Monitoramento de danos em rolamentos por análise de vibração com utilização de sensor filme PVDF

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Disperati, Giovani Fonseca Ravagnani
• Orientador(a): Silva Junior, Wilson Carlos da
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP); SÃO PAULO
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Mestrado Acadêmico em Engenharia Mecânica
• Link de acesso: https://repositorio.ifsp.edu.br/handle/123456789/385
• topic: Manutenção preditiva; Rolamentos; Análise de vibração; PVDF

O fluoreto de polivinilideno, conhecido pela sigla PVDF, é um polímero com características piezo e piroelétricas, além de alta estabilidade e resistência química e física que, aliadas ao fácil processamento desse material, o tornam um excelente elemento para uso tecnológico. O PVDF é um material semicristalino flexível, de baixo custo de fabricação e fácil de usinar. Seu uso passa por diversas aplicações, desde sensores até a construção de tubos e dutos para o transporte de água ultrapura. Sua cristalização ocorre em pelo menos quatro fases distintas, alfa, beta, gama e delta, sendo que a fase beta ´e caracterizada por apresentar os comportamentos piezo e piezoelétricos já mencionados. Dadas estas características, trabalhos têm sido desenvolvidos utilizando filmes feitos deste material como sensores para manutenção preditiva baseada em análise de vibração. O objetivo deste trabalho surge da proposta de avaliar o filme PVDF como um sensor aplicado na detecção de falhas em mancais de rolamentos, um dos elementos de máquina mais comuns, uma vez que o PVDF possui características que o tornam candidato a ser uma alternativa aos sensores habitualmente utilizados para este fim. Para tanto, foi construída uma bancada experimental na qual o sensor PVDF foi acoplado aos mancais selecionados como objeto de estudo. Um encapsulamento de alumínio foi usinado para blindagem do sensor `as interferências eletromagnéticas do ambiente, bem como um circuito também foi construído para condicionar do sinal de saída do sensor, de forma que foi possível capturar os sinais de vibrações por meio de um conversor analógico-digital e sistema de aquisição de dados. A partir desta saída foram aplicados m´métodos de análise dos sinais de vibração, de forma a buscar as frequências características de defeitos em rolamentos autocompensadores de rolos com os seguintes danos: desgaste da pista do anel externo e desgaste no elemento rotativo. Para validação dos resultados, os sinais de vibração obtidos com o sensor PVDF foram comparados a um sensor acelerômetro de uso comercial. No arranjo experimental utilizado, a análise dos danos nos rolamentos com uso do filme PVDF mostrou menor definição para representação dos sinais no domínio da frequência quando comparado ao acelerômetro. Os resultados mostraram-se promissores para a utilização do PVDF em aplicações onde seu menor custo seja fator determinante, sugerindo-se assim posteriores investigações de sua utilização por meio de trabalhos futuros.