MAPA – MIND – Vibrações Mecânicas e Acústicas – 54/2025

MAPA – MIND – VIBRAÇÕES MECÂNICAS E ACÚSTICAS – 54/2025

​Em uma indústria de grande porte especializada na fabricação de máquinas agrícolas e na conformação de chapas metálicas, foram registrados dois problemas distintos, mas relacionados ao mesmo fenômeno: vibrações mecânicas.

No setor de usinagem, a quebra de dentes em engrenagens de um sistema de transmissão gerou vibração forçada não amortecida, comprometendo a eficiência do conjunto e aumentando o risco de falhas catastróficas. Já no setor de prensas excêntricas para conformação de chapas, os operadores relataram desconforto causado por ruído e vibração excessiva, afetando não apenas a saúde ocupacional, mas também a qualidade dimensional das peças produzidas.

Diante desse cenário, a equipe de engenharia foi acionada para investigar o problema. Como parte do time de manutenção e confiabilidade, você foi designado para analisar o comportamento vibracional dos sistemas, utilizando simulação no Laboratório Virtual. Seu objetivo é compreender a origem das vibrações, identificar os efeitos no desempenho e propor estratégias de correção e prevenção.

​ETAPA 1 – Análise Espectral (Laboratório Virtual)

Antes de iniciar a análise de vibração no sistema, ao acessar os dados das engrenagens, você decidiu esboçar como seria o comportamento do espectro vibracional se as engrenagens estivessem em perfeito estado.

Considere que o conjunto em análise representado na Figura 1 e Tabela 1.

Figura 1 – Arranjo do sistema

Fonte: ALgetec, 2025.

Tabela 1 – Informações do sistema

Rotação do motor (Hz) Engrenagem Motora Engrenagem Movida Esquemático
18,4 Hz 23 dentes entes 1

1.1) Complete a tabela com os valores aproximados das frequências de engrenamento do seu sistema. Indique todas as etapas e justificativas de cálculo claramente. Demonstre como você obteve os valores da Tabela 2, a partir dos dados fornecidos. Valores não acompanhados de justificativas serão excluídos. Assegure-se de utilizar números inteiros na resposta final (Tabela 2).

Tabela 2 – Frequências do espectro SEM DEFEITOS.

Pico Frequência (Hz)
1
2
3

1.2) Elabore o esboço do espectro vibracional sem defeitos, indicando os picos nos valores calculados.

​1.3) No Laboratório Virtual, simule o espectro do sistema de transmissão com defeito (quebra de dente na engrenagem).

a) Registre uma captura de tela do espectro obtido.

b) Complete a Tabela 3 com os valores aproximados das frequências.

​Tabela 3 – Frequências do espectro COM DEFEITO.

Pico Frequência (Hz)
1
2
3

1.4) Compare os dois espectros (sem defeito × com defeito), destacando as diferenças e explicando como a análise espectral auxilia na detecção de falhas.

1.5) Comente outras falhas que podem ser diagnosticadas por análise espectral, como desgaste dos dentes, folga insuficiente ou desalinhamento.

​ETAPA 2 – Fundamentos Teóricos

2.1) Classifique os principais tipos de vibração encontrados em sistemas mecânicos (livre, forçada, amortecida etc.) e dê um exemplo de cada um.

2.2) Explique como o amortecimento influencia na resposta de um sistema vibratório.

2.3) Descreva como a vibração mecânica pode gerar ruído (vibroacústica).

2.4) Cite os efeitos da exposição prolongada a vibrações sobre o corpo humano.

2.5) Explique como a manutenção preditiva baseada em análise de vibração ajuda a evitar falhas.

Vibrações Mecânicas e Acústicas