PORTABLE BALANCER "BALANSET-1A"
Sistema de Balanceamento Dinâmico Baseado em PC com Dois Canais
OPERATION MANUAL
rev. 1.56 May 2023
2023 | Estônia, Narva
AVISO DE SEGURANÇA: Este dispositivo está em conformidade com as normas de segurança da UE. Produto a Laser Classe 2. Siga os procedimentos de segurança para equipamentos rotativos. Veja as informações completas de segurança abaixo →
1. VISÃO GERAL DO SISTEMA DE BALANCEAMENTO
Balanceador Balanset-1A oferece serviços de balanceamento dinâmico em um e dois planos para ventiladores, mós de moagem, fusos, britadores, bombas e outras máquinas rotativas.
O balanceador Balanset-1A inclui dois vibrossensores (acelerômetros), sensor de fase a laser (tacômetro), unidade de interface USB de 2 canais com pré-amplificadores, integradores e módulo de aquisição ADC e software de balanceamento baseado em Windows. O Balanset-1A requer um notebook ou outro PC compatível com Windows (WinXP...Win11, 32 ou 64 bits).
O software de balanceamento fornece a solução correta de balanceamento para balanceamento em um plano e em dois planos automaticamente. Balanset-1A é simples de usar para não especialistas em vibração.
Todos os resultados de balanceamento são salvos no arquivo e podem ser usados para criar relatórios.
Principais Recursos
Fácil de Usar
- • Massa de teste selecionável pelo usuário
- • Janela pop-up de validade da massa de teste
- • Entrada manual de dados
Capacidades de Medição
- • RPM, amplitude e fase
- • Análise espectral FFT
- • Exibição de forma de onda e espectro
- • Dados simultâneos de canal duplo
Funções Avançadas
- • Coeficientes de influência salvos
- • Balanceamento de ajuste fino
- • Cálculo de excentricidade do mandril
- • Cálculo de tolerância ISO 1940
Gerenciamento de Dados
- • Armazenamento ilimitado de dados de balanceamento
- • Armazenamento de forma de onda de vibração
- • Arquivo e relatórios
Ferramentas de Cálculo
- • Cálculo de divisão de massa
- • Cálculo de furação
- • Alteração de planos de correção
- • Visualização de gráfico polar
Opções de Análise
- • Remover ou manter massas de teste
- • Gráficos de RunDown (experimental)
2. ESPECIFICAÇÃO
| Parâmetro | Especificação |
|---|---|
| Faixa de medição do valor eficaz (RMS) da velocidade de vibração, mm/s (para vibração 1x) | de 0,2 a 80 |
| A faixa de frequência da medição RMS da velocidade de vibração, Hz | de 5 a 1000 (erro de amplitude ≤10% de 5 a 550 Hz; até 20% de 550 a 1000 Hz) |
| Número de planos de correção | 1 ou 2 |
| Faixa de medição da frequência de rotação, rpm | 250 – 90000 |
| Faixa de medição da fase de vibração, graus angulares | de 0 a 360 |
| Erro de medição da fase de vibração, graus angulares | ± 1 |
| Precisão de medição da velocidade de vibração RMS | ±(0,1 + 0,1×Vmedido) mm/s |
| Precisão de medição da frequência de rotação | ±(1 + 0,005×Nmedido) rpm |
| Tempo médio entre falhas (MTBF), horas, mín | 1000 |
| Vida útil média, anos, mín | 6 |
| Dimensões (com estojo rígido), cm | 39*33*13 |
| Massa, kg | <5 |
| Dimensões totais do sensor vibrador, mm, máx | 25*25*20 |
| Massa do sensor vibrador, kg, máx | 0.04 |
|
Operating Conditions: - Faixa de temperatura: de 5°C a 50°C - Umidade relativa: < 85%, não saturada - Sem campo eletromagnético forte & impacto forte |
|
3. EMBALAGEM
O balanceador Balanset-1A inclui dois acelerômetros de eixo único, marcador de referência de fase a laser (tacômetro digital), unidade de interface USB de 2 canais com pré-amplificadores, integradores e módulo de aquisição ADC e software de balanceamento baseado em Windows.
Conjunto de Entrega
| Descrição | Número | Nota |
|---|---|---|
| Unidade de interface USB | 1 | |
| Marcador de referência de fase a laser (tacômetro) | 1 | |
| Acelerômetros de eixo único | 2 | |
| Suporte magnético | 1 | |
| Balança digital | 1 | |
| Estojo rígido para transporte | 1 | |
| "Balanset-1A". Manual do usuário. | 1 | |
| Disco flash com software de balanceamento | 1 |
4. PRINCÍPIOS DE BALANCEAMENTO
4.1. "Balanset-1A" inclui (fig. 4.1) unidade de interface USB (1), dois acelerômetros (2) e (3), marcador de referência de fase (4) e PC portátil (não fornecido) (5).
O conjunto de entrega também inclui o suporte magnético (6) usado para montar o marcador de referência de fase e balanças digitais 7.
Conectores X1 e X2 destinados à conexão dos sensores de vibração respectivamente aos canais de medição 1 e 2, e o conector X3 usado para a conexão do marcador de referência de fase.
O cabo USB fornece alimentação e conexão da unidade de interface USB ao computador.
Fig. 4.1. Conjunto de entrega do "Balanset-1A"
As vibrações mecânicas causam um sinal elétrico proporcional à aceleração da vibração na saída do sensor de vibração. Sinais digitalizados do módulo ADC transferidos via USB para o PC portátil (5). O marcador de referência de fase gera o sinal de pulso usado para calcular a frequência de rotação e o ângulo de fase da vibração. O software baseado em Windows fornece solução para balanceamento em um e dois planos, análise de espectro, gráficos, relatórios, armazenamento de coeficientes de influência
5. PRECAUÇÕES DE SEGURANÇA
⚡ ATENÇÃO - Segurança Elétrica
5.1. Ao operar com 220 V, as normas de segurança elétrica devem ser observadas. Não é permitido reparar o dispositivo enquanto conectado a 220 V.
5.2. Se você usar o aparelho em um ambiente de energia CA de baixa qualidade ou na presença de interferência na rede, recomenda-se usar alimentação independente da bateria do computador.
⚠️ Requisitos Adicionais de Segurança para Equipamentos Rotativos
- !Bloqueio da Máquina: Sempre implemente os procedimentos adequados de bloqueio e etiquetagem antes de instalar os sensores
- !Equipamento de Proteção Individual: Use óculos de segurança, proteção auditiva e evite roupas folgadas perto de máquinas rotativas
- !Instalação Segura: Certifique-se de que todos os sensores e cabos estejam firmemente fixados e não possam ser puxados por partes rotativas
- !Procedimentos de Emergência: Conheça a localização das paradas de emergência e os procedimentos de desligamento
- !Treinamento: Apenas pessoal treinado deve operar equipamentos de balanceamento em máquinas rotativas
6. CONFIGURAÇÕES DE SOFTWARE E HARDWARE
6.1. Instalação dos drivers USB e do software de balanceamento
Antes de trabalhar, instale os drivers e o software de balanceamento.
Lista de pastas e arquivos
O disco de instalação (pen drive) contém os seguintes arquivos e pastas:
- Bs1Av###Setup – pasta com o software de balanceamento "Balanset-1A" (### – número da versão)
- ArdDrv – drivers USB
- EBalancer_manual.pdf – este manual
- Bal1Av###Setup.exe – arquivo de instalação. Este arquivo contém todos os arquivos e pastas arquivados mencionados acima. ### – versão do software "Balanset-1A".
- Ebalanc.cfg – valor de sensibilidade
- Bal.ini – alguns dados de inicialização
Procedimento de instalação do software
Para instalar os drivers e o software especializado, execute o arquivo Bal1Av###Setup.exe e siga as instruções de instalação pressionando os botões «Next», «ОК» etc.
Escolha a pasta de instalação. Geralmente, a pasta fornecida não deve ser alterada.
Em seguida, o programa solicita a especificação das pastas do grupo de programas e da área de trabalho. Pressione o botão Next.
Finalizando a Instalação
- ✓Instale os sensores no mecanismo inspecionado ou balanceado (Informações detalhadas sobre como instalar os sensores são fornecidas no Anexo 1)
- ✓Conecte os sensores de vibração 2 e 3 às entradas X1 e X2, e o sensor de ângulo de fase à entrada X3 da unidade de interface USB.
- ✓Conecte a unidade de interface USB à porta USB do computador.
- ✓Ao usar a alimentação CA, conecte o computador à rede elétrica. Conecte a fonte de alimentação a 220 V, 50 Hz.
- ✓Clique no atalho "Balanset-1A" na área de trabalho.
7. SOFTWARE DE BALANCEAMENTO
7.1. Geral
Janela inicial
Ao executar o programa "Balanset-1A", a janela Inicial, mostrada na Fig. 7.1, aparece.
Fig. 7.1. Janela inicial do "Balanset-1A"
Há 9 botões na Janela Inicial com os nomes das funções realizadas ao clicar neles.
F1-«Sobre»
Fig. 7.2. Janela F1-«Sobre»
F2-«Plano único», F3-«Dois planos»
Pressionando "F2- Plano único" (ou F2 tecla de função no teclado do computador) seleciona a medição de vibração no canal X1.
Após clicar neste botão, o display do computador mostra o diagrama apresentado na Fig. 7.1, ilustrando um processo de medição de vibração apenas no primeiro canal de medição (ou o processo de balanceamento em um único plano).
Pressionando o "F3-Dois planos" (ou F3 tecla de função no teclado do computador) seleciona o modo de medição de vibração em dois canais X1 e X2 simultaneamente. (Fig. 7.3.)
Fig. 7.3. Janela inicial do "Balanset-1A". Balanceamento em dois planos.
F4 – «Configurações»
Fig. 7.4. Janela "Configurações"
Nesta janela, você pode alterar algumas configurações do Balanset-1A.
- Sensibilidade. O valor nominal é 13 mV / mm/s.
A alteração dos coeficientes de sensibilidade dos sensores é necessária apenas ao substituir os sensores!
Atenção!
Ao inserir um coeficiente de sensibilidade, sua parte fracionária é separada da parte inteira pelo ponto decimal (o sinal ",").
- Média - número de médias (número de rotações do rotor sobre as quais os dados são médios para maior precisão)
- Canal do tacômetro# - canal# ao qual o Tacômetro está conectado. Padrão - 3º canal.
- Irregularidade - a diferença de duração entre pulsos de tacômetro adjacentes, que acima gera o aviso "Falha do tacômetro"
- Imperial/Métrico - Selecione o sistema de unidades.
O número da porta COM é atribuído automaticamente.
F5 – «Medidor de vibração»
Pressionar este botão (ou uma tecla de função de F5 no teclado do computador) ativa o modo de medição de vibração em um ou dois canais de medição do medidor de vibração virtual, dependendo da condição dos botões "F2-plano único", "F3-dois-planos".
F6 – «Relatórios»
Pressionar este botão (ou F6 tecla de função no teclado do computador) ativa o Arquivo de balanceamento, a partir do qual você pode imprimir o relatório com os resultados do balanceamento para um mecanismo específico (rotor).
F7 – «Balanceamento»
Pressionar este botão (ou a tecla de função F7 no teclado) ativa o modo de balanceamento em um ou dois planos de correção, dependendo do modo de medição selecionado ao pressionar os botões "F2-plano único", "F3-dois-planos".
F8 – «Gráficos»
Pressionar este botão (ou F8 tecla de função no teclado do computador) habilita o medidor gráfico de vibração, cuja implementação exibe no display simultaneamente com os valores digitais da amplitude e fase da vibração, gráficos de sua função temporal.
F10 – «Sair»
Pressionar este botão (ou F10 tecla de função no teclado do computador) encerra o programa "Balanset-1A".
7.2. "Medidor de vibração"
Antes de trabalhar no modo "Medidor de vibração" instale os sensores de vibração na máquina e conecte-os respectivamente aos conectores X1 e X2 da unidade de interface USB. O sensor tacho deve ser conectado à entrada X3 da unidade de interface USB.
Fig. 7.5 Unidade de interface USB
Coloque fita refletiva na superfície de um rotor para o funcionamento do tacho.
Fig. 7.6. Fita refletiva.
As recomendações para instalação e configuração dos sensores estão no Anexo 1.
Para iniciar a medição no modo Medidor de vibração, clique no botão "F5 – Medidor de Vibração" na janela Inicial do programa (ver fig. 7.1).
