compactos, de massas pequenas, para no interferirem nas leituras.

FIG. 07 - Relgio comparador b) Dispositivos de fixao So suportes utilizados para fixar os relgios ao eixo, devem ser confeccionados em materiais rgidos e ter rea suficiente para apoiar e fixar os relgios. As hastes devem ser tubulares permitindo boa rigidez e baixo peso do conjunto.

HASTE P/ FIX. RELOG.

TIRANTE DE FIXAO SUPORTE

EIXO

EIXO

EIXO

FIG. 08 - Dispositivos de fixao de relgios



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ALINHAMENTO DE MQUINAS ROTATIVAS c) Parafusos de ajuste ( macacos ) So dispositivos que auxiliam muito no alinhamento, eles so instalados na base do motor com a finalidade de movimenta -lo no sentido horizontal e vertical. d) Calos Podem ser confeccionados em ao inox, ao carbono e lato , porm em locais sujeitos a oxidao so recomendveis os de ao inox. Para se ter uma boa preciso no alinhamento deve se ter calos de vrias espessuras, a partir de 0,05 mm. Recomenda-se tambm a utilizao de no mximo 5 calos em cada p. Os calos devem ser cortados sempre no formato e dimenso do p da mquina que se est alinhando FIG. 09 - Calo e) Micrmetro Utilizado para medir a espessura dos calos . f) Calibrador de folga Utilizado para ajustar o afastamento axial dos cubos do acoplamento. g) Diagrama de alinhamento Papel milimetrado usado para traar o grfico da posio dos eixos. h) Trena Utilizada para medir as distncias necessrias para clculo das correes. Alm destes podem ser utilizados vrios outros instrumentos como: rgua, esquadro, etc.



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3. FATORES QUE PODEM DIFICULTAR OU INSERIR ERRO NO ALINHAMENTO. 5.1. P MANCO Este um dos fatores que mais interferem na execuo do alinhamento, pois o mesmo provoca um deslocamento irregular na mquina que esta sendo alinhada, e pode tambm provocar tores na estrutura da mquina dependendo da diferena existente entre os ps. O p manco pode se apresentar de vrias formas:

P DA MAQ.

a) p curto - erro na fabricao da mquina ou base

desniveladaBASE

b) p ou base empenados

P DA MAQ

BASE

c) efeito mola: - excesso de calos - calos oxidados ou sujos - calos empenados

P DA MAQ.

BASE

d) base ou p corrodos

P DA MAQ.

BASE

FIG. 10- Formas de apresentao do p manco



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ALINHAMENTO DE MQUINAS ROTATIVAS 3.1.1- Deteco e correo do p manco. Para deteco do p manco deve-se posicionar o relgio conforme indicado na fig. 11, folgar o parafuso de fixao e fazer a leitura do valor, apertar novamente o parafuso at zerar novamente o relgio. Esta operao deve ser repetida para todos os ps da mquina e anotando os valores conforme indicado no grfico abaixo ( fig. 12) , na coluna "menor leitura" deve ser anotado o menor valor encontrado em um dos quatro ps, e na coluna "correo" deve ser FIG. 11 - Posicionamento do relgio anotado o valor da leitura menos o menor valor encontrado . 3 2 A correo do p manco feita acrescentando calo no p conforme indicado no grfico. As diferenas entre ps inferiores a 0,05 mm devem ser desconsideradas. OBS.:- Quando o p manco for causado por base ou p empenados ou corrodos, vale somente a deteco, pois a correo dever ser atravs da troca ou recuperao da base ou p. - Quando houver o efeito mola os calos devero ser substitudos por um de maior espessura e aps feito novamente o teste do p manco.4LEIT.

1MENOR LEIT. CORR.

1 2 3 4

FIG. 12 - Teste do p manco 5.2. FLEXIBILIDADE DO CONJUNTO DE LEITURA. O peso do conjunto haste / relgio provoca uma deflexo no conjunto que pode provocar erro nas leituras radiais verticais. Para se evitar isto, conveniente usar haste A tubulares e relgios pequenos com o menor peso possvel, porm, quando no se possvel evitar a deflexo, este valor deve ser conhecido e acrescentado nas leituras radiais verticais. Para se medir a deflexo dos dispositivos pode-se proceder da seguinte forma: fixando o dispositivo num eixo rgido que se possa girar, zere o A relgio na posio vertical superior (12 DEFL. TOTAL= 2A horas) , gire o eixo 180 o e faa a leitura no relgio. O valor da leitura ser a deflexo total do dispositivo. Os valores de deflexo inferiores a 0,03 mm so FIG. 13 - Teste de deflexo desprezveis, dependendo da tolerncia exigida no seu alinhamento .Jorge Pires 27 3348-2218 e-mail: [email protected] G:\ENGENHARIA\Preditiva\Documentos_Diversos\Jorge\diversos\TREINAM\alinhamento\apost ali_copleta.doc

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ALINHAMENTO DE MQUINAS ROTATIVAS Leitura real do relgio = leitura relgio + deflexo do dispositivo Nas figuras abaixo veremos exemplos de como a deflexo pode interferir na interpretao e na correo do desalinhamento. Nos exemplos um conjunto onde a deflexo medida = 0,20 mmEX.1

0,10

No EX. 1, onde o desalinhamento real 0,10 mm , se no houvesse deflexo zerando o relgio na posio 12 h, a leitura na posio 6 h seria - 0,20 mm, que dividido por 2 seria o desalinhamento real. Porm como existe uma deflexo de 0,20 mm a leitura no relgio ser de - 0,40 mm, que dividindo por 2 ser igual a - 0,20 mm que o dobro do desalinhamento real.0,20

pos. do rel. se no hovesse defl.

