Dossier
Jorge M.G. Antunes PhD MSc Marine Engineering TecnoVeritas - Serviços de Engenharia e Sistemas Tecnológicos, Lda. Tel.: +351 261 819 819 · Fax: +351 261 819 820 info@tecnoveritas.eu · www.tecnoveritas.eu
Vibrações torsionais e investigação das causas pela TecnoVeritas Vibrações torsionais e metodologia de investigação das causas de vibração excessiva em grupo diesel alternador pela TecnoVeritas
O presente trabalho apresenta a investigação de uma avaria realizada pela TecnoVeritas, utilizando o equipamento de análise de vibrações torsionais e medição de potência ao veio (TAS-Torsional Analysis System).
Figura 1 - Aplicação de extensometro e equipamento TAS (Torsional Analysis System)
O “case study” a seguir apresentado, visa demonstrar o interesse da medição e análise de vibrações torsionais como uma eficaz ferramenta de manutenção em máquinas reciprocas. O presente trabalho incide sobre a metodologia utilizada com sucesso na resolução de um problema de vibrações excessivas num grupo gerador composto por um motor Mak 12 M 453 C e um alternador Leroy Somer IEC 34.
As razões que levaram à investigação. Devido a um elevado nível de vibrações no Diesel-Alternador, o qual não podia ser operado acima dos 75% de carga porque origina perdas de produção significativas por mais de três anos. Faziam parte do seu repertório de avarias: - Vibrações axiais elevadas; - Fissuras extensas no ventilador do alternador (localizado entre o volante do motor e o rotor do alternador) (Fig. 2); - Fissuras nos dentes das engrenagens (transmissão); - Danos graves no amortecedor torsional, que levaram à substituição de 3 unidades (Fig.4); - Danos nas protecções térmicas do colector de evacuação de gases e em equipamentos auxiliares montados sobre o motor.
Figura 2 - Ventilador
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Figura 3 - Amortecedor vibração
Figura 4 - Molas do amortecedor vibracional
Os Testes Foi realizada uma inspecção visual com a finalidade de avaliar os danos nos componentes afectados, foi realizada uma análise de desempenho do motor recorrendo à obtenção de diagramas de combustão (Diagnóstico Diesel) como objectivo de identificar eventuais desvios de pressões máximas de combustão ou desvios de ângulos de ignição das cargas dos cilindros, verificou-se ainda o alinhamento Motor/ Alternador utilizando um equipamento laser, as flexões do veio de manivelas a quente, as análise de vibrações estruturais e torsionais do conjunto motor alternador. Estas duas últimas medições, são o tema principal deste case study pelo que serão de seguida apresentadas mais em detalhe.
Vibrações Estruturais Foi observado que a componente axial A1L do rolamento de apoio do alternador, apresenta um espectro de frequência complexo, com uma amplitude RMS de 24,34 mm/s quando o motor se encontrava à carga máxima, sendo estas proporcionais à carga do motor, logo indicando a existência de uma força axial de amplitude importante, típica de problemas de ressonância do sistema torsional dos grupos Diesel alternadores.