O que é um diagrama de Campbell?

Um diagrama de Campbell (também chamado de diagrama de interferência) plota frequências de excitação (harmônicos da velocidade de operação) contra frequências naturais. Onde as linhas harmônicas cruzam as linhas de frequência natural, existe uma possível ressonância ou velocidade crítica.

O que são ordens harmónicas?

As ordens harmônicas representam múltiplos da velocidade de rotação. 1× é a fundamental (1 por revolução), 2× é duas vezes por revolução (comum para desalinhamento) e ordens mais altas relacionam-se à passagem de pás, engrenamento, etc.

Como encontro as velocidades críticas no diagrama?

As velocidades críticas ocorrem onde as linhas de ordem harmônica intersectam as linhas de frequência natural. O RPM de cruzamento = fn × 60 / ordem, onde fn é a frequência natural em Hz e ordem é o número harmônico.

Porque é que as velocidades críticas são perigosas?

Nas velocidades críticas, uma excitação harmônica coincide com uma frequência natural, causando ressonância. Isso leva à vibração amplificada, danos estruturais potenciais e desgaste acelerado de rolamentos/componentes.

Como evito as velocidades críticas?

Garanta que a velocidade de operação esteja pelo menos 20% distante de qualquer velocidade crítica. As opções incluem alterar as frequências naturais (mudanças de rigidez/massa), adicionar amortecimento ou ajustar a faixa de velocidade de operação.

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Calculadora de Diagrama de Campbell

Plote a interferência entre as ordens de excitação harmônica e as frequências naturais. Identifique os pontos de cruzamento de velocidade crítica para máquinas rotativas.

Até 5 Frequências Naturais Harmônicos 1×–10× Velocidades Críticas

Cruzamentos de Velocidade Crítica

Total de Cruzamentos na Faixa de Velocidade

—

Faixa de velocidade

—

Frequências Naturais

—

Diagrama de Campbell

Princípio do Diagrama de Campbell

O diagrama de Campbell plota a frequência de excitação em função da velocidade rotacional. Para cada ordem harmônica k, a frequência de excitação na velocidade n é:

Um cruzamento (velocidade crítica) ocorre quando uma excitação harmônica coincide com uma frequência natural:

Ordens Harmônicas Comuns

Ordem (harmônica)	Fonte
1×	Desbalanceamento, empenamento, excentricidade
2×	Desalinhamento, rolamento elíptico, folga mecânica
3×	Desalinhamento (grave), defeitos de acoplamento
k× (passagem de pá)	Número de pás × RPM
k× (engrenamento)	Número de dentes × RPM

Exemplo Prático

Exemplo — Bomba Centrífuga

Dados: f_n1 = 25 Hz, f_n2 = 48 Hz, Harmônicos: 1×, 2×, 3×

cruzamento 1× em f_n1: RPM = 25 × 60 / 1 = 1500 RPM

cruzamento 2× em f_n1: RPM = 25 × 60 / 2 = 750 RPM

cruzamento 1× em f_n2: RPM = 48 × 60 / 1 = 2880 RPM

⚠️ Nota: Mantenha a velocidade de operação pelo menos 20% distante de qualquer velocidade crítica. Se uma velocidade crítica precisar ser atravessada durante a partida, acelere rapidamente pela zona de ressonância.

Um diagrama de Campbell representa graficamente as frequências de excitação (harmónicas da velocidade de rotação) em função das frequências naturais. As interseções indicam potenciais ressonâncias — velocidades críticas onde pode ocorrer vibração amplificada.

As ordens harmónicas são múltiplos da frequência de rotação do veio. 1× = uma vez por rotação (desequilíbrio), 2× = duas vezes por rotação (desalinhamento), ordens superiores relacionam-se com a passagem de pás, engrenamento, etc.

Velocidade crítica em RPM = f_n × 60 / ordem. Por exemplo, se f_n = 50 Hz e a ordem = 2×, a velocidade crítica = 50 × 60 / 2 = 1500 RPM.

Nas velocidades críticas, a frequência de excitação coincide com uma frequência natural, causando ressonância, vibração amplificada, possíveis danos estruturais e desgaste acelerado dos rolamentos.

Mantenha uma margem de separação de pelo menos 20%. Opções: alterar a rigidez/massa (deslocar as frequências naturais), adicionar amortecimento, modificar a gama de velocidades de funcionamento ou atravessar a ressonância rapidamente durante o arranque/paragem.

Os procedimentos descritos nesta página foram desenvolvidos e testados em campo pela equipe da Vibromera utilizando o Balanset-1A, um balanceador portátil de dois canais e analisador de vibração para balanceamento de rotores no local.