Leit. real do rel.= - 0,40 + 0,20 Leit. real do rel. = - 0,20 mm Des. radial vert.= - 0,20/ 2 = - 0,10 mm

FIG. 14 - Deflexo dos dispositivos

EX.2

0,10

No EX. 2, se no houvesse deflexo a leitura no relgio na pos. 6 h seria + 0,20 mm, que dividido por 2 seria igual ao desalinhamento real que de 0,10 mm, porm com a deflexo de 0,20 mm a leitura no relgio ser "0" (zero). Leit. real do rel. = 0 + 0,20 = 0,20 mm Des. radial vert. = 0,20 / 2 = + 0,10 mm

pos. do rel. se no hovesse defl.

0,20

FIG. 15 - Deflexo dos dispositivos



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4. REVISO MATEMTICA. 4.1. REGRA DE TRS SIMPLES A regra de trs simples uma forma aritmtica para se determinar o valor de grandeza proporcional que pode ser direta ou indireta. Ex.: um trem percorre 100 Km em 4 horas. Qual o tempo necessrio para percorrer 300 Km mantendo a mesma velocidade? 100 Km ............. 4 horas 300 Km ............ Z horas Z = 300 x 4 / 100 Z= 12 horas

4.2. SEMELHANA DE TRINGULO Dois tringulos so semelhantes quando os ngulos interno dos dois forem iguais, no importando o comprimento dos lados.

A

=

D E

A

D

F

B

B

ou seja : se D = 2A logo E = 2B e F = 2C

C

E

EXEMPLO:

1000200 = 1000 z

z 200 1

1

z = 1000 x1 / 200 z=5



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4.3. OPERAES COM SINAIS Soma e subtrao: a) Quando os sinais forem iguais, conserva-se o sinal e soma-se os valores. Ex.: - 8 - 2 = - 10 +5 +4 = +9 b) Quando os sinais forem diferentes, subtrai-se o maior do menor e conserva-se o sinal do maior. Ex.: + 12 - 9 = +3 + 4 - 15 = -11 4.3.2- Multiplicao e diviso: a) Quando os sinais forem iguais o resultado ser positivo. Ex.: ( - 3 ) x ( - 6 ) = + 18 ( - 20 ) / ( - 5 ) = + 4 ( +4 ) x ( +2) = +8 ( +30 ) / ( + 6 ) = + 5 b) Quando os sinais forem diferentes o resultado ser negativo. Ex.: ( - 2 ) x ( + 11) = - 22 ( +40 ) / ( - 8 ) = - 5 EXERCCIO 1.1 Nos tringulos semelhantes abaixo, calcule os lados "A" e "B".

1600

600B A

200

0,5



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ALINHAMENTO DE MQUINAS ROTATIVAS 5. MTODOS E EXECUO DO ALINHAMENTO A execuo de uma alinhamento propriamente dita, compreende trs fases: - leitura do desalinhamento, - calculo da correo do desalinhamento ( no p da mquina), - correo propriamente dita do desalinhamento no p da mquina. Para se ter um alinhamento de qualidade e com maior rapidez imprescindvel que se faa um planejamento dos itens a se executar. Este planejamento compreende: - seleionar instrumental a ser utilizado certificando-se das condies de uso dos mesmos, conforme mencionado no item 3, - certificar-se que a deflexo dos dispositivos utilizados esto dentro do permissvel ou do valor da deflexo dos mesmos conforme mencionado no item 4.2, - certificar-se se a maquina a ser alinhada dotada de parafusos de ajuste ( macacos ), bem como todo ferramental necessrio para folgar e deslocar a maquina a ser alinhada, - aprovisionar - se de calos de vrias espessuras diferentes, - observar se existe alguma condio que possa causar p manco, conforme mencionado no item 4.1. Para se fazer a leitura do desalinhamento deve-se escolher o mtodo mais adequado para cada caso. Em todos os mtodos que sero estudados conveniente que as leituras sejam feitas com os eixos acoplados a fim de evitar interferncias provocadas por excentricidade dos acoplamentos ou imperfeies superficiais, sendo que um pr alinhamento necessrio quando existe dificuldade para acoplar-se os eixos. Alguns dos mtodos que veremos so utilizados tanto para alinhamento com relgio como para equipamento a laser, porm neste item veremos apenas a utilizao com relgio. Os mtodos mais conhecidos e de maior aplicao pratica so: - Alinhamento pelo "Mtodo Radial e Face " ( Rim and Face). - Alinhamento pelo "Mtodo de Indicadores Reverso". - Alinhamento pelo "Mtodo Face a Face". 5.1. MTODO RADIAL E FACE o mtodo mais tradicional e mais popular . Vantagens: - mais preciso que o mtodo reverso onde o dimetro do acoplamento grande e a distncia ente os cubos pequena, e em pequenas mquinas onde o dimetro do acoplamento e a distncia dos cubos so pequenos, - pode ser utilizados em mquinas de grande porte onde no possvel girar um ou os dois eixos, com utilizao de dispositivos especiais, - facilidade nos clculos simplifica a correo no p da mquina. Limitaes deste mtodo: - em mquinas onde no possvel girar os eixos pode ocorrer erros devido excentricidade ou imperfeies superficiais. - se usado em mquinas onde exista flutuao axial ( mquinas com mancais de deslizamento), pode ocorrer erros nas leituras de face. Para se evitar este inconveniente necessrio utilizar dois relgios para as leituras faciais a 180o , a leitura real ser a metade da diferena entre as duas leituras aps o giro de 180o.Jorge Pires 27 3348-2218 e-mail: [email protected] G:\ENGENHARIA\Preditiva\Documentos_Diversos\Jorge\diversos\TREINAM\alinhamento\apost ali_copleta.doc

