A relação entre vibração e lobing

Quando o erro de perfil de sua peça cilíndrica exibe um padrão repetitivo e ondulado, diz-se que ela tem vibração ou lobing. Os dois termos se sobrepõem e são frequentemente usados de forma intercambiável, embora nenhum deles seja claramente definido por padrões ou práticas. No entanto, em geral, as ondulações de frequência mais baixa são chamadas de lobing, enquanto os erros de frequência mais alta são chamados de chatter. Há dois problemas com o uso desse tipo de classificação. Primeiro, nenhum deles indica o cálculo usado para derivar o resultado dos dados medidos. Em segundo lugar, nenhum deles indica a linha divisória na frequência em que o lobing se torna chatter. Portanto, uma especificação que define “lobing” ou “chatter” sem métodos e frequências é inadequada. Vejamos os métodos usados para calcular esses parâmetros em seu medidor Adcole.

A vibração é calculada submetendo-se o conjunto de dados a uma Transformada Rápida de Fourier (FFT) e fornecendo os resultados como uma amplitude versus o número de vezes por revolução (chamada UPR ou Undulations per Revolution). No entanto, o lobing data de antes da disponibilidade dos computadores modernos, quando não era prático realizar as transformações de Fourier por completo (se é que alguém pensou em fazer isso). O lobing foi definido como erro de arredondamento de pico a pico em um setor angular do conjunto de medição radial (os dados registrados a partir do perfil da peça enquanto ela é girada no medidor). Trata-se essencialmente de um gráfico de pizza dos dados de circularidade. Na prática, uma “janela” de 5 graus com lóbulos é a mais estreita selecionada para a medição de lóbulos. A mais larga é geralmente de 45 graus. Se assumirmos um padrão senoidal ao redor da peça, sem nenhum erro além do da forma de onda, um comprimento de onda completo que ocorra em uma janela de 45 graus representaria 8 ondulações. Para 5 graus, veríamos 72 ondulações completas.

Com base nessas definições de método, a FFT pode, teoricamente, ser usada para detectar padrões de ondulação em qualquer frequência, inclusive em baixas frequências, e o método para calcular o lobing pode detectar os valores de pico a pico da “vibração” de alta frequência (supondo que a medição do lobe inclua um comprimento de onda completo do padrão de vibração e que o padrão seja adjacente ao redor do registro). Portanto, parece que a verdadeira questão sobre o que é vibração e o que é lóbulo se resume à linha de demarcação na frequência do evento, pelo menos segundo os conceitos geralmente aceitos. Há outros métodos proprietários e específicos do cliente, mas esses são os dois métodos gerais usados.

No mundo real, entretanto, os erros de perfil ou arredondamento raramente (ou nunca) são uma onda senoidal perfeita. Portanto, cada medição, seja ela de lobing ou chatter, tem um uso e uma vantagem especiais. Porém, como o objetivo de cada uma delas é sobrepor-se à outra, os dois termos são frequentemente usados de forma incorreta e intercambiável. Um problema mais sério surge quando um substitui o outro. Em vez de considerar o lobing e o chatter como uma comparação de frequência relativa, vamos analisar esse problema de um ângulo diferente: o da função. Em outras palavras, o que estamos tentando alcançar com a medição do lobing ou do chatter?

Conforme discutido anteriormente, a medição de lobing em seu medidor Adcole mostra a amplitude máxima de pico a pico em um setor limitado de dados de circularidade. Não importa se a diferença faz parte de uma onda recorrente ou de um evento de instância única. A medição do Adcole Chatter, por outro lado, é usada para encontrar os resultados específicos de UPR e amplitude para um sinal recorrente. O componente UPR pode então ser usado para identificar a causa e pode até mesmo identificar a máquina específica que o causou. Cada medição tem vantagens e desvantagens. A análise FFT Chatter tenta identificar padrões cíclicos nos dados de medição e pode separar os diferentes sinais sobrepostos em seus componentes de UPR e amplitude. No entanto, ela é limitada em sua capacidade de determinar a amplitude de padrões não contíguos e não é a ferramenta certa para localizar um evento de instância única, como um arranhão ou uma mancha plana.

A medição de lóbulos, por outro lado, pode relatar o pico e o vale máximos dentro da janela de medição e, portanto, é mais adequada para encontrar algo como uma mancha plana, um arranhão ou um pequeno setor não limpo. Com lóbulos, entretanto, não há maneira prática de separar as diferentes frequências sem calcular para 360 ou mais janelas. Mesmo assim, você presumiria que a amplitude total de pico a pico era o resultado de uma frequência infratora específica. Na realidade, é provável que haja vários componentes de frequência que se sobrepõem e que podem ser adicionados ou subtraídos da amplitude total. A melhor maneira de usar o lobing é detectar mudanças rápidas nos dados em uma faixa angular limitada, aplicando uma tolerância à janela que seja mais rígida do que a janela aplicada a todo o conjunto de dados. Por exemplo, sua especificação pode permitir um erro de arredondamento de 6 mícrons, mas limitar esse erro a não mais que 2 mícrons em uma janela de 30 graus.

A especificação de lobing é eficaz para encontrar desvios isolados, como um degrau ou um arranhão no munhão. A tagarelice é mais útil para encontrar padrões repetitivos que indiquem sinais de vibração no equipamento de retificação ou uma situação em que o padrão de operação irregular ainda esteja presente (sem excentricidade). Ambos os tipos de defeitos têm implicações funcionais para o virabrequim, e a combinação certa de medição de vibração e de lóbulos pode ajudar a determinar e diagnosticar a causa. Entretanto, as duas especificações são complementares, e uma não pode substituir completamente a outra.

Por definição, o Lobing analisa os dados de arredondamento em uma janela de ângulo limitada; nossa análisepadrão de Chatter FFT analisa os 360 graus completos dos dados. No entanto, se houver um padrão de vibração não contíguo, pode ser útil concentrar a análise em uma parte menor do conjunto de dados. Um sinal que ocorre em uma pequena faixa angular pode parecer ter uma amplitude menor quando a análise é realizada em 100% dos dados. Ao limitar a análise a uma faixa angular específica, você pode obter uma representação mais precisa da amplitude da vibração. Os pacotes de software da Adcole para análise de vibração FFT incluem opções para examinar faixas de ângulos limitados para os moentes e lóbulos de came. Para uma boa análise, certifique-se de usar um setor suficientemente amplo. Um setor muito pequeno pode resultar em resultados distorcidos e/ou em uma determinação de UPR ruim.