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MAPA
- VIBRAÇÕES MECÂNICAS E ACÚSTICAS - 532023
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QUESTÃO 1
Nesta
atividade, você é o(a) engenheiro(a) responsável pelo setor de manutenção de
uma usina de açúcar e álcool. Os equipamentos rotativos dessa indústria têm
apresentado falhas que não são previstas, e você deve implementar algo para
diminuir as paradas devido à manutenção. No decorrer do exercício, considere
que você estará analisando um motor que aciona uma bomba.
Dados:
Massa do motor: 15 kg.
Rigidez da base: 1200 N/m
Amortecimento da base: 240 Ns/m.
a) Diga o tipo de manutenção mais indicado para esse caso e cite alguns
objetivos desse tipo de manutenção.
b) Quais etapas devem ser seguidas e quais equipamentos devem ser utilizados
para realizar análises de vibrações em máquinas rotativas?
c) Para o sistema citado no início do exercício, fez-se uma análise, na qual os
seguintes gráficos foram obtidos. Diga como se faz para encontrar o gráfico no
tempo mostrado — qual equipamento é utilizado para dar a excitação e como esse
sistema é classificado? — e como converter os dados do domínio do tempo para o
domínio da frequência. Explique o que é o pico que aparece na resposta em
frequência e cite alguma possibilidade para a curva apresentar esses ruídos.
Caso houvesse um aumento na massa do sistema, o que aconteceria com a resposta
em frequência?
Fonte: o autor.
d) Faça o modelo massa-mola-amortecedor que pode representar o motor (sistema forçado) e encontre a equação do movimento desse modelo.
e) Considerando o sistema como livre, encontre sua equação do movimento e a equação de deslocamento, sabendo que o deslocamento inicial é de 0,02 m e a velocidade inicial é de 0,25 m/s.
f) Considerando o sistema como forçado, encontre a equação do movimento e a amplitude, considerando que há uma massa desbalanceada de 3 kg a 20 cm do eixo e o motor opere a uma frequência de 600 rpm. E, caso fosse um sistema sem amortecimento, explique qual seria o comportamento da fase entre a força e a resposta.
h) Para realizar uma análise acústica nessa bomba, quais são os passos que devem ser seguidos?
i) Supondo que a faixa de operação dessa bomba é de 50 a 60 kHz e que se deseja alcançar a maior precisão possível, qual é o diâmetro do microfone mais indicado?
Fonte: adaptada de: https://www.bksv.com/media/doc/bp0100.pdf. Acesso em: 24 fev. 2023.
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