MAPA - MIND - VIBRAÇÕES MECÂNICAS E ACÚSTICAS - 54_2025
MAPA – Vibrações Mecânicas e Acústicas Contextualização
Em uma indústria de grande porte especializada na fabricação de máquinas agrícolas e na conformação de chapas metálicas, foram registrados dois problemas distintos, mas relacionados ao mesmo fenômeno: vibrações mecânicas.
No setor de usinagem, a quebra de dentes em engrenagens de um sistema de transmissão gerou vibração forçada não amortecida, comprometendo a eficiência do conjunto e aumentando o risco de falhas catastróficas. Já no setor de prensas excêntricas para conformação de chapas, os operadores relataram desconforto causado por ruído e vibração excessiva, afetando não apenas a saúde ocupacional, mas também a qualidade dimensional das peças produzidas.
Diante desse cenário, a equipe de engenharia foi acionada para investigar o problema. Como parte do time de manutenção e confiabilidade, você foi designado para analisar o comportamento vibracional dos sistemas, utilizando simulação no Laboratório Virtual. Seu objetivo é compreender a origem das vibrações, identificar os efeitos no desempenho e propor estratégias de correção e prevenção.
ETAPA 1 – Análise Espectral (Laboratório Virtual)
Antes de iniciar a análise de vibração no sistema, ao acessar os dados das engrenagens, você decidiu esboçar como seria o comportamento do espectro vibracional se as engrenagens estivessem em perfeito estado.
Considere que o conjunto em análise representado na Figura 1 e Tabela 1.
Figura 1 - Arranjo do sistema
Fonte: ALgetec, 2025.
Tabela 1 – Informações do sistema
| Rotação do motor (Hz) |
Engrenagem Motora |
Engrenagem Movida |
Esquemático |
| 18,4 Hz |
23 dentes |
entes |
1 |
1.1) Complete a tabela com os valores aproximados das frequências de engrenamento do seu sistema. Indique todas as etapas e justificativas de cálculo claramente. Demonstre como você obteve os valores da Tabela 2, a partir dos dados fornecidos. Valores não acompanhados de justificativas serão excluídos. Assegure-se de utilizar números inteiros na resposta final (Tabela 2).
Tabela 2 – Frequências do espectro SEM DEFEITOS.
| Pico |
Frequência (Hz) |
| 1 |
|
| 2 |
|
| 3 |
|
1.2) Elabore o esboço do espectro vibracional sem defeitos, indicando os picos nos valores calculados.
1.3) No Laboratório Virtual, simule o espectro do sistema de transmissão com defeito (quebra de dente na engrenagem).
a) Registre uma captura de tela do espectro obtido.
b) Complete a Tabela 3 com os valores aproximados das frequências.
Tabela 3 – Frequências do espectro COM DEFEITO.
| Pico |
Frequência (Hz) |
| 1 |
|
| 2 |
|
| 3 |
|
1.4) Compare os dois espectros (sem defeito × com defeito), destacando as diferenças e explicando como a análise espectral auxilia na detecção de falhas.
1.5) Comente outras falhas que podem ser diagnosticadas por análise espectral, como desgaste dos dentes, folga insuficiente ou desalinhamento.
ETAPA 2 – Fundamentos Teóricos
2.1) Classifique os principais tipos de vibração encontrados em sistemas mecânicos (livre, forçada, amortecida etc.) e dê um exemplo de cada um.
2.2) Explique como o amortecimento influencia na resposta de um sistema vibratório.
2.3) Descreva como a vibração mecânica pode gerar ruído (vibroacústica).
2.4) Cite os efeitos da exposição prolongada a vibrações sobre o corpo humano.
2.5) Explique como a manutenção preditiva baseada em análise de vibração ajuda a evitar falhas.