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Procedimentos para o alinhamento: Neste mtodo utiliza-se dois relgios comparadores, um para leitura radial e outro para leitura de face, conforme figura abaixo.

La MAQ. FIXA

CLr

MAQ. MOVEL

C1

C2

AFIG. 16 - Alinhamento pelo Mtodo Radial e Face

B

ONDE: A-Distncia do rel. radial ao primeiro p da maq.movel (LA)B-Dist. do rel. ao segundo p da maq. movel (LOA) C-Raio de leitura do rel. axial, (DIAM. LEIT.= 2C) C1-Correo do desal. no primeiro p (LA) C2-Correo do desal. no segundo p (LOA) La-Leitura do desal. axial no acoplamento Lr-Leitura do desal. radial no acoplamento

Neste mtodo quanto maior o dimetro da leitura angular ( DL), maior ser a preciso para clculo do desalinhamento e das correes. Neste caso quando os dois eixos so girados ao mesmo tempo pode-se utilizar uma haste para auxiliar as leituras angulares, conforme figura acima.



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Desenvolvimento da frmula:A ou B

DL A ou B Angular : ------ = ------La Da La( A ou B ) Logo: Da = ------------DL Onde Da - Desalinhamento angular FIG. 17- Visualizao do desal. Radial: Dr = Lr / 2 onde Dr - Desalinhamento radial

DaDL La

Dr

As correes so calculadas atravs da somatrio dos desalinhamentos: C1 = Da1 + Dr e C2 = Da2 + Dr que podem ser escritos numa nica formula:

La x A Lr C 1 = ----------- + ------DL 2C 1- correo no primeiro p ( LA ) C 2- correo no segundo p ( LOA ) DL - dimetro da leitura angular A - distncia da leit. radial ao primeiro p B- distncia da leit. radial ao segundo p La- leitura no relgio angular ( axial ) Lr - leitura no relgio radial

La x B C 2 = ----------- + DL

Lr --------2

As frmulas so utilizadas para as correes tanto no plano vertical quanto horizontal. Normalmente primeiro feito a correo no plano vertical e depois no plano horizontal, porm se o desalinhamento no plano horizontal for muito grande o mesmo deve ser melhorado para no inserir erro nas outras leituras. Para a posio de montagem dos relgios da figura 15 a interpretao da correo a seguinte: Plano vertical - quando "C" for positivo (+) acrescentar calos, e quando for negativo (-) retirar calos, tendo o relgio sido zerado na posio superior (12 h ) . Plano horizontal - quando "C" for positivo (+) deslocar o equipamento a ser alinhado para o lado em que os relgios tenham sido zerados, e quando for negativo (-) para o lado oposto. muito importante que a pessoa que esteja executando o alinhamento consiga, atravs das leituras do relgio, visualizar a posio da mquina a ser alinhada, isto facilita bastante na interpretao das correes.



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MOVEL 0 Lr 0 La +

-

Ao lado, alguns exemplos de posicionamento da mquina mvel em funo das leituras dos relgios atravs do Mtodo Radial e Face, considerando posio de montagem dos relgios conforme fig. 16.