Medidor de vibração janela aparece (ver. Fig.7.7)
Fig. 7.7. Modo de medidor de vibração. Onda e Espectro.
Para iniciar as medições de vibração, clique no botão "F9 – Executar" (ou pressione a tecla de função F9 no teclado).
Se Modo de gatilho Auto está marcada - os resultados das medições de vibração serão exibidos periodicamente na tela.
Em caso de medição simultânea de vibração nos canais primeiro e segundo, as janelas localizadas abaixo das palavras "Plano 1" e "Plano 2" serão preenchidas.
A medição de vibração no modo "Vibração" também pode ser realizada com o sensor de ângulo de fase desconectado. Na janela Inicial do programa, o valor da vibração RMS total (V1s, V2s) será exibido.
Há as seguintes configurações no modo Medidor de vibração
- RMS Baixa, Hz – frequência mais baixa para calcular o RMS da vibração total
- Largura de Banda - faixa de frequência de vibração no gráfico
- Médias - número de médias para maior precisão na medição
Para encerrar o trabalho no modo "Medidor de vibração", clique no botão "F10 – Sair" e retorne à janela Inicial.
Fig. 7.8. Modo medidor de vibração. Velocidade de rotação, Irregularidade, forma de onda de vibração 1x.
Fig. 7.9. Modo medidor de vibração. Parada por inércia (versão beta, sem garantia!).
7.3 Procedimento de balanceamento
O balanceamento é realizado para mecanismos em bom estado técnico e corretamente montados. Caso contrário, antes do balanceamento, o mecanismo deve ser reparado, instalado em mancais adequados e fixado. O rotor deve ser limpo de contaminantes que possam atrapalhar o procedimento de balanceamento.
Antes do balanceamento, meça a vibração no modo Medidor de vibração (botão F5) para ter certeza de que a vibração principal é a vibração 1x.
Fig. 7.10. Modo medidor de vibração. Verificação da vibração total (V1s,V2s) e da vibração 1x (V1o,V2o).
Se o valor da vibração total V1s (V2s) for aproximadamente igual à magnitude da vibração na frequência de rotação (vibração 1x) V1o (V2o), pode-se assumir que a principal contribuição para o mecanismo de vibração vem de um desbalanceamento do rotor. Se o valor da vibração total V1s (V2s) for muito maior que o componente de vibração 1x V1o (V2o), recomenda-se verificar a condição do mecanismo – condição dos rolamentos, sua montagem na base, garantir que não haja contato entre as partes fixas e o rotor durante a rotação, etc.
Você também deve prestar atenção à estabilidade dos valores medidos no modo Medidor de vibração – a amplitude e a fase da vibração não devem variar mais de 10-15% durante o processo de medição. Caso contrário, pode-se assumir que o mecanismo está operando na região próxima à ressonância. Neste caso, altere a velocidade de rotação do rotor e, se isso não for possível, altere as condições de instalação da máquina na fundação (por exemplo, monte-a temporariamente em suportes de mola).
Para o balanceamento do rotor, o método dos coeficientes de influência de balanceamento (método de 3 corridas) deve ser utilizado.
As partidas de teste são realizadas para determinar o efeito da massa de teste na mudança de vibração, a massa e o local (ângulo) de instalação das massas de correção.
Primeiro, determine a vibração original do mecanismo (primeira partida sem massa) e, em seguida, instale a massa de teste no primeiro plano e realize a segunda partida. Depois, remova a massa de teste do primeiro plano, instale no segundo plano e realize a segunda partida.
O programa então calcula e indica na tela o peso e a localização (ângulo) de instalação das massas de correção.
Ao balancear em um único plano (estático), a segunda partida não é necessária.
A massa de teste é instalada em um local arbitrário no rotor onde for conveniente e, em seguida, o raio real é inserido no programa de configuração.
(O Raio de Posição é usado apenas para calcular a quantidade de desbalanceamento em gramas * mm)
Importante!
- As medições devem ser realizadas com a velocidade de rotação constante do mecanismo!
- As massas de correção devem ser instaladas no mesmo raio que as massas de teste!
A massa da massa de teste é selecionada de modo que, após sua instalação, a fase (> 20-30°) e (20-30%) da amplitude de vibração mudem significativamente. Se as mudanças forem muito pequenas, o erro aumenta muito nos cálculos subsequentes. É conveniente definir a massa de teste no mesmo local (o mesmo ângulo) que a marca de fase.
Fórmula de Cálculo da Massa da Massa de Teste
Mt = Mr × Ksupport × Kvibration / (Rt × (N/100)²)
Onde:
- Mt - massa da massa de teste, g
- Mr - massa do rotor, g
- Ksupport - coeficiente de rigidez dos mancais (1-5)
- Kvibration - coeficiente de nível de vibração (0,5-2,5)
- Rt - raio de instalação da massa de teste, cm
- N - velocidade do rotor, rpm
Coeficiente de rigidez do suporte (Ksupport):
- 1.0 - Mancais muito macios (amortecedores de borracha)
- 2.0-3.0 - Rigidez média (rolamentos padrão)
- 4.0-5.0 - Mancais rígidos (fundação maciça)
Coeficiente do nível de vibração (Kvibration):
- 0.5 - Vibração baixa (até 5 mm/s)
- 1.0 - Vibração normal (5-10 mm/s)
- 1.5 - Vibração elevada (10-20 mm/s)
- 2.0 - Vibração alta (20-40 mm/s)
- 2.5 - Vibração muito alta (>40 mm/s)
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Calculadora de Massa de Teste →⚠️ Importante!
Após cada partida de teste, as massas de teste são removidas! As massas de correção são instaladas em um ângulo calculado a partir do local de instalação da massa de teste no sentido de rotação do rotor!
Explicação do Cálculo do Ângulo:
O ângulo de instalação da massa de correção é SEMPRE contado a partir do ponto de instalação da massa de teste no sentido de rotação do rotor.
- Ponto Zero (0°): O local exato onde você instalou a massa de teste torna-se seu ponto de referência (0 graus).
- Direção: Meça o ângulo na mesma direção em que o rotor gira.
Exemplo: Se o rotor gira no sentido horário, meça o ângulo no sentido horário a partir da posição da massa de teste. - Interpretação: Se o programa exibir um ângulo de 120°, você deve instalar a massa de correção 120 graus à frente da posição da massa de teste no sentido de rotação.
Fig. 7.11. Montagem da massa de correção.
Recomendado!
Antes de realizar o balanceamento dinâmico, recomenda-se garantir que o desbalanceamento estático não seja excessivo. Para rotores com eixo horizontal, o rotor pode ser girado manualmente em um ângulo de 90 graus a partir da posição atual. Se o rotor estiver desbalanceado estaticamente, ele girará até uma posição de equilíbrio. Uma vez que o rotor assuma a posição de equilíbrio, é necessário instalar a massa de balanceamento no ponto superior, aproximadamente na parte média do comprimento do rotor. A massa deve ser escolhida de tal forma que o rotor não se mova em nenhuma posição.
Esse pré-balanceamento reduzirá a quantidade de vibração na primeira partida de um rotor fortemente desbalanceado.
Instalação e montagem do sensor
VO sensor de vibração deve ser instalado na máquina no ponto de medição selecionado e conectado à entrada X1 da unidade de interface USB.
Há duas configurações de montagem:
- Ímãs
- Pinos roscados M4
O sensor tacho óptico deve ser conectado à entrada X3 da unidade de interface USB. Além disso, para o uso deste sensor, uma marca refletiva especial deve ser aplicada na superfície de um rotor.
📏 Requisitos de Instalação do Sensor Óptico
- ✓Distância até a superfície do rotor: 50-500 mm (dependendo do modelo do sensor)
- ✓Largura da fita refletiva: Mínimo de 1-1,5 cm (depende da velocidade e do raio)
- ✓Orientação: Perpendicular à superfície do rotor
- ✓Montagem: Use suporte magnético ou grampo para posicionamento estável
- ✓Evite luz solar direta ou iluminação artificial forte no sensor/fita
💡 Cálculo da largura da fita: Para desempenho ideal, calcule a largura da fita usando:
L ≥ (N × R)/30000 ≥ 1,0-1,5 cm
Onde: L - largura da fita (cm), N - velocidade do rotor (rpm), R - raio da fita (cm)
Requisitos detalhados sobre a seleção do local dos sensores e sua fixação no objeto durante o balanceamento estão estabelecidos no Anexo 1.
7.4 Balanceamento em plano único
Fig. 7.12. "Balanceamento em um único plano"
Arquivo de Balanceamento
Para iniciar o trabalho no programa no modo "Balanceamento em plano único" clique no botão "F2-Plano único" (ou pressione a tecla F2 no teclado do computador).
Em seguida, clique no botão "F7 – Balanceamento" botão, após o qual o Arquivo de balanceamento de plano único uma janela aparecerá, na qual os dados de balanceamento serão salvos (ver Fig. 7.13).
Fig. 7.13 A janela para seleção do arquivo de balanceamento em plano único.
Nesta janela, você precisa inserir dados sobre o nome do rotor (Nome do rotor), local de instalação do rotor (Localizar), tolerâncias para vibração e desbalanceamento residual (Tolerância), data da medição. Esses dados são armazenados em um banco de dados. Além disso, uma pasta Arc### é criada em, onde ### é o número do arquivo no qual os gráficos, um arquivo de relatório, etc. serão salvos. Após a conclusão do balanceamento, um arquivo de relatório será gerado que pode ser editado e impresso no editor integrado.
Após inserir os dados necessários, você precisa clicar no botão "F10-OK" botão, após o qual a janela "Balanceamento em plano único" será aberta (ver Fig. 7.13)
Configurações de balanceamento (1 plano)
Fig. 7.14. Plano único. Configurações de balanceamento
No lado esquerdo desta janela são exibidos os dados das medições de vibração e os botões de controle de medição "Run # 0", "Execução nº 1", "Ajuste de Execução".
No lado direito desta janela há três guias:
- Configurações de balanceamento
- Gráficos
- Resultado
O "Configurações de balanceamento" é usado para inserir as configurações de balanceamento:
- "Coeficiente de influência" -
- "Novo Rotor" - seleção do balanceamento de um novo rotor, para o qual não há coeficientes de balanceamento armazenados e são necessárias duas corridas para determinar a massa e o ângulo de instalação da massa de correção.
- "Coef. salvos" - seleção do re-balanceamento do rotor, para o qual há coeficientes de balanceamento salvos e apenas uma corrida é necessária para determinar a massa e o ângulo de instalação da massa de correção.
- "Massa da massa de teste" -
- "Porcentagem" - a massa de correção é calculada como uma porcentagem da massa de teste.
- "Grama" - a massa conhecida da massa de teste é inserida e a massa da massa de correção é calculada em gramas ou em oz para o sistema Imperial.
⚠️ Atenção! Se for necessário usar o "Coef. salvos" Modo para trabalho subsequente durante o balanceamento inicial, a massa da massa de teste deve ser inserida em gramas ou oz, não em %. Balanças estão incluídas no pacote de entrega.
- "Método de fixação da massa"
- "Posição livre" - as massas podem ser instaladas em posições angulares arbitrárias na circunferência do rotor.
- "Posição fixa" - a massa pode ser instalada em posições angulares fixas no rotor, por exemplo, em pás ou furos (por exemplo, 12 furos – 30 graus), etc. O número de posições fixas deve ser inserido no campo apropriado. Após o balanceamento, o programa dividirá automaticamente a massa em duas partes e indicará o número de posições nas quais é necessário instalar as massas obtidas.
- "Ranhura circular" – usado para balanceamento de roda de esmeril. Neste caso, 3 contrapesos são usados para eliminar o desbalanceamento
Fig. 7.17 Balanceamento de roda de esmerilhar com 3 contrapesos
Fig. 7.18 Balanceamento de roda de esmerilhar. Gráfico polar.
Fig. 7.15. Guia de Resultado. Posição fixa de montagem da massa de correção.
Z1 e Z2 – posições das massas corretivas instaladas, calculadas a partir da posição Z1 de acordo com a direção de rotação. Z1 é a posição onde a massa de teste foi instalada.
Fig. 7.16 Posições fixas. Diagrama polar.
- "Raio de montagem da massa, mm" - "Plano1" - O raio da massa de teste no plano 1. É necessário para calcular a magnitude do desbalanceamento inicial e residual para determinar a conformidade com a tolerância para desbalanceamento residual após o balanceamento.
