Vibrações nas principais estruturas e equipamentos de bordo
No blog anterior abordamos os diferentes testes que realizamos nas provas de mar de um navio. E fazemos uma breve explicação dos testes de:
A) Medições de potência no eixo de propulsão com medidores de torque e velocidade do navio.
B) Testes de consumo e temperatura de acordo com o regime de condução nas máquinas de propulsão principais e auxiliares.
Neste blog vamos abordar os diferentes tipos de soluções que devem ser realizadas na fase de projeto do navio para minimizar as vibrações a bordo a ponto de estarem dentro dos parâmetros especificados nas normas IMO e ISO 4867-ISO 4868.
Posteriormente, estes tipos de parâmetros são verificados ou analisados em ensaios de mar com medição de vibrações em diferentes pontos do navio com equipamentos e sensores especiais para cada caso. Ao mesmo tempo, este tipo de verificação é realizado por empresas certificadas pelas Empresas de Classe e possuem pessoal qualificado e treinado para coletar os diferentes tipos de leituras em:
C) Vibrações das Máquinas Principais e Equipamentos Auxiliares.
D) Medição de reações em rolamentos de eixo e buzina.
E) Medição de vibrações torcionais, laterais e axiais.
O projeto conceitual é onde o processo de prevenção de vibrações deve começar. Se os problemas de vibração, repetidamente identificados pela experiência como os mais importantes, forem abordados nas fases iniciais do projeto, poderão ser evitados problemas graves que envolvem custos significativos nos esforços de remediação.
O foco está no planejamento de vibrações nos estágios iniciais do projeto conceitual, onde programas específicos de construção naval ajudam os arquitetos navais a simular as tensões nas diferentes estruturas do navio. Consequentemente, estes programas, além de calcularem os diferentes tipos de tensões nas estruturas, fornecem-nos leituras dos diferentes tipos de vibrações presentes de acordo com as diferentes frequências e condições que o navio irá encontrar. Ao qual arquitetos e engenheiros navais fazem as modificações pertinentes aos projetos antes de seu desenvolvimento.
Os quatro elementos mais importantes a serem considerados em navios de acordo com as vibrações são:
1. Redução da força de amplitude de excitação F.
Na vibração do navio induzida pela hélice, a excitação pode ser reduzida alterando a hidrodinâmica instável da hélice. Isto pode envolver alterações nas linhas ou folgas para reduzir a não uniformidade da esteira ou alterações geométricas na hélice.
2. Aumento da rigidez K.
A rigidez é definida como a força da mola por unidade de deflexão. Em geral, a rigidez deve aumentar em vez de diminuir quando variações na rigidez produzem variações na frequência natural. Não é recomendado reduzir a rigidez do sistema para reduzir a vibração.
3. Evite valores de radiofrequência próximos à unidade. ω/ωn = 1
É a condição ressonante. Na ressonância, a excitação só é combatida pelo amortecimento. Observe que ω/ωn pode ser variado variando a frequência de excitação ω ou a frequência natural ωn. O espectro ω pode ser alterado alterando a RPM de uma fonte de maquinaria rotativa relevante ou, no caso de vibração induzida pela hélice, alterando a RPM da hélice ou o seu número de pás. ωn muda devido a mudanças na massa e/ou rigidez do sistema; aumentar a rigidez é a abordagem usual e preferida.
4. Aumento do amortecimento ζ.
O amortecimento dos sistemas estruturais em geral, principalmente dos navios, é pequeno. Portanto, a amplitude vibracional é aproximadamente independente do amortecimento, exceto no caso de ressonância muito próxima. Além disso, é difícil aumentar significativamente o amortecimento em sistemas como navios; é geralmente o menos eficaz dos quatro parâmetros disponíveis ao projetista para implementar mudanças nas características de vibração do navio.
Na SOUTHERN OCEAN MARINE ENGINEERING SOLUTIONS garantimos que a embarcação desde a sua fase de construção seja construída dentro dos padrões da classe e bandeira, atendendo às exigências dos Armadores e Empresas de Navegação.
No próximo blog continuaremos abordando os diversos testes realizados em navios em provas de mar.
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