Desenvolvimento de um instrumento portátil para detectar falha em rolamento de motor de indução, pela técnica do envelope, usando um DSP de 16 bits e a transformada de Hilbert

Abstract

Em um ambiente industrial é responsabilidade da manutenção cumprir com as necessidades específicas de cada processo produtivo. Basicamente é necessário aumentar a disponibilidade e a confiabilidade dos equipamentos. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um equipamento portátil para identificar precocemente problemas em rolamentos, utilizando o método conhecido como técnica de envelope ou HFRT (High Frequency Resonance Technique). A técnica de envelope é justificada como sendo a mais indicada para detectar defeitos de único ponto em rolamentos. Os principais componentes dos circuitos são apresentados, justificando a utilização. A programação do microcontrolador dsPIC33 foi feita em C, utilizando o MPLAB IDE da Microchip. Após a aquisição do sinal de aceleração, são aplicados alguns filtros e transformadas, sobretudo a transformada de Fourier com 1024 pontos amostrados em 5ksps, para cálculo do espectro da vibração. Como interface homemmáquina (IHM), foram utilizados um teclado e um mostrador gráfico que apresenta as amplitudes referentes às frequências de falha. Com base nos espectros e nas amplitudes, é possível comparar com os valores das normas vigentes (ISO 2372, ISO 3945 ou ISO 10816), gerando por fim um laudo sobre o estado dos rolamentos do motor elétrico. O protótipo foi testado utilizando os sinais gerados pelo Matlab/Simulink e apresentou um ótimo desempenho

In an industrial environment is the responsibility of maintenance keeping the specific needs of each production process. Basically it is necessary to increase the availability and reliability of equipment. This work presents the development of a portable device to identify problems early on bearings, using the method known as technical envelope or HFRT (High Frequency Resonance Technique). The envelope technique is justified as being more suitable for detecting single point defects in bearing. The main components of the circuits are presented, justifying the use. The dsPIC33 microcontroller programming was done in C using Microchip's MPLAB IDE. After the acquisition of the acceleration signal, some filters are processed and applied , especially the Fourier transformed of 1024 points sampled in 5ksps to calculate the spectrum of vibration. As human interface (HMI), a keyboard and a graphical display were used which shows the amplitudes related to the failure frequency. Based on the spectra and the amplitudes, it is possible to compare the values of standards (ISO 2372, ISO 3945 or ISO 10816), finally originating a report about the state of electric motor bearings. The prototype was tested using the signals originated by Matlab / Simulink and it has presented a great performance