ALINHAMENTO E NÍVELAMENTO DE MÁQUINAS - SENAI

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<p>ALINHAMENTO E</p><p>NIVELAMENTO DE MÁQUINAS</p><p>Alinhamento Geométrico</p><p>A importância do alinhamento geométrico reside no fato de</p><p>que deve haver harmonia entre os diversos conjuntos</p><p>mecânicos existentes nas máquinas, e que executam</p><p>movimentos relativos entre si, para que o todo funcione de</p><p>modo eficaz. Caso contrário, ocorrerá comprometimento</p><p>dos elementos em termos de exatidão e durabilidade.</p><p>Aspectos Técnicos do Alinhamento</p><p>Geométrico</p><p>As partes estruturais das máquinas, como o barramento, por</p><p>exemplo, sempre foram um problema de difícil solução para os</p><p>projetistas. A dificuldade reside no comportamento que essas</p><p>partes estruturais exibem quando estão em trabalho, fugindo de</p><p>todas as condições consideradas nos cálculos. Os fatores que</p><p>contribuem para esse comportamento aleatório são os seguintes:</p><p>● surgimento de esforços durante a usinagem de peças;</p><p>● esforços atuantes de outros componentes em trabalho;</p><p>● vibrações do corte;</p><p>● vibrações de componentes como árvores e rolamentos;</p><p>● efeitos de agentes externos como a temperatura que causa</p><p>dilatações.</p><p>Nivelamento de Máquinas e</p><p>Equipamentos</p><p>O bom nivelamento das máquinas e equipamentos é outro</p><p>importante fator a ser considerado em termos de</p><p>alinhamento geométrico e de trabalho eficiente, e</p><p>qualidade de produto.</p><p>Alinhamento de Eixos de Máquinas</p><p>Rotativas</p><p>Alinhamento mecânico é um recurso utilizado pela</p><p>mecânica, em conjunto de equipamentos rotativos, com</p><p>a finalidade de deixar as faces do acoplamento sempre</p><p>com a mesma distância, em qualquer ponto, e no</p><p>mesmo plano. O objetivo do alinhamento é garantir o</p><p>bom funcionamento dos equipamentos rotativos tendo,</p><p>como característica principal eliminar vibrações,</p><p>aquecimento e dar maior durabilidade aos componentes.</p><p>• O alinhamento de eixos em máquinas acopladas é</p><p>um dos aspectos mais importantes na instalação de</p><p>máquinas.</p><p>• Ao contrário do que algumas pessoas pensam, os</p><p>acoplamentos flexíveis não compensam</p><p>desalinhamentos severos.</p><p>Alinhamento de Eixos de Máquinas</p><p>Rotativas</p><p>• O fato é que o</p><p>desalinhamento é a</p><p>causa raiz da maioria</p><p>das avarias nas</p><p>máquinas</p><p>• Na verdade, acredita-</p><p>se que 50% das</p><p>falhas de máquinas</p><p>são devido ao</p><p>desalinhamento.</p><p>Importância do Alinhamento</p><p>Falhas em Máquinas</p><p>Principais causas do</p><p>desalinhamento</p><p>• Montagens inadequadas;</p><p>• Alinhamentos imprecisos;</p><p>• Desgaste de mancais e rolamentos;</p><p>• Expansão térmica ignorada;</p><p>• Pé manco.</p><p>Benefícios do alinhamento</p><p>● Qualidade do produto.</p><p>● Economia de energia.</p><p>● Desgastes mecânicos.</p><p>● Vedações</p><p>● Capacidade de produção.</p><p>Economia de energia</p><p>O alinhamento correto pode reduzir o consumo de</p><p>energia em aproximadamente 15%.</p><p>Economia de energia</p><p>VISÃO GERAL DO SISTEMA DE</p><p>ALINHAMENTO</p><p>• O alinhamento adequado é obtido quando as linhas</p><p>centrais de cada eixo são colineares.</p><p>• Isso é normalmente designado como alinhamento do</p><p>eixo-a-eixo.</p><p>• O objetivo é, essencialmente, ter uma linha reta através</p><p>dos centros de todos os eixos das máquinas do</p><p>conjunto.</p><p>Centro de Rotação</p><p>Todos os eixos, retos ou empenados, giram em um</p><p>mesmo eixo chamada centro de rotação.</p><p>O centro de rotação forma uma linha reta.</p><p>Colinearidade</p><p>Desalinhamento</p><p>Os eixos estão desalinhados quando os dois</p><p>centros de rotação não estão colineares.