PORTABLE BALANCER "BALANSET-1A"
Sistema de Balanceamento Dinâmico Baseado em PC com Dois Canais
OPERATION MANUAL
rev. 1.56 May 2023
2023 | Estonia, 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.
Balanset-1A balancer includes two vibrosensors (accelerometers), laser phase sensor (tachometer), 2-channel USB interface unit with pre-amplifiers, integrators and ADC acquisition module and Windows based balancing software. Balanset-1A requires notebook or other Windows (WinXP...Win11, 32 or 64bit) compatible PC.
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
- • User selectable trial mass
- • Trial mass validity popup
- • Manual data input
Measurement Capabilities
- • RPM, amplitude and phase
- • FFT spectrum analysis
- • Waveform and spectrum display
- • Dual-channel simultaneous data
Advanced Functions
- • Saved influence coefficients
- • Trim balancing
- • Mandrel eccentricity calc.
- • ISO 1940 tolerance calc.
Gerenciamento de Dados
- • Unlimited balancing data storage
- • Vibration waveform storage
- • Archive and reports
Calculation Tools
- • Split weight calculation
- • Drill calculation
- • Changing correction planes
- • Polar graph visualization
Analysis Options
- • Remove or leave trial weights
- • RunDown charts (experimental)
2. ESPECIFICAÇÃO
| Parâmetro | Especificação |
|---|---|
| Faixa de medição do valor eficaz (RMS) da velocidade de vibração, mm/s (para vibração 1x) | from 0.2 to 80 |
| A faixa de frequência da medição RMS da velocidade de vibração, Hz | from 5 to 1000 (amplitude error ≤10% from 5 to 550 Hz; up to 20% from 550 to 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: - Temperature range: from 5°C to 50°C - Relative humidity: < 85%, unsaturated - Without strong electric-magnetic field & strong impact |
|
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.
Delivery Set
| 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". User's manual. | 1 | |
| Disco flash com software de balanceamento | 1 |
4. PRINCÍPIOS DE BALANCEAMENTO
4.1. "Balanset-1A" includes (fig. 4.1) USB interface unit (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. Delivery set of the "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
⚡ ATTENTION - Electrical Safety
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. If you use the appliance in a low quality AC power environment or in the presence of network interference it is recommended to use standalone power from computer's battery pack.
⚠️ Additional Safety Requirements for Rotating Equipment
- !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 – folder with "Balanset-1A" balancing software (### – version number)
- ArdDrv – drivers USB
- EBalancer_manual.pdf – este manual
- Bal1Av###Setup.exe – setup file. This file contains all archived files and folders mentioned above. ### – version of "Balanset-1A" software.
- 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.
Finishing Installation
- ✓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.
- ✓Click shortcut "Balanset-1A" on desktop.
7. SOFTWARE DE BALANCEAMENTO
7.1. Geral
Janela inicial
When running the program "Balanset-1A" the Initial window, shown in Fig. 7.1, appears.
Fig. 7.1. Initial window of the "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»
Pressing "F2- Plano único" (or 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).
Pressing the "F3-Dois planos" (or 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. Initial window of the "Balanset-1A". Two plane balancing.
F4 – «Configurações»
Fig. 7.4. "Settings" window
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!
When you enter a sensitivity coefficient its fractional part is separated from the integer part with the decimal point (the sign ",").
- Média - number of averaging (number of revolutions of the rotor over which data is averaged to more accuracy)
- Canal do tacômetro# - channel# the Tacho is connected. By default - 3rd channel.
- Irregularidade - the difference in duration between adjacent tacho pulses, which above gives the warning "Falha do tacômetro"
- Imperial/Métrico - Select the system of units.
O número da porta COM é atribuído automaticamente.
F5 – «Medidor de vibração»
Pressionar este botão (ou uma tecla de função de F5 on the computer keyboard) activates the mode of vibration measurement on one or two measuring channels of virtual Vibration meter depending on the buttons condition "F2-single-plane", "F3-two-plane".
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»
Pressing this button (or function key F7 on your keyboard) activates balancing mode in one or two correction planes depending on which measurement mode is selected by pressing the buttons "F2-single-plane", "F3-two-plane".
