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Monitoramento em Tempo Real para Detecção e Identificação de Multifalhas em Sistemas Rotativos.

Processo: 21/08631-6
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de março de 2022
Vigência (Término): 31 de agosto de 2025
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Mecânica - Projetos de Máquinas
Pesquisador responsável:Gregory Bregion Daniel
Beneficiário:Marcus Vinícius Medeiros Oliveira
Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Assunto(s):Dinâmica de rotores   Mancais hidrodinâmicos
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Desbalanceamento | dinâmica de rotores | Identificação de Falha | mancais hidrodinâmicos | Identificação de falha

Resumo

Embora o fornecimento de óleo adequado é mandatório para o funcionamento ótimo dos mancais hidrodinâmicos, muitos sistemas rotativos em operação não possuem sensores para medir individualmente as vazões de fornecimento de óleo e, eventualmente, identificar falhas no sistema de lubrificação nos mancais. Por outro lado, a medição da vibração de máquinas rotativas é um procedimento básico e presente em qualquer programa de manutenção desse tipo de equipamento. Nesse contexto, este projeto de doutorado propõe o desenvolvimento de um método baseado em modelo para aferição das vazões de óleo nos mancais hidrodinâmicos através da informação contida na vibração do rotor. O método consiste na modelagem do sistema rotor-mancais e ajuste dos parâmetros desconhecidos, de forma a eliminar os erros entre a vibração prevista pelo modelo e a vibração medida na máquina real. Os parâmetros a serem ajustados serão as vazões nos mancais hidrodinâmicos e também o desbalanceamento do rotor, visto que ambos alteram a vibração do sistema e geralmente são desconhecidos em condição real de operação. Para isso, um modelo termohidrodinâmico com conservação de massa deve ser desenvolvido para determinar as forças hidrodinâmicas nos mancais em função da vazão de fornecimento de óleo. Este modelo será então inserido em um modelo de um rotor discretizado através do método dos elementos finitos. Assim, com o modelo completo do sistema rotor-mancais, pode-se então aplicar técnicas de filtragem recursiva, tal como o Filtro de Kalman, para ajustar a vazão e desbalanceamento do sistema em tempo real. Inicialmente, as técnicas de identificação serão avaliadas utilizando sinais de vibrações simulados com ruídos. Em seguida, a técnica mais eficiente será validada experimentalmente para identificação da vazão nos mancais e do desbalanceamento do rotor, a partir de medições de vibração de um rotor de teste montado em bancada experimental. Desta forma, o produto final deste projeto de doutorado visa obter um método robusto e eficiente para a identificação em tempo-real de falhas de starvation em mancais hidrodinâmicos de máquinas rotativas, capaz de prever precocemente condições de falhas e, assim, evitar paradas repentinas em linhas de produção.

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