What is a trial weight in rotor balancing?

A trial weight (also called a test weight or calibration weight) is a known mass temporarily attached to a rotor at a known radius during single-plane balancing. By measuring the vibration change caused by the trial weight, the balancing instrument calculates the correct permanent correction mass and angle. The trial weight is removed after the measurement run.

How do I choose the right trial weight size?

The ideal trial weight should produce a measurable vibration change without overloading the rotor or bearings. A common engineering guideline is to use 5% to 10% of the permissible residual unbalance (per ISO 21940) divided by the correction radius. Too small a trial weight may not produce a reliable reading; too large may cause excessive vibration or safety hazards.

What happens if the trial weight is too heavy?

An excessively heavy trial weight can cause dangerously high vibration during the trial run, potentially damaging bearings, seals, or the rotor itself. It may also exceed the linear range of the vibration sensors, leading to inaccurate balancing results. Always start with the calculated minimum (5% of U_per / r) and increase only if the vibration change is insufficient.

Where should I place the trial weight on the rotor?

Place the trial weight at the correction plane — the axial location where permanent balance weights will be added. For the radial position, attach it at the maximum available radius to minimize the required mass. Common attachment methods include bolting to existing holes, using magnetic weights, or taping weights to the rotor surface. Ensure the trial weight is securely attached and cannot detach during rotation.

Why use 5–10% of permissible unbalance for the trial weight?

The 5–10% range is a practical engineering guideline that balances two requirements: the trial weight must be heavy enough to produce a clearly measurable vibration change (signal-to-noise ratio), but light enough to avoid excessive vibration. Using permissible unbalance as the reference ensures the trial weight is scaled appropriately for the rotor's mass, speed, and balance grade.

Ferramenta de Engenharia Gratuita

Calculadora de Massa de Teste para Balanceamento de Rotores

Calcule a massa recomendada da massa de teste para balanceamento de rotor em plano único. Considera a massa do rotor, velocidade, raio de correção, rigidez do suporte e severidade de vibração.

Método Vibromera Rigidez do Suporte Nível de Vibração

Massa do Rotor (Mr) (kg)

Velocidade do Rotor (N) (RPM)

Raio de Instalação (Rt) (mm)

Rigidez do Suporte (Ksupp) (0,5–5,0)

Nível de Vibração (mm/s RMS)

Predefinições rápidas

Resultados

Massa de Teste Recomendada (Mt)

—

Massa do Rotor (Mr)

—

Raio de Teste (Rt)

—

Rigidez do Suporte (Ksupp)

—

Coeficiente de Vibração (Kvib)

—

Raio em cm (Rt)

—

Fator de Velocidade (N/100)²

—

Fórmula da Massa de Teste

A massa da massa de teste é calculada usando uma fórmula prática de engenharia que considera as condições de suporte e a severidade de vibração:

Mt — massa da massa de teste (g)
Mr — massa do rotor (g) — insira em kg, convertida internamente para gramas
Ksupp — coeficiente de rigidez do suporte (0,5–5,0)
Kvib — coeficiente de nível de vibração (0,5–3,0) — derivado da vibração medida em mm/s
Rt — raio de instalação da massa de teste (cm) — insira em mm, convertido internamente para cm
N — velocidade do rotor (RPM)

Coeficiente de Rigidez do Suporte (Ksupp)

Este coeficiente considera como a estrutura de suporte da máquina afeta a resposta de vibração ao desbalanceamento:

Ksupp	Tipo de Apoio	Descrição
5.0	Muito rígido	Bloco de concreto maciço, estrutura de aço rígida. A vibração muda pouco com o desbalanceamento — é necessária maior massa de teste (alto Ksupp).
4.0	Rígido	Fundação de concreto, pedestal rígido. Típico para bombas e compressores grandes.
2,0–3,0	Médio	Montagem industrial padrão, placa de base em concreto. Situação mais comum para ventiladores, motores e máquinas gerais.
1.0	Flexível	Suportes de mola, isoladores de borracha. A máquina vibra livremente — menor massa de teste suficiente (Ksupp baixo).
0.5	Muito flexível	Suporte suspenso, isoladores macios, gabarito/cama de balanceamento. Máxima resposta de vibração — massa de teste mais leve.

