BIA - IFPI Campus Teresina Central Bacharelado Bacharelado em Engenharia Mecânica - Teresina Central
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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Desenvolvimento de sistema de baixo custo para manutenção preditiva de motores de indução trifásicos via análise de vibrações com tecnologias IOT
Autor: Silva, Álvaro Barreto da
Orientador(a): Serra, Petteson Linniker Carvalho
metadata.dc.contributor.referee1: Nogueira Júnior, José Weliton
metadata.dc.contributor.referee2: Santos, Raphael Mendes dos
Resumo: Os motores elétricos de indução trifásicos são altamente utilizados em toda a indústria por sua alta eficiência, versatilidade e baixo custo. Por serem equipamentos de alta criticidade, é importante que haja um plano de manutenção adequado para que não haja paradas não planejadas por falha no equipamento. Nesse sentido, a implementação da manutenção preditiva para o monitoramento contínuo do equipamento pode contribuir para a identificação de falhas potenciais e para o planejamento adequado das ações de manutenção. Este trabalho tem como objetivo desenvolver e implementar um sistema de baixo custo para o monitoramento e análise de vibração de um motor de indução trifásico, utilizando a tecnologia da Internet das Coisas (IoT). O sistema transmite dados em tempo real, possibilitando a análise de vibrações contínua do desempenho do motor e a identificação de possíveis falhas. Com foco no baixo custo de aplicação e na eficiência, o sistema integra sensores e o protocolo de comunicação sem fio para fornecer informações precisas e imediatas. Para validar o sistema, foram realizados testes em três motores com condições operacionais distintas, nos quais os resultados obtidos refletiram a condição real dos motores avaliados. No Caso A, motor em condição normal, as análises de RMS e espectrais não apresentaram indícios de falhas. No Caso B, motor com folga mecânica, os valores de RMS para as três posições permaneceram abaixo da classificação de alerta, porém, o valor na posição vertical foi mais elevado, sinalizando uma possível falha. A análise dos sub-harmônicos, confirmou a presença de folgas mecânicas, especialmente na medição horizontal do 2,5XRPM, que atingiu uma amplitude de 3,8 mm/s. No Caso C, motor com falha nos rolamentos, os níveis de vibração RMS mostraram-se em estado crítico de acordo com as normas, indicando uma falha em estágio avançado, o que recomenda a parada imediata do equipamento para manutenção corretiva. A análise espectral dos rolamentos, especialmente na posição axial, revelou altas amplitudes nas frequências características de FTF, BPFO e BSF, com a BSF próxima do limite de 0,8 mm/s, e um espectro preenchido por ruído, confirmando a falha nos rolamentos. A solução proposta demonstrou-se viável e de baixo custo, com potencial de ser implementada em um sistema de manutenção preditiva para motores de indução trifásicos.
Abstract: Three-phase induction electric motors are widely used throughout the industry due to their high efficiency, versatility, and low cost. As these are highly critical pieces of equipment, it's important to have an appropriate maintenance plan to prevent unplanned downtime due to equipment failure. In this regard, implementing predictive maintenance for continuous equipment monitoring can contribute to identifying potential failures and adequately planning maintenance actions. This work aims to develop and implement a low-cost system for monitoring and analyzing the vibration of a three-phase induction motor, using Internet of Things (IoT) technology. The system transmits data in real-time, enabling continuous vibration analysis of motor performance and the identification of possible failures. With a focus on low application cost and efficiency, the system integrates sensors and a wireless communication protocol to provide accurate and immediate information. To validate the system, tests were conducted on three motors with distinct operating conditions, and the results obtained reflected the actual condition of the evaluated motors. In Case A, the motor was in normal condition, and RMS and spectral analyses showed no signs of faults. In Case B, the motor had mechanical looseness; RMS values for all three positions remained below the alert classification, but the vertical position's value was higher, signaling a possible fault. The sub-harmonic analysis, confirmed the presence of mechanical looseness, especially in the horizontal measurement of 2.5XRPM, which reached an amplitude of 3.8 mm/s. In Case C, the motor had bearing failure; RMS vibration levels were critical according to standards, indicating an advanced stage of failure, which recommends immediate equipment shutdown for corrective maintenance. The spectral analysis of the bearings, especially in the axial position, revealed high amplitudes in the characteristic frequencies of FTF, BPFO, and BSF, with BSF close to the 0.8 mm/s limit, and a spectrum filled with noise, confirming the bearing fault. The proposed solution proved to be viable and low-cost, with the potential to be implemented in a predictive maintenance system for three-phase induction motors.
Palavras-chave: Manutenção Preditiva
Internet das Coisas
Análise de Vibrações
Cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS
metadata.dc.language: por
País: Brasil
Editor: Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Piauí
Sigla: IFPI
Unidade: Campus Teresina Central
Citação: SILVA, Álvaro Barreto da. Desenvolvimento de sistema de baixo custo para manutenção preditiva de motores de indução trifásicos via análise de vibrações com tecnologias IOT. Orientador: Petteson Linniker Carvalho Serra. 2025. 115 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Instituto Federal do Piauí, Campus Teresina Central, Teresina, 2025.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://bia.ifpi.edu.br/jspui/handle/123456789/4647
Data do documento: 2025
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