Estudo de Acoplamentos Flexíveis

Prévia do material em texto

O Futuro das Energias
Sustentáveis e
os Desafios para a Engenharia
Industrial
ESTUDO DA INFLUÊNCIA DE ACOPLAMENTOS FLEXÍVEIS NO
ALINHAMENTO DE EIXOS 
UTILIZANDO A MEDIÇÃO DA FORMA DE DEFLEXÃO OPERACIONAL
(ODS)
Josué Natan Silva (1) (josuenatan@ymail.com), Ana Cláudia Marques (1)
(marques.anac@outlook.com), Eduardo Cadete Machado (2)
(eduardo.cadete.machado@gmail.com), Vinícius Augusto Diniz Silva (3)
(viniciusdsilva@ufsj.edu.br)
(1) Univ. Federal de São João del-Rei (UFSJ) │ Grupo de Estudos e Pesquisas do Laboratório de Sistemas
Dinâmicos (Gep_LASID)
 (2) Universidade Federal de São João del-Rei (UFSJ) │ Programa de Pós-graduação em Engenharia da
Energia (PPGEE)
(3) Universidade Federal de São João del-Rei (UFSJ); Departamento de Engenharia Mecânica (DEMEC)
RESUMO: Este estudo busca contribuir no entendimento da infuuncia de
acoplamentos feexíeis no alinhamento de eieos atraíés da análise da Forma de
Defeeão Operacionals comumente conhecida com Operatind Defection Shape (ODS).e
Esta tem sido uma importante técnica utilizada pelos pesquisadores e profssionais de
endenharia para estudar o comportamento de um equipamento ou sistema mecânico
que se encontra em funcionamentoe Ela consiste em relacionar o moíimento dos
pontos das malhas de um sistema a outro de referuncias dentro da mesma para a
determinação do Grau de Liberdade (DOF).e O objetiío deste trabalho é mostrar
atraíés da ODSs o comportamento do sistema dinâmico quando diferentes situações
de alinhamento são empredadas atraíés do acoplamento feexíele Adicionalmentes o
trabalho apresenta bancada de teste e os espectros de medições das Funções de
Resposta em Frequuncia (FRF). comproíando os estados do sistemae Os resultados
obtidos apresentaram boa coeruncia quando comparadoss possibilitando a criação de
um banco de dados e suderir ações corretiías na estruturae
 
PALAVRAS-CHAVE: Operatind Defection Shapes Alinhamentos Acoplamento
Fleexíels Funções de Resposta em Frequunciae
STUDY OF THE INFLUENCE OF FLEXIBLE COUPLINGS IN AXLE
ALIGNMENT 
USING OPERATING DEFLECTION SHAPE (ODS)
ABSTRACT: This study aims to contribute to the understandind of the infuence of
feeibles in the studied aeis throudh Operational Defection Shape (ODS). analysise This
is an important technique used for researchers and endineerind professionals to study
the behaíior of one or seíeral systems that are in operatione ODS consists of relatind
the moíement of the meshes points to reference system within it for the
determination of the dedree of freedom (DOF).e The aim of this work is to show how
the system behaíess howeíers diferent stades of the process are employed throudh
feeible eeercisee Inn additions the paper presents a list of databases and the
specifcations of the frequency response functions (FRF).s proíind the states of the
O Futuro das Energias Sustentáveis e os Desafos para a Engenharia Industrial
Anais do XVInInIn CONEMIn - Condresso Nacional de Endenharia Mecânica e Inndustrial
DOI: 10.17648/conemi-2018-91266ISSN: 2446-9734
http://dx.doi.org/10.17648/conemi-2018-91266
systeme The results obtained were coherent when compareds allowind the creation of
a database and suddestind correctiíe actions in the structuree 
KEYWORDS: Operatind Defection Shapes Alidnments Fleeible Couplinds Frequency
Response Functionse
O Futuro das Energias Sustentáveis e os Desafos para a Engenharia Industrial
Anais do XVInInIn CONEMIn - Condresso Nacional de Endenharia Mecânica e Inndustrial| 2
DOI: 10.17648/conemi-2018-91266ISSN: 2446-9734
http://dx.doi.org/10.17648/conemi-2018-91266
1. INTRODUÇÃO
O crescimento da competitividade e os novos desafos relacionados com
o aumento da produtividade entre as indústrias têm exigido sistemas cada vez
mais complexos e sofsticados, por isso, o sistema de monitoramento da
condição das máquinas tem se tornado muito importante (SILVA et al., 2009). 