0 Lr

0 La

0 Lr +

0 La +

0 Lr +

0 La

-

FIG. 18 - Interpretao do desalinhamento



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ALINHAMENTO DE MQUINAS ROTATIVAS EXERCCIOS -5.1.1. Calcular as correes plano vertical das leituras ao lado, considerando: DL = 200 mm A = 800 mm B = 1800 mmPLANO VERTICAL 0 MOVEL

0 Lr-0,60

La0,40

C1=(Lax A) + LR DL 2

C2=(Lax B) + LR DL 2

EXERCCIO - 5.1.2. Calcular as correes no plano horizontal das leituras ao lado, considerando: DL = 200 mm A = 800 mm B = 1800 mmPLANO HORIZONTAL MOVEL -0,40

Lr

0

-0,10

La

0

C1=(Lax A) + LR DL 2

C2=(Lax B) + LR DL 2



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ALINHAMENTO DE MQUINAS ROTATIVAS No Mtodo Radial e Face as correes podem tambm ser obtidas graficamente conforme se segue:0

0 La

Lr

-0,40 -0,10 Dr =-0,40/2 Dr = -0,20 La + FIXO DL + C1 Dr C2

A

A = 800 mm B = 1800 mm

BEXEMPLO DE ESCALAS: (HOR.=1/20 VERT.=20/1)

DL = 200 mm

FIG. 19 - Representao grfica do Mtodo Radial e Face EXERCCIO 5.1.3 No exerccio anterior obtenha as correes grficas no plano vertical utilizando papel milimetrado.



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ALINHAMENTO DE MQUINAS ROTATIVAS 5.1.4. CASOS ESPECIAIS DE ALINHAMENTO PELO MTODO RADIAL E FACE ONDE NO POSSIVEL GIRAR OS DOIS EIXOS AO MESMO TEMPO. 1o CASO : as leituras so feitas nas mquina fixa ( eixo parado ) sendo a leitura angular na face interna do acoplamento.

l rMAQ. FIXA

D L

MAQ. MOVEL

L a

C1

C2

A B

La x A ( Lr ) C 1 = ------------ - -----DL 2

C2=

La x B ( Lr ) ------------ - -------DL 2

2o CASO : as leituras so feitas na mquina fixa ( eixo parado ) , sendo a leitura angular na face externa do acoplamento.

l rMAQ. FIXA MAQ. MOVEL

DL L a

C1

C2

A B

La x A Lr C 1 = - ( ------------ + ------ ) DL 2

La x B Lr C 2 = - ( ------------ + -------- ) DL 2

OBS.: nos dois casos quando C1 e C2 for " + " ( positivo ) no plano vertical, indica acrescentar calo, e " - " ( negativo) retirar calos, tendo sido os relogios zerados na posio superior (12h). No plano horizontal " + " ( positivo ) deslocar a mquina no sentido que o relogio tenha sido zerado, " - " ( negativo) deslocar a mquina sentido oposto ao que o relogio tenha sido zerado.Jorge Pires 27 3348-2218 e-mail: [email protected] G:\ENGENHARIA\Preditiva\Documentos_Diversos\Jorge\diversos\TREINAM\alinhamento\apost ali_copleta.doc

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ALINHAMENTO DE MQUINAS ROTATIVAS 5.2. ALINHAMENTO PELO MTODO DE LEITURAS REVERSAS. um mtodo onde as correes e o posicionamento dos eixos so obtidos diretamente atravs de grficos. As principais vantagens deste mtodo em relao ao Radial e Face so: - facilidade para alinhamento de trens de mquinas ( trs ou mais mquinas ), - maior facilidade para alinhamento de mquinas com mobilidade vertical reduzida ( atravs de grficos ), - no sofre interferncia do jogo axial dos eixos. Limitaes do Mtodo Reverso: - os dois eixos tem que ser girado ao mesmo tempo. - para acoplamentos muito pequenos ou onde a distncia entre os relgios for menor que o dimetro do cubo do acoplamento o mtodo perde a preciso. - tem maior preciso quando a distncia entre os relgios "A", for superior a 20% de "C" vide figura 22. Este mtodo consiste na utilizao de dois relgios, um na mquina de referncia e outro na mquina a ser alinhada, onde medido apenas o deslocamento radial dos eixos. Conforme figura ao lado. MAQ. Obs.- As leituras tambm podem ser feitas utilizando-se apenas um relgio, porm o FIXA tempo gasto ser maior. FIG. 20 - Posicionamento dos relgios Neste mtodo as correes podem ser obtidas apenas graficamente com a utilizao de papel milimetrado, sem a necessidade de clculos adicionais. As leituras devem ser feitas no plano vertical, zerando o relgio na posio 12 h, girando o eixo 180o, e fazendo a leitura na posio 6 h. No plano horizontal zerando o relgio na posio 3 h, girando 180o, e fazendo a leitura na posio 9 h, conforme figura abaixo.(12h) 0 MAQUINA FIXA (12h) 0 MAQUINA 0 (3h) LEIT. (9h) MOVEL 0 (3h)

MAQ. MOVEL

LEIT. (9h)

LEIT. (6h)

LEIT. (6h)

FIG.21 - Leituras no Mtodo ReversoJorge Pires 27 3348-2218 e-mail: [email protected] G:\ENGENHARIA\Preditiva\Documentos_Diversos\Jorge\diversos\TREINAM\alinhamento\apost ali_copleta.doc

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ALINHAMENTO DE MQUINAS ROTATIVAS As medidas necessrias para se traar o grfico no Mtodo Reverso so mostradas na figura abaixo.

LFMAQ FIX MAQ.

