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Exercicios de Vibrações e ruido, Exercícios de Física

Exercicios de Vibrações e ruido

Tipologia: Exercícios

2021

Compartilhado em 28/03/2021

sofia-miranda-1
sofia-miranda-1 🇧🇷

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1) Explique por que razão se medem vibrações mecânicas no contexto da Manutenção.
A análise de vibração, como o próprio nome diz, visa analisar as variações nas vibrações das
máquinas. Ao avaliar alguma alteração nela, é possível prever problemas que podem vir a
ocorrer no desempenho dos equipamentos, além de determinar quais peças que necessitam de
manutenção.
Outra função dessa análise é para que os especialistas consigam melhorar as condições de
trabalho das máquinas. Portanto, ela é de fundamental importância dentro do conceito de
manutenção preditiva, já que avalia de forma eficiente as condições dos equipamentos e,
consequentemente, evita defeitos e falhas inesperadas.
2) Quais as razões que levam a medição e análise de vibrações a ser a técnica de maior aplicação
na Manutenção Industrial?
Todas as máquinas emitem uma vibração quando estão em funcionamento. No entanto, ao
ultrapassar um certo limite, é possível determinar através da análise se aquela vibração irregular
está diretamente relacionada a algum defeito.
Portanto, a análise de vibração nada mais é do que o processo pelo qual as falhas nos
componentes dos equipamentos são descobertos através da taxa de variação das forças
dinâmicas geradas.
Cada irregularidade na vibração indica um problema a ser corrigido: desbalanceamento, folgas
mecânicas, eixo empenado, defeitos no rolamento, problemas na lubrificação, falhas elétricas,
engrenagens defeituosas, falhas em polia, desalinhamentos etc.
Além disso, a análise de vibração também contribui para evitar o desperdício de energia e
desgaste nas peças. Isso porque cada componente possui diferente tipos de frequências, estas
são isoladas e identificadas em sua particularidade.
3) Dê exemplos de vibrações periódicas, aleatórias e transientes que se encontram nas máquinas
industriais.
Vibrações Periódicas: determinista (vai-vem) Moinho
Vibrações Aleatórias: Nas máquinas, são normalmente de origem hidráulica ou aerodinâmica.
São exemplos a cavitação e certas instabilidades hidráulicas em bombas centrífugas, bem como
turbulências de escoamento em ventiladores. Nas estruturas são originadas por ação do vento
ou do mar.
Vibrações Transientes: Nas máquinas ocorrem normalmente nos arranques e paragens, ou
quando muda a condição de funcionamento. Têm interesse para a identificação de frequências
de ressonância, velocidades críticas e choques em rolamentos e engrenagens. Nas estruturas
ocorrem por ação de sismos, explosões, passagem de comboios, etc…
4) O que entende por modo de vibração?
Durante a vibração livre, um sistema com dois graus de liberdade tem dois modos normais de
vibração, correspondentes as duas frequências naturais, nas quais as amplitudes dos dois graus
de liberdade são relacionadas de modos específicos, denominado modo normal, modo principal
ou modo natural de vibração.
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1) Explique por que razão se medem vibrações mecânicas no contexto da Manutenção. A análise de vibração, como o próprio nome diz, visa analisar as variações nas vibrações das máquinas. Ao avaliar alguma alteração nela, é possível prever problemas que podem vir a ocorrer no desempenho dos equipamentos, além de determinar quais peças que necessitam de manutenção. Outra função dessa análise é para que os especialistas consigam melhorar as condições de trabalho das máquinas. Portanto, ela é de fundamental importância dentro do conceito de manutenção preditiva, já que avalia de forma eficiente as condições dos equipamentos e, consequentemente, evita defeitos e falhas inesperadas. 2) Quais as razões que levam a medição e análise de vibrações a ser a técnica de maior aplicação na Manutenção Industrial? Todas as máquinas emitem uma vibração quando estão em funcionamento. No entanto, ao ultrapassar um certo limite, é possível determinar através da análise se aquela vibração irregular está diretamente relacionada a algum defeito. Portanto, a análise de vibração nada mais é do que o processo pelo qual as falhas nos componentes dos equipamentos são descobertos através da taxa de variação das forças dinâmicas geradas. Cada irregularidade na vibração indica um problema a ser corrigido: desbalanceamento, folgas mecânicas, eixo empenado, defeitos no rolamento, problemas na lubrificação, falhas elétricas, engrenagens defeituosas, falhas em polia, desalinhamentos etc. Além disso, a análise de vibração também contribui para evitar o desperdício de energia e desgaste nas peças. Isso porque cada componente possui diferente tipos de frequências, estas são isoladas e identificadas em sua particularidade. 3) Dê exemplos de vibrações periódicas, aleatórias e transientes que se encontram nas máquinas industriais. Vibrações Periódicas : determinista (vai-vem) Moinho Vibrações Aleatórias : Nas máquinas, são normalmente de origem hidráulica ou aerodinâmica. São exemplos a cavitação e certas instabilidades hidráulicas em bombas centrífugas, bem como turbulências de escoamento em ventiladores. Nas estruturas são originadas por ação do vento ou do mar. Vibrações Transientes : Nas máquinas ocorrem normalmente nos arranques e paragens, ou quando muda a condição de funcionamento. Têm interesse para a identificação de frequências de ressonância, velocidades críticas e choques em rolamentos e engrenagens. Nas estruturas ocorrem por ação de sismos, explosões, passagem de comboios, etc… 4) O que entende por modo de vibração? Durante a vibração livre, um sistema com dois graus de liberdade tem dois modos normais de vibração, correspondentes as duas frequências naturais, nas quais as amplitudes dos dois graus de liberdade são relacionadas de modos específicos, denominado modo normal, modo principal ou modo natural de vibração.