Conhecer as técnicas de monitoramento já existentes, aprimorá-las e até
mesmo desenvolver novas tecnologias signifca uma manutenção de melhor
qualidade e, consequentemente, com menos tempo de horas paradas na
planta industrial (BRITO, 2002). 
Os acoplamentos são um dos mais importantes elementos destas
máquinas. Eles são responsáveis por unir dois eixos, transmitindo torque e
rotação; compensar desalinhamentos; absorver choques e vibrações; e atuar
como fusível mecânico. Os acoplamentos mecânicos são os elementos com
maior empregabilidade na transmissão de movimento rotativo e conjugado
(RAMALHO et al., 2014). 
Se os acoplamentos forem projetados apropriadamente, eles podem
diminuir a sensibilidade relativa ao desalinhamento que existe entre os
componentes acoplados (TADEO, 2003). 
Ainda segundo Tadeo (2003), o alinhamento perfeito entre eixos é difícil
de ser obtido devido a muitos fatores práticos, e ainda se obtido, é difícil de ser
mantido durante o tempo de operação dos sistemas mecânicos. Por apresentar
tolerância ao desalinhamento, suavização por torção nas transições mecânicas,
entre outras vantagens, os acoplamentos elásticos se notabilizam em
aplicações tipicamente industriais de tração e variação de velocidade
(RAMALHO et ale, 2014).
Em diversos tipos de indústria o acompanhamento e a análise de
vibração tornaram-se um dos mais importantes métodos de predição (DIAS,
2009). No trabalho de Ramalho et ale(2014) os autores apontam como primeiro
efeito da falha de acoplamentos a mudança no padrão de vibração sucedida
por um aumento de ruído audível e uma redução signifcativa de desempenho.
Ressaltam ainda que a análise espectral do sinal de vibração do equipamento
monitorado é uma metodologia de particular interesse, por ser um método não
invasivo e exercer pouca ou nenhuma infuência sobre o sistema monitorado. 
O Futuro das Energias Sustentáveis e os Desafos para a Engenharia Industrial
Anais do XVInInIn CONEMIn - Condresso Nacional de Endenharia Mecânica e Inndustrial| 3
DOI: 10.17648/conemi-2018-91266ISSN: 2446-9734
http://dx.doi.org/10.17648/conemi-2018-91266
Para entender um problema de vibração estrutural é necessário
identifcar a deformação da estrutura. Existem diversas técnicas com este fm.
Pode-se excitar uma estrutura, medir a Função de Resposta de Frequência
(FRF) em vários pontos e processar os dados medidos para obter parâmetros
modais (frequência modal, amortecimento modal e modo de vibrar). Outra
maneira, é através da medição da forma de defexão operacional. 
Segundo Scwarz e Richardson (1999), a análise da Forma de Defexão
Operacional (do inglês Operatind Defection Shape - ODS) consiste em
relacionar o movimento dos pontos das malhas de um sistema a outro ponto
de referência dentro da mesma determinando o Grau de Liberdade (do inglês
Dedrees Of Freedom - DOF) da estrutura. Com isto, a ODS tem a fnalidade de
estudar o comportamento de um equipamento que se encontra em
funcionamento ou qualquer outro corpo cuja excitação seja desconhecida.
O objetivo deste trabalho foi o estudo da capacidade de um acoplamento
fexível interferir em um sistema de transmissão de potência. As análises do
grau de infuência foram realizadas através da medição da ODS. Para
verifcação do alinhamento do sistema foi utilizado o Alinhador a laser
Fixturlaser. Os sinais de vibração foram coletados através do Microlog GX-75,
tecnologia SKF. Posteriormente analisados no software ME’scopeVES™. Ambas
as tecnologias estão disponíveis no LASID (Laboratório de Sistemas Dinâmicos)
onde os testes experimentais foram realizados.
Verifcou-se o comportamento do sistema mecânico através da ODS
quando inseridos diferentes graus de desalinhamentos. Foram verifcadas duas
situações distintas, primeiramente com o sistema livre de infuências externas
e posteriormente com a ação do freio mecânico TwiFlex da TecTor para simular
umacarga externa.