LM

C1

C2

ONDE:

A

B C

LF - Leitura do desal. na maq. fixa LM - Leitura do desal. na maq. movelA Distncia entre os planos de leitura da mq. fixa e mq. mvel (LF e LM) B Distncia da LM ao primeiro p da mq. mvel (LA)

C1 - Correo do desal. no primeiro p (LA) C2 - Correo do desal. no segundo p (LOA)FIG. 22 - Mtodo Reverso Para traar os grficos procede-se da seguinte forma: Numa folha de papel milimetrado escolha as escalas que melhor lhe convier, na horizontal reduzindo e na vertical ampliando. Divida as leituras obtidas nos relgios por dois e marque os valores obtidos nos planos de leitura correspondentes no grfico, observando o sinal das leituras ( +, - ), no grfico os sinais na maq. fixa so sempre inverso ao da mquina mvel. Una os pontos marcados atravs de uma reta prolongando-os at os ps da mquina mvel, as correes do desalinhamento sero as distncias da linha da mquina fixa a linha da mquina mvel nas posies C1 e C2, observando sempre a escala que esta sendo usada. Deve-se traar um grfico para o plano horizontal outro para o plano vertical, sendo que no plano horizontal considera-se positivo o lado onde zerado o relgio.



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ALINHAMENTO DE MQUINAS ROTATIVAS No exemplo abaixo representao grfica com as correes no p da mquina do desalinhamento no plano vertical.0 LF 0,30 0,30/2=0,15 0 LM -0,50 -0,50/2=-0,25 A = 200mm B = 400mm C = 1000mm

C1=-0,45 LF/2 + FIXO A B C + LM/2

C2 =-0,75

EXEMPL. DE ESCALAS: HOR.=1/20 VERT.=20/1

FIG. 23 - Exemplo de correo pelo Mtodo Reverso As correes no mtodo reverso tambm podem ser obtidas por meio de clculos, atravs das seguintes frmulas: (LM + LF) x B LM C1= ------------------- + -------------2A 2 No exemplo acima teremos: (LM + LF) x C LM C2 = --------------------- + -------2A 2

C1= (0,30 - 0,50) 400 / 2x200 + (- 0,50/2) = - 0,45 C2= (0,30 - 0,50)1000 / 2x200 + (- 0,50 / 2) = - 0,75



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ALINHAMENTO DE MQUINAS ROTATIVAS 5.2.1. Interpretao das leituras e verificao das tolerncias no Mtodo Reverso. No Mtodo Reverso o desalinhamento angular (Da), ser a soma entre as leituras LF e LM dividido pela distncia entre os relgios multiplicado por dois; o resultado ser a inclinao para cada 1 mm. O desalinhamento radial (Dr), ser a leitura na mquina mvel (LM) dividido por dois .

Da= LM + LF 2A Dr= LM/2 LM/2 LF/2 Da Dr

No exemplo da figura 23 onde : FIXO LM = - 0,50 mm LF= 0,30 mm A = 200 mm teremos: Dr = LM / 2 Dr = - 0,50 / 2 Dr = -0,25 Da = (0,30) + (- 0,50) / 2x200 Da = - 0,20 / 400 Da = - 0,0005 mm / mm

MAQ. A

MAQ. MOVEL

FIG. 24 - Repres. do desalinhamento

Obs.: A inclinao da mquina mvel ser de 0,0005 mm para cada 1 mm de distncia, consultando-se a tabela da pgina 29 verifica-se se o valor est dentro da tolerncia.

Se a leitura estiver sendo feita diretamente sobre o cubo do acoplamento conforme FIG. 21, o valor pode ser comparado direto aos valores da tabela; porem, se a leitura for sobre o eixo conforme mostrado na fig. 24, para se consultar a tabela os valores devero ser transferidos para o acoplamento medindo diretamente no grfico ou calculando matematicamente conforme mostra na figura 25.

LM

MAQ. FIXALF

MAQ. MOVEL Z A

Dr =

LM ( LM + LF ) -Z 2 2 A

FIG. 25 - Pos. dos relgio



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ALINHAMENTO DE MQUINAS ROTATIVAS EXERCCIO - 5.2.1 a) Obtenha os valores do Dr (desalinhamento radial ) e de Da ( desalinhamento angular) das leituras de desalinhamento ao lado, efetuadas no Metodo Reverso. b) Consulte a tabela da pagina 29 se os valores de Dr e Da esto dentro da tolerancia para uma rotao de 1800 rpm e acoplamento simples. 0 0 c) Utilizando papel milimetrado obtenha graficamente as correes do desalinhamento no plano vertical LF LM -0,40 0,20 0 e horizontal, sendo: A = 200 -0,50 - 0,30 B = 400 C= 1400

0

EXERCCIO - 5.2.2 Calcule matematicamente as correes para os mesmos valores do exerccio anterior



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ALINHAMENTO DE MQUINAS ROTATIVAS 5.3. ALINHAMENTO PELO MTODO FACE A FACE um mtodo especfico para ser utilizado quando a distncia que separa os componentes a serem alinhados muito grande ( superior a 1500 mm ), e os mesmos so conectados por elementos flexveis sem mancal intermedirio, como por exemplo ventiladores de torre de resfriamento de gua. Nestes casos o deslocamento radial provocado pelo desalinhamento normalmente muito pequeno, no podendo portanto, ser utilizado os mtodos vistos anteriormente; as correes so obtidas apenas com a leitura dos desvios angulares dos dois acoplamentos. Sua principal vantagem permitir o alinhamento de eixos longos sem necessidade de dispositivos especiais, e sua limitao que s pode ser usado com os eixos acoplados.