</p><p>Desalinhamento radial ou paralelo</p><p>Desalinhamento radial ou paralelo</p><p>Desalinhamento radial ou paralelo</p><p>Desalinhamento axial ou angular</p><p>Desalinhamento axial ou angular</p><p>Desalinhamento axial ou angular</p><p>Desalinhamento combinado</p><p>Equipamento alinhado</p><p>Medindo desalinhamento</p><p>O desalinhamento é determinado pelo</p><p>desencontro do centro de rotação da máquina</p><p>móvel em relação ao da máquina fixa, em dois</p><p>planos.</p><p>Medindo o desalinhamento</p><p>As máquinas são chamadas de fixa e móvel.</p><p>Medindo o desalinhamento</p><p>Plano Horizontal</p><p>Plano Vertical</p><p>Procedimentos de alinhamento</p><p>Procedimentos de alinhamento</p><p>Métodos de Alinhamento</p><p>Escala e verificador de folga</p><p>Relógios Comparadores</p><p>Sistema Laser</p><p>Procedimentos de Alinhamento</p><p>• As medições de alinhamento são tomados no eixo ou no</p><p>acoplamento, em todos os métodos</p><p>Procedimentos de Alinhamento</p><p>• O desalinhamento é corrigido pelos pés das máquinas.</p><p>Procedimentos de Alinhamento</p><p>• A posição dos pés deve ser calculada com base no eixo</p><p>de referência da máquina fixa.</p><p>• O sucesso dependerá das habilidades do especialista</p><p>em alinhamento.</p><p>• Muitos movimentos serão requeridos.</p><p>• A precisão será comprometida.</p><p>Métodos de alinhamento</p><p>O método de alinhamento deve ser</p><p>selecionado em função da precisão exigida</p><p>para o equipamento, a rotação e importância</p><p>no processo.</p><p>São métodos utilizados para alinhamento:</p><p>Réguas de medição</p><p>Escala/ Verificador de folga</p><p>• Determina a direção e o total de</p><p>desalinhamento radial usando</p><p>uma escala e um verificador.</p><p>• Medindo a distância em dois</p><p>pontos à 180° é possível</p><p>determinar a direção e o total de</p><p>desalinhamento angular.</p><p>Alinhamento com relógio</p><p>comparador</p><p>• O alinhamento com relógio comparador deve ser</p><p>executado em função da precisão exigida para o</p><p>equipamento, a rotação e importância no</p><p>processo.</p><p>• Para a verificação do alinhamento Paralelo e</p><p>Angular devemos posicionar o relógio com a</p><p>base magnética sempre apoiada na parte do</p><p>motor.</p><p>• Já o sensor do relógio para alinhamento Paralelo,</p><p>deve ser posicionado perpendicularmente ao</p><p>acoplamento da parte acionada, enquanto que, no</p><p>alinhamento Angular, o relógio deve estar</p><p>posicionado axialmente em relação ao seu eixo.</p><p>Nos pontos 1 e 3, os dois relógios em conjunto</p><p>indicarão o desnivelamento e desalinhamento angular</p><p>na direção vertical, e nos pontos 2 e 4, o mesmo na</p><p>direção horizontal.</p><p>ANGULAR C/ RELÓGIO</p><p>COMPARADOR</p><p>• Instale o relógio, certifique-se de que a sua</p><p>base esteja firmemente posicionada.</p><p>• Após ter instalado o relógio, gire o seu dial até</p><p>zerá-lo.</p><p>• Em seguida gire os dois eixos,</p><p>simultaneamente, e leia as medidas nos</p><p>pontos 0º, 90º, 180º e 270º.</p><p>Alinhamento Ideal a Quente</p><p>Dilatação térmica é um fenômeno físico decorrente do</p><p>aumento da temperatura de um corpo. Quando um corpo é</p><p>exposto a alguma fonte de calor, sua temperatura pode</p><p>sofrer variações, aumentando a agitação das moléculas,</p><p>que oscilam em torno de um espaço maior.</p><p>Dilatação Linear</p><p>Um fio de cobre tem 20m à temperatura de 20º C. Se a</p><p>temperatura aumentar para 35º C qual será o seu</p><p>comprimento?</p><p>Alinhamento Ideal a Quente</p><p>Um compressor de refrigeração opera com sua carcaça</p><p>que é de aço fundido, a uma temperatura de – 5º; sendo a</p><p>distância da linha de centro do eixo à base, 350 mm e</p><p>considerando-se a temperatura ambiente igual a 30ºC,</p><p>determine:</p><p>1º) Quanto será a medida do deslocamento do eixo, na</p><p>direção vertical, quando a máquina chegar na condição</p><p>normal de operação.