Através dessa pesquisa detectou-se a forma operacional da deformação
da estrutura. Foi possível compreender o comportamento dinâmico da bancada
de teste nas diversas situações analisadas e sugerir ações corretivas. Com este
estudo serão benefciados os pesquisadores que trabalham com detecção de
defeitos incipientes em equipamentos rotativos, profssionais da Área de
Manutenção e alunos das disciplinas do curso de Engenharia Mecânica.
O Futuro das Energias Sustentáveis e os Desafos para a Engenharia Industrial
Anais do XVInInIn CONEMIn - Condresso Nacional de Endenharia Mecânica e Inndustrial| 4
DOI: 10.17648/conemi-2018-91266ISSN: 2446-9734
http://dx.doi.org/10.17648/conemi-2018-91266
2. MATERIAIS E MÉTODOS
2.1. ODS (Operating Defeetion Shape)
Segundo Souza (2014), a Análise Modal Experimental (AME) é um
conjunto de técnicas experimentais e modelos utilizados para identifcação de
parâmetros modais em estruturas, máquinas e equipamentos. Ela segue uma
ordem inversa à análise teórica. Recebe este nome quando os parâmetros
modais são identifcados conhecendo-se a força de excitação e as técnicas
empregadas. 
A determinação dos parâmetros modais utilizando somente os dados de
resposta do sistema, onde as excitações originam-se, por exemplo, da própria
operação da máquina ou equipamento, é chamada de Análise Modal
Operacional (AMO) (SOUZA, 2014). 
A AMO segue a mesma ordem inversa da AME, inicia-se pelo Modelo
Resposta, onde são medidos os sinais de vibração na estrutura, passa pelo
Modelo Modal, onde são determinadas as propriedades modais tais como
discretização dos graus de liberdade, e é fnalizada pelo Modelo Estrutural,
onde é possível concluir a AMO observando os modos de vibração de interesse.
A discretização deve ser feita de tal modo que o sistema possa ser observável,
ou seja, dependendo do comprimento de onda analisado, a discretização deve
ser mais refnada ou não, para que o número de informações medidas seja
sufciente para gerar um modelo adequado da estrutura (GEVINSKI, 2014). 
A análise da ODS é feita a partir da relação de movimento entre um
ponto de referência e outros pontos da malha com o objetivo de informar o
quanto a estrutura está movimentando, qual ponto movimenta-se mais e em
qual direção, e fnalmente, se podem ser aplicadas ações corretivas para
reduzir os níveis de vibração e ruídos (SARTORI, 2014).
Segundo Sartori (2014), a principal diferença entre a ODS e as formas
modais é a presença de vibrações forçadas, pois a ODS apresenta ambos os
tipos de vibração, enquanto as formas modais, AME e AMO, apresentam
O Futuro das Energias Sustentáveis e os Desafos para a Engenharia Industrial
Anais do XVInInIn CONEMIn - Condresso Nacional de Endenharia Mecânica e Inndustrial| 5
DOI: 10.17648/conemi-2018-91266ISSN: 2446-9734
http://dx.doi.org/10.17648/conemi-2018-91266
apenas a vibração ressonante. Dentre as vibrações forçadas, têm-se as
geradas por forças internas, desbalanceamentos, cargas externas e excitação
do ambiente.
Para Brito (2016), o comportamento dinâmico de estruturas pode ser
avaliado a partir dos parâmetros modais do sistema, sejam eles estimados
através da análise modal numérica, experimental ou operacional. Entretanto,
em algumas situações, apenas o conhecimento da forma de vibrar, em um
determinado instante de tempo ou frequência, pode ser sufciente para o
entendimento e a avaliação do comportamento dinâmico das máquinas,
equipamentos ou estruturas. E para Gevinski (2014), as técnicas de ODS
podem ser utilizadas.
Medições de ODS podem ajudar a responder às perguntas relacionadas à
vibração e em relação às diferenças esperadas no projeto em questão devido à
variação de como se apresenta o sistema mecânico, conforme apresentado a
seguir.
 Qual a magnitude de movimentação do sistema?
 Onde está se movendo mais?
 Qual o sentido deste movimento?
 O movimento é de um ponto relativo ao outro?
 O movimento se repete em situações diferentes?
 Quais são os modos de vibração dessa estrutura?
 Que ações corretivas podem reduzir essa vibração estrutural?