La1MAQ. FIXA DLI/2 DL2/2

La2MAQ.

C1

MOVEL

C2

A

B

C

FIG. 26 - Alinhamento pelo Mtodo Face a Face ONDE: La1 - leitura angular na mquina fixa La2 - leitura angular na mquina mvel DL1 - dimetro de leitura no relgio 1 DL2 - dimetro de leitura no relgio 2 C1 - correo do desalinhamento no primeiro p (la) C2 - correo do desalinhamento no segundo p (loa) A - distncia entre os acoplamentos B - distncia do acoplamento da mquina mvel ao primeiro p da (LA) C - distncia entre os ps da mquina mvel As correes so calculadas usando-se as seguintes frmulas:

La1 (A+B) C1 = ----------------DL1

+

La2 x B ----------------DL2

La1 (A+B+C) La2 (B+C) C2 = ------------------------ + ---------------DL1 DL2Jorge Pires 27 3348-2218 e-mail: [email protected] G:\ENGENHARIA\Preditiva\Documentos_Diversos\Jorge\diversos\TREINAM\alinhamento\apost ali_copleta.doc

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ALINHAMENTO DE MQUINAS ROTATIVAS EXEMPLO: Calcular as correes para o desalinhamento vertical das seguintes leituras: C1= - 0,30(1800+500) /200 +0,50(500) / 200 C1 = - 3,45 + 1,25 C1 = - - 2,20 mm C2 = - 0,30(1800+500+400) / 200 + 0,50(500+400) / 200 C2 = - 4,05 + 2,25 C2 = - 1,80 mm OBS.: No plano vertical sinal negativo (-) indica tirar calo e sinal positivo (+) acrescentar calo. No plano horizontal o sinal negativo (-) indica deslocar a mquina no sentido oposto ao que o relgio foi "zerado", e o sinal positivo (+) deslocar a mquina no sentido ao que o relgio foi zerado.0 -0,30 La1 - 0,30 0 0,20 0 La2 0

+0,50

A = 1800 mm B = 500 mm C = 400 mm

DL1 = 200 mm DL2 = 200 mm



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ALINHAMENTO DE MQUINAS ROTATIVAS No Mtodo Face a Face as correes tambm podem ser obtidas graficamente. No exemplo anterior a soluo pode ser obtida conforme figura abaixo.0 La1 - 0,30 0 La2 A = 1800 mm B = 500 mm C = 400 mm

+0,50

DL2 La2

DL1 +FIXO

C1 La1 MOVEL

C2

A

+

B

C

Exemplo de escalas :vertical 20/1 , horizontal 1/20

FIG. 27 - Soluo grfica no Mtodo Face a Face



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ALINHAMENTO DE MQUINAS ROTATIVAS EXERCCIO 5.3.1. a) Utilizando a tabela da pagina 29 verifique se os valores de desalinhamento do exemplo anterior obtidas no Metodo Face a Face esto dentro da tolerancia para uma rotao de 1200 rpm. b) Calcule matematicamente as correes para o desalinhamento no plano horizontal do exemplo anterior onde : La1= - 0,30 mm La2= 0,20 mm A= 1800 mm B= 500 mm C= 400 mm DL1= 200 mm DL2= 200 mm

EXERCCIO 5.3.2. Utilizando papel milimetrado obtenha as correes graficamente para o exerccio anterior.



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ALINHAMENTO DE MQUINAS ROTATIVAS 5.4. ALINHAMENTO COM INSTRUMENTOS A LASER. Os instrumentos de alinhamento a Laser geralmente so compostos de emissores / receptores que substituem os relgios, e um processador com um programa de alinhamento que a partir das leituras nas posies pr determinadas e entrada das distncias solicitadas ele calcula as correes no p da mquina e o desalinhamento no acoplamento. As marcas mais tradicionais no mercado so: Optalign (Pruftechnik ) que utiliza o mtodo de alinhamento Radial e face, e trabalha com um emissor / receptor e um prisma , e l os desvios do raio no eixo x e no eixo y nas posies 12:00 h, 3:00 h, 6:00 h, 9:00 h.

FIG. 28 - Alinhador a Laser Optalign Combi-Laser (Fixtur-Laser) que utiliza o mtodo de alinhamento Reverso, e trabalha com dois emissores / receptores de Laser fazendo apenas as leituras dos desvios radiais do raio. Por ser um mtodo grfico, as correes no p da mquina so obtidas diretamente girando o eixo para a posio 3:00 h no plano horizontal e 12:00 h para o plano vertical.