F8 – «Gráficos»
Pressionar este botão (ou F8 function key on the computer's keyboard) enables graphic Vibration meter, the implementation of which displays on a display simultaneously with the digital values of the amplitude and phase of the vibration graphics of its time function.
F10 – «Sair»
Pressionar este botão (ou F10 function key on the computer's keyboard) completes the program "Balanset-1A".
7.2. "Vibration meter"
Before working in the "Medidor de vibração" mode, install vibration sensors on the machine and connect them respectively to the connectors X1 and X2 of the USB interface unit. Tacho sensor should be connected to the input X3 of the USB interface unit.
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.
To begin the measurement in the Vibration meter mode click on the button "F5 – Medidor de Vibração" in the Initial window of the program (see fig. 7.1).
Medidor de vibração janela aparece (ver. Fig.7.7)
Fig. 7.7. Modo de medidor de vibração. Onda e Espectro.
To start vibration measurements click button "F9 – Executar" (or press the function key F9 no teclado).
Se Modo de gatilho Auto is checked - the results of vibration measurements will be periodically displayed on the screen.
In case of simultaneous measurement of vibration on the first and second channels, the windows located beneath the words "Plano 1" and "Plano 2" will be filled.
Vibration measuring in the "Vibration" mode also may be carried out with disconnected phase angle sensor. In the Initial window of the program the value of the total RMS vibration (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 - vibration frequency bandwidth in the chart
- Médias - number of average for more measure accuracy
To complete the work in the "Vibration meter" mode click button "F10 – Sair" and return to the Initial window.
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 - rotor mass, g
- Ksupport - coeficiente de rigidez dos mancais (1-5)
- Kvibration - vibration level coefficient (0.5-2.5)
- Rt - trial weight installation radius, cm
- N - rotor speed, 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 - Low vibration (up to 5 mm/sec)
- 1.0 - Normal vibration (5-10 mm/sec)
- 1.5 - Elevated vibration (10-20 mm/sec)
- 2.0 - High vibration (20-40 mm/sec)
- 2.5 - Very high vibration (>40 mm/sec)
🔗 Use nossa calculadora online:
Calculadora de Massa de Teste →⚠️ Important!
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.
📏 Optical Sensor Installation Requirements
- ✓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
Where: L - tape width (cm), N - rotor speed (rpm), R - tape radius (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. "Single plane balancing"
Arquivo de Balanceamento
To start working on the program in the "Balanceamento em plano único" mode, click on the "F2-Plano único" button (or press the F2 key on the computer keyboard).
Then click on the "F7 – Balanceamento" button, after which the 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.
After entering the necessary data, you need to click the "F10-OK" button, after which the "Balanceamento em plano único" window will open (see Fig. 7.13)
Configurações de balanceamento (1 plano)
Fig. 7.14. Plano único. Configurações de balanceamento
In the left side of this window displays the data of vibration measurements and the measurement control buttons "Run # 0", "Execução nº 1", "Ajuste de Execução".
No lado direito desta janela há três guias:
- Configurações de balanceamento
- Gráficos
- Resultado
The "Configurações de balanceamento" tab is used to enter the balancing settings:
- "Influence coefficient" -
- "Novo Rotor" - selection of the balancing of the new rotor, for which there are no stored balancing coefficients and two runs are required to determine the mass and installation angle of the correction weight.
- "Coef. salvos" - selection of the rotor re-balancing, for which there are saved balancing coefficients and only one run is required for determining the weight and installation angle of the corrective weight.
- "Trial weight mass" -
- "Porcentagem" - corrective weight is calculated as a percentage of the trial weight.
- "Grama" - the known mass of the trial weight is entered and the mass of the corrective weight is calculated in gramas ou em oz para o sistema Imperial.
⚠️ Attention! If it is necessary to use the "Coef. salvos" Mode for further work during initial balancing, the trial weight mass must be entered in grams or oz, not in %. Scales are included in the delivery package.
- "Weight Attachment Method"
- "Posição livre" - weights can be installed in an arbitrary angular positions on the circumference of the rotor.
- "Posição fixa" - weight can be installed in fixed angular positions on the rotor, for example, on blades or holes (for example 12 holes – 30 degrees), etc. The number of fixed positions must be entered in the appropriate field. After balancing, the program will automatically split the weight into two parts and indicate the number of positions on which it is necessary to establish the masses obtained.
