Why is propeller balancing important for marine vessels?

Unbalanced propellers generate centrifugal forces at shaft speed that transmit through bearings into the hull. This causes excessive vibration, accelerated stern tube bearing and seal wear, fatigue cracking in shafting, and passenger/crew discomfort. Proper balancing per ISO 21940 minimizes these effects.

What balance grade G should I use for a marine propeller?

G16 is the most common grade for marine propellers. G6.3 is used for high-speed or navy vessels where vibration limits are tighter. G40 may be acceptable for slow-speed workboat propellers.

How is per-blade allowance calculated?

The total permissible unbalance is divided equally among all blades. For a 4-blade propeller with 1000 g·mm total allowance, each blade may have up to 250 g·mm of unbalance. This assumes blades are symmetrically arranged.

What centrifugal force does propeller unbalance create?

Centrifugal force F = U × ω² / 1,000,000 where U is unbalance in g·mm and ω is angular velocity in rad/s. Even small unbalances at high RPM create significant forces — for example, 5000 g·mm at 300 RPM produces about 5 N, but at 3000 RPM it produces about 500 N.

Can I balance a propeller on the shaft without removing it?

Yes, in-situ (on-site) propeller balancing is possible using portable balancing instruments like Vibromera's Balanset series. Trial weights are attached to the propeller, vibration response is measured, and correction masses are calculated. This avoids costly drydocking.

Ferramenta de Engenharia Gratuita

Calculadora de Desbalanceamento de Hélice

Calcule o desbalanceamento admissível da hélice, a força centrífuga, a excentricidade e a tolerância por pá conforme a ISO 21940. Essencial para o controle de vibração de eixos marítimos.

ISO 21940-11 Hélices Marítimas Tolerância por Pá

Massa da Hélice (kg)

Número de Pás

Diâmetro da Hélice (mm)

Velocidade do Eixo (RPM)

Grau de Balanceamento G

Predefinições rápidas

Resultados

Desbalanceamento Admissível

—

Desbalanceamento Específico (Excentricidade)

—

Força Centrífuga no Desbalanceamento Admissível

—

Tolerância por Pá

—

Velocidade angular ω

—

Desbalanceamento Admissível da Hélice (ISO 21940)

O desbalanceamento admissível para uma hélice é calculado usando a mesma fórmula da ISO 21940-11 utilizada para todas as máquinas rotativas:

Onde G é o grau de balanceamento (mm/s), m é a massa da hélice (kg), e ω = 2π·n/60 é a velocidade angular (rad/s).

Força centrífuga do desbalanceamento

A força centrífuga gerada pelo desbalanceamento na velocidade de operação:

U — desbalanceamento (g·mm)
ω — velocidade angular (rad/s)
F — força centrífuga (N)

Tolerância por Pá

Para hélices simétricas, o desbalanceamento admissível total é dividido igualmente entre todas as pás:

Graus de Balanceamento Típicos para Hélices

Grau	Aplicação
G40	Hélices de embarcações de trabalho de baixa velocidade, não críticas
G16	Hélices marítimas padrão, navios de carga
G6.3	Embarcações de alta velocidade, navios de guerra, balsas de passageiros
G2.5	Hélices de precisão, submarinos de baixo ruído

Exemplo Prático

Exemplo — Hélice Marítima de 4 Pás

Dados: Massa = 500 kg, Velocidade = 300 RPM, Grau = G16, 4 pás

ω = 2π × 300 / 60 = 31,42 rad/s

U_por = 16 × 500 × 1000 / 31,42 = 254.620 g·mm

Excentricidade = 16 × 1000 / 31,42 = 509,2 μm

F = 254.620 / 1.000.000 × 31,42² = 251,5 N

Por pá: 254.620 / 4 = 63.655 g·mm

⚠️ Nota: As hélices marítimas operam em condições adversas. Incrustações, danos nas pás e erosão por cavitação podem alterar o balanceamento ao longo do tempo. Recomenda-se o monitoramento periódico de vibração para detectar desbalanceamentos em desenvolvimento.