FIG.29 - Alinhador a Laser Combi-Laser O alinhamento com instrumentos a Laser se sobrepoem ao alinhamento com relgio devido maior agilidade nas leituras, maior rapidez nos clculos, menor margem de erro humano, menor margem de erro instrumental, e a inexistncia de deflexo; porm os cuidados descritos no incio da apostila e o que se refere ao planejamento do alinhamento descritos no item 5, bem como a correo do desalinhamento propriamente dita no se diferem do alinhamento com relgio, cabendo ao executante tomar todos os cuidados necessrios para um bom e rpido alinhamento.Jorge Pires 27 3348-2218 e-mail: [email protected] G:\ENGENHARIA\Preditiva\Documentos_Diversos\Jorge\diversos\TREINAM\alinhamento\apost ali_copleta.doc

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6. TOLERNCIAS NO ALINHAMENTO Muitos fabricantes de equipamentos usam as tabelas de tolerncia dos acoplamentos como a tolerncia do equipamento, porm estas tabelas trazem os valores limites que os acoplamentos podem operar sem falhar, sendo que nos equipamentos existem outros componentes que podero sofrer desgaste ou avarias antes do acoplamento. A tolerncia a ser considerada na execuo do alinhamento tem de ser a tolerncia do conjunto, que determinada principalmente pela rotao ( RPM ), e tambm por componentes da mquina. O desalinhamento angular, ou seja a inclinao do eixo normalmente interpretada de forma errada; no Mtodo Radial e Face e no Face a Face o desalinhamento angular deve ser considerado em funo do "DL" ( dimetro de leitura ), e no Mtodo Reverso em funo de "A" ( distancia entre os relgios ), e pode ser expresso em "mm / mm" ou em "mm / 100 mm", e no simplesmente a leitura do relogio. Abaixo um tabela referencial que pode ser usada quando no houver nenhuma recomendao do fabricante do equipamento, e serve tanto para os Mtodo Radial e Face, Face a face e para o Reverso. Vale lembrar que as tolerncias so para o desalinhamento no cubo do acoplamento, e que o "0" ( zero ) deve ser sempre o objetivo do alinhamento. ACOPLAMENTO SIMPLES ( SEM ESPASSADOR ) DESALINHAMENTO PARALELO ( RADIAL ) RPM 600 900 1200 1800 3600 7200 600 900 1200 1800 3600 7200 EXCELENTE (mm) ACEITVEL (mm) 0,12 0,08 0,07 0,05 0,03 0,01 EM mm / 1 mm 0,001 0,0007 0,0005 0,0003 0,0002 0,0001 EM mm / 1 mm 600 900 1200 1800 3600 7200 0,0018 0,0012 0,001 0,0006 0,0003 0,0002 0,05 mm 0,23 0,15 0,12 0,1 0,05 0,03 EM mm / 1 mm 0,0015 0,001 0,0008 0,0005 0,0003 0,0002 EM mm / 1 mm 0,003 0,002 0,0015 0,001 0,0005 0,0003 0,08 mm

ANGULAR ( INCLINAO ) Para Mtodo Radial / Face mm / mm de dimetro de leitura Para Mtodo Reverso mm / mm de distncia dos relgios ACOPLAMENTO COM CARRETEL ESPASSADOR PARALELO / ANGULAR (Para Reverso mm / mm de distncia dos relgios.) (Para Radial / Face mm / mm de comprimento do espassador.) P MANCO

FONTES : Tabelas de tolerncia da Fixtur-Laser e da Pruftechinic



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7. ALINHAMENTO DE MQUINA SUJEITAS A DILATAO TRMICA As mquinas como turbina , compressores, geradores, etc, sujeitos a altas temperaturas sofrem os efeitos da dilatao trmica quando em operao, portanto no alinhamento a frio estas mquinas tem que ficar um determinado valor mais baixas ou a maquina a ela acoplada tem de ficar mais alta para compensar a dilatao. Normalmente s o alinhamento radial vertical sofre alterao. Quando os valores de dilatao no so fornecidos pelo fabricante do equipamento a melhor opo que se efetue o alinhamento com a maquina a frio, o mais prximo de zero possvel e logo aps, coloque a mesma em operao at atingir a temperatura normal de operao; pare a mquina e faa a leitura do desalinhamento com a mquina quente . A diferena entre as leitura com a mquina quente e a leitura com a mquina a frio ser o valor da dilatao, ou seja, quanto a mquina dever ficar mais baixa ou mais alta. Apesar de existirem frmulas para calculo deste valor o procedimento anterior mais confiavel, tendo em vista a margem de erro das frmulas e tambm se houver diferena de temperatura na mquina existe a possibilidade da dilatao no ser uniforme podendo portanto haver alterao tambm no alinhamento angular vertical. Abaixo, frmula da dilatao para turbina a vapor onde considerado apenas o deslocamento radial vertical: 1,2 HT TT 1,2 HM TM D = ------------------- x --------- - ------------- x -----------1000 100 1000 100 ONDE: D = Dilatao ( mm) HT = Altura do centro eixo turbina a base ( mm ) HM = Altura do centro eixo da mquina acionada a base ( mm ) TT = Diferena entre a temperatura de operao da turbina e a temperatura ambiente ( oC) TM = Diferena entre a temperatura de operao da mquina acionada e a temperatura ambiente ( oC).



