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CONEM 2022
XI Congresso Nacional de Engenharia Mecânica - CONEM 2022
IDENTIFICAÇÃO DE DESBALANCEAMENTO E EMPENO DE EIXO EM UM ROTOR SUSTENTADO POR MANCAIS MAGNÉTICOS ATIVOS
Submission Author:
Gilberto Machado da Silva , SP
Co-Authors:
Gilberto Machado da Silva, ROBSON PEDERIVA
Presenter: Gilberto Machado da Silva
doi://10.26678/ABCM.CONEM2022.CON22-0104
Abstract
Assim como em toda máquina rotativa sempre existira algum desbalanceamento residual, da mesma forma sempre existira algum empeno residual. O desbalanceamento de um rotor é uma situação em que o centro de massa de um componente rotativo, normalmente o eixo e seus componentes fixos não coincide com o centro de rotação, devido à distribuição assimétrica. O empeno de eixos pode ser desenvolvido de várias maneiras e a sua presença cria uma distribuição de tensão axial assimétrica na seção transversal do eixo, resultando num arco permanente, cuja amplitude de excitação é uma quantidade constante. Dado ao fato do desbalanceamento seguido pelo efeito de empeno serem as maiores causas de falhas mecânicas em rotores, a literatura é ampla em trabalhos de identificação dessas falhas. No entanto, nesses estudos, principalmente no caso de rotores sustentados por mancais magnéticos ativos, geralmente é necessário a identificação prévia dos parâmetros dinâmicos do sistema ou das forças magnéticas, o que pode ser impraticável em máquinas reais. Para superar este problema, este trabalho aplica uma metodologia de identificação de falhas mecânicas em um rotor totalmente levitado magneticamente. O método baseia-se no conhecimento da estrutura do modelo matemático desenvolvido para o rotor associado à lei de controle e às forças magnéticas dos mancais. A abordagem baseia-se no uso de equações de correlação obtidas a partir da formulação matricial de Ljapunov. As equações relacionadas aos parâmetros mecânicos de interesse são selecionadas a partir de um conjunto de equações de correlação entre os sinais medidos. Os termos das equações de correlação referentes aos estados que não podem ser medidos são mapeados por redes neurais artificiais. Por fim, é calculada a diferença entre as correlações medidas (com falha) e as correlações esperadas (sem falha). Através dessas diferenças e da rede neural onde o erro se manifesta, é possível concluir quanto ao tipo e a localização da falha no sistema. Através do método proposto, deseja-se identificar numericamente diversas configurações de desbalanceamento do rotor juntamente com o efeito de empeno do eixo.
Keywords
Mancais Magnéticos Ativos, Redes Neurais Artificiais, Identificação de Falhas, dinâmica de rotores