- "Ranhura circular" – used for grinding wheel balancing In this case 3 counterweights are used to eliminate unbalance
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" - "Plane1" - The radius of the trial weight in the 1 plane. It is required to calculate the magnitude of the initial and residual imbalance to determine compliance with the tolerance for residual imbalance after balancing.
- "Deixar massa de teste no Plano1." Usually the trial weight is removed during the balancing process. But in some cases it is impossible to remove it, then you need to set a check mark in this to account for the trial weight mass in the calculations.
- "Inserção manual de dados" - used to manually enter the vibration value and phase into the appropriate fields on the left side of the window and calculate the mass and installation angle of the correction weight when switching to the "Resultados" tab
- Button "Restaurar dados da sessão". During balancing, the measured data is saved in the session1.ini file. If the measurement process was interrupted due to computer freezing or for other reasons, then by clicking this button you can restore the measurement data and continue balancing from the moment of interruption.
- 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
As noted above, "Novo Rotor" balancing requires two test runs and at least one trim run of the balancing machine.
Execução nº 0 (Execução inicial)
After installing the sensors on the balancing rotor and entering the settings parameters, it is necessary to turn on the rotor rotation and, when it reaches working speed, press the "Partida#0" button to start measurements. The "Gráficos" tab will open in the right panel, where the wave form and spectrum of the vibration will be shown. In the bottom part of the tab, a history file is kept, in which the results of all starts with a time reference are saved. On disk, this file is saved in the archive folder by the name 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 section in the left panel the results of measuring appears - the rotor speed (RPM), RMS (Vo1) and phase (F1) of 1x vibration.
The "F5-Voltar para Execução nº 0" button (or the F5 function key) is used to return to the Run#0 section and, if necessary, to repeat measure the vibration parameters.
Execução nº 1 (Massa de teste Plano 1)
Before starting the measurement of vibration parameters in the section "Execução nº 1 (Massa de teste Plano 1), a trial weight should be installed according "Massa da massa de teste" field.
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.
If it is necessary to use the "Coef. salvos" balancing for further work, the place (angle) of installation of the trial weight must be the same as the place (angle) of the reflective mark.
Turn on the rotation of the rotor of the balancing machine again and make sure that it rotation frequency is stable. Then click on the "F7-Execução nº 1" button (or press the F7 key on the computer keyboard).
After the measurement in the corresponding windows of the "Execução nº 1 (Massa de teste Plano 1)" section, the results of measuring the rotor speed (RPM), as well as the value of the RMS component (Vо1) and phase (F1) of 1x vibration appearing.
At the same time, the "Resultado" tab opens on the right side of the window.
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.
In the case of "Posições fixas" the numbers of the positions (Zi, Zj) and trial weight splitted mass will be shown.
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)
Also if "Gráfico polar" was checked, Polar graph will be shown.
Fig. 7.23. Massa dividida em posições fixas. Gráfico polar
⚠️ Attention!
- After completing the measurement process at the second run ("Execução nº 1 (Massa de teste Plano 1)") of the balancing machine, it is necessary to stop the rotation and remove installed trial weight. Then install (or remove) the corrective weight on the rotor according result tab data.
If the trial weight was not removed, you need to switch to the "Configurações de balanceamento" tab and turn on the checkbox in "Deixar massa de teste no Plano 1". Then switch back to the "Resultado" tab. The weight and installation angle of the correction weight are recalculated automatically.
- 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.
- In the case of "Posição fixa" - the 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.
- By default the corrective weight will be added to the rotor. This is indicated by the label set in the "Adicionar" field. If removing the weight (for example, by drilling), you must set a mark in the "Remover" field, after which the angular position of the correction weight will automatically change by 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)
⚠️ Attention! 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).
To perform vibration measurement in the "RunC (Verificar qualidade do balanceamento)" section, click on the "F7 – RunTrim" button (or press the F7 key on the keyboard).
Upon successful completion of the measurement process, in the "RunC (Verificar qualidade do balanceamento)" section in the left panel, the results of measuring the rotor speed (RPM) appear, as well as the value of the RMS component (Vo1) and phase (F1) of 1x vibration.
In the "Resultado" tab, the results of calculating the mass and installation angle of the additional corrective weight are displayed.