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PLANILHA DE ALINHAMENTO PELO MTODO RADIAL E FACE REA: EQUIP.: DATA: COMP. ALINHADOS: RPM:LaC LrMAQ. MOVEL

A= B=C2

A

C1

DL(2C)= DEFLEXO=

B

TOLER.RADIAL= TOLER.ANGULAR=

0

0

LEITURAS NO ACOPLAMENTO 0

0

Lr

La

Lr

La

---------------------------------------------------------------------------------------------------------CLCULO DAS (La x A) Lr CORREES : C1= ----------- + ------

DL

2

(La x B) Lr C2= ----------- + ----DL 2

---------------------------------------------------------------------------------------------------------PLANO VERTICAL: Lr + DEFL. = La =

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------PLANO HORIZONTAL: Lr = La =

----------------------------------------------------------------------------------------------------------VISUALIZAO GRFICA DO DESALINHAMENTO:+ +G:\ENGENHARIA\Preditiva\Documentos_Diversos\Jorge\diversos\TREINAM\alinhamento\apost ali_copleta.doc


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PLANILHA DE ALINHAMENTO PELO MTODO REVERSO REA: EQUIP.: DATA: COMP. ALINHADOS: RPM:LaC LrMAQ. MOVEL

A= B=C2

A

C1

DL(2C)= DEFLEXO=

B

TOLER.RADIAL= TOLER.ANGULAR=

LEITURAS NO

ACOPLAMENTO

0 LM

0 LF

0

0 LF

LM

------------------------------------------------------------------------------------------------------------CORREO GRFICA USANDO PAPEL MILIMTRADO -------------------------------------------------------------------------------------------------------------CORREO MATEMTICA : (LM + LF) x B LM (LM + LF) x C LM C1 = -------------------- + -----C2 = -------------------- + -------2A 2 2A 2 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------PLANO VERTICAL: LM + DEFL.= LF + DEFL.=

PLANO HORIZONTAL: LM = LF =



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PLANILHA DE ALINHAMENTO PELO MTODO FACE A FACE REA: EQUIP.: DATA: COMP. ALINHADOS: RPM:La1DL1/2 DL2/2

La2MAQ.

A

B

MOVEL C1 C2

C

A = B = C = DL1 = DL2 =

LEITURAS NO

ACOPLAMENTO

0 La1

0 La2

0

0 La2

La1

------------------------------------------------------------------------------------------------------------CLCULO DAS La1 ( A+B) La2 x B La 1(A+B+C) La2(B+C) CORREES : C1= --- ----------- + -----------C2= ----------- ------ + -------------DL1 DL2 DL 1 DL 2

-----------------------------------------------------------------------------------------------PLANO VERTICAL: La1= La2=

PLANO HORIZONTAL: La1= La2=

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------VISUALIZAO GRFICA DO DESALINHAMENTO:+ +G:\ENGENHARIA\Preditiva\Documentos_Diversos\Jorge\diversos\TREINAM\alinhamento\apost ali_copleta.doc


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ALINHAMENTO DE MQUINAS ROTATIVAS SUGESTO DE SUPORTE PARA FIXAO DE RELGIO COMPARADORMATERIAL: ALUMINIO, AO , ETC ESPESSURA = 16 a 20 mmm

FURO C/ ROSCA M8x15 20

25 10 15 40 20

A B40 FURO DIAM.10

Dimetro de fixao (mm) 20 a 60 60 a 150 acima 150

A (mm) 10 25 75

B (mm) 30 110 170

tirante diam.xcom p (mm) 8 x 70 8 x 150 Exemplo de fixao para um relgio de cada lado, usando um suporte

Exemplo da fixao para dois relogios usando dois suportes fixados por tirantes fixado por corrente e tirante.HASTE P/ FIX. RELOG. TIRANTE DE AJUSTE

HASTE P/ FIX. REL

TIRANTE DE AJUST E

EIXO

CORREN TE

EIX O

OBS. : Esta apenas uma sugesto de suporte que pode ser confeccionado, sendo que adaptaes e melhorias podem ser feitas, dependendo da criatividade de cada um.Jorge Pires 27 3348-2218 e-mail: [email protected] G:\ENGENHARIA\Preditiva\Documentos_Diversos\Jorge\diversos\TREINAM\alinhamento\apost ali_copleta.doc

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Bibliografia: - BLOCH , Heinz P. e GEITNER , Fred K. - Practical Machinery Manegement for Process Plants Vol. 3 - 1985 ( Machinery Component Maintenance and Repair ) - PIZANI , Odolmir - Alinhamento de equipamentos - 1994 - Manual do Optalign - Pruftechnik - 1987 - Manual do Combi-Laser - Fixtur-Laser - 1994 - Manual de Manuteno de turbinas e Bombas - Italipiante / kkk



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