Estudante

7.3.11 – Vibrações devido a forças alternativas
Em máquinas alternativas (compressores, bombas alternativas, motores a combustão) ocorrem vibrações resultantes do movimento alternativo. Estas vibrações são causadas pelas variações de torque em virtude da variação de pressão no cilindro e pelas forças de inércia das partes que se encontram em movimento alternativo. Estas vibrações são normalmente complexas pois várias freqüências estão envolvidas embora, geralmente, as freqüências predominantes são iguais a uma e duas vezes a freqüência de rotação. Freqüências de ordem mais alta também são encontradas dependendo do número de pistões e de seu relacionamento. Por exemplo, em um motor a quatro tempos de quatro cilindros, ocorrem duas explosões a cada volta da árvore de manivelas (virabrequim). Isto resulta em uma vibração em uma freqüência igual a duas vezes a freqüência de rotação do virabrequim. Por outro lado, se o mesmo motor possuísse seis ou oito cilindros o número de explosões seria de três e quatro por volta com surgimento de freqüências iguais a três e quatro vezes a freqüência de rotação respectivamente. A Fig. 7.24 mostra as várias freqüências harmonicamente relacionadas reveladas pela análise de um compressor de quatro cilindros em V. Geralmente, estas freqüências de ordem mais alta são inerentes ao funcionamento da máquina e só se tornam importantes se excitarem alguma freqüência natural da mesma induzindo uma condição de ressonância.
Os problemas de vibração excessiva em máquinas alternativas podem ser originados por problemas mecânicos (desbalanceamento, desalinhamento, empenamento de eixos, folgas, peças soltas, falhas em mancais, etc.) ou operacionais (lubrificação inadequada ou ineficiente, vazamentos em válvulas, problemas de ignição ou injeção, etc.). A solução destes problemas exige uma inspeção completa na máquina acompanhada de uma análise da vibração. Existem várias formas de identificar problemas mecânicos e operacionais. Por exemplo, falhas