5) O que entende por frequência natural? É a frequência (ou conjunto de frequências) particular de um corpo em vibração livre, determinada pelo tamanho, forma e composição deste. Um método de identificá-la consiste em impactar o objeto de análise e, com isso, excitar sua frequência de ressonância. f = ω / (2π) 6) O que é a ressonância? É o fenômeno que acontece quando um sistema físico recebe energia por meio de excitações de frequência igual a uma de suas frequências naturais de vibração. Assim, o sistema físico passa a vibrar com amplitudes cada vez maiores. Um exemplo simples que podemos dar é o da ressonância de sistemas mecânicos. Para colocarmos um balanço em repouso para oscilar, é interessante que apliquemos uma força sobre ele periodicamente sempre que ele se encontrar em seu ponto mais alto. Fazendo isso, o sistema passará a oscilar em amplitudes cada vez maiores. Entretanto, se a força for aplicada com uma frequência diferente, não teremos a mesma eficiência em fornecer energia a esse balanço. 7) Como pode resolver um problema de ressonância? Redução da vibração na fonte (redução das forças desequilibradas: equilibragem, alinhamento, aperto, ...) Redução da vibração no sistema (absorsor, alteração das propriedades dinâmicas do sistema) Redução da vibração na transmissão (isolamento, localização da fonte de excitação, frequência(s) de excitação) 8) O que é uma velocidade crítica? Velocidade crítica é a teórica velocidade angular que excita a frequência natural de um objecto que roda, tal como uma haste, de hélice, de fuso , ou de engrenagem. À medida que a velocidade de rotação se aproxima a frequência natural do objeto, o objeto começa a ressoar , o que aumenta dramaticamente sistema de vibração. A ressonância resultante ocorre independentemente da sua orientação. Quando a velocidade de rotação é igual ao valor numérico da vibração natural, em seguida, que a velocidade é referido como a velocidade crítica. 9) O que entende por pico, pico-pico, valor eficaz e RMS? Explique por que razão se devem medir. Pico: O Valor de Pico é particularmente válido para indicação de choques de curta duração, porém indicam somente a ocorrência do pico, não levando em consideração o histórico no tempo da onda. Pico-pico: O Valor Pico a Pico indica o percurso máximo da onda, e pode ser útil onde o deslocamento vibratório da parte da máquina é crítico para a tensão máxima ou folga mecânica é limitante

**13) Se uma máquina tiver duas vibrações harmónicas: A1=2.5 mm/s f1=5 Hz a1=20 º A2=3 mm/s f2=10 Hz a2=30 º Desenhe o seu espectro de frequência indicando os valores com rigor. ???

  1. Se um espectro de frequência apresentar 3 componentes: A1=2.5 mm/s f1=5 Hz A2=3 mm/s f2=10 Hz A3=1 mm/s f3=15 Hz Calcule o seu valor RMS em aceleração e em deslocamento. ???**