- "Deixar massa de teste no Plano1." Geralmente a massa de teste é removida durante o processo de balanceamento. Mas em alguns casos é impossível removê-la, então você precisa marcar esta caixa para levar em conta a massa da massa de teste nos cálculos.
- "Inserção manual de dados" - usado para inserir manualmente o valor da vibração e a fase nos campos apropriados no lado esquerdo da janela e calcular a massa e o ângulo de instalação da massa de correção ao alternar para a "Resultados" aba
- Botão "Restaurar dados da sessão". Durante o balanceamento, os dados medidos são salvos no arquivo session1.ini. Se o processo de medição foi interrompido devido a travamento do computador ou por outros motivos, ao clicar neste botão você pode restaurar os dados de medição e continuar o balanceamento a partir do momento da interrupção.
- Eliminação da excentricidade do mandril (Balanceamento de índice) Balanceamento com partida adicional para eliminar a influência da excentricidade do mandril (eixo de balanceamento). Monte o rotor alternadamente em 0° e 180° em relação ao. Meça os desbalanceamentos em ambas as posições.
- Tolerância de balanceamento Inserindo ou calculando tolerâncias de desbalanceamento residual em g x mm (Classes G)
- Usar gráfico polar Usar gráfico polar para exibir os resultados do balanceamento
Balanceamento de 1 plano. Novo rotor
Como observado acima, "Novo Rotor" balanceamento requer duas corridas de teste e pelo menos uma corrida de ajuste da máquina de balanceamento.
Execução nº 0 (Execução inicial)
Após instalar os sensores no rotor de balanceamento e inserir os parâmetros de configuração, é necessário ligar a rotação do rotor e, quando ele atingir a velocidade de trabalho, pressionar o "Partida#0" botão para iniciar as medições. A "Gráficos" aba será aberta no painel direito, onde a forma de onda e o espectro da vibração serão mostrados. Na parte inferior da aba, um arquivo de histórico é mantido, no qual os resultados de todas as partidas com referência de tempo são salvos. No disco, este arquivo é salvo na pasta de arquivos pelo nome memo.txt
Atenção!
Antes de iniciar a medição, é necessário ligar a rotação do rotor da máquina de balanceamento (Partida#0) e garantir que a velocidade do rotor esteja estável.
Fig. 7.19. Balanceamento em um plano. Execução inicial (Execução nº 0). Guia Gráficos
Após o término do processo de medição, na Partida#0 seção no painel esquerdo os resultados da medição aparecem - a velocidade do rotor (RPM), RMS (Vo1) e fase (F1) da vibração 1x.
O "F5-Voltar para Execução nº 0" botão (ou a tecla de função F5) é usado para retornar à seção Run#0 e, se necessário, repetir a medição dos parâmetros de vibração.
Execução nº 1 (Massa de teste Plano 1)
Antes de iniciar a medição dos parâmetros de vibração na seção "Execução nº 1 (Massa de teste Plano 1), uma massa de teste deve ser instalada de acordo com "Massa da massa de teste" campo.
O objetivo de instalar uma massa de teste é avaliar como a vibração do rotor muda quando uma massa conhecida é instalada em um local conhecido (ângulo). A massa de teste deve alterar a amplitude da vibração em pelo menos 30% abaixo ou acima da amplitude inicial ou alterar a fase em 30 graus ou mais em relação à fase inicial.
Se for necessário usar o "Coef. salvos" balanceamento para trabalho subsequente, o local (ângulo) de instalação da massa de teste deve ser o mesmo que o local (ângulo) da marca reflexiva.
Ligue novamente a rotação do rotor da máquina de balanceamento e certifique-se de que sua frequência de rotação está estável. Em seguida, clique no "F7-Execução nº 1" botão (ou pressione a tecla F7 no teclado do computador).
Após a medição nas janelas correspondentes da "Execução nº 1 (Massa de teste Plano 1)" seção, os resultados da medição da velocidade do rotor (RPM), bem como o valor do componente RMS (Vо1) e fase (F1) da vibração 1x aparecem.
Ao mesmo tempo, a "Resultado" aba abre no lado direito da janela.
Esta guia exibe os resultados do cálculo da massa e do ângulo da massa de correção, que devem ser instalados no rotor para compensar o desbalanceamento.
Além disso, no caso de uso do sistema de coordenadas polares, o display mostra o valor da massa (M1) e o ângulo de instalação (f1) da massa de correção.
No caso de "Posições fixas" os números das posições (Zi, Zj) e a massa dividida da massa de teste serão exibidos.
Fig. 7.20. Balanceamento em um plano. Execução nº 1 e resultado do balanceamento.
Se Gráfico polar se o diagrama polar estiver marcado, será exibido.
Fig. 7.21. O resultado do balanceamento. Gráfico polar.
Fig. 7.22. O resultado do balanceamento. Massa dividida (posições fixas)
Além disso, se "Gráfico polar" estiver marcado, o gráfico polar será exibido.
Fig. 7.23. Massa dividida em posições fixas. Gráfico polar
⚠️ Atenção!
- Após concluir o processo de medição na segunda execução ("Execução nº 1 (Massa de teste Plano 1)") da máquina de balanceamento, é necessário parar a rotação e remover a massa de teste instalada. Em seguida, instale (ou remova) a massa de correção no rotor de acordo com os dados da aba de resultados.
Se a massa de teste não foi removida, você precisa alternar para a aba "Configurações de balanceamento" e marcar a caixa de seleção em "Deixar massa de teste no Plano 1". Em seguida, volte para a aba "Resultado". O peso e o ângulo de instalação da massa de correção são recalculados automaticamente.
- A posição angular da massa corretiva é realizada a partir do local de instalação da massa de teste. A direção de referência do ângulo coincide com a direção de rotação do rotor.
- No caso de "Posição fixa" - o 1st (Z1), coincide com o local de instalação da massa de teste. A direção de contagem do número da posição é no sentido de rotação do rotor.
- Por padrão, a massa de correção será adicionada ao rotor. Isso é indicado pelo rótulo definido no campo "Adicionar". Se for remover a massa (por exemplo, por perfuração), você deve marcar no campo "Remover" campo, após o qual a posição angular da massa de correção mudará automaticamente em 180º.
Após instalar a massa de correção no rotor de balanceamento na janela de operação, é necessário realizar uma RunC (ajuste) e avaliar a eficácia do balanceamento realizado.
RunC (Verificar qualidade do balanceamento)
⚠️ Atenção! Antes de iniciar a medição no RunC, é necessário ligar a rotação do rotor da máquina e garantir que ele entrou no modo de operação (frequência de rotação estável).
Para realizar a medição de vibração na seção "RunC (Verificar qualidade do balanceamento)", clique no botão "F7 – RunTrim" (ou pressione a tecla F7 no teclado).
Após a conclusão bem-sucedida do processo de medição, na seção "RunC (Verificar qualidade do balanceamento)" no painel esquerdo, aparecem os resultados da medição da velocidade do rotor (RPM), bem como o valor do componente RMS (Vo1) e a fase (F1) da vibração 1x.
Na aba "Resultado", são exibidos os resultados do cálculo da massa e do ângulo de instalação da massa de correção adicional.
Fig. 7.24. Balanceamento em um plano. Executando um RunTrim. Guia Resultado
Esta massa pode ser adicionada à massa de correção já montada no rotor para compensar o desbalanceamento residual. Além disso, o desbalanceamento residual do rotor alcançado após o balanceamento é exibido na parte inferior desta janela.
No caso em que a quantidade de vibração residual e/ou desbalanceamento residual do rotor balanceado atenda aos requisitos de tolerância estabelecidos na documentação técnica, o processo de balanceamento pode ser concluído.
Caso contrário, o processo de balanceamento pode continuar. Isso permite que o método de aproximações sucessivas corrija possíveis erros que possam ocorrer durante a instalação (remoção) da massa de correção em um rotor balanceado.
Ao continuar o processo de balanceamento no rotor de balanceamento, é necessário instalar (remover) massa de correção adicional, cujos parâmetros estão indicados na seção "Massas e ângulos de correção".
Coeficientes de influência (1 plano)
O "F4-Coeff.Inf." botão na aba "Resultado" é usado para visualizar e armazenar na memória do computador os coeficientes de balanceamento do rotor (coeficientes de influência) calculados a partir dos resultados das execuções de calibração.
Quando pressionado, a janela "Coeficientes de influência (plano único)" aparece no display do computador, na qual são exibidos os coeficientes de balanceamento calculados a partir dos resultados das execuções de calibração (teste). Se durante o balanceamento subsequente desta máquina for suposto usar o Modo "Coef. salvos", esses coeficientes devem ser armazenados na memória do computador.
Para isso, clique no botão "F9 - Salvar" e vá para a segunda página do "Arquivo de coef. de influência. Plano único."
Fig. 7.25. Coeficientes de balanceamento no 1º plano
Em seguida, você precisa inserir o nome desta máquina na coluna "Rotor" e clicar no botão "F2-Salvar" para salvar os dados especificados no computador.
Em seguida, você pode voltar para a janela anterior pressionando o botão "F10-Sair" (ou a tecla de função F10 no teclado do computador).
Fig. 7.26. "Arquivo de coef. de influência. Plano único."
Relatório de balanceamento
Após o balanceamento, todos os dados salvos e o relatório de balanceamento criado. Você pode visualizar e editar o relatório no editor integrado. Na janela "Arquivo de balanceamento em um plano" (Fig. 7.9) pressione o botão "F9 -Relatório" para acessar o editor de relatório de balanceamento.
Fig. 7.27. Relatório de balanceamento.
Procedimento de balanceamento com coef. salvos com coeficientes de influência salvos em 1 plano
Configuração do sistema de medição (entrada de dados iniciais)
Balanceamento com coeficientes salvos pode ser realizado em uma máquina para a qual os coeficientes de balanceamento já foram determinados e inseridos na memória do computador.
⚠️ Atenção! Ao realizar o balanceamento com coeficientes salvos, o sensor de vibração e o sensor de ângulo de fase devem ser instalados da mesma forma que durante o balanceamento inicial.
Entrada dos dados iniciais para Balanceamento com coeficientes salvos (como no caso do balanceamento primário ("Novo rotor") começa na aba "Balanceamento em plano único. Configurações de balanceamento.".
Neste caso, na seção "Coeficientes de influência", selecione o item "Coef. salvos". Neste caso, a segunda página da seção "Arquivo de coef. de influência. Plano único.", que armazena um arquivo dos coeficientes de influência salvos.
Fig. 7.28. Balanceamento com coeficientes de influência salvos em 1 plano
Navegando pela tabela deste arquivo usando os botões de controle "►" ou "◄", você pode selecionar o registro desejado com os coeficientes de influência da máquina de interesse. Em seguida, para usar esses dados nas medições atuais, pressione o botão "F2 – Selecionar".
Depois disso, o conteúdo de todas as outras janelas da seção "Balanceamento em plano único. Configurações de balanceamento." é preenchido automaticamente.
Após concluir a entrada dos dados iniciais, você pode começar a medir.
Medições durante o balanceamento com coeficientes de influência salvos
O balanceamento com coeficientes de influência salvos requer apenas uma partida inicial e pelo menos uma partida de teste da máquina de balanceamento.
⚠️ Atenção! Antes de iniciar a medição, é necessário ligar a rotação do rotor e garantir que a frequência de rotação esteja estável.
Para realizar a medição dos parâmetros de vibração na seção "Partida#0 (Inicial, sem massa de teste)", pressione "F7 – Partida#0" (ou pressione a tecla F7 no teclado do computador).
Fig. 7.29. Balanceamento com coeficientes de influência salvos em um plano. Resultados após uma partida.
Nos campos correspondentes da seção "Partida#0", aparecem os resultados da medição da velocidade do rotor (RPM), o valor do componente RMS (Vо1) e a fase (F1) da vibração em 1x.
Ao mesmo tempo, a "Resultado" exibe os resultados do cálculo da massa e do ângulo da massa de correção, que devem ser instalados no rotor para compensar o desbalanceamento.
Além disso, no caso de uso de um sistema de coordenadas polares, o display mostra os valores de massa e os ângulos de instalação das massas de correção.
No caso de divisão da massa de correção em posições fixas, são exibidos os números das posições do rotor de balanceamento e a massa da massa que precisa ser instalada nelas.
Em seguida, o processo de balanceamento é realizado de acordo com as recomendações estabelecidas na seção 7.4.2. para o balanceamento primário.