</p><p>2º) Em que sentido será esse deslocamento.</p><p>Alinhamento Ideal a Quente</p><p>A diferença de altura entre os eixos dessas máquinas</p><p>pode ser calculada através de uma composição da fórmula</p><p>de dilatação térmica linear:</p><p>Alinhamento Ideal a Quente</p><p>Alinhamento Ideal a Quente</p><p>Exercícios</p><p>Qual o posicionamento vertical a frio para o eixo de um</p><p>motor elétrico que aciona uma bomba centrífuga com os</p><p>dados abaixo?</p><p>● Ha = 300 mm</p><p>● Hm = 150 mm</p><p>● Temperatura do motor = 63ºC</p><p>● Temperatura da bomba = 98ºC</p><p>● Temperatura ambiente = 28ºC</p><p>● Carcaça da bomba em ferro fundido</p><p>● Carcaça do motor em ferro fundido</p><p>Exercícios</p><p>Os pedestais dos mancais de um compressor de</p><p>refrigeração trabalham a 0ºC. Esse compressor é</p><p>acionado por um motor elétrico que trabalha a 50ºC.</p><p>Sendo Ha = Hm = 350 mm e a temperatura ambiente</p><p>30ºC, determine como deve ser o alinhamento vertical, a</p><p>frio, entre esses dois equipamentos, sabendo-se que os</p><p>pedestais do compressor são de aço fundido e carcaça do</p><p>motor é em ferro fundido.</p><p>Procedimentos Gerais em Alinhamento</p><p>● Fixar as pontas de eixo para que se movimentem simultaneamente</p><p>● Preparar suportes rígidos para o relógio comparador</p><p>● Separar materiais e ferramentas</p><p>adequados, a serem utilizados no alinhamento</p><p>Alinhamento pelo Método Rim and Face</p><p>Esse é o método de alinhamento entre eixos mais usado</p><p>em nossa vida prática. Com a determinação dos</p><p>desalinhamentos (angular e radial) é perfeitamente</p><p>possível calcularmos os calços (“shim”) ou deslocamentos</p><p>laterais necessários ao alinhamento entre dois eixos.</p><p>Quanto maior for o</p><p>diâmetro de leitura,</p><p>melhor será a precisão</p><p>no resultado dos</p><p>cálculos finais.</p><p>Alinhamento pelo Método Rim and Face</p><p>Alinhamento pelo Método Rim and Face</p><p>Para que possamos calcular adequadamente a quantidade</p><p>de calços a colocar em cada pé utilizaremos a seguinte</p><p>fórmula:</p><p>Para o Pé 1</p><p>Para o Pé 2</p><p>Para o cálculo das constantes basta dividir o valor da distância dos relógios ao</p><p>centro de cada pé pelo diâmetro de leitura.</p><p>Para calcularmos os desalinhamentos, utilizaremos as seguintes fórmulas:</p><p>C1 = C2 =</p><p>Vertical</p><p>Horizontal</p><p>Obtenção e Interpretação das Leituras</p><p>Toda vez que a haste do relógio for pressionada, o relógio indicará leituras</p><p>positivas, e quando a mesma for distendida, indicará leituras negativas.</p><p>Radial Axial</p><p>Exercício</p><p>Um mecânico encarregado de fazer um alinhamento em</p><p>um gerador encontrou as seguintes leituras em um</p><p>relógio comparador:</p><p>Vídeo alinhamento com relógio comparador</p><p>Alinhamento a laser</p><p>O princípio de funcionamento do alinhador a laser,</p><p>baseia-se em unidades de medição equipadas com</p><p>diodo emissor de laser e célula de detecção de</p><p>posição.</p><p>• Durante o deslocamento das unidades de leitura, ao</p><p>longo da descrição dos 180º dos eixos (que devem</p><p>girar solidários), qualquer desalinhamento que houver,</p><p>quer seja paralelo ou angular, provocará a deflexão</p><p>dos raios laser em relação à posição inicial.</p><p>• Essas informações de medida obtidas nos dois</p><p>detectores entram de forma automática na unidade</p><p>lógica do equipamento, que calcula o desalinhamento</p><p>dos eixos e as devidas correções para os pés da</p><p>máquina.</p><p>Sequência de operação:</p><p>Montagem das Unidades de Medição (UM)</p><p>• Monte a UM “S” no lado da máquina estacionária</p><p>• Monte a UM “M” no lado da máquina móvel</p><p>• Os suportes são simétricos e podem ser montados de</p><p>qualquer maneira</p><p>• Certifique-se de que os suportes estejam presos</p><p>firmemente no eixo</p><p>Verificação do Pé-manco</p><p>"Pé-manco" é a expressão utilizada quando a</p><p>máquina não está apoiada por igual em todos os</p><p>pés.