Regra prática: Suportes rígidos (Ksupp = 4–5) “absorvem” a vibração, portanto é necessária uma massa de teste mais pesada para produzir uma mudança mensurável. Suportes flexíveis (Ksupp = 0.5–1) amplificam a resposta, portanto uma massa de teste mais leve funciona.

Coeficiente de Nível de Vibração (Kvib)

Este coeficiente reflete a severidade de vibração atual da máquina antes do balanceamento:

Kvib	Nível de Vibração	Condição
1	Baixo (< 2 mm/s)	A máquina opera suavemente. Apenas ajuste fino. Massa de teste mais leve — caso contrário, pode sobrepujar o sinal de desbalanceamento existente.
2	Moderado (2–4.5 mm/s)	Vibração perceptível. Tarefa padrão de balanceamento.
3	Elevado (4.5–7.1 mm/s)	Problema claro de desbalanceamento. Cenário típico de balanceamento em campo. Escolha padrão.
5	Alto (7.1–11 mm/s)	Desbalanceamento significativo. Balanceamento urgente necessário. Massa de teste maior OK — a vibração já está alta.
8	Muito alto (> 11 mm/s)	Nível perigoso. Grande desbalanceamento. Massa de teste mais pesada aceitável para garantir mudança vetorial mensurável.

Por que Esta Fórmula Funciona

A fórmula Mt = Mr × Ksupp × Kvib / (Rt × (N/100)²) captura a física essencial:

Rotores mais pesados necessitam de massas de teste mais pesadas (linear com Mr)
Velocidades mais altas geram mais força centrífuga por grama, portanto é necessária menos massa de teste (inverso do quadrado de N)
Raio maior significa mais momento por grama, portanto é necessária menos massa (inverso de Rt)
Suportes mais rígidos necessitam de mais massa para produzir mudança de vibração detectável (Ksupp mais alto = 4–5)
Suportes flexíveis amplificam a resposta, portanto é necessária menos massa (Ksupp mais baixo = 0.5–1)
Vibração existente mais alta significa maior desbalanceamento existente — massa de teste proporcionalmente maior (Kvib mais alto)

Exemplo Prático

Exemplo — Ventilador Centrífugo

Dados: Mr = 111 kg = 111.000 g, N = 1111 RPM, Rt = 111 mm = 11,1 cm, Ksupp = 1.0, Vibração = 11 mm/s → Kvib = 1.5

Passo 1: Fator de velocidade: (N/100)² = (1111/100)² = 11.11² = 123.43

Passo 2: Denominador: Rt(cm) × (N/100)² = 11.1 × 123.43 = 1.370,1

Passo 3: Numerador: Mr(g) × Ksupp × Kvib = 111.000 × 1.0 × 1.5 = 166.500

Passo 4: Mt = 166.500 / 1.370,1 = 121,5 g

Resultado: Use aproximadamente 122 g de massa de teste a 111 mm de raio.

⚠️ Nota de Segurança: Uma massa de teste excessivamente pesada pode causar vibração perigosamente alta. Se a massa calculada parecer muito grande, comece pela metade e aumente gradualmente. Sempre certifique-se de que a massa de teste esteja firmemente fixada e não possa se soltar durante a rotação.

Comparação com o Método ISO 21940

A abordagem clássica da ISO usa o grau de balanceamento G para calcular o desbalanceamento admissível, em seguida, toma 5–10% como massa de teste. Esta fórmula da Vibromera é um atalho prático de campo que fornece resultados semelhantes, ao mesmo tempo em que leva em conta diretamente as condições do mundo real (rigidez do suporte e nível atual de vibração) que o método ISO pressupõe como ideais.