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.
When continuing the balancing process on the balancing rotor, it is necessary to install (remove) additional corrective mass, the parameters of which are indicated in the section "Massas e ângulos de correção".
Coeficientes de influência (1 plano)
The "F4-Coeff.Inf." button in the "Resultado" tab is used to view and store in the computer memory the coefficients of rotor balancing (Influence coefficients) calculated from the results of calibration runs.
When it is pressed, the "Coeficientes de influência (plano único)" window appears on the computer display, in which balancing coefficients calculated from the results of calibration (test) runs are displayed. If during the subsequent balancing of this machine it is supposed to use the "Coef. salvos" Mode, these coefficients must be stored in the computer memory.
To do this, click the "F9 - Save" button and go to the second page of the "Arquivo de coef. de influência. Plano único."
Fig. 7.25. Coeficientes de balanceamento no 1º plano
Then you need to enter the name of this machine in the "Rotor" column and click "F2-Salvar" button to save the specified data on the computer.
Then you can return to the previous window by pressing the "F10-Sair" button (or the F10 function key on the computer keyboard).
Fig. 7.26. "Influence coeff. archive. Single plane."
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 "Balancing archive in one plane" (Fig. 7.9) press button "F9 -Relatório" to access to the balancing report editor.
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.
⚠️ Attention! 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 (as in the case of primary("Novo rotor") balancing) begins in the "Balanceamento em plano único. Configurações de balanceamento.".
In this case, in the "Coeficientes de influência" section, select the "Coef. salvos" item. In this case, the second page of the "Arquivo de coef. de influência. Plano único.", which stores an archive of the saved balancing coefficients.
Fig. 7.28. Balanceamento com coeficientes de influência salvos em 1 plano
Moving through the table of this archive using the "►" or "◄" control buttons, you can select the desired record with balancing coefficients of the machine of interest to us. Then, to use this data in current measurements, press the "F2 – Selecionar" button.
After that, the contents of all other windows of the "Balanceamento em plano único. Configurações de balanceamento." are filled in automatically.
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.
⚠️ Attention! Antes de iniciar a medição, é necessário ligar a rotação do rotor e garantir que a frequência de rotação esteja estável.
To carry out the measurement of vibration parameters in the "Partida#0 (Inicial, sem massa de teste)" section, press "F7 – Partida#0" (or press the F7 key on the computer keyboard).
Fig. 7.29. Balanceamento com coeficientes de influência salvos em um plano. Resultados após uma partida.
In the corresponding fields of "Partida#0" section, the results of measuring the rotor speed (RPM), the value of the RMS component (Vо1) and phase (F1) of 1x vibration appear.
At the same time, the "Resultado" tab displays the results of calculating the mass and angle of the corrective weight, which must be installed on the rotor to compensate imbalance.
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.
The work on the program in the "Balanceamento em dois planos" mode starts from the Main window of the programs.
Click on the "F3-Dois planos" button (or press the F3 key on the computer keyboard).
Further, click on the "F7 – Balancing" button, after which a working window will appear on the computer display (see Fig. 7.13), selection of the archive for saving data when balancing in two planes.
Fig. 7.32 Janela de arquivo de balanceamento em dois planos.
In this window you need to enter the data of the balanced rotor. After pressing the "F10-OK" button, a balancing window will appear.
Configurações de balanceamento (2 planos)
Fig. 7.33. Janela de balanceamento em dois planos.
On the right side of the window is the "Configurações de balanceamento" tab for entering settings before balancing.
- Coeficientes de influência - Balancing a new rotor or balancing using stored influence coefficients (balancing coefficients)
- Eliminação da excentricidade do mandril - Balancing with additional start to eliminate the influence of the eccentricity of the mandrel
- Método de fixação de massa - Installation of corrective weights in an arbitrary place on the circumference of the rotor or in a fixed position. Calculations for drilling when removing the mass.
- "Posição livre" - weights can be installed in an arbitrary angular positions on the circumference of the rotor.
- "Posição fixa" - weight can be installed in fixed angular positions on the rotor, for example, on blades or holes (for example 12 holes – 30 degrees), etc. The number of fixed positions must be entered in the appropriate field. After balancing, the program will automatically split the weight into two parts and indicate the number of positions on which it is necessary to establish the masses obtained.