Eliminação da excentricidade do mandril (Balanceamento de índice)
Se durante o balanceamento o rotor for instalado em um mandril cilíndrico, a excentricidade do mandril pode introduzir um erro adicional. Para eliminar esse erro, o rotor deve ser girado no mandril em 180 graus e realizar uma partida adicional. Isso é chamado de balanceamento de índice.
Para realizar o balanceamento de índice, uma opção especial é fornecida no programa Balanset-1A. Quando a eliminação da excentricidade do mandril está marcada, uma seção adicional RunEcc aparece na janela de balanceamento.
Fig. 7.30. A janela de trabalho para o Balanceamento de índice.
Após executar a Partida # 1 (Massa de teste Plano 1), uma janela aparecerá
Fig. 7.31 Janela de atenção do balanceamento de índice.
Após instalar o rotor com uma rotação de 180°, a execução Run Ecc deve ser concluída. O programa calculará automaticamente o desbalanceamento real do rotor sem afetar a excentricidade do mandril.
7.5 Balanceamento em dois planos
Antes de iniciar o trabalho no Balanceamento em dois planos modo, é necessário instalar sensores de vibração no corpo da máquina nos pontos de medição selecionados e conectá-los às entradas X1 e X2 da unidade de medição, respectivamente.
Um sensor de ângulo de fase óptico deve ser conectado à entrada X3 da unidade de medição. Além disso, para usar este sensor, uma fita refletiva deve ser colada na superfície acessível do rotor da máquina de balanceamento.
Requisitos detalhados para a escolha do local de instalação dos sensores e sua montagem no local durante o balanceamento estão estabelecidos no Apêndice 1.
O trabalho no programa no modo "Balanceamento em dois planos" começa na janela principal dos programas.
Clique no botão "F3-Dois planos" (ou pressione a tecla F3 no teclado do computador).
Em seguida, clique no botão "F7 – Balanceamento", após o qual uma janela de trabalho aparecerá no display do computador (ver Fig. 7.13), com a seleção do arquivo para salvar dados durante o balanceamento em dois planos.
Fig. 7.32 Janela de arquivo de balanceamento em dois planos.
Nesta janela, você precisa inserir os dados do rotor balanceado. Após pressionar o botão "F10-OK", uma janela de balanceamento aparecerá.
Configurações de balanceamento (2 planos)
Fig. 7.33. Janela de balanceamento em dois planos.
No lado direito da janela está a aba "Configurações de balanceamento" para inserir configurações antes do balanceamento.
- Coeficientes de influência - Balanceamento de um novo rotor ou balanceamento usando coeficientes de influência armazenados (coeficientes de balanceamento)
- Eliminação da excentricidade do mandril - Balanceamento com partida adicional para eliminar a influência da excentricidade do mandril
- Método de fixação de massa - Instalação de massas de correção em um local arbitrário na circunferência do rotor ou em uma posição fixa. Cálculos para perfuração ao remover a massa.
- "Posição livre" - as massas podem ser instaladas em posições angulares arbitrárias na circunferência do rotor.
- "Posição fixa" - a massa pode ser instalada em posições angulares fixas no rotor, por exemplo, em pás ou furos (por exemplo, 12 furos – 30 graus), etc. O número de posições fixas deve ser inserido no campo apropriado. Após o balanceamento, o programa dividirá automaticamente a massa em duas partes e indicará o número de posições nas quais é necessário instalar as massas obtidas.
- Massa da massa de teste - Massa de teste
- Deixar massa de teste no Plano1 / Plano2 - Remover ou deixar a massa de teste durante o balanceamento.
- Raio de montagem da massa, mm - Raio de montagem das massas de teste e de correção
- Tolerância de balanceamento - Inserção ou cálculo de tolerâncias de desbalanceamento residual em g-mm
- Usar gráfico polar - Uso de gráfico polar para exibir resultados de balanceamento
- Inserção manual de dados - Inserção manual de dados para cálculo de massas de correção
- Restaurar dados da última sessão - Recuperação dos dados de medição da última sessão em caso de falha para continuar o balanceamento.
Balanceamento em 2 planos. Novo rotor
Configuração do sistema de medição (entrada de dados iniciais)
Inserção dos dados iniciais para o Balanceamento de novo rotor no item "Balanceamento em dois planos. Configurações".
Neste caso, na seção "Coeficientes de influência", selecione o item "Novo rotor".
Em seguida, na seção "Massa da massa de teste", você deve selecionar a unidade de medição da massa da massa de teste - "Grama" ou "Porcentagem".
Ao escolher a unidade de medida "Porcentagem", todos os cálculos subsequentes da massa da massa de correção serão realizados como uma porcentagem em relação à massa da massa de teste.
Ao escolher a unidade de medida "Grama" todas as demais cálculos da massa da massa de correção serão realizados em gramas. Em seguida, insira nas janelas localizadas à direita da inscrição "Grama" a massa das massas de teste que serão instaladas no rotor.
⚠️ Atenção! Se for necessário usar o "Coef. salvos" Modo para trabalho subsequente durante o balanceamento inicial, a massa das massas de teste deve ser inserida em gramas.
Em seguida, selecione "Método de fixação de massa" - "Circunf." ou "Posição fixa".
Se você selecionar "Posição fixa", você deve inserir o número de posições.
Cálculo da tolerância para desbalanceamento residual (Tolerância de balanceamento)
A tolerância para desbalanceamento residual (Tolerância de balanceamento) pode ser calculada de acordo com o procedimento descrito na ISO 1940 Vibração. Requisitos de qualidade de balanceamento para rotores em estado constante (rígido). Parte 1. Especificação e verificação de tolerâncias de balanceamento.
Fig. 7.34. Janela de cálculo da tolerância de balanceamento
Execução inicial (Execução nº 0)
Ao realizar o balanceamento em dois planos no modo "Novo rotor", o balanceamento requer três partidas de calibração e pelo menos uma partida de teste da máquina de balanceamento.
A medição de vibração na primeira partida da máquina é realizada na janela de trabalho "Balanceamento em dois planos" na seção "Partida#0".
Fig. 7.35. Resultados de medição no balanceamento em dois planos após a rodada inicial.
⚠️ Atenção! Antes de iniciar a medição, é necessário ligar a rotação do rotor da máquina de balanceamento (primeira corrida) e garantir que ela tenha entrado no modo de operação com velocidade estável.
Para medir os parâmetros de vibração na Partida#0 seção, clique no botão "F7 – Partida#0" (ou pressione a tecla F7 no teclado do computador)
Os resultados da medição da velocidade do rotor (RPM), o valor RMS (VО1, VО2) e as fases (F1, F2) da vibração 1x aparecem nas janelas correspondentes do Partida#0 seção.
Execução nº 1. Massa de teste no Plano 1
Antes de iniciar a medição dos parâmetros de vibração na seção "Execução nº 1. Massa de teste no Plano 1" você deve parar a rotação do rotor da máquina de balanceamento e instalar nele uma massa de teste, a massa selecionada na seção "Massa da massa de teste".
⚠️ Atenção!
- A questão da escolha da massa das massas de teste e seus locais de instalação no rotor de uma máquina de balanceamento é discutida em detalhes no Apêndice 1.
- Se for necessário usar o Coef. salvos Modo em trabalhos futuros, o local para instalar a massa de teste deve necessariamente coincidir com o local para instalar a marca usada para ler o ângulo de fase.
Após isso, é necessário ligar a rotação do rotor da máquina de balanceamento novamente e garantir que ela tenha entrado no modo de operação.
Para medir os parâmetros de vibração na seção "Execução nº 1. Massa de teste no Plano 1", clique no botão "F7 – Execução nº 1" botão (ou pressione a tecla F7 no teclado do computador).
Após a conclusão bem-sucedida do processo de medição, você retorna para a aba de resultados de medição.
Neste caso, nas janelas correspondentes da seção "Execução nº 1. Massa de teste no Plano 1" são exibidos os resultados da medição da velocidade do rotor (RPM), bem como o valor dos componentes do RMS (Vо1, Vо2) e das fases (F1, F2) da vibração 1x.
"Partida nº 2. Massa de teste no Plano 2"
Antes de iniciar a medição dos parâmetros de vibração na seção "Execução nº 2. Massa de teste no Plano 2", você deve executar as seguintes etapas:
- parar a rotação do rotor da máquina de balanceamento;
- remover a massa de teste instalada no plano 1;
- instale uma massa de teste no plano 2, a massa selecionada na seção "Massa da massa de teste".
Após isso, ligue a rotação do rotor da máquina de balanceamento e certifique-se de que ele atingiu a velocidade de operação.
Para iniciar a medição de vibração na seção "Execução nº 2. Massa de teste no Plano 2", clique no botão "F7 – Execução nº 2" botão (ou pressione a tecla F7 no teclado do computador). Em seguida, a aba "Resultado" é aberta.
No caso de uso do Método de fixação de massa" - "Posições livres, o display mostra os valores de massa (M1, M2) e os ângulos de instalação (f1, f2) das massas de correção.
Fig. 7.36. Resultados do cálculo das massas de correção – posição livre
Fig. 7.37. Resultados do cálculo das massas corretivas – posição livre. Diagrama polar
No caso de uso do Método de Fixação de Massa" – "Posições fixas
Fig. 7.38. Resultados do cálculo das massas de correção – posição fixa.
Fig. 7.39. Resultados do cálculo das massas corretivas – posição fixa. Diagrama polar.
No caso de uso do Método de Fixação de Massa" – "Ranhura circular"
Fig. 7.40. Resultados do cálculo das massas de correção – Ranhura circular.
⚠️ Atenção!
- Após concluir o processo de medição no EXECUÇÃO nº 2 da máquina de balanceamento, pare a rotação do rotor e remova a massa de teste instalada anteriormente. Em seguida, você pode instalar (ou remover) as massas de correção.
- A posição angular das massas de correção no sistema de coordenadas polares é contada a partir do local de instalação da massa de teste no sentido de rotação do rotor.
- No caso de "Posição fixa" - o 1st (Z1), coincide com o local de instalação da massa de teste. A direção de contagem do número da posição é no sentido de rotação do rotor.
- Por padrão, a massa de correção será adicionada ao rotor. Isso é indicado pelo rótulo definido no campo "Adicionar". Se for remover a massa (por exemplo, por perfuração), você deve marcar no campo "Remover" campo, após o qual a posição angular da massa de correção mudará automaticamente em 180º.
RunC (Execução de ajuste)
Após instalar a massa de correção no rotor de balanceamento, é necessário realizar uma Execução de ajuste (RunC) e avaliar a eficácia do balanceamento realizado.
⚠️ Atenção! Antes de iniciar a medição na corrida de teste, é necessário ligar a rotação do rotor da máquina e garantir que ela tenha atingido a velocidade de operação.
Para medir os parâmetros de vibração na seção RunTrim (Verificar qualidade do balanceamento), clique na aba "F7 – RunTrim" botão (ou pressione a tecla F7 no teclado do computador).
Serão mostrados os resultados da medição da frequência de rotação do rotor (RPM), bem como o valor do componente RMS (Vо1) e a fase (F1) da vibração 1x.
O "Resultado" aparece no lado direito da janela de trabalho com a tabela de resultados de medição, que exibe os resultados do cálculo dos parâmetros das massas de correção adicionais.
Essas massas podem ser adicionadas às massas de correção já instaladas no rotor para compensar o desbalanceamento residual.
Além disso, o desbalanceamento residual do rotor alcançado após o balanceamento é exibido na parte inferior desta janela.
No caso em que os valores da vibração residual e/ou do desbalanceamento residual do rotor balanceado satisfazem aos requisitos de tolerância estabelecidos na documentação técnica, o processo de balanceamento pode ser concluído.
Caso contrário, o processo de balanceamento pode continuar. Isso permite que o método de aproximações sucessivas corrija possíveis erros que possam ocorrer durante a instalação (remoção) da massa de correção em um rotor balanceado.
Ao continuar o processo de balanceamento no rotor de balanceamento, é necessário instalar (remover) massa de correção adicional, cujos parâmetros são indicados na janela "Resultado".
Na aba "Resultado" janela existem dois botões de controle que podem ser usados - "F4-Coeff.Inf.", "F5 – Alterar planos de correção".
Coeficientes de influência (2 planos)
O "F4-Coeff.Inf." botão (ou a tecla de função F4 no teclado do computador) é usado para visualizar e salvar os coeficientes de balanceamento do rotor na memória do computador, calculados a partir dos resultados de duas partidas de calibração.