2.2. Bancada de Testes
Os testes experimentais foram desenvolvidos em uma bancada de teste,
Figura 1, disponível no Laboratório de Sistemas Dinâmicos (LASID), do
Departamento de Engenharia Mecânica (DEMEC), da Universidade Federal de
São João del-Rei (UFSJ). A bancada experimental é composta de um motor
elétrico WEG monofásico de 1CV, 1750 RPM, 110/220V; um acoplamento
fexível Samifex –i A0; um mancal de rolamento SNH 506 com rolamento 6206;
O Futuro das Energias Sustentáveis e os Desafos para a Engenharia Industrial
Anais do XVInInIn CONEMIn - Condresso Nacional de Endenharia Mecânica e Inndustrial| 6
DOI: 10.17648/conemi-2018-91266ISSN: 2446-9734
http://dx.doi.org/10.17648/conemi-2018-91266
um mancal SNH 507 com rolamento 6207; um mancal SNH 508 com rolamento
6208 e um freio mecânico TwiFlex da TecTor que simulou a carga no sistema. 
Figura 1. Bancada experimental. Fonte: Autor.
Na realização dos testes o Alicate Amperímetro auxiliou na verifcação da
carga aplicada mantendo-a constante. Através do equipamento Fixturlaser o
sistema foi alinhado e posteriormente desalinhado em dois níveis diferentes.
Para coletar os sinais de vibração foi utilizado o equipamento industrial
Microlog GX-75. Os sinais foram coletados com dois acelerômetros SKF
CMSS2200, com sensibilidade de 100 mV/g. O primeiro permaneceu na
referência e o segundo coletou os dados em determinados pontos de acordo
com o a direção de liberdade. Por fm, para fazer a análise detalhada do
comportamento do sistema em cada situação, gerar a simulação da ODS e
montar um banco de dados, foi utilizado o software ME`scopeVESTM.
3. METODOLOGIA
A metodologia para a análise do sistema dinâmico consistiu na medição
da ODS com o motor em funcionamento do sistema em diferentes condições
de alinhamento e carga. Em seguida procederam-se as análises dos sinais
coletados. 
Neste trabalho foram analisadas seis situações distintas como se observa
a seguir:
O Futuro das Energias Sustentáveis e os Desafos para a Engenharia Industrial
Anais do XVInInIn CONEMIn - Condresso Nacional de Endenharia Mecânica e Inndustrial| 7
DOI: 10.17648/conemi-2018-91266ISSN: 2446-9734
http://dx.doi.org/10.17648/conemi-2018-91266
1. O sistema mecânico foi operado livre com o alinhamento estando
dentro das recomendações do fabricante do acoplamento;
2. O sistema mecânico foi operado mantendo o alinhamento dentro
das recomendações do fabricante do acoplamento e o freio mecânico foi
acionado simulando uma carga externa;
3. Foi inserido um desalinhamento misto intermediário, resultado do
desalinhamento paralelo quando inserido junto com o desalinhamento angular,
através do acoplamento fexível no sistema mecânico acima das
recomendações do fabricante e o sistema foi operado de forma livre;
4. O sistema foi operado com o desalinhamento misto intermediário
através do acoplamento fexível e a ação do freio mecânico;
5. O desalinhamento foi aumentado para o limite permitido pelo
acoplamento fexível e o sistema foi operado de forma livre;
6. Na última situação, com o mesmo desalinhamento limite inserido
através do acoplamento o sistema foi operado com a ação do freio mecânico.
A análise do sistema é feita pela medição da malha que é discretizada
igualmente no sistema real e na estrutura desenvolvida no software para a
análise, Figura 2.
O Futuro das Energias Sustentáveis e os Desafos para a Engenharia Industrial
Anais do XVInInIn CONEMIn - Condresso Nacional de Endenharia Mecânica e Inndustrial| 8
DOI: 10.17648/conemi-2018-91266ISSN: 2446-9734
http://dx.doi.org/10.17648/conemi-2018-91266
Figura 2. Estrutura desenvolvida no software. Fonte: Autor.
 Para a estruturaem questão optou-se por coletar 125 pontos em cada
situação, Figuras 3 e 4, sendo cada um com uma direção de liberdade, X, Y ou
Z. 
O Futuro das Energias Sustentáveis e os Desafos para a Engenharia Industrial
Anais do XVInInIn CONEMIn - Condresso Nacional de Endenharia Mecânica e Inndustrial| 9
DOI: 10.17648/conemi-2018-91266ISSN: 2446-9734
http://dx.doi.org/10.17648/conemi-2018-91266
Figura 3. Vista panorâmica dos pontos coletados. Fonte: Autor.