- Massa da massa de teste - Trial weight
- Deixar massa de teste no Plano1 / Plano2 - Remove or leave trial weight when balancing.
- Raio de montagem da massa, mm - Radius of mounting trial and corrective weights
- Tolerância de balanceamento - Entering or calculating residual imbalance tolerances in g-mm
- Usar gráfico polar - Use polar graph to display balancing results
- Inserção manual de dados - Manual data entry for calculating balancing weights
- Restaurar dados da última sessão - Recovery of the measurement data of the last session in the event of failure to continue balancing.
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 in the "Balanceamento em dois planos. Configurações".
In this case, in the "Coeficientes de influência" section, select the "Novo rotor" item.
Further, in the section "Massa da massa de teste", you must select the unit of measurement of the mass of the trial weight - "Grama" or "Porcentagem".
When choosing the unit of measure "Porcentagem", all further calculations of the mass of the corrective weight will be performed as a percentage in relation to the mass of the trial weight.
When choosing the "Grama" unit of measurement, all further calculations of the mass of the corrective weight will be performed in grams. Then enter in the windows located to the right of the inscription "Grama" the mass of trial weights that will be installed on the rotor.
⚠️ Attention! If it is necessary to use the "Coef. salvos" Mode for further work during initial balancing, the mass of trial weights must be entered in gramas.
Then select "Método de fixação de massa" - "Circunf." or "Posição fixa".
If you select "Posição fixa", you must enter the number of positions.
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)
When balancing in two planes in the "Novo rotor" mode, balancing requires three calibration runs and at least one test run of the balancing machine.
The vibration measurement at the first start of the machine is performed in the "Balanceamento em dois planos" working window in the "Partida#0" section.
Fig. 7.35. Resultados de medição no balanceamento em dois planos após a rodada inicial.
⚠️ Attention! 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 section, click on the "F7 – Partida#0" button (or press the F7 key on a computer keyboard)
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
Before starting to measure vibration parameters in the "Execução nº 1. Massa de teste no Plano 1" section, you should stop the rotation of the rotor of the balancing machine and install a trial weight on it, the mass selected in the "Massa da massa de teste" section.
⚠️ Attention!
- 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.
To measure vibration parameters in the "Execução nº 1. Massa de teste no Plano 1" section, click on the "F7 – Execução nº 1" button (or press the F7 key on the computer keyboard).
Após a conclusão bem-sucedida do processo de medição, você retorna para a aba de resultados de medição.
In this case, in the corresponding windows of the "Execução nº 1. Massa de teste no Plano 1" section, the results of measuring the rotor speed (RPM), as well as the value of the components of the RMS (Vо1, Vо2) and phases (F1, F2) of 1x vibration.
"Run # 2.Trial mass in Plane2"
Before starting to measure vibration parameters in the section "Execução nº 2. Massa de teste no Plano 2", you must perform the following steps:
- parar a rotação do rotor da máquina de balanceamento;
- remover a massa de teste instalada no plano 1;
- install a trial weight in plane 2, the mass selected in the section "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.
To begin the measurement of vibration in the "Execução nº 2. Massa de teste no Plano 2" section, click on the "F7 – Execução nº 2" button (or press the F7 key on the computer keyboard). Then the "Resultado" tab opens.
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.
In the case of using the Weight Attachment Method" – "Ranhura circular"
Fig. 7.40. Resultados do cálculo das massas de correção – Ranhura circular.
⚠️ Attention!
- 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.
- In the case of "Posição fixa" - the 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.
- By default the corrective weight will be added to the rotor. This is indicated by the label set in the "Adicionar" field. If removing the weight (for example, by drilling), you must set a mark in the "Remover" field, after which the angular position of the correction weight will automatically change by 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.
⚠️ Attention! 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.
To measure vibration parameters in the RunTrim (Check balance quality) section, click on the "F7 – RunTrim" button (or press the F7 key on the computer keyboard).
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.
The "Resultado" tab appears on right side of the working window with the table of measurement results, which displays the results of calculating the parameters of additional corrective weights.
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.
When continuing the balancing process on the balancing rotor, it is necessary to install (remove) additional corrective mass, the parameters of which are indicated in the "Result" window.