Quando pressionado, a janela "Coeficientes de influência (dois planos)" janela de trabalho aparece no display do computador, na qual são exibidos os coeficientes de balanceamento calculados com base nos resultados das três primeiras partidas de calibração.
Fig. 7.41. Janela de trabalho com coeficientes de balanceamento em 2 planos.
No futuro, quando o balanceamento desse tipo de máquina for previsto, será necessário usar o modo "Coef. salvos" e os coeficientes de balanceamento armazenados na memória do computador.
Para salvar os coeficientes, clique no botão "F9 – Salvar" e vá para as janelas "Arquivo de coeficientes de influência (2 planos)" (veja a Fig. 7.42)
Fig. 7.42. A segunda página da janela de trabalho com coeficientes de balanceamento em 2 planos.
Alterar planos de correção
O "F5 – Alterar planos de correção" botão é usado quando for necessário alterar a posição dos planos de correção, quando for necessário recalcular as massas e os ângulos de instalação das massas de correção.
Este modo é principalmente útil ao balancear rotores de formato complexo (por exemplo, virabrequins).
Ao pressionar este botão, a janela de trabalho "Recálculo da massa e do ângulo das massas de correção para outros planos de correção" é exibido na tela do computador.
Nesta janela de trabalho, você deve selecionar uma das 4 opções possíveis clicando na imagem correspondente.
Os planos de correção originais (Н1 e Н2) são marcados em verde, e os novos (K1 e K2), para os quais é feito o recálculo, em vermelho.
Em seguida, no "Dados de cálculo" seção, insira os dados solicitados, incluindo:
- a distância entre os planos de correção correspondentes (a, b, c);
- novos valores dos raios de instalação das massas de correção no rotor (R1', R2').
Após inserir os dados, você deve pressionar o botão "F9-calcular"
Os resultados do cálculo (massas M1, M2 e ângulos de instalação das massas de correção f1, f2) são exibidos na seção correspondente desta janela de trabalho.
Fig. 7.43 Alteração dos planos de correção. Recálculo da massa e do ângulo de correção para outros planos de correção.
Coef. de balanceamento salvos em 2 planos
Balanceamento com coeficientes salvos pode ser realizado em uma máquina para a qual os coeficientes de balanceamento já foram determinados e salvos na memória do computador.
⚠️ Atenção! Ao rebalancear, os sensores de vibração e o sensor de ângulo de fase devem ser instalados da mesma maneira que durante o balanceamento inicial.
A entrada de dados iniciais para o re-balanceamento começa no "Balanceamento em dois planos. Configurações de balanceamento".
Neste caso, na seção "Coeficientes de influência", selecione o item "Coef. salvos" Item. Neste caso, a janela "Arquivo de coeficientes de influência (2 planos)" aparecerá, na qual o arquivo dos coeficientes de balanceamento determinados anteriormente é armazenado.
Navegando pela tabela deste arquivo usando os botões de controle "►" ou "◄", você pode selecionar o registro desejado com os coeficientes de influência da máquina de interesse. Em seguida, para usar esses dados nas medições atuais, pressione o botão "F2 – OK" botão e retorne à janela de trabalho anterior.
Fig. 7.44. A segunda página da janela de trabalho com coeficientes de balanceamento em 2 planos.
Depois disso, o conteúdo de todas as outras janelas da seção "Balanceamento em 2 pl. Dados de origem" é preenchido automaticamente.
Coef. salvos. Balanceamento
"Coef. salvos" balanceamento requer apenas uma partida de ajuste e pelo menos uma partida de teste da máquina de balanceamento.
A medição de vibração na partida de ajuste (Run # 0) da máquina é realizado na "Balanceamento em 2 planos" janela de trabalho com uma tabela de resultados de balanceamento na Run # 0 seção.
⚠️ Atenção! Antes de iniciar a medição, é necessário ligar a rotação do rotor da máquina de balanceamento e garantir que ela tenha entrado no modo de operação com velocidade estável.
Para medir os parâmetros de vibração na Run # 0 seção, clique no "F7 – Partida#0" botão (ou pressione a tecla F7 no teclado do computador).
Os resultados da medição da velocidade do rotor (RPM), bem como os valores dos componentes do RMS (VО1, VО2) e das fases (F1, F2) da vibração 1x aparecem nos campos correspondentes da Run # 0 seção.
Ao mesmo tempo, a "Resultado" guia abre, que exibe os resultados do cálculo dos parâmetros das massas de correção que devem ser instaladas no rotor para compensar seu desbalanceamento.
Além disso, no caso de uso do sistema de coordenadas polares, o display mostra os valores das massas e os ângulos de instalação das massas de correção.
No caso de decomposição das massas de correção nas pás, são exibidos os números das pás do rotor de balanceamento e a massa que precisa ser instalada nelas.
Em seguida, o processo de balanceamento é realizado de acordo com as recomendações estabelecidas na seção 7.6.1.2. para o balanceamento primário.
⚠️ Atenção!
- Após a conclusão do processo de medição, após a segunda partida da máquina balanceada, pare a rotação de seu rotor e remova a massa de teste previamente instalada. Somente então você pode começar a instalar (ou remover) a massa de correção no rotor.
- A contagem da posição angular do local de adição (ou remoção) da massa de correção do rotor é realizada no local de instalação da massa de teste no sistema de coordenadas polares. A direção da contagem coincide com a direção do ângulo de rotação do rotor.
- No caso de balanceamento nas pás – a pá do rotor balanceada, designada como posição 1, coincide com o local de instalação da massa de teste. A direção do número de referência da pá mostrada no display do computador é realizada no sentido de rotação do rotor.
- Nesta versão do programa, é aceito por padrão que a massa de correção será adicionada no rotor. A marca estabelecida no campo "Adição" atesta isso. Em caso de correção do desbalanceamento por remoção de uma massa (por exemplo, por perfuração), é necessário estabelecer a marca no campo "Remoção", então a posição angular da massa de correção mudará automaticamente em 180º.
Eliminação da excentricidade do mandril (Balanceamento de índice) - Dois Planos
Se durante o balanceamento o rotor for instalado em um mandril cilíndrico, a excentricidade do mandril pode introduzir um erro adicional. Para eliminar esse erro, o rotor deve ser girado no mandril em 180 graus e realizar uma partida adicional. Isso é chamado de balanceamento de índice.
Para realizar o balanceamento de índice, uma opção especial é fornecida no programa Balanset-1A. Quando a eliminação da excentricidade do mandril está marcada, uma seção adicional RunEcc aparece na janela de balanceamento.
Fig. 7.45. A janela de trabalho para balanceamento por índice.
Após executar Run # 2 (Massa de teste Plano 2), uma janela aparecerá
Fig. 7.46. Janelas de atenção
Após instalar o rotor com uma rotação de 180°, a execução Run Ecc deve ser concluída. O programa calculará automaticamente o desbalanceamento real do rotor sem afetar a excentricidade do mandril.
7.6 Modo Gráficos
O trabalho no modo "Gráficos" começa na janela Inicial (ver. Fig. 7.1) pressionando "F8 – Gráficos". Em seguida, abre-se uma janela "Medição de vibração em dois canais. Gráficos" (ver. Fig. 7.19).
Fig. 7.47. Janela de operação "Medição de vibração em dois canais. Gráficos".
Ao trabalhar neste modo, é possível traçar quatro versões de gráfico de vibração.
A primeira versão permite obter a função temporal da vibração total (de velocidade de vibração) nos primeiro e segundo canais de medição.
A segunda versão permite obter gráficos de vibração (de velocidade de vibração), que ocorrem na frequência de rotação e seus componentes harmônicos superiores.
Esses gráficos são obtidos como resultado da filtragem síncrona da função temporal da vibração total.
A terceira versão fornece gráficos de vibração com os resultados da análise harmônica.
A quarta versão permite obter um gráfico de vibração com os resultados da análise espectral.
Gráficos de vibração global
Para traçar um gráfico de vibração global na janela de operação "Medição de vibração em dois canais. Gráficos" é necessário selecionar o modo de operação "vibração total" clicando no botão apropriado. Em seguida, defina a medição de vibração na caixa "Duração, em segundos," clicando no botão «▼» e selecione na lista suspensa a duração desejada do processo de medição, que pode ser igual a 1, 5, 10, 15 ou 20 segundos;
Ao ficar pronto, pressione (clique) no "F9-Medir" botão, então o processo de medição de vibração começa simultaneamente em dois canais.
Após a conclusão do processo de medição, na janela de operação aparecem gráficos da função temporal da vibração total do primeiro (vermelho) e do segundo (verde) canais (ver Fig. 7.47).
Nesses gráficos, o tempo é plotado no eixo X e a amplitude da velocidade de vibração (mm/s) é plotada no eixo Y.
Fig. 7.48. Janela de operação para a exibição dos gráficos da função temporal da vibração global
Há também marcas (azuis) nesses gráficos conectando os gráficos de vibração total com a frequência de rotação do rotor. Além disso, cada marca indica o início (fim) da próxima revolução do rotor.
Caso seja necessária a mudança de escala do gráfico no eixo X, o controle deslizante, indicado por uma seta na fig. 7.20, pode ser usado.
Gráficos de vibração 1x
Para traçar um gráfico de vibração 1x na janela de operação "Medição de vibração em dois canais. Gráficos" é necessário selecionar o modo de operação "Vibração 1x" clicando no botão apropriado.
Em seguida, aparece a janela de operação "Vibração 1x".
Pressione (clique) no "F9-Medir" botão, então o processo de medição de vibração começa simultaneamente em dois canais.
Fig. 7.49. Janela de operação para a exibição dos gráficos de vibração 1x.
Após a conclusão do processo de medição e do cálculo matemático dos resultados (filtragem síncrona da função temporal da vibração global), na tela da janela principal, em um período igual a uma rotação do rotor aparecem gráficos da Vibração 1x em dois canais.
Neste caso, um gráfico para o primeiro canal é representado em vermelho e para o segundo canal em verde. Nestes gráficos, o ângulo de rotação do rotor é plotado (de marca a marca) no eixo X e a amplitude da velocidade de vibração (mm/s) é plotada no eixo Y.
Além disso, na parte superior da janela de trabalho (à direita do botão "F9 – Medir") valores numéricos das medições de vibração de ambos os canais, semelhantes aos que obtemos no "Medidor de vibração" modo, são exibidos.
Em particular: valor RMS da vibração global (V1s, V2s), a magnitude do RMS (V1o, V2o) e a fase (Fi, Fj) da vibração 1x e a velocidade do rotor (Nrev).
Gráficos de vibração com os resultados da análise harmônica
Para traçar um gráfico com os resultados da análise harmônica na janela de operação "Medição de vibração em dois canais. Gráficos" é necessário selecionar o modo de operação "Análise harmônica" clicando no botão apropriado.
Em seguida, aparece uma janela de operação para exibição simultânea de gráficos da função temporal e do espectro dos aspectos harmônicos da vibração, cujo período é igual ou múltiplo da frequência de rotação do rotor.
Atenção!
Ao operar neste modo, é necessário usar o sensor de ângulo de fase que sincroniza o processo de medição com a frequência do rotor das máquinas às quais o sensor está conectado.
Fig. 7.50. Janela de operação harmônicos da vibração 1x.
Ao ficar pronto, pressione (clique) no "F9-Medir" botão, então o processo de medição de vibração começa simultaneamente em dois canais.
Após a conclusão do processo de medição, na janela de operação aparecem gráficos da função temporal (gráfico superior) e harmônicos da vibração 1x (gráfico inferior).
O número de componentes harmônicas é plotado no eixo X e o RMS da velocidade de vibração (mm/s) é plotado no eixo Y.
Gráficos de vibração no domínio do tempo e espectro
Para traçar um gráfico de espectro, use "F5-Espectro" guia:
Em seguida, aparece uma janela de operação para exibição simultânea dos gráficos de onda e espectro de vibração.
Fig. 7.51. Janela de operação para a exibição do espectro de vibração.
Ao ficar pronto, pressione (clique) no "F9-Medir" botão, então o processo de medição de vibração começa simultaneamente em dois canais.
Após a conclusão do processo de medição, na janela de operação aparecem os gráficos da função temporal (gráfico superior) e do espectro de vibração (gráfico inferior).
A frequência de vibração é plotada no eixo X e o RMS da velocidade de vibração (mm/s) é plotado no eixo Y.
