Ferramenta de Engenharia Gratuita · #008
Calculadora de frequência harmônica
Converta RPM para Hz e exiba os harmônicos de 1× a 20×. Essencial para análise de vibração e diagnóstico de máquinas.
Resultados
| Ordem (harmônica) | Frequência (Hz) | CPM | Período (ms) |
|---|
Conversão de RPM para Hz
A frequência fundamental (ordem 1×) em Hz é igual à velocidade rotacional dividida por 60:
Frequências Harmônicas
Cada harmônico (ordem) é um múltiplo inteiro da frequência fundamental:
onde n é a ordem harmônica (1, 2, 3, …).
Velocidade angular
Fontes Comuns de Harmônicos em Vibração
| Ordem (harmônica) | Fonte Comum |
|---|---|
| 1× | Desbalanceamento, eixo empenado, excentricidade |
| 2× | Desalinhamento (angular/paralelo), folga mecânica |
| 3× | Desalinhamento (severo), folga mecânica |
| N× | Passagem de pá/lâmina (N = número de pás) |
| Z× | Frequência de engrenamento (Z = número de dentes) |
| ½× | Oil whirl, atrito |
| 0,43× | Chicoteamento de óleo (oil whip) |
Exemplo Prático
Dados: Velocidade = 3000 RPM
1× = 3000 / 60 = 50 Hz (3000 CPM)
2× = 2 × 50 = 100 Hz (6000 CPM)
3× = 3 × 50 = 150 Hz (9000 CPM)
Período = 1 / 50 = 20 ms
ω = 2π × 50 = 314,16 rad/s
💡 Dica: Na análise de vibração, o padrão do espectro harmônico é uma ferramenta de diagnóstico fundamental. O desbalanceamento apresenta um pico dominante em 1×, o desalinhamento mostra um forte 2× (e às vezes 3×), e defeitos em rolamentos geram frequências não síncronas relacionadas à geometria do rolamento.
Basta dividir as RPM por 60:
Hz = RPM / 60
Por exemplo: 3000 RPM / 60 = 50 Hz. Isto dá a frequência de rotação fundamental (1×).
As harmónicas são múltiplos inteiros da frequência fundamental (1×):
- 1× = fundamental = um evento por rotação
- 2× = segunda harmónica = dois eventos por rotação
- 3× = terceira harmónica = três eventos por rotação
Diferentes avarias produzem padrões harmónicos característicos. O desequilíbrio é predominantemente 1×, o desalinhamento apresenta forte componente 2× e por vezes 3×, e a frequência de passagem de pás é igual ao número de pás × 1×.
A frequência 1× (uma vez por rotação) é a componente de vibração mais fundamental. Fontes comuns de 1×:
- Desequilíbrio de massa — a fonte mais comum
- Veio empenado — cria 1× com componente axial
- Rotor excêntrico — máquinas elétricas
- Ressonância — se a frequência natural coincidir com 1×
A fase da vibração a 1× é crucial para a equilibragem — indica a direção do ponto pesado.
As harmónicas superiores revelam avarias mecânicas específicas:
- 2×: Desalinhamento (angular e paralelo), folga mecânica, veio fissurado
- 3× e superiores: Desalinhamento severo, folga mecânica
- Passagem de pás (N×): Problemas nas pás do impulsor/ventilador
- Engrenamento (Z×): Problemas nos dentes das engrenagens
A razão entre as amplitudes das harmónicas e a amplitude a 1× é um indicador de diagnóstico fundamental.
Hz (Hertz) = ciclos por segundo. Unidade de frequência absoluta.
CPM (Ciclos Por Minuto) = Hz × 60. Numericamente igual às RPM para a ordem 1×.
Ordens (1×, 2×, ...) = múltiplos da velocidade do veio. Normalizadas à velocidade — mantêm-se iguais independentemente das RPM.
Exemplo a 3000 RPM: 1× = 50 Hz = 3000 CPM; 2× = 100 Hz = 6000 CPM.
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.
Identifique harmônicos, diagnostique falhas e faça balanceamento de rotores em campo com nossos analisadores de vibração profissionais e sistemas portáteis de balanceamento.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko é engenheiro de análise de vibrações e fundador e diretor executivo da Vibromera. Há mais de 15 anos ele balanceia equipamentos rotativos em campo, e não em uma bancada de testes: trituradores, ventiladores industriais, britadores, centrífugas, eixos e fusos. Foi desse trabalho que nasceram os instrumentos Balanset — eles foram concebidos como uma ferramenta que o especialista pode levar até a máquina e usar sozinho, no local, e não como equipamento de laboratório. A Vibromera foi fundada em 2017 e, desde 2023, está sediada no Porto, em Portugal. É aqui que acontecem o desenvolvimento, a montagem e o suporte da linha Balanset. O instrumento principal é o Balanset-1A, um analisador portátil para balanceamento em um e dois planos e para diagnóstico de vibrações. Nikolai participa pessoalmente do suporte ao cliente, da solução de casos difíceis de balanceamento e do desenvolvimento do software. Ele atende clientes no mundo todo, em qualquer idioma.