In the "Resultado" window there are two control buttons can be used - "F4-Coeff.Inf.", "F5 – Alterar planos de correção".
Coeficientes de influência (2 planos)
The "F4-Coeff.Inf." button (or the F4 function key on the computer keyboard) is used to view and save rotor balancing coefficients in the computer memory, calculated from the results of two calibration starts.
When it is pressed, the "Coeficientes de influência (dois planos)" working window appears on the computer display, in which balancing coefficients calculated based on the results of the first three calibration starts are displayed.
Fig. 7.41. Janela de trabalho com coeficientes de balanceamento em 2 planos.
In the future, when balancing of such type of the machine it is supposed, require to use the "Coef. salvos" mode and balancing coefficients stored in the computer memory.
To save coefficients, click the "F9 – Salvar" button and go to the "Arquivo de coeficientes de influência (2 planos)" windows (see Fig. 7.42)
Fig. 7.42. A segunda página da janela de trabalho com coeficientes de balanceamento em 2 planos.
Alterar planos de correção
The "F5 – Alterar planos de correção" button is used when require change the position of the correction planes, when it is necessary to recalculate the masses and installation angles corrective weights.
Este modo é principalmente útil ao balancear rotores de formato complexo (por exemplo, virabrequins).
When this button is pressed, the working window "Recálculo da massa e do ângulo das massas de correção para outros planos de correção" is displayed on the computer display.
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.
Then, in the "Dados de cálculo" section, enter the requested data, including:
- a distância entre os planos de correção correspondentes (a, b, c);
- new values of the radii of the installation of corrective weights on the rotor (R1 ', R2').
After entering the data, you must press the button "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.
⚠️ Attention! Ao rebalancear, os sensores de vibração e o sensor de ângulo de fase devem ser instalados da mesma maneira que durante o balanceamento inicial.
Input of initial data for re-balancing begins in the "Balanceamento em dois planos. Configurações de balanceamento".
In this case, in the "Coeficientes de influência" section, select the "Coef. salvos" Item. In this case, the window "Arquivo de coeficientes de influência (2 planos)" will appear, in which the archive of the previously determined balancing coefficients is stored.
Moving through the table of this archive using the "►" or "◄" control buttons, you can select the desired record with balancing coefficients of the machine of interest to us. Then, to use this data in current measurements, press the "F2 – OK" button and return to the previous working window.
Fig. 7.44. A segunda página da janela de trabalho com coeficientes de balanceamento em 2 planos.
After that, the contents of all other windows of the "Balanceamento em 2 pl. Dados de origem" is filled in automatically.
Coef. salvos. Balanceamento
"Coef. salvos" balancing requires only one tuning start and at least one test start of the balancing machine.
A medição de vibração na partida de ajuste (Run # 0) of the machine is performed in the "Balanceamento em 2 planos" working window with a table of balancing results in the Run # 0 seção.
⚠️ Attention! 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 section, click the "F7 – Partida#0" button (or press the F7 key on the computer keyboard).
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.
At the same time, the "Resultado" tab opens, which displays the results of calculating the parameters of corrective weights that must be installed on the rotor to compensate for its imbalance.
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.
⚠️ Attention!
- 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.
- In this version of the program it is accepted by default that correction weight will be added on the rotor. The tag established in the field "Addition" testifies to it. In case of correction of imbalance by removal of a weight (for example by drilling) it is necessary to establish tag in the field "Removal" then the angular position of the correction weight will change automatically on 180º.
Mandrel eccentricity elimination (Index balancing) - Two Planes
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
Working in the "Charts" mode begins from the Initial window (see. Fig. 7.1) by pressing "F8 – Charts". Then opens a window "Measurement of vibration on two channels. Charts" (see. Fig. 7.19).
Fig. 7.47. Operating window "Measurement of vibration on two channels. Charts".
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
To plot a overall vibration chart in the operating window "Medição de vibração em dois canais. Gráficos" it is necessary to select the operating mode "vibração total" by clicking the appropriate button. Then set the measurement of vibration in the box "Duration, in seconds," by clicking on the button «▼» and select from the drop-down list the desired duration of the measurement process, which may be equal to 1, 5, 10, 15 or 20 seconds;
Upon readiness press (click) the "F9-Measure" button then the vibration measurement process begins simultaneously on two channels.