Neste caso, um gráfico para o primeiro canal é representado em vermelho e para o segundo canal em verde.
8. Instruções gerais sobre operação e manutenção do dispositivo
8.1 Critérios de Qualidade de Balanceamento (Norma ISO 2372)
A qualidade do balanceamento pode ser avaliada usando os níveis de vibração estabelecidos pela norma ISO 2372. A tabela abaixo mostra os níveis de vibração aceitáveis para diferentes classes de máquinas:
| Classe da Máquina | Bom (mm/s RMS) |
Aceitável (mm/s RMS) |
Ainda Aceitável (mm/s RMS) |
Inaceitável (mm/s RMS) |
|---|---|---|---|---|
| Classe 1 Máquinas pequenas em fundações rígidas (motores até 15 kW) |
< 0.7 | 0.7 - 1.8 | 1.8 - 4.5 | > 4,5 |
| Classe 2 Máquinas médias sem fundações (motores 15-75 kW), mecanismos de acionamento até 300 kW |
< 1.1 | 1.1 - 2.8 | 2.8 - 7.1 | > 7,1 |
| Classe 3 Máquinas grandes em fundações rígidas (equipamentos acima de 300 kW) |
< 1.8 | 1.8 - 4.5 | 4.5 - 11 | > 11 |
| Classe 4 Máquinas grandes em fundações leves (equipamentos acima de 300 kW) |
< 2.8 | 2.8 - 7.1 | 7.1 - 18 | > 18 |
Nota: Esses valores fornecem diretrizes para avaliar a qualidade do balanceamento. Consulte sempre as especificações do fabricante do equipamento específico e as normas aplicáveis para sua aplicação.
8.2 Requisitos de Manutenção
🔧 Manutenção Regular
- ✓Calibração regular dos sensores de acordo com as especificações do fabricante
- ✓Mantenha os sensores limpos e livres de detritos magnéticos
- ✓Armazene o equipamento na estojo protetor quando não estiver em uso
- ✓Proteja o sensor a laser contra poeira e umidade
- ✓Verifique regularmente as conexões dos cabos quanto a desgaste ou danos
- ✓Atualize o software conforme recomendado pelo fabricante
- ✓Mantenha cópias de backup dos dados importantes de balanceamento
📋 Normas de Manutenção da UE
A manutenção do equipamento deve estar em conformidade com:
- EN ISO 9001: Requisitos de sistemas de gestão da qualidade
- EN 13306: Terminologia e definições de manutenção
- EN 15341: Indicadores-chave de desempenho de manutenção
- Inspeções regulares de segurança conforme a diretiva de máquinas da UE
ANEXO 1. BALANCEAMENTO DE ROTORES
O rotor é um corpo que gira em torno de um determinado eixo e é suportado por suas superfícies de mancal nos apoios. As superfícies de mancal do rotor transmitem pesos aos apoios através de rolamentos ou mancais de deslizamento. Ao usar o termo "superfície de mancal", referimo-nos simplesmente ao munhão* ou às superfícies substitutas do munhão.
*Munhão (Zapfen em alemão para "munhão", "pino") - é uma parte de um eixo ou um eixo, que é suportado por um suporte (caixa de mancal).
fig.1 Rotor e forças centrífugas.
Em um rotor perfeitamente balanceado, sua massa é distribuída simetricamente em relação ao eixo de rotação. Isso significa que qualquer elemento do rotor pode corresponder a outro elemento localizado simetricamente em relação ao eixo de rotação. Durante a rotação, cada elemento do rotor é submetido a uma força centrífuga direcionada na direção radial (perpendicular ao eixo de rotação do rotor). Em um rotor balanceado, a força centrífuga que atua sobre qualquer elemento do rotor é equilibrada pela força centrífuga que atua sobre o elemento simétrico. Por exemplo, os elementos 1 e 2 (mostrados na fig.1 e coloridos em verde) são influenciados pelas forças centrífugas F1 e F2: iguais em valor e absolutamente opostas em direção. Isso é válido para todos os elementos simétricos do rotor e, portanto, a força centrífuga total que atua sobre o rotor é igual a 0, o rotor está balanceado. Mas se a simetria do rotor for quebrada (na Figura 1, o elemento assimétrico está marcado em vermelho), então a força centrífuga desbalanceada F3 começa a atuar sobre o rotor.
Ao girar, essa força muda de direção junto com a rotação do rotor. A carga dinâmica resultante dessa força é transferida para os rolamentos, o que leva ao seu desgaste acelerado. Além disso, sob a influência dessa força variável, ocorre uma deformação cíclica dos apoios e da fundação na qual o rotor está fixado, o que produz vibração. Para eliminar o desbalanceamento do rotor e a vibração acompanhante, é necessário posicionar massas de balanceamento, que restaurarão a simetria do rotor.
O balanceamento de rotor é uma operação para eliminar o desbalanceamento adicionando massas de balanceamento.
A tarefa do balanceamento é encontrar o valor e os locais (ângulo) de instalação de uma ou mais massas de balanceamento.
Os tipos de rotores e desbalanceamento
Considerando a resistência do material do rotor e a magnitude das forças centrífugas que atuam sobre ele, os rotores podem ser divididos em dois tipos: rígidos e flexíveis.
Rotores rígidos nas condições de operação sob a influência da força centrífuga podem sofrer leve deformação, mas a influência dessa deformação nos cálculos pode, portanto, ser negligenciada.
A deformação de rotores flexíveis, por outro lado, nunca deve ser negligenciada. A deformação de rotores flexíveis complica a solução do problema de balanceamento e requer o uso de outros modelos matemáticos em comparação com a tarefa de balanceamento de rotores rígidos. É importante mencionar que o mesmo rotor em baixas velocidades de rotação pode se comportar como um rígido e em altas velocidades se comportará como um flexível. A seguir, consideraremos apenas o balanceamento de rotores rígidos.
Dependendo da distribuição das massas desbalanceadas ao longo do comprimento do rotor, dois tipos de desbalanceamento podem ser distinguidos – estático e dinâmico. O mesmo se aplica ao balanceamento estático e dinâmico do rotor.
O desbalanceamento estático do rotor ocorre sem a rotação do rotor. Em outras palavras, ele está em repouso quando o rotor está sob a influência da gravidade e, além disso, gira o "ponto pesado" para baixo. Um exemplo de um rotor com desbalanceamento estático é apresentado na Fig.2
Fig.2
O desbalanceamento dinâmico ocorre apenas quando o rotor gira.
Um exemplo de um rotor com desbalanceamento dinâmico é apresentado na Fig.3.
Fig.3. Desbalanceamento dinâmico do rotor – par de forças centrífugas
Neste caso, massas desbalanceadas iguais M1 e M2 estão localizadas em superfícies diferentes – em lugares diferentes ao longo do comprimento do rotor. Na posição estática, ou seja, quando o rotor não gira, o rotor pode ser influenciado apenas pela gravidade e as massas, portanto, se equilibrarão mutuamente. Na dinâmica, quando o rotor está girando, as massas M1 e M2 começam a ser influenciadas pelas forças centrífugas FЎ1 e FЎ2. Essas forças são iguais em valor e opostas em direção. No entanto, como estão localizadas em lugares diferentes ao longo do comprimento do eixo e não estão na mesma linha, as forças não se compensam. As forças FЎ1 e FЎ2 criam um momento que atua sobre o rotor. É por isso que esse desbalanceamento tem outro nome "de momento". Consequentemente, forças centrífugas não compensadas atuam sobre os mancais de apoio, que podem exceder significativamente as forças nas quais nos baseamos e também reduzir a vida útil dos rolamentos.
Como esse tipo de desbalanceamento ocorre apenas na dinâmica durante a rotação do rotor, é chamado de dinâmico. Não pode ser eliminado no balanceamento estático (ou chamado "nas facas") ou em qualquer outro método semelhante. Para eliminar o desbalanceamento dinâmico, é necessário instalar duas massas compensadoras que criarão um momento igual em valor e oposto em direção ao momento resultante das massas M1 e M2. As massas compensadoras não precisam necessariamente ser instaladas opostas às massas M1 e M2 e nem ser iguais a elas em valor. O mais importante é que elas criem um momento que compense totalmente o momento de desbalanceamento.
Em geral, as massas M1 e M2 podem não ser iguais entre si, portanto, haverá uma combinação de desbalanceamento estático e dinâmico. É teoricamente comprovado que, para um rotor rígido, para eliminar seu desbalanceamento, é necessário e suficiente instalar duas massas espaçadas ao longo do comprimento do rotor. Essas massas compensarão tanto o momento resultante do desbalanceamento dinâmico quanto a força centrífuga resultante da assimetria da massa em relação ao eixo do rotor (desbalanceamento estático). Como de costume, o desbalanceamento dinâmico é típico para rotores longos, como eixos, e o estático – para estreitos. No entanto, se o rotor estreito for montado inclinado em relação ao eixo, ou pior, deformado (o chamado "pêndulo da roda"), neste caso será difícil eliminar o desbalanceamento dinâmico (ver Fig.4), devido ao fato de ser difícil definir massas de correção que criem o momento compensador correto.
Fig.4 Balanceamento dinâmico da roda oscilante
Como o ombro estreito do rotor cria um momento curto, pode exigir massas de correção de grande massa. Mas, ao mesmo tempo, há um chamado "desbalanceamento induzido" adicional associado à deformação do rotor estreito sob a influência de forças centrífugas das massas de correção.
Veja o exemplo:
"Instruções metodológicas para balanceamento de rotores rígidos" ISO 1940-1:2003 Vibração mecânica – Requisitos de qualidade de balanceamento para rotores em estado constante (rígido) – Parte 1: Especificação e verificação de tolerâncias de balanceamento
Isso é visível para rodas de ventilador estreitas, que, além do desbalanceamento de potência, também são influenciadas por um desbalanceamento aerodinâmico. E é importante ter em mente que o desbalanceamento aerodinâmico, na verdade a força aerodinâmica, é diretamente proporcional à velocidade angular do rotor, e para compensá-lo, usa-se a força centrífuga da massa de correção, que é proporcional ao quadrado da velocidade angular. Portanto, o efeito de balanceamento pode ocorrer apenas em uma frequência de balanceamento específica. Em outras velocidades, haveria uma lacuna adicional. O mesmo pode ser dito sobre as forças eletromagnéticas em um motor eletromagnético, que também são proporcionais à velocidade angular. Em outras palavras, é impossível eliminar todas as causas de vibração do mecanismo por qualquer meio de balanceamento.
Fundamentos da Vibração
A vibração é uma reação do projeto do mecanismo ao efeito de uma força de excitação cíclica. Essa força pode ter natureza diversa.
- A força centrífuga resultante do desbalanceamento do rotor é uma força não compensada que influencia o "ponto pesado". Essa força, bem como a vibração por ela causada, são eliminadas pelo balanceamento do rotor.
- Forças interativas, que têm uma natureza "geométrica" e surgem de erros na fabricação e instalação de peças acopladas. Essas forças podem ocorrer, por exemplo, devido à não circularidade do munhão do eixo, erros nos perfis dos dentes nas engrenagens, ondulação das pistas de rolamento, desalinhamento dos eixos acoplados, etc. Em caso de não circularidade dos colos, o eixo do eixo se deslocará dependendo do ângulo de rotação do eixo. Embora essa vibração se manifeste na velocidade do rotor, é quase impossível eliminá-la com o balanceamento.
- Forças aerodinâmicas resultantes da rotação dos impelidores dos ventiladores e outros mecanismos de pás. Forças hidrodinâmicas resultantes da rotação dos impelidores de bombas hidráulicas, turbinas, etc.
- Forças eletromagnéticas que surgem do funcionamento de máquinas elétricas como resultado, por exemplo, da assimetria dos enrolamentos do rotor, da presença de espiras em curto-circuito, etc.
A magnitude da vibração (por exemplo, sua amplitude AB) depende não apenas da magnitude da força de excitação Fт atuando no mecanismo com a frequência circular ω, mas também da rigidez k da estrutura do mecanismo, sua massa m e coeficiente de amortecimento C.
Diversos tipos de sensores podem ser usados para medir a vibração e balancear mecanismos, incluindo:
- sensores de vibração absoluta projetados para medir a aceleração de vibração (acelerômetros) e sensores de velocidade de vibração;
- sensores de vibração relativos do tipo corrente de Foucault ou capacitivos, projetados para medir vibração.
