As disciplinas de lubrificação de máquinas e análise de vibração são elementos críticos de uma cultura focada em confiabilidade. Ambas nos permitem permanecer no lado esquerdo da reverenciada curva potencial de falha-falha (P-F). Infelizmente, mesmo na era moderna, esses programas geralmente existem em um estado desconectado, renunciando ao valor alcançável com sua união em um ecossistema de manutenção preventiva e preditiva conectado. Este artigo pretende abordar a relação entre lubrificação e vibração, explicar como podemos usar a relação a nosso favor, juntamente com o fornecimento de alguns pontos de consideração para reunir essas disciplinas em um design coeso.
A lubrificação de máquinas abrange as práticas relevantes para manter condições adequadas de lubrificante dentro dos componentes da máquina que se movem próximos uns dos outros. Se uma máquina gira, desliza ou pivota, é provável que ela esteja lubrificada ou tenha uma superfície de desgaste projetada instalada (por exemplo, bucha). O lubrificante pode fornecer redução de desgaste, resfriamento, remoção de contaminantes e proteção contra a entrada de contaminantes, dependendo da formulação e aplicação. Um dos parâmetros mais importantes de um lubrificante é a viscosidade — uma medida de resistência ao movimento ou fluxo. A viscosidade está relacionada à espessura do filme lubrificante, que determina, em última análise, a quantidade de separação entre os componentes móveis da máquina e, portanto, o atrito entre eles. Manter o filme de fluido ideal é essencial para minimizar o desgaste e a vibração.
Qualquer profissional experiente em confiabilidade pode atestar a correlação entre o estado lubrificado de uma máquina e suas indicações de saúde detectáveis: uma máquina lubrificada incorretamente geralmente operará com maior temperatura, ruído e vibração. Essa evidência anedótica é apoiada por estudos encontrados na literatura profissional. Um desses estudos, de Ripin e Yusof (2018), testa o impacto da espessura do filme fluido em mancais de rolamento nos níveis gerais de vibração. De acordo com o estudo, seja começando com um mancal não lubrificado ou lubrificado, os níveis de vibração diminuem ao longo do tempo inicialmente conforme os mancais "desgastam". À medida que um novo mancal acumula horas de operação, as asperezas da superfície dentro do mancal são desgastadas (ou seja, polidas), permitindo um contato mais suave entre a pista do mancal e seus elementos rolantes. No entanto, essa diminuição na vibração é de curta duração, muito mais no mancal não lubrificado. Os níveis gerais de vibração são mostrados no estudo para aumentar se o filme fluido não for estabelecido e mantido em uma faixa nominal após o "desgaste" ter sido concluído. Como esperado, o rolamento lubrificado também apresentou significativamente menos rugosidade superficial (um indicador de desgaste) ao longo do tempo durante o teste.
Dado que o estado da condição do lubrificante de uma máquina é um indicador líder da vida útil da máquina ao longo do tempo, é importante entender como a análise de vibração pode fornecer insights como parte de um programa de monitoramento contínuo. A assinatura de vibração do equipamento operacional pode ser usada para detectar casos em que o filme de fluido fornecido pelo lubrificante se rompe ou fica subotimizado. A degradação do lubrificante apresentará indicações na forma de onda de tempo ou espectro devido ao atrito elevado ou à presença de impacto. Técnicas especiais, como envelopamento de alta frequência (HFE), são particularmente úteis na detecção de tais assinaturas. Quando detectadas, o analista de vibração pode então comunicar à equipe de manutenção que uma máquina requer reposição de lubrificante, troca ou talvez investigação de fornecimento inadequado de lubrificante. Melhor ainda, a frequência de fornecimento de lubrificante pode ser ajustada com base nas necessidades da máquina. Isso é importante porque as necessidades de lubrificação de uma máquina mudam ao longo do tempo devido ao desgaste e fatores ambientais, tornando ineficazes estratégias puramente baseadas em tempo.
Embora a análise de vibração possa ajudar a otimizar programas de lubrificação e fornecer alertas antecipados sobre problemas de saúde da máquina, atingir alta confiabilidade de ativos lubrificados requer uma abordagem mais robusta. Planos de gerenciamento de ativos de manutenção preventiva (incluindo lubrificação) e preditiva de máquinas devem ser desenvolvidos usando métodos formalizados, como Manutenção Centrada em Confiabilidade (RCM), Análise de Modos e Efeitos de Falha (FMEA) ou Otimização de Manutenção Preventiva (PMO). Os resultados dos métodos acima mencionados exigirão a inclusão de domínios adicionais de especialização se tarefas de monitoramento ou manutenção acionáveis forem desejadas. Em relação aos programas de lubrificação especificamente, é altamente recomendável aderir à orientação do Padrão 55.1 do Conselho Internacional de Lubrificação de Máquinas (ICML), que abrange o design do programa, treinamento, equipamento, etc. Em relação aos programas de análise de vibração, os sites devem incluir o seguinte: postura de monitoramento apropriada (por exemplo, on-line versus periódico com base na criticidade do equipamento); analistas experientes e certificados (ISO/ANST Categoria 3 ou 4); uma plataforma que permita notificação, diagnóstico, comunicação e monitoramento oportunos da saúde do programa e dos ativos; escalabilidade para o nível empresarial. O mais importante de tudo é unir essas estratégias e programas, compartilhando conhecimento e apoiando a melhoria contínua da saúde dos ativos.
As máquinas não duram para sempre, mas suas vidas podem frequentemente ser melhor alinhadas com os objetivos de negócios administrando programas eficazes de manutenção e monitoramento. Nesse sentido, dois caminhos comuns para extensão de vida incluem lubrificação e monitoramento de vibração. A lubrificação inadequada leva à vibração por meio da degradação do filme de fluido e do contato de superfície resultante. Se não forem detectadas e diagnosticadas, tais condições podem impedir a intervenção oportuna em desenvolvimento posterior ao longo da curva P-F — ou seja, movendo-se em direção ao temido lado direito da curva. A melhor abordagem para manter um alto nível de saúde da máquina é aquela que entrelaça as melhores práticas de lubrificação e monitoramento de vibração, em vez de permitir que operem como programas isolados.
ReferênciasRipin, Z. M., & Yusof, N. (2018). O efeito da lubrificação na vibração de rolamentos de rolos.MATEC Web de conferências,217.doi:https://doi.org/10.1051/matecconf/201821701004