Uma nova fábrica industrial se preparava para iniciar a produção, e o rotor de seu britador de martelos tinha de ser balanceado antes de a linha entrar em operação contínua. Fizemos o trabalho no local, nos próprios mancais do britador, com o balanceador portátil Balanset-1A e um notebook. Esta página mostra a máquina, cada passo que demos com o instrumento e o que a fábrica ganhou com isso.
A máquina e a tarefa
O britador é um moinho de martelos. Fileiras de martelos oscilantes pendem de pinos entre discos de aço, e todo o rotor é acionado diretamente, por meio de um acoplamento, por um motor AC-Motoren. A placa de identificação indica 55 kW e 2970 rpm a 50 Hz, portanto o rotor gira a quase 3000 rpm.
Nessa velocidade, mesmo um pequeno erro de massa no rotor se torna uma grande força rotativa sobre os mancais, a estrutura e a fundação; a força cresce com o quadrado da velocidade. A fábrica queria uma partida suave. Um rotor desbalanceado funciona de forma ineficiente, causa problemas mecânicos e pode interromper a produção logo após o comissionamento. Por isso o rotor foi balanceado antes da partida da fábrica, e não depois da primeira falha.
Como usamos o Balanset-1A, passo a passo
O Balanset-1A mede o rotor nos próprios mancais, na sua velocidade de trabalho. O programa conduz você pelas corridas e calcula a correção por conta própria; a pessoa no local instala os sensores e fixa os pesos.
Sensores e tacômetro
Os sensores de vibração são colocados nas carcaças dos mancais, estritamente na direção radial, em ângulo reto com o eixo, e em metal sólido, não em proteções ou tampas. Uma tira de fita refletiva no eixo é a referência de fase: o tacômetro a laser a lê uma vez por rotação. A partir daí, nem os sensores nem a fita podem se mover, pois o programa conta todos os ângulos a partir dessa marca.
Run 0: a vibração inicial
O britador é ligado com os martelos instalados e levado até a velocidade de trabalho. Um toque em F7 registra a amplitude, a fase e a velocidade da vibração na frequência de rotação. Este é o quadro "antes" do desbalanceamento.
Peso de teste e Run 1
Com a máquina parada e bloqueada, um peso de teste de massa conhecida é fixado no rotor em um raio conhecido, e sua posição é marcada. A massa é escolhida pela força: na velocidade de trabalho, sua força centrífuga deve ser de cerca de 7 % do peso do rotor (5–10 % é uma faixa razoável).
O "First trial weight estimate" do programa, ou nossa calculadora de peso de teste gratuita, fornece o valor para uma dada massa, raio e velocidade do rotor.
Em seguida, o rotor funciona de novo. Se o peso de teste altera pouco a vibração, o programa não aceita a corrida e pede um peso maior.
Cálculo
A partir da diferença entre a Run 0 e a Run 1, o programa calcula os coeficientes de influência e mostra a correção: a massa em gramas e o ângulo, contado a partir da posição do peso de teste no sentido de rotação. O diagrama polar mostra onde o peso vai.
Massa de correção
O peso de teste é retirado, e o peso de correção é fixado no mesmo raio e no ângulo indicado. O raio importa: a massa calculada só vale para o raio em que ficou o peso de teste.
Medição de ajuste fino
Mais uma corrida na mesma velocidade mostra a vibração residual e o desbalanceamento residual. Com uma tolerância ISO 21940-11 definida, o programa marca o resultado em verde ou vermelho. Se for necessário um pouco mais de correção, ele calcula o acréscimo imediatamente; não é preciso nova corrida de teste.
Verificações para britadores do manual do Balanset-1A
- Balanceie somente com os martelos instalados. Sem eles, o desbalanceamento volta assim que são montados.
- Os martelos oscilantes podem se acomodar em uma nova posição entre as corridas. Um teste de parada/partida, duas corridas sem alterar nada, mostra se as leituras se repetem.
- Muitos harmônicos com uma pequena componente na frequência de rotação geralmente indicam um problema de acionamento, não desbalanceamento. Verifique a cadeia de acionamento, incluindo o acoplamento, antes de adicionar peso.
Resultado
Após a correção, rodamos o britador de novo e o verificamos de acordo com as normas de operação. A vibração ficou significativamente menor, o rotor atendeu às normas, e o britador foi liberado para operação contínua desde o primeiro dia de produção.
O que o programa registra após a corrida de verificação
- Vibração antes e depois, e a redução em porcentagem.
- Desbalanceamento inicial e residual em g·mm, conferido com a tolerância ISO 21940-11: aprovado ou reprovado.
- Um relatório HTML pronto e um registro de arquivo do rotor, com os coeficientes de influência salvos para o próximo balanceamento.
O que isso trouxe à fábrica
- O britador entrou em produção balanceado, em vez de ser balanceado após a primeira falha de mancal.
- O trabalho foi feito no local, nos próprios mancais da máquina: o rotor não foi retirado nem enviado a uma oficina de balanceamento.
- Um registro ao qual voltar: a sessão salva é o ponto de partida para futuras verificações do mesmo rotor.
Sobre o instrumento
O Balanset-1A é um balanceador portátil de dois canais e analisador de vibração. Ele balanceia rotores em um ou dois planos nos próprios mancais, e o mesmo kit funciona como medidor de vibração e analisador de espectro. Um britador, um ventilador, um separador ou um triturador de cobertura vegetal são balanceados com o mesmo procedimento desta página.
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.