Em alguns casos (quando a estrutura do mecanismo permite), sensores de força também podem ser usados para examinar seu peso de vibração.
Particularmente, eles são amplamente usados para medir o peso de vibração dos apoios de máquinas de balanceamento de rolamento rígido.
Portanto, a vibração é a reação do mecanismo à influência de forças externas. A quantidade de vibração depende não apenas da magnitude da força atuando no mecanismo, mas também da rigidez do mecanismo. Duas forças com a mesma magnitude podem levar a vibrações diferentes. Em mecanismos com estrutura de apoio rígido, mesmo com pequena vibração, as unidades de rolamento podem ser significativamente influenciadas por pesos dinâmicos. Portanto, ao balancear mecanismos com pernas rígidas, aplique sensores de força e vibração (vibroacelerômetros). Sensores de vibração são usados apenas em mecanismos com apoios relativamente flexíveis, exatamente quando a ação de forças centrífugas desbalanceadas leva a uma deformação perceptível dos apoios e vibração. Sensores de força são usados em apoios rígidos mesmo quando forças significativas resultantes do desbalanceamento não levam a vibrações significativas.
A ressonância da estrutura
Mencionamos anteriormente que os rotores são divididos em rígidos e flexíveis. A rigidez ou flexibilidade do rotor não deve ser confundida com a rigidez ou mobilidade dos apoios (fundação) nos quais o rotor está localizado. O rotor é considerado rígido quando sua deformação (flexão) sob a ação de forças centrífugas pode ser negligenciada. A deformação do rotor flexível é relativamente grande: não pode ser negligenciada.
Neste artigo, estudamos apenas o balanceamento de rotores rígidos. O rotor rígido (não deformável), por sua vez, pode estar localizado sobre apoios rígidos ou móveis (flexíveis). É claro que essa rigidez/mobilidade dos apoios é relativa, dependendo da velocidade de rotação do rotor e da magnitude das forças centrífugas resultantes. A fronteira convencional é a frequência de oscilações livres dos apoios/fundação do rotor. Para sistemas mecânicos, a forma e a frequência das oscilações livres são determinadas pela massa e pela elasticidade dos elementos do sistema mecânico. Ou seja, a frequência de oscilações naturais é uma característica interna do sistema mecânico e não depende de forças externas. Ao se desviar do estado de equilíbrio, os apoios tendem a retornar à sua posição de equilíbrio devido à elasticidade. Mas, devido à inércia do rotor maciço, esse processo tem a natureza de oscilações amortecidas. Essas oscilações são as oscilações próprias do sistema rotor-apoio. Sua frequência depende da razão entre a massa do rotor e a elasticidade dos apoios.
Quando o rotor começa a girar e a frequência de sua rotação se aproxima da frequência de suas próprias oscilações, a amplitude da vibração aumenta abruptamente, o que pode até levar à destruição da estrutura.
Há um fenômeno de ressonância mecânica. Na região de ressonância, uma mudança na velocidade de rotação de 100 rpm pode levar a um aumento de dez vezes na vibração. Neste caso (na região de ressonância), a fase da vibração muda em 180°.
Se o projeto do mecanismo for mal concebido e a velocidade de operação do rotor estiver próxima da frequência natural de oscilações, o funcionamento do mecanismo torna-se impossível devido à vibração inaceitavelmente alta. Os métodos padrão de balanceamento também são impossíveis, pois os parâmetros mudam drasticamente mesmo com uma pequena alteração na velocidade de rotação. São utilizados métodos especiais na área de balanceamento em ressonância, mas eles não estão bem descritos neste artigo. Você pode determinar a frequência de oscilações naturais do mecanismo na parada por inércia (quando o rotor está desligado) ou por impacto com subsequente análise espectral da resposta do sistema ao choque. O "Balanset-1" oferece a possibilidade de determinar as frequências naturais de estruturas mecânicas por esses métodos.
Para mecanismos cuja velocidade de operação é superior à frequência de ressonância, ou seja, operando no modo ressonante, os apoios são considerados móveis e sensores de vibração são usados para medir, principalmente acelerômetros de vibração que medem a aceleração dos elementos estruturais. Para mecanismos que operam no modo de rolamento rígido, os apoios são considerados rígidos. Neste caso, são usados sensores de força.
Modelos lineares e não lineares do sistema mecânico
Modelos matemáticos (lineares) são usados para cálculos ao balancear rotores rígidos. A linearidade do modelo significa que um modelo é diretamente proporcional (linearmente) dependente do outro. Por exemplo, se a massa não compensada no rotor for dobrada, então o valor da vibração será dobrado correspondentemente. Para rotores rígidos, você pode usar um modelo linear porque esses rotores não são deformados. Não é mais possível usar um modelo linear para rotores flexíveis. Para um rotor flexível, com o aumento da massa de um ponto pesado durante a rotação, ocorrerá uma deformação adicional e, além da massa, o raio do ponto pesado também aumentará. Portanto, para um rotor flexível, a vibração será mais do que dobrada e os métodos de cálculo usuais não funcionarão. Além disso, uma violação da linearidade do modelo pode levar a uma mudança na elasticidade dos apoios em suas grandes deformações, por exemplo, quando pequenas deformações dos apoios trabalham em alguns elementos estruturais e, quando grandes, incluem outros elementos estruturais. Portanto, é impossível balancear os mecanismos que não estão fixados na base e, por exemplo, são simplesmente instalados no chão. Com vibrações significativas, a força de desbalanceamento pode descolar o mecanismo do chão, alterando assim significativamente as características de rigidez do sistema. As pernas do motor devem ser firmemente fixadas, os elementos de fixação por parafusos apertados, a espessura das arruelas deve fornecer rigidez suficiente, etc. Com rolamentos quebrados, é possível um deslocamento significativo do eixo e seus impactos, o que também levará a uma violação da linearidade e à impossibilidade de realizar um balanceamento de alta qualidade.
Métodos e dispositivos para balanceamento
Como mencionado acima, o balanceamento é o processo de combinar o eixo central principal de inércia com o eixo de rotação do rotor.
O processo especificado pode ser executado de duas maneiras.
O primeiro método envolve o processamento dos eixos do rotor, que é realizado de tal forma que o eixo que passa pelos centros da seção dos eixos com o eixo central principal de inércia do rotor. Esta técnica é raramente usada na prática e não será discutida em detalhes neste artigo.
O segundo (mais comum) método envolve mover, instalar ou remover massas corretivas no rotor, que são colocadas de tal forma que o eixo de inércia do rotor esteja o mais próximo possível do eixo de sua rotação.
Mover, adicionar ou remover massas corretivas durante o balanceamento pode ser feito usando uma variedade de operações tecnológicas, incluindo: perfuração, fresamento, usinagem, soldagem, parafusar ou desparafusar parafusos, queima com feixe laser ou feixe de elétrons, eletrólise, soldagem eletromagnética, etc.
O processo de balanceamento pode ser realizado de duas maneiras:
- montagem de rotores balanceados (em seus próprios rolamentos);
- balanceamento de rotores em máquinas de balanceamento.
Para balancear os rotores em seus próprios rolamentos, geralmente usamos dispositivos de balanceamento especializados (kits), que nos permitem medir a vibração do rotor balanceado na velocidade de sua rotação em forma vetorial, ou seja, medir tanto a amplitude quanto a fase da vibração.
Atualmente, esses dispositivos são fabricados com base na tecnologia de microprocessadores e (além da medição e análise de vibração) fornecem cálculo automatizado dos parâmetros das massas corretivas que devem ser instaladas no rotor para compensar seu desbalanceamento.
Esses dispositivos incluem:
- unidade de medição e computação, feita com base em um computador ou controlador industrial;
- dois (ou mais) sensores de vibração;
- sensor de ângulo de fase;
- equipamento para instalação de sensores no local;
- software especializado projetado para executar um ciclo completo de medição dos parâmetros de desbalanceamento do rotor em um, dois ou mais planos de correção.
Para balanceamento de rotores em máquinas de balanceamento, além de um dispositivo de balanceamento especializado (sistema de medição da máquina), é necessário ter um "mecanismo de desbobina" projetado para instalar o rotor nos suportes e garantir sua rotação em uma velocidade fixa.
Atualmente, as máquinas de balanceamento mais comuns existem em dois tipos:
- sobre-ressonante (com apoios flexíveis);
- apoio rígido (com apoios rígidos).
As máquinas sobre-ressonantes possuem suportes relativamente flexíveis, feitos, por exemplo, com base em molas planas.
A frequência natural de oscilação desses suportes é geralmente 2 a 3 vezes menor que a velocidade do rotor balanceado, que é montado sobre eles.
Sensores de vibração (acelerômetros, sensores de velocidade de vibração, etc.) são geralmente usados para medir a vibração dos suportes de uma máquina ressonante.
Nas máquinas de balanceamento de rolamento rígido são usados suportes relativamente rígidos, cujas frequências naturais de oscilação devem ser 2 a 3 vezes maiores que a velocidade do rotor balanceado.
Sensores de força são geralmente usados para medir o peso de vibração nos suportes da máquina.
A vantagem das máquinas de balanceamento de rolamento rígido é que elas podem ser balanceadas em velocidades de rotor relativamente baixas (até 400-500 rpm), o que simplifica muito o projeto da máquina e sua fundação, além de aumentar a produtividade e a segurança do balanceamento.
Técnica de balanceamento
⚠️ O balanceamento elimina apenas a vibração causada pela assimetria da distribuição de massa do rotor em relação ao seu eixo de rotação. Outros tipos de vibração não podem ser eliminados pelo balanceamento!
O balanceamento é aplicável a mecanismos tecnicamente operacionais, cujo projeto garante a ausência de ressonâncias na velocidade de operação, fixados com segurança na fundação e instalados em rolamentos em bom estado.
🚫 O mecanismo defeituoso deve ser reparado e, somente depois, balanceado. Caso contrário, o balanceamento qualitativo é impossível.
O balanceamento não pode substituir o reparo!
A principal tarefa do balanceamento é encontrar a massa e o local (ângulo) de instalação dos pesos compensadores, que são balanceados pelas forças centrífugas.
Como mencionado acima, para rotores rígidos, geralmente é necessário e suficiente instalar dois pesos compensadores. Isso eliminará tanto o desbalanceamento estático quanto o dinâmico do rotor. Um esquema geral da medição de vibração durante o balanceamento é o seguinte:
fig.5 Balanceamento dinâmico – planos de correção e pontos de medição
Os sensores de vibração são instalados nos suportes dos rolamentos nos pontos 1 e 2. A marca de velocidade é fixada diretamente no rotor, geralmente é colada uma fita refletiva. A marca de velocidade é usada pelo tacômetro a laser para determinar a velocidade do rotor e a fase do sinal de vibração.
fig. 6. Instalação de sensores durante o balanceamento em dois planos, usando Balanset-1
1,2-sensores de vibração, 3-fase, 4-unidade de medição USB, 5-notebook
Na maioria dos casos, o balanceamento dinâmico é realizado pelo método de três partidas. Este método baseia-se no fato de que massas de teste de massa já conhecida são instaladas no rotor em série nos planos 1 e 2; assim, as massas e o local de instalação dos pesos de balanceamento são calculados com base nos resultados da alteração dos parâmetros de vibração.
O local de instalação da massa é chamado de plano de correção. Normalmente, os planos de correção são selecionados na área dos apoios de rolamento nos quais o rotor está montado.
A vibração inicial é medida na primeira partida. Em seguida, uma massa de teste de massa conhecida é instalada no rotor, mais próxima de um dos apoios. Depois, a segunda partida é realizada e medimos os parâmetros de vibração, que devem mudar devido à instalação da massa de teste. Em seguida, a massa de teste no primeiro plano é removida e instalada no segundo plano. A terceira partida é realizada e os parâmetros de vibração são medidos. Quando a massa de teste é removida, o programa calcula automaticamente a massa e o local (ângulos) de instalação das massas de balanceamento.
O ponto na configuração das massas de teste é determinar como o sistema responde à mudança de desbalanceamento. Quando conhecemos as massas e a localização das massas de amostra, o programa pode calcular os chamados coeficientes de influência, mostrando como a introdução de um desbalanceamento conhecido afeta os parâmetros de vibração. Os coeficientes de influência são características do próprio sistema mecânico e dependem da rigidez dos suportes e da massa (inércia) do sistema rotor-suporte.