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
To plot a 1x vibration chart in the operating window "Medição de vibração em dois canais. Gráficos" it is necessary to select the operating mode "Vibração 1x" by clicking the appropriate button.
Then appears operating window "1x vibration".
Press (click) the "F9-Measure" button then the vibration measurement process begins simultaneously on two channels.
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.
In addition, in the upper part of the working window (to the right of the button "F9 – Medir") numerical values of vibration measurements of both channels, similar to those we get in the "Medidor de vibração" mode, are displayed.
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
To plot a chart with the results of harmonical analysis in the operating window "Medição de vibração em dois canais. Gráficos" it is necessary to select the operating mode "Análise harmônica" by clicking the appropriate button.
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.
Upon readiness press (click) the "F9-Measure" button then the vibration measurement process begins simultaneously on two channels.
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
To plot a spectrum chart use "F5-Espectro" tab:
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.
Upon readiness press (click) the "F9-Measure" button then the vibration measurement process begins simultaneously on two channels.
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
The rotor is a body that rotates around a certain axis and is held by its bearing surfaces in the supports. Bearing surfaces of the rotor transmit weights to the supports through rolling or sliding bearings. While using the term of "bearing surface" we simply refer to the journal* or journal-replacing surfaces.
*Journal (Zapfen in German for "journal", "pin") - is a part of a shaft or an axis, that is being carried by a holder (bearing box).
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.
The static imbalance of the rotor occurs without the rotation of the rotor. In other words, it is quiescent when the rotor is under the influence of gravity and in addition it turns the "heavy point" down. An example of a rotor with the static imbalance is presented in 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
In this case, imbalanced equal masses M1 and M2 are located in different surfaces – in different places along the length of the rotor. In the static position, i.e. when the rotor does not spin, the rotor may only be influenced by gravity and the masses therefore will balance each other. In dynamics when the rotor is spinning, the masses M1 and M2 start to be influenced by centrifugal forces FЎ1 and FЎ2. These forces are equal in value and are opposite in the direction. However, since they are located in different places along the length of the shaft and are not on the same line, the forces do not compensate each other. The forces of FЎ1 and FЎ2 create a moment acting on the rotor. That is why this imbalance has another name "momentary". Accordingly, non-compensated centrifugal forces act on the bearing supports, which can significantly exceed the forces that we relied on and also reduce the service life for the bearings.
Since this type of imbalance occurs only in dynamics during the rotor spinning, thus it is called dynamic. It can not be eliminated in the static balancing (or so called "on the knives") or in any other similar ways. To eliminate the dynamic imbalance, it is necessary to set two compensating weights that will create a moment equal in value and opposite in direction to the moment arising from the masses of M1 and M2. Compensating masses do not necessarily have to be installed opposite to the masses M1 and M2 and be equal to them in value. The most important thing is that they create a moment that fully compensates right at the moment of imbalance.
In general, the masses M1 and M2 may not be equal to each other, so there will be a combination of static and dynamic imbalance. It is theoretically proved that for a rigid rotor to eliminate its imbalance it is necessary and sufficient to install two weights spaced along the length of the rotor. These weights will compensate both the moment resulting from the dynamic imbalance and the centrifugal force resulting from the asymmetry of the mass relative to the rotor axis (static imbalance). As usual the dynamic imbalance is typical for long rotors, such as shafts, and static - for narrow. However, if the narrow rotor is mounted skewed in reference to the axis, or worse, deformed (the so-called "wheel wobbles"), in this case it will be difficult to eliminate the dynamic imbalance (see Fig.4), due to the fact that it is difficult to set correcting weights, that create the right compensating moment.
Fig.4 Balanceamento dinâmico da roda oscilante
Since the narrow rotor shoulder creates a short moment, it may require correcting weights of a large mass. But at the same time there is an additional so-called "induced imbalance" associated with the deformation of the narrow rotor under the influence of centrifugal forces from the correcting masses.
Veja o exemplo:
" Methodical instructions on rigid rotors balancing" 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.
- The centrifugal force arising due to the imbalance of the rotor is an uncompensated force influencing the "heavy point". Particularly this force and also the vibration caused by it are eliminated by the rotor balancing.
