Tudo o que você precisa saber sobre alinhamento de eixos

Alinhamento mecânico é um requisito fundamental de máquinas e equipamentos, sem isso é certo que haverá o funcionamento irregular de todo sistema ou conjunto. Por essa razão, o objetivo do alinhamento é um requisito extremamente crítico em máquinas e equipamentos rotativos.

Juntamente com a velocidade, carga de lubrificação e temperatura, a precisão do alinhamento prolonga a vida de muitos elementos de máquinas, engrenagens, acoplamentos, rolamentos, correias e correntes, entre outros elementos e transmissões desse tipo de maquinário.

Qual o conceito de alinhamento mecânico?

Alinhamento mecânico é uma técnica de montagem ou recurso utilizada em máquinas e equipamentos rotativos, com a finalidade de manter alinhados a linha de centro de eixos rotativos, de forma paralela ou angular, no mesmo plano de trabalho.

O objetivo é garantir o correto funcionamento de transmissões rotativas, com isso eliminar vibrações, aquecimento, desgastes e dar maior durabilidade aos elementos de máquinas e suas transmissões.

Requisitos para um alinhamento correto

As máquinas e os equipamentos necessitam estar alinhados geometricamente para poderem operar de forma adequada com máximo de eficiência e o mínimo de desgaste. A realização de um correto alinhamento depende de dois fatores importantes, já que influenciam diretamente na eficácia do alinhamento de máquinas e equipamentos. Esses fatores são: 

Projeto e fabricação – é certo que tudo começa na elaboração do projeto e fabricação com definição de medidas e formas geométricas, que permitam um perfeito alinhamento das partes rotativas. Qualquer erro de projeto e/ou fabricação terá impacto direto e resultará em um problema crônico, de difícil solução em campo. É o que chamamos de alinhamento geométrico, concebido nessa fase da máquina.

Torções mecânicas e desníveis – esse processo é de grande importância, considerando que temos partes fixas na máquina, que podem ser retiradas, como um motor redutor por exemplo. Independente disso, o nivelamento é de suma importância pois a falta dele ocasiona torções mecânicas desníveis, forçando demasiadamente a rotação das partes rotativas. 

Formas de impedir o desalinhamento de eixos

Uma vez correto o projeto e fabricação, por si só alguns alinhamentos da máquina já são definidos, além das partes que requerem verificação periódica.  E para isso temos basicamente três forma de fazer isso:

• Alinhamento à laser (método mais preciso)
• Alinhamento com relógio comparador (preciso, com certas restrições de uso)
• Alinhamento com régua e bloco padrão (não preciso).

Benefícios do correto alinhamento

A importância do correto alinhamento em máquinas e equipamentos fica evidenciada com muitos benefícios que esses ativos podem ter, tais como:

1. Diminuição de atrito, aquecimento e vibração 

Quando o alinhamento está perfeito se evita o atrito, aquecimento e a vibração nas máquinas e equipamentos. Essas condições deixam de provocar o desgaste e aquecimento excessivo das peças e, consequentemente, no desperdício de energia.

2. Fixação segura 

O alinhamento de eixos também evita que os parafusos e sistemas de fixação dos maquinários fiquem frouxos ou soltos. Partes soltas são indícios de problemas e um deles pode ser o desalinhamento paralelo ou radial das transmissões rotativas.

3. Economia de energia elétrica

Eixos/transmissões alinhadas fazem com que as máquinas trabalhem em níveis normais de esforço. Desse modo, itens como as engrenagens não ficam sobrecarregadas e, consequentemente, não geram desgaste e um maior consumo de energia elétrica. 

4. Vedações e lubrificação garantidas

Sistemas e eixos alinhados não danificam as vedações onde é necessário o uso de lubrificantes, como no caso de redutores de velocidades, caixas de transmissão, etc.

5. Peças sem risco de sofrer trincas/rupturas

Na ausência de excesso de vibrações, atrito e aquecimento, o risco de trincas ou rupturas são bem menores ou praticamente nulas, deixando de garantir maior durabilidade aos componentes. Itens como eixos, flanges, parafusos, rolamentos, etc. Pelo menos por motivos causados por desalinhamento.

6. Aumento da vida útil do maquinário 

Com base em todos os benefícios descritos acima, fica evidente que o alinhamento de eixos e sistemas de transmissão ainda garante o aumento da vida útil das máquinas. Portanto fica claro que o alinhamento quando não realizado de forma correta, quer seja na concepção do maquinário ou em sua manutenção, os prejuízos são certos. 

O perigo das forças harmônicas

Quando os eixos estão desalinhados, forças são geradas e podem produzir grandes tensões nos elementos rotativos e estacionários. Itens como os rolamentos e vedações nas máquinas que estão desalinhados certamente falharão nessas condições. Normalmente, os rolamentos e vedações possuem pequenas folgas internas que podem suportar parte desse desalinhamento, mas não por muito tempo.

E com certeza o maior problema se concentra nos rolamentos, um componente altamente utilizado em máquinas e equipamentos. Os rolamentos mais comuns usados são os de esferas e de rolos, são itens que têm uma expectativa de vida calculada, às vezes chamada de vida L-10 do rolamento – uma classificação de vida de fadiga para um rolamento específico.

Tecnologias preditivas evitando falhas prematuras

É um fato que a falta de alinhamento correto pode ser uma das razões por boa parte de todos os custos relacionados a quebras de máquinas rotativas. O alinhamento preciso dos eixos pode evitar grande número de quebras de máquinas e reduzir o tempo de inatividade não planejado que resulta em perda de produção. No ambiente desafiador que passamos atualmente, é estratégico a redução de custos e otimização de ativos. 

Existem várias tecnologias preditivas que podem detectar o desalinhamento em máquinas e equipamentos. Uma que é válida  para predizer falhas ocasionadas da falta de alinhamento é a técnica da análise de vibração.

A análise de vibração pode detectar o desalinhamento, analisando as mudanças na resposta à vibração, velocidades críticas e estabilidade do maquinário em comparação com uma linha de base estabelecida garantindo o bom funcionamento. 

As leituras de vibração geralmente estão na faixa de 1X para vibração axial ou 2X para vibração radial. Por isso é importante estabelecer parâmetros de cada item monitorado para definição do que se considera normal ou não.

No processo de gestão de máquinas e equipamentos, em particular durante a análise de causa raiz de uma falha, o fator alinhamento é frequentemente esquecido. Mesmo que a equipe de manutenção tenha ferramentas e treinamento adequados, a gestão deve ter pessoas orientadas para os detalhes.

Combinando diferentes ferramentas de monitoramento de condição e treinamento adequado, é certo a redução gradual e crescente nas falhas em geral causadas pelo alinhamento incorreto ou falta dele. Para isso entre em contato com dos especialistas da TRACTIAN e tire todas as suas dúvidas.