Para o mesmo tipo de mecanismos do mesmo projeto, os coeficientes de influência serão semelhantes. Você pode salvá-los na memória do seu computador e usá-los posteriormente para balancear o mesmo tipo de mecanismos sem realizar testes, o que melhora muito o desempenho do balanceamento. Devemos também observar que a massa das massas de teste deve ser escolhida de tal forma que os parâmetros de vibração variem significativamente ao instalar as massas de teste. Caso contrário, o erro no cálculo dos coeficientes de influência aumenta e a qualidade do balanceamento se deteriora.
Um guia para o dispositivo Balanset-1 fornece uma fórmula pela qual você pode determinar aproximadamente a massa da massa de teste, dependendo da massa e da velocidade de rotação do rotor balanceado. Como você pode entender da Fig. 1, a força centrífuga atua na direção radial, ou seja, perpendicular ao eixo do rotor. Portanto, os sensores de vibração devem ser instalados de modo que seu eixo de sensibilidade também esteja direcionado na direção radial. Geralmente, a rigidez da fundação na direção horizontal é menor, portanto, a vibração na direção horizontal é maior. Portanto, para aumentar a sensibilidade, os sensores devem ser instalados de modo que seu eixo de sensibilidade também esteja direcionado horizontalmente. Embora não haja diferença fundamental. Além da vibração na direção radial, é necessário controlar a vibração na direção axial, ao longo do eixo de rotação do rotor. Essa vibração geralmente não é causada por desbalanceamento, mas por outros motivos, principalmente devido ao desalinhamento e desalinhamento de eixos conectados através do acoplamento. Essa vibração não é eliminada pelo balanceamento; neste caso, é necessário o alinhamento. Na prática, geralmente nesses mecanismos há um desbalanceamento do rotor e desalinhamento dos eixos, o que complica muito a tarefa de eliminar a vibração. Nesses casos, você deve primeiro alinhar e depois balancear o mecanismo. (Embora com um forte desbalanceamento de momento, a vibração também ocorra na direção axial devido ao "torcimento" da estrutura da fundação).
Precisão de Medição e Análise de Erros
Compreender a precisão da medição é fundamental para operações profissionais de balanceamento. O Balanset-1A oferece a seguinte precisão de medição:
| Parâmetro | Fórmula de Precisão | Exemplo (para valores típicos) |
|---|---|---|
| Velocidade de Vibração RMS | ±(0,1 + 0,1×Vmedido) mm/s | Para 5 mm/s: ±0,6 mm/s Para 10 mm/s: ±1,1 mm/s |
| Frequência de Rotação | ±(1 + 0,005×Nmedido) rpm | Para 1000 rpm: ±6 rpm Para 3000 rpm: ±16 rpm |
| Medição de Fase | ±1° | Precisão constante em todas as velocidades |
⚠️ Crítico para Balanceamento Preciso
- !A massa de teste deve causar uma mudança de amplitude >20-30% e/ou mudança de fase >20-30°
- !Se as mudanças forem menores, os erros de medição aumentam significativamente
- !A estabilidade da amplitude e da fase da vibração não deve variar mais do que 10-15% entre as medições
- !Se a variação exceder 15%, verifique condições de ressonância ou problemas mecânicos
Critérios para avaliação da qualidade dos mecanismos de balanceamento
A qualidade do balanceamento do rotor (mecanismos) pode ser estimada de duas maneiras. O primeiro método envolve comparar o valor do desbalanceamento residual determinado durante o balanceamento com a tolerância para o desbalanceamento residual. As tolerâncias especificadas para várias classes de rotores instaladas no padrão ISO 21940-11 «Vibração mecânica – Balanceamento de rotores – Parte 11: Procedimentos e tolerâncias para rotores com comportamento rígido» (antiga ISO 1940-1).
No entanto, a implementação dessas tolerâncias não pode garantir totalmente a confiabilidade operacional do mecanismo associada à obtenção de um nível mínimo de vibração. Isso se deve ao fato de que a vibração do mecanismo é determinada não apenas pela quantidade de força associada ao desbalanceamento residual de seu rotor, mas também depende de uma série de outros parâmetros, incluindo: a rigidez K dos elementos estruturais do mecanismo, sua massa M, coeficiente de amortecimento e a velocidade. Portanto, para avaliar as qualidades dinâmicas do mecanismo (incluindo a qualidade de seu balanceamento), em alguns casos, recomenda-se avaliar o nível de vibração residual do mecanismo, que é regulamentado por uma série de normas.
O padrão mais comum que regula os níveis de vibração permitidos dos mecanismos é ISO 10816-3:2009 Pré-visualização Vibração mecânica – Avaliação da vibração de máquinas por medições em partes não rotativas -- Parte 3: Máquinas industriais com potência nominal acima de 15 kW e velocidades nominais entre 120 r/min e 15 000 r/min quando medidas in situ.»
Com sua ajuda, você pode definir a tolerância em todos os tipos de máquinas, levando em conta a potência de sua transmissão elétrica.
Além deste padrão universal, há uma série de padrões especializados desenvolvidos para tipos específicos de mecanismos. Por exemplo,
- ISO 14694:2003 "Ventiladores industriais – Especificações para qualidade de balanceamento e níveis de vibração"
- ISO 7919-1-2002 "Vibração de máquinas sem movimento alternativo. Medições em eixos rotativos e critérios de avaliação. Orientação geral.»
🛡️ Considerações Importantes de Segurança para Conformidade com a UE
- !Avaliação de Risco Necessária: Realize a avaliação de risco EN ISO 12100 antes das operações de balanceamento
- !Pessoal Qualificado: Apenas pessoal treinado e certificado deve realizar operações de balanceamento
- !Equipamento de Proteção Individual: Sempre use EPI adequado conforme EN 166 (proteção ocular) e EN 352 (proteção auditiva)
- !Procedimentos de Emergência: Estabeleça procedimentos claros de desligamento de emergência e certifique-se de que todos os operadores estejam familiarizados com eles
- !Documentação: Mantenha registros detalhados de todas as operações de balanceamento para rastreabilidade e conformidade
Conformidade com a UE e Informações de Segurança
Declaração de Conformidade
O balanceador portátil Balanset-1A está em conformidade com as seguintes diretivas e normas da União Europeia:
| Diretiva/Norma da UE | Detalhes de Conformidade | Requisitos de Segurança |
|---|---|---|
| Diretiva de Máquinas 2006/42/CE | Requisitos de segurança para máquinas e componentes de segurança | Avaliação de riscos, instruções de segurança, marcação CE |
| Diretiva de Compatibilidade Eletromagnética 2014/30/UE | Requisitos de compatibilidade eletromagnética | Imunidade a interferências eletromagnéticas |
| Diretiva RoHS 2011/65/UE | Restrição de substâncias perigosas | Componentes livres de chumbo, mercúrio e cádmio |
| Diretiva WEEE 2012/19/UE | Resíduos de equipamentos elétricos e eletrônicos | Procedimentos adequados de descarte e reciclagem |
| EN ISO 12100:2010 | Segurança de máquinas – Princípios gerais para projeto | Avaliação de riscos e redução de riscos |
| EN 60825-1:2014 | Segurança de produtos a laser – Parte 1 | Requisitos de segurança para laser de Classe 2 |
| EN ISO 14120:2015 | Proteções – Requisitos gerais | Proteção contra riscos de máquinas rotativas |
Padrões de Segurança Elétrica
- ✓EN 61010-1: Requisitos de segurança para equipamentos elétricos para medição, controle e uso em laboratório
- ✓EN 60950-1: Segurança de equipamentos de tecnologia da informação (dispositivo alimentado por USB)
- ✓Série IEC 61000: Normas de compatibilidade eletromagnética
- ✓Tensão de operação: 5V CC via USB (Tensão Extra Baixa)
- ✓Consumo de energia: < 2,5W
- ✓Classe de proteção: IP54 (proteção contra poeira; resistente a respingos de água)
Segurança de Equipamentos Rotativos
⚠️ Procedimentos de Segurança Obrigatórios (EN ISO 12100)
AVISO: Ao trabalhar com máquinas rotativas, observe os seguintes requisitos de segurança:
- !EN ISO 14118: Prevenção de partida inesperada – Use procedimentos de bloqueio/etiquetagem antes da instalação do sensor
- !EN ISO 14120: Garanta que todo o equipamento rotativo esteja devidamente protegido
- !EN ISO 13857: Mantenha distâncias mínimas de segurança das partes rotativas (500 mm para o corpo, 120 mm para os dedos)
- !Equipamento de Proteção Individual: Use óculos de segurança conforme EN 166, proteção auditiva conforme EN 352 e evite roupas folgadas
- !Nunca instale sensores ou massas de teste em máquinas rotativas enquanto estiverem em movimento
- !Certifique-se de que a máquina esteja completamente parada e segura antes da instalação dos sensores
- !Parada de emergência: Deve estar acessível dentro de 3 metros da posição do operador
- !Somente pessoal qualificado e certificado deve realizar operações de balanceamento
Classificação de Segurança a Laser
🔴 Dispositivo Laser Classe 2 (EN 60825-1:2014)
- Comprimento de onda: 650 nm (luz visível vermelha)
- Potência de saída máxima: < 1 mW
- Diâmetro do feixe: 3-5 mm a 100 mm de distância
- Divergência: < 1,5 mrad
- Classificação de segurança: Seguro para os olhos em exposição momentânea (< 0,25 s)
- Rótulo obrigatório: "RADIAÇÃO LASER - NÃO OLHE PARA O FEIXE - PRODUTO LASER CLASSE 2"
- Classe de acesso: Ilimitado (acesso geral permitido)
Procedimentos de Segurança a Laser:
- Nunca encare intencionalmente o feixe laser
- Não aponte o laser para pessoas, veículos ou aeronaves
- Evite visualizar o feixe laser com instrumentos ópticos (telescópios, binóculos)
- Esteja ciente de reflexos especulares de superfícies brilhantes
- Desligue o laser quando não estiver em uso
- Relate imediatamente qualquer incidente de exposição ocular
- Use óculos de segurança para laser (OD 2+ a 650 nm) para exposição prolongada
Precisão de Medição e Calibração
| Parâmetro | Precisão | Frequência de Calibração |
|---|---|---|
| Amplitude de vibração | ±5% da leitura | Anualmente ou após 1000 horas |
| Medição de fase | ±1° | Anualmente |
| Velocidade de rotação | ±0,1% da leitura | Anualmente |
| Sensibilidade do sensor | 13 mV/(mm/s) ±10% | Ao substituir sensores |
Conformidade Ambiental
- ✓Ambiente de operação: 5°C a 50°C, < 85% UR sem condensação
- ✓Ambiente de armazenamento: -20°C a 70°C, < 95% UR sem condensação
- ✓Altitude: Até 2000 m acima do nível do mar
- ✓Resistência à vibração: IEC 60068-2-6 (10-500 Hz, aceleração de 2g)
- ✓Resistência a choques: IEC 60068-2-27 (15g, duração de 11 ms)
- ✓Grau de proteção IP: IP54 (proteção contra poeira; resistente a respingos de água)
Requisitos de Operação
- ✓Os operadores devem ser treinados em segurança de máquinas conforme as normas da UE
- ✓Avaliação de riscos obrigatória conforme EN ISO 12100 antes do uso
- ✓Manter o equipamento conforme as especificações do fabricante
- ✓Reportar imediatamente qualquer incidente de segurança ou mau funcionamento do equipamento
- ✓Manter registros detalhados de todas as operações de balanceamento para rastreabilidade
Requisitos de Documentação
Para conformidade com a UE, mantenha a seguinte documentação:
- ✓Documentação de avaliação de riscos conforme EN ISO 12100
- ✓Registros e certificações de treinamento de operadores
- ✓Registros de calibração e manutenção do equipamento
- ✓Registros de operações de balanceamento com datas, operadores e resultados
- ✓Relatórios de incidentes de segurança e ações corretivas
- ✓Documentação de modificação ou reparo do equipamento
Suporte Técnico e Serviço
Para suporte técnico, serviços de calibração e peças de reposição:
- ✓Fabricante: Vibromera
- ✓Localização: Narva, Estônia (UE)
- ✓Site: https://vibromera.eu
- ✓Idiomas de suporte: Todos os principais idiomas. Comunicação baseada em texto disponível.
- ✓Cobertura de serviço: Envio para todo o mundo disponível
- ✓Garantia: 12 meses a partir da data de compra
- ✓Serviço de calibração: Disponível através de centros de serviço autorizados