- Interacting forces, that have a "geometric" nature and arise out of errors in the manufacture and installation of mating parts. These forces can occur, for instance, due to the non-roundness of the shaft journal, errors in the tooth profiles in gears, the waviness of the bearing raceways, misalignment of the mating shafts, etc. In case of non-roundness of the necks, the shaft axis will shift depending on the angle of rotation of the shaft. Although this vibration is manifested at the rotor speed, it is almost impossible to eliminate it with the balancing.
- 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°.
If the design of the mechanism is poorly designed, and the operating speed of the rotor is close to the natural frequency of oscillations, the operation of the mechanism becomes impossible due to unacceptably high vibration. Standard balancing methods are also impossible, as parameters change dramatically even with a slight change in the speed of rotation. Special methods in the field of resonance balancing are used but they are not well-described in this article. You can determine the frequency of natural oscillations of the mechanism on the run-out (when the rotor is turned off) or by impact with subsequent spectral analysis of the system response to the shock. The "Balanset-1" provides the ability to determine the natural frequencies of mechanical structures by these methods.
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.
For balancing rotors on balancing machines in addition to a specialized balancing device (measuring system of the machine) it is required to have an "unwinding mechanism" designed to install the rotor on the supports and ensure its rotation at a fixed speed.
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
⚠️ Balancing eliminates only the vibration which is caused by the asymmetry of the rotor mass distribution relative to its axis of rotation. Other types of the vibration cannot be eliminated by the balancing!
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.
🚫 The faulty mechanism is the subject to a repair, and only then – to a balancing. Otherwise, qualitative balancing impossible.
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.
A guide to the device Balanset-1 provides a formula by which you can approximately determine the mass of the trial weight, depending on the mass and the speed of the rotation of the balanced rotor. As you can understand from Fig. 1 the centrifugal force acts in the radial direction, i.e. perpendicular to the rotor axis. Therefore, vibration sensors should be installed so that their sensitivity axis is also directed in the radial direction. Usually the rigidity of the foundation in the horizontal direction is less, so the vibration in the horizontal direction is higher. Therefore, to increase the sensitivity of the sensors should be installed so that their axis of sensitivity could also be directed horizontally. Although there is no fundamental difference. In addition to the vibration in the radial direction, it is necessary to control the vibration in the axial direction, along the axis of rotation of the rotor. This vibration is usually caused not by imbalance, but by other reasons, mainly due to misalignment and misalignment of shafts connected through the coupling. This vibration is not eliminated by balancing, in this case alignment is required. In practice, usually in such mechanisms there is an imbalance of the rotor and misalignment of the shafts, which greatly complicates the task of eliminating the vibration. In such cases, you must first align and then balance the mechanism. (Although with a strong torque imbalance, vibration also occurs in the axial direction due to the" twisting " of the foundation structure).
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 |
⚠️ Critical for Accurate Balancing
- !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 «Mechanical vibration – Rotor balancing – Part 11: Procedures and tolerances for rotors with rigid behaviour» (formerly 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 Preview Mechanical vibration – Evaluation of machine vibration by measurements on non-rotating parts -- Part 3: Industrial machines with nominal power above 15 kW and nominal speeds between 120 r/min and 15 000 r/min when measured 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 "Industrial fans – Specifications for balance quality and vibration levels"
- ISO 7919-1-2002 "Vibration of machines without reciprocating motion. Measurements on rotating shafts and evaluation criteria. General guidance.»
🛡️ Important Safety Considerations for EU Compliance
- !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 | Safety of machinery - General principles for design | Avaliação de riscos e redução de riscos |
| EN 60825-1:2014 | Safety of laser products - Part 1 | Requisitos de segurança para laser de Classe 2 |
| EN ISO 14120:2015 | Guards - General requirements | 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 (dust-protected; splash-water resistant)
Segurança de Equipamentos Rotativos
⚠️ Mandatory Safety Procedures (EN ISO 12100)
AVISO: Ao trabalhar com máquinas rotativas, observe os seguintes requisitos de segurança:
- !EN ISO 14118: Prevention of unexpected start-up - Use lockout/tagout procedures before sensor installation
- !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
🔴 Class 2 Laser Device (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: "LASER RADIATION - DO NOT STARE INTO BEAM - CLASS 2 LASER PRODUCT"
- 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 (dust-protected; splash-water resistant)
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