</p><p>Para encontrar e corrigir o pé-</p><p>manco:</p><p>1. Aperte todos os parafusos</p><p>Pressione simultaneamente + e –</p><p>para selecionar o modo de “pé-</p><p>manco”. O texto "soft foot" deverá</p><p>aparecer no visor.</p><p>2. Posicione as unidades de medição na posição de</p><p>12 horas.</p><p>3. Pressione seguinte para por a zero os valores do</p><p>visor.</p><p>4. Desaperte um dos parafusos e controle a alteração</p><p>dos valores no visor.</p><p>Se os desvios forem inferiores a 0,05 mm, o pé tem um apoio correto. Aperte o</p><p>parafuso e avance para o pé seguinte.</p><p>• Se algum dos desvios for superior a 0,05 mm, o pé ou o pé diagonalmente</p><p>oposto é um “pé-manco”. Aperte o parafuso e verifique o pé oposto na</p><p>diagonal.</p><p>• Se o desvio for superior ao pé anteriormente apertado, então este é o pé-</p><p>manco.</p><p>• Caso contrário, aperte o parafuso e regresse ao pé anterior oposto na</p><p>diagonal . Isto é normalmente útil para tentar melhorar o apoio do pé-manco</p><p>adicionando calços. Adicione o quantidade de calços correspondente ao desvio</p><p>mais elevado medido.</p><p>Aperte e desaperte o parafuso uma vez mais para</p><p>verificar se o desvio não ultrapassa os 0,05 mm.</p><p>Repita os passos para os restantes pés. O pé-manco</p><p>encontra-se agora verificado e corrigido.</p><p>Pressione simultaneamente + e – para abandonar o</p><p>modo de “pé-manco” e seguir à sequência de</p><p>medição.</p><p>Dimensões da máquina</p><p>A configuração da máquina está</p><p>definida por três dimensões.</p><p>A: A distância entre as duas</p><p>unidades de medição, medida entre</p><p>as marcações do centro do</p><p>dispositivo.</p><p>B: A distância entre a unidade de</p><p>medição marcada com um M e o</p><p>par dos pés dianteiros da máquina</p><p>móvel.</p><p>C: A distância entre os pés da frente</p><p>e os pés traseiros da máquina</p><p>móvel.</p><p>a) Meça as distâncias A, B e C.</p><p>Os valores por defeito para</p><p>estas três distâncias são os</p><p>seguintes:</p><p>A = 200 mm</p><p>B = 200 mm</p><p>C = 400 mm</p><p>b) Introduza cada um dos</p><p>valores através dos botões</p><p>+ e -.</p><p>c) Confirme cada um dos</p><p>valores apertando o botão</p><p>"seguinte".</p><p>Apontar as linhas dos raios laser</p><p>a) Coloque as duas unidades de medição na posição</p><p>das 12 horas com a ajuda dos níveis de bolha.</p><p>Regule as linhas dos raios laser de modo a que estes</p><p>atinjam o centro do alvo na unidade de medição</p><p>oposta.</p><p>Para um ajuste menos preciso</p><p>solte a unidade de medição</p><p>desbloqueando o botão que</p><p>se encontra na parte lateral da</p><p>Unidade.</p><p>Isto permite que a unidade de</p><p>medição deslize para cima e</p><p>para baixo no pino e ao</p><p>mesmo tempo girar</p><p>livremente. Para um ajuste</p><p>preciso em altura utilize os</p><p>botões de ajuste que se</p><p>encontram nas unidades de</p><p>medição</p><p>Durante o ciclo de medição, os</p><p>eixos são submetidos a uma</p><p>rotação de 180 graus. Qualquer</p><p>movimento relativo das linhas</p><p>do raio laser durante esta</p><p>rotação indica um</p><p>desalinhamento.</p><p>a) Ajuste as unidades de</p><p>medição para a posição de 9</p><p>horas com a ajuda dos níveis</p><p>de bolha.</p><p>b) Confirme a medição ao</p><p>apertar a seta para frente .</p><p>Alinhamento vertical</p><p>c) Siga o símbolo do círculo no visor e</p><p>rode as unidades de medição para a</p><p>posição de 3 horas.</p><p>d) Confirme a medição pressionando</p><p>seguir.</p><p>Desalinhamento medido</p><p>Depois de confirmar a segunda</p><p>medição na posição de 3 horas,</p><p>aparecerá o desalinhamento das</p><p>duas máquinas no plano de</p><p>medição, o plano em que se</p><p>situam as duas unidades de</p><p>medição (neste caso,</p><p>horizontal).