Figura 4. Vista superior dos pontos coletados. Fonte: Autor.
4. ANÁLISE DOS RESULTADOS
4.1. Comparação do sistema sem e com a carga
Após cada coleta, os dados foram importados para a análise ODS do
sistema. O foco das análises foi na faixa de frequência de 0 a 100 Hz, por
contemplar a frequência de excitação promovida pelo movimento rotacional do
motor e seu primeiro harmônico. 
Na Figura 5 pode-se observar o espectro da Função de Resposta em
Frequência (FRF) de todos os pontos sobrepostos com a bancada estando na
primeira situação. Observa-se uma magnitude de 1,55 mm/s na frequência de
O Futuro das Energias Sustentáveis e os Desafos para a Engenharia Industrial
Anais do XVInInIn CONEMIn - Condresso Nacional de Endenharia Mecânica e Inndustrial| 10
DOI: 10.17648/conemi-2018-91266ISSN: 2446-9734
http://dx.doi.org/10.17648/conemi-2018-91266
30 Hz, frequência de excitação promovida pelo motor. E uma maior magnitude
próxima ao primeiro harmônico de 4,76 mm/s na frequência de 61,3 Hz.
Figura 5. Espectro de Vibração Magnitude X Frequência com a bancada na
primeira situação. Fonte: Autor.
Na Figura 6 pode-se observar o espectro da FRF de todos os pontos
sobrepostos com a bancada estando na segunda situação. Observa-se uma
magnitude de 2 mm/s na frequência de 28,8Hz, frequência de excitação
promovida pelo motor quando o freio é utilizado e uma maior magnitude de
4,98 mm/s na frequência de 60 Hz próximo ao primeiro harmônico. Em
comparação com a Figura 5 é perceptível o aumento de picos devido à
utilização da carga gerada pelo freio mecânico. 
O Futuro das Energias Sustentáveis e os Desafos para a Engenharia Industrial
Anais do XVInInIn CONEMIn - Condresso Nacional de Endenharia Mecânica e Inndustrial| 11
DOI: 10.17648/conemi-2018-91266ISSN: 2446-9734
http://dx.doi.org/10.17648/conemi-2018-91266
Figura 6. Espectro de Vibração Magnitude X Frequência com a bancada na
segunda situação. Fonte: Autor.
Na Figura 7 tem-se o modelo computacional comparando o
comportamento do sistema na primeira e na segunda condição. Observa-se
que a magnitude de vibração no motor é maior quando não ocorre a utilização
da carga e todo sistema permaneceu mais estável quando a carga é utilizada.
Esta característica permite deduzir que o acoplamento fexível foi efciente ao
transmitir o torque do motor para o eixo e contribuir para a redução do nível de
vibração do motor quando o sistema trabalhou com a carga. 
O Futuro das Energias Sustentáveis e os Desafos para a Engenharia Industrial
Anais do XVInInIn CONEMIn - Condresso Nacional de Endenharia Mecânica e Inndustrial| 12
DOI: 10.17648/conemi-2018-91266ISSN: 2446-9734
http://dx.doi.org/10.17648/conemi-2018-91266
Figura 7. Modelo computacional comparando a primeira e a segunda situação.
Fonte: Autor.
Na Figura 8 pode-se observar o espectro da FRF de todos os pontos
sobrepostos com a bancada estando na terceira situação. Observa-se uma
magnitude de 2,23 mm/s na frequência de 30Hz, frequência de excitação
promovida pelo motor e uma maior magnitude próxima ao primeiro harmônico
de 4,37 mm/s na frequência de 61,3 Hz. Em comparação com o espectro da
primeira situação, onde a bancada estava alinhada dentro das recomendações
do fabricante do acoplamento, houve um aumento de magnitude na frequência
do motor e um decréscimo na magnitude do primeiro harmônico. Esta variação
é esperada devido à mudança que o sistema sofreu quando foi aplicado o
desalinhamento.
O Futuro das Energias Sustentáveis e os Desafos para a Engenharia Industrial
Anais do XVInInIn CONEMIn - Condresso Nacional de Endenharia Mecânica e Inndustrial| 13
DOI: 10.17648/conemi-2018-91266ISSN: 2446-9734
http://dx.doi.org/10.17648/conemi-2018-91266
Figura 8. Espectro de Vibração Magnitude X Frequência com a bancada na
terceira situação. Fonte: Autor.
