Identificação de dano em rolamentos de esferas - Santos, Lopes dos (My University, 2023)
Os rolamentos de esferas são um elemento crucial na constituição de equipamentos com características rotativas vastamente utilizados nas diferentes indústrias civis e militares. Como qualquer outro equipamento mecânico, sofre o desgaste inerente ao seu funcionamento que sem a manutenção adequada pode originar danos nos seus constituintes, comprometendo assim o correto funcionamento ou mesmo danificar a máquina na qual está montado. A presente dissertação assume como objetivos principais o estudo, análise, deteção e diagnóstico de falhas em rolamentos por meio de sinais vibratórios adquiridos computacionalmente e a partir de uma bancada experimental de simulação de falhas concebida pelo autor. Inicialmente é recolhido material para se efetuar uma abordagem teórica no âmbito dos rolamentos radias de uma carreira de esferas, identificando os componentes que o constituem assim como as suas funções e aplicabilidade nas diferentes indústrias e para a marinha. São expostos vários exemplos dos danos que mais frequentemente surgem durante o funcionamento dos rolamentos e de que forma se consegue detetar de forma precoce através dos parâmetros do fator de crista e nível global e diagnosticá los por meio de técnicas que envolvem a modelação em amplitude do sinal vibratório, como a técnica da envolvente e transformada de Hilbert. Os diagnósticos obtidos para a leitura dos vários ensaios realizados na bancada experimental com rolamentos com danos nas respetivas pistas foram bem conseguidos sendo evidente a presença das suas frequências de falha. A partir deste documento surgem novas oportunidades de estudo científico, utilizando a bancada experimental de simulação de danos é possível diagnosticar falhas de outras naturezas ou estudar a influência de cargas e variações de velocidade em rolamentos danificados.

Ball bearings are a crucial element in the construction of rotating equipment that is widely used in various civil and military industries. Like any other piece of mechanical equipment, it suffers the wear and tear inherent to its operation which, without proper maintenance, can lead to damage to its components, thus compromising correct operation or even damaging the machine on which it is mounted. The main objectives of this dissertation are to study, analyze, detect and diagnose faults in bearings using vibration signals acquired computationally and from an experimental fault simulation workbench designed by the author. Initially, material was gathered to provide a theoretical approach to single row radial ball bearings, identifying the components that constitute them as well as their functions and applicability in different industries and for the navy. Several examples are given of the damage that most frequently occurs during bearing operation and how it can be detected at an early stage using the crest factor and global level parameters and diagnosing it using techniques that involve amplitude modeling of the vibration signal, such as the envelope technique and the Hilbert transform. The diagnoses obtained from the reading of the various tests carried out on the experimental workbench with bearings with damage to their raceways were successful, and the presence of their failure frequencies was evident. This document opens new opportunities for scientific study. Using the experimental damage simulation workbench, it is possible to diagnose faults of other kinds or study the influence of loads and speed variations on damaged bearings.
Keywords: Rolamentos de esferas; Máquinas rotativas; Diagnóstico; Deteção; Dano; Envelope; Hilbert