</p><p>O valor que se encontra no</p><p>topo do visor indica o ângulo</p><p>entre as linhas centrais dos</p><p>dois eixos no plano de</p><p>medição.</p><p>O valor que aparece na parte</p><p>inferior do visor indica o</p><p>desalinhamento paralelo das</p><p>duas linhas centrais no plano</p><p>de medição.</p><p>Valores dos pés</p><p>Os valores F1 e F2 no visor</p><p>indicam as posições relativas da</p><p>máquina móvel no plano de</p><p>medição.</p><p>O valor F1 indica a posição</p><p>relativa do par de pés da frente</p><p>da máquina móvel.</p><p>O valor F2 indica a posição</p><p>relativa do par de pés traseiros</p><p>da máquina móvel.</p><p>Os valores F1 e F2 do visor</p><p>indicam as posições relativas da</p><p>máquina móvel quando vista de</p><p>Lado.</p><p>Um valor positivo quer dizer que</p><p>os pés estão altos demais e</p><p>precisam de ser baixados,</p><p>enquanto que um valor negativo</p><p>significa o oposto.</p><p>Alinhamento horizontal</p><p>• Mova as unidades</p><p>de medição para a</p><p>posição das 3 horas</p><p>Se os valores medidos</p><p>estiverem dentro das</p><p>tolerâncias, não será</p><p>necessário nenhum ajuste</p><p>lateral.</p><p>b) Se os valores medidos</p><p>forem superiores às</p><p>tolerâncias aceitáveis,</p><p>verifique quais são as</p><p>correções recomendadas</p><p>para os pés da máquina</p><p>móvel.</p><p>Os valores F1 e F2 do visor</p><p>indicam as posições relativas</p><p>da máquina móvel quando</p><p>vista de cima.</p><p>O valor F1 corresponde ao par</p><p>de pés dianteiro, e o valor F2</p><p>ao par de pés traseiro.</p><p>• Um valor negativo indica que os pés terão que ser</p><p>movidos para a direita.</p><p>• Um valor positivo indica que os pés terão que ser</p><p>movidos para a esquerda</p><p>O alinhamento está concluído.</p><p>Aperte os pés da máquina móvel.</p><p>•É recomendado voltar a verificar mais uma vez o</p><p>alinhamento da máquina através da execução do</p><p>procedimento de medição.</p><p>•Para tal, retroceda até ao primeiro passo (posição de</p><p>9 horas) pressionando o botão “anterior” e repita as</p><p>operações.</p><p>Tolerância de alinhamento</p><p>● Qual deve ser exatamente a nossa precisão para</p><p>esse alinhamento?</p><p>● Ter como base a potência da máquina?</p><p>● O tipo de equipamento que ela aciona?</p><p>● A frequência da alimentação?</p><p>● Devemos observar a RPM do equipamento?</p><p>Consideramos um bom alinhamento, quando se</p><p>consegue precisão entre 0,03 e 0,05 mm.</p><p>O método de alinhamento aqui descrito refere-se à</p><p>máquinas frias, isto é, em que a temperatura de</p><p>trabalho não exceda em 10ºC a temperatura na qual o</p><p>acoplamento foi alinhado.</p><p>Qual método usar ?</p><p>Itens a considerar para um bom alinhamento</p><p>• Nivelamento:</p><p>as máquinas devem estar as mais</p><p>niveladas possíveis.</p><p>• Centralização: a centralização de furos e tomadas</p><p>(sucção/descarga, etc), minimiza esforços sobre a</p><p>estrutura do equipamento, e facilita o alinhamento.</p><p>• Dispositivos de deslocamento: A instalação dos</p><p>chamados “macaquinhos” agiliza sobremaneira as</p><p>tarefas de alinhamento.</p><p>• Limpeza: É desnecessário dizer que as bases devem</p><p>estar devidamente limpas.</p><p>• Conservação: Bases mal conservadas, mal apoiadas</p><p>ou fixadas na estrutura civil impossibilitam qualquer</p><p>alinhamento.</p><p>Calços calibrados: É necessário manter-se jogos de</p><p>calços em estojo apropriado de diversas espessuras.</p><p>Não é recomendável, uma colocação maciça de calços,</p><p>caso seja necessário calços de maior espessura,</p><p>providenciá-lo em medida aproximada, e fazer o ajuste</p><p>fino com um ou dois calços.</p><p>Precisão: Impreterivelmente, dê preferência ao</p><p>alinhamento a laser, por razões de agilidade e precisão.</p>