Na Figura 9 pode-se observar o espectro da FRF de todos os pontos
sobrepostos com a bancada estando na quarta situação. Observa-se uma
magnitude de 1,75 mm/s na frequência de 28,8Hz, frequência de excitação
promovida pelo motor quando o freio é utilizado e uma maior magnitude de
6,22 mm/s na frequência de 60 Hz, próximo ao primeiro harmônico. Em
comparação com a Figura 8, nota-se que a magnitude do primeiro harmônico
sofreu uma maior variação do que quando a bancada estava alinhada. Este
efeito sugere que a utilização da carga com a bancada desalinhada acentua
ainda mais o nível de vibração do sistema. 
O Futuro das Energias Sustentáveis e os Desafos para a Engenharia Industrial
Anais do XVInInIn CONEMIn - Condresso Nacional de Endenharia Mecânica e Inndustrial| 14
DOI: 10.17648/conemi-2018-91266ISSN: 2446-9734
http://dx.doi.org/10.17648/conemi-2018-91266
Figura 9. Espectro de Vibração Magnitude X Frequência com a bancada na
terceira situação. Fonte: Autor.
Na Figura 10 tem-se o modelo computacional comparando o
comportamento do sistema na terceira e na quarta condição. Observa-se que a
magnitude de vibração no motor continua sendo maior quando não ocorre a
utilização da carga, entretanto com a ação do freio mecânico e a aplicação do
primeiro desalinhamento o nível de vibração no mancal mais distante do motor
aumentou. Semelhante à comparação anterior, o acoplamento continuou
transmitindo de forma satisfatória o torque, entretanto, a diferença de vibração
entre a bancada com a carga e sem a carga diminuiu. Isto sugere a redução da
efciência do acoplamento de absorver vibrações devido ao desalinhamento. 
Figura 10. Modelo computacional comparando a terceira e a quarta situação.
Fonte: Autor.
O espectro da FRF de todos os pontos sobrepostos com a bancada
estando na quinta situação pode ser observado na Figura 11. Nesta situação
uma magnitude de 2,85 mm/s foi alcançada na frequência de 30 Hz, frequência
de excitação promovida pelo motor e uma maior magnitude próxima ao
O Futuro das Energias Sustentáveis e os Desafos para a Engenharia Industrial
Anais do XVInInIn CONEMIn - Condresso Nacional de Endenharia Mecânica e Inndustrial| 15
DOI: 10.17648/conemi-2018-91266ISSN: 2446-9734
http://dx.doi.org/10.17648/conemi-2018-91266
primeiro harmônico de 5,6 mm/s na frequência de 61,3 Hz. Em comparação
com os espectros das situações anteriores, houve um aumento de magnitude
na frequência provocada pelo motor e surgiram outros picos em determinadas
frequências. Esta característica comprova a inserção do desalinhamento
conforme esperado validando a ODS.
Figura 11. Espectro de Vibração Magnitude X Frequência com a bancada na
quinta situação. Fonte: Autor.
Na Figura 12 pode-se observar o espectro da FRF de todos os pontos
sobrepostos com a bancada estando na sexta e última situação analisada.
Observa-se uma magnitude de 1,75 mm/s na frequência de 28,8 Hz, frequência
de excitação promovida pelo motor quando o freio é utilizado e uma maior
magnitude de 7,39 mm/s na frequência de 58,8 Hz próximo ao primeiro
harmônico. Em comparação com as situações anteriores, nota-se que a
magnitude do primeiro harmônico continuou aumentando à medida que o
desalinhamento no sistema foi aumentado.
O Futuro das Energias Sustentáveis e os Desafos para a Engenharia Industrial
Anais do XVInInIn CONEMIn - Condresso Nacional de Endenharia Mecânica e Inndustrial| 16
DOI: 10.17648/conemi-2018-91266ISSN: 2446-9734
http://dx.doi.org/10.17648/conemi-2018-91266
Figura 12.Espectro de Vibração Magnitude X Frequência com a bancada na
quinta situação. Fonte: Autor.
O modelo computacional comparando o comportamento do sistema na
quinta e na sexta condição pode ser observado na Figura 13. Neste grau de
desalinhamento o motor sofreu uma maior vibração com a ação da carga,
entretanto, as duas situações apresentaram movimentos periódicos que
podem comprometer a bancada. O acoplamento já não consegue mais ajudar a
absorver as vibrações no sistema com a carga conforme nas situações
anteriores. Esta característica é esperada devido ao nível de desalinhamento
estar muito acima das recomendações do fabricante.
O Futuro das Energias Sustentáveis e os Desafos para a Engenharia Industrial
Anais do XVInInIn CONEMIn - Condresso Nacional de Endenharia Mecânica e Inndustrial| 17
DOI: 10.17648/conemi-2018-91266ISSN: 2446-9734
http://dx.doi.org/10.17648/conemi-2018-91266
Figura 13. Modelo computacional comparando a terceira e a quarta situação.
Fonte: Autor.
4.2. Comparação do sistema em diferentes alinhamentos
Comparando as três situações em que a bancada foi utilizada sem a ação
da carga, Figura 14, verifca-se que a diferença do nível de vibração do motor
para os outros componentes do sistema decresceu à medida que o
desalinhamento foi inserido. Todavia, o nível de vibração geral aumentou,
criando movimentos mais comprometedores. Na situação em que o
desalinhamento máximo foi empregado, o eixo apresenta uma maior defexão
e o acoplamento exigiu um maior torque do motor, justifcando o fato do nível
de vibração no motor ter se mantido mais semelhante ao restante da bancada.
O Futuro das Energias Sustentáveis e os Desafos para a Engenharia Industrial
Anais do XVInInIn CONEMIn - Condresso Nacional de Endenharia Mecânica e Inndustrial| 18
DOI: 10.17648/conemi-2018-91266ISSN: 2446-9734
http://dx.doi.org/10.17648/conemi-2018-91266
Figura 14. Modelo computacional comparando as três situações sem a carga.
Fonte: Autor.
A fgura 15 apresenta a comparação entre as três situações em que a
bancada foi utilizada com a ação do freio mecânico. O nível de vibração no
motor aumentou à medida que o desalinhamento foi aumentado conforme era
esperado. Tal característica permite deduzir que o acoplamento diminuiu sua
capacidade de transmissão do torque do motor para o restante do sistema. 
O Futuro das Energias Sustentáveis e os Desafos para a Engenharia Industrial
Anais do XVInInIn CONEMIn - Condresso Nacional de Endenharia Mecânica e Inndustrial| 19
DOI: 10.17648/conemi-2018-91266ISSN: 2446-9734
http://dx.doi.org/10.17648/conemi-2018-91266
Figura 15. Modelo computacional comparando as três situações com a carga.
Fonte: Autor.
5. CONCLUSÃO
Os objetivos deste estudo foram alcançados de forma satisfatória, visto
que através das simulações geradas pelas Análises das Formas de Defexão
Operacional nas diferentes situações que a bancada foi submetida, foi possível
verifcar a infuência dos desalinhamentos entre os eixos, através do
acoplamento mecânico fexível.
Através dos resultados encontrados foi possível verifcar o
comportamento da bancada e montar um banco de dados que auxiliará a
O Futuro das Energias Sustentáveis e os Desafos para a Engenharia Industrial
Anais do XVInInIn CONEMIn - Condresso Nacional de Endenharia Mecânica e Inndustrial| 20
DOI: 10.17648/conemi-2018-91266ISSN: 2446-9734
http://dx.doi.org/10.17648/conemi-2018-91266
melhoria de estruturas semelhantes em laboratórios e empresas. De uma
forma particular, recomenda-se analisar a forma que se encontra o eixo e o
mancal intermediário, devido à movimentação horizontal que o sistema sofreu
além da elevada magnitude de vibração nos pontos localizados no mancal
respectivamente. Suspeita-se de empenamento do eixo e má fechamento do
mancal. 
Ao longo deste trabalho o discente do curso de Engenharia Mecânica
teve a possibilidade de trabalhar com o Alinhamento de Eixos, a ODS e a
Análise de Vibração, técnicas de grande utilização pelos profssionais de
manutenção para solucionar problemas nas grandes empresas que geram altos
custos se não forem corrigidos. 
Para trabalho futuro pretende-se aplicar as ações corretivas e comparar
os resultados.
6. AGRADECIMENTOS
Os autores agradecem em especial aos coordenadores, membros e
colaboradores do Grupo de Estudos e Pesquisas do Laboratório de Sistemas
Dinâmicos da Universidade Federal de São João del-Rei que com tempo e
disposição foram fundamentais para a execução deste trabalho.
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ALBURQUERQUE, M. V., Efciência da Adição de Condicionador de Metais à
Graxa Para Lubrifcação de Rolamentos: Análise Através de Técnicas
Preditivas, Trabalho de Conclusão de Curso, Departamento do Curso de
Engenharia Mecânica, Universidade Federal de São João del-Rei, São João
del-Rei, MG, Brasil, 2013.
BRITO, J. N., Desenvolvimento de um Sistema Inteligente Híbrido para
Diagnóstico de Falhas em Motores de Indução Trifásicos, 338 f, Tese
O Futuro das Energias Sustentáveis e os Desafos para a Engenharia Industrial
Anais do XVInInIn CONEMIn - Condresso Nacional de Endenharia Mecânica e Inndustrial| 21
DOI: 10.17648/conemi-2018-91266ISSN: 2446-9734
http://dx.doi.org/10.17648/conemi-2018-91266
(Doutorado) - Departamento de Projeto Mecânico, Faculdade de Engenharia
Mecânica, Universidade Estadual de Campinas, 2002.
BRITO, L. C., Estudo de Rigidez de Base Através da Técnica de ODS e Análise
de Vibração, Iniciação Científca, Conselho Nacional de Desenvolvimento
Científco e Tecnológico, Universidade Federal de São João Del Rei, São João
Del Rei –i MG, Brasil 2015.
DIAS, A. S., RODRIGUES, J. C., RAMALHO, G. L. B., Detecção de Falhas em
Rolamentos Através da Análise de Vibração, IX ENPPG; IX ENICIT; III SIMPIT,
Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará, Maracanaú -
CE, Brasil, 2009.
GEVINSKI, J. R., Determinação da Deformação Dinâmica em Superfícies
Utilizando Parâmetros Vibracionais, Tese de Doutorado, Faculdade de
Engenharia Mecânica, Universidade Estadual de Campinas, Campinas –i SP,
Brasil, 2014.
RAMALHO, G. L. B., PEREIRA, A. H., SANTOS J. C., MOREIRA, A. P., FILHO, P. P.
R., Detecção de Falha em Acoplamento Elástico Utilizando Atributos de
Complexidade do Sinal de Vibração, Anais do XX Congresso Brasileiro de
Automática, Belo Horizonte –i MG, Brasil, Setembro de 2014.
SARTORI, I. O., Análise Modal Experimental de um Sistema Dinâmico Utilizando
Medição da Forma de Defexão Operacional, Trabalho de Conclusão de
Curso, Departamento do Curso de Engenharia Mecânica, Universidade
Federal de São João Del Rei, São João Del Rei –i MG, Brasil, 2014.
SCHWARZ, B. J., RICHARDSON, M. H., Introduction to Operating Defection
Shapes, CSI Realiability Week, Orlando, FL, 1999.
SOUZA, P. H. M., Análise Modal Experimental Utilizando Vibrômetro Laser
Doppler, Trabalho de Conclusão de Curso, Departamento do Curso de
Engenharia Mecânica, Universidade Federal de São João Del Rei, São João
Del Rei –i MG, Brasil, 2014.
SILVA, V. A. D.;BRITO, J. N.; BACCARINI, L. M. R., Detection of Stator Winding
Inter-Turn Short Circuit Using Thermographic Analysis, Proceedings of the
O Futuro das Energias Sustentáveis e os Desafos para a Engenharia Industrial
Anais do XVInInIn CONEMIn - Condresso Nacional de Endenharia Mecânica e Inndustrial| 22
DOI: 10.17648/conemi-2018-91266ISSN: 2446-9734
http://dx.doi.org/10.17648/conemi-2018-91266
20th International Congress of Mechanical Engineering - COBEM
2009,Gramado - RS, Brazil, 2009.
TADEO, A. T., Modelagem dos Acoplamentos Mecânicos nos Sistemas
Horizontais Rotor-Acoplamento-Mancal, 250 f, Tese (Doutorado) -
Departamento de Projeto Mecânico, Faculdade de Engenharia Mecânica,
Universidade Estadual de Campinas,2003.
O Futuro das Energias Sustentáveis e os Desafos para a Engenharia Industrial
Anais do XVInInIn CONEMIn - Condresso Nacional de Endenharia Mecânica e Inndustrial| 23
DOI: 10.17648/conemi-2018-91266ISSN: 2446-9734
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
http://dx.doi.org/10.17648/conemi-2018-91266
http://www.tcpdf.org