Entendendo o balanceamento in situ
Definição: O que é balanceamento in situ?
Balanceamento in situ (do latim “in situ”, que significa “no local”) é a prática de equilíbrio um rotor enquanto este permanece instalado em sua máquina, em sua posição normal de operação e sob condições reais de funcionamento. Isso também é comumente referido como equilíbrio de campo, balanceamento no local ou balanceamento in situ.
Em vez de remover o rotor e transportá-lo para uma oficina especializada, opte por... máquina de balanceamento Em uma oficina, os técnicos levam equipamentos portáteis de medição e análise de vibração até o local da máquina e realizam o procedimento de balanceamento sem desmontá-la.
Vantagens do balanceamento in situ
O balanceamento in situ tornou-se o método preferido para a grande maioria do balanceamento de máquinas industriais devido às suas inúmeras vantagens práticas e técnicas:
1. Não requer desmontagem.
A vantagem mais óbvia é que o rotor não precisa ser removido da máquina. Isso elimina:
- O custo da mão de obra para desmontar e remontar o equipamento.
- Risco de danos durante a remoção, transporte e reinstalação.
- O atraso associado ao envio do rotor para uma oficina de balanceamento.
- O potencial para introduzir novos problemas durante a remontagem (desalinhamento, torque inadequado, etc.)
2. Balanceamento em Condições Reais de Operação
Esta é talvez a vantagem técnica mais significativa. O balanceamento in situ explica:
- Rigidez real do rolamento: Os rolamentos reais e suas características de rigidez após a instalação afetam a forma como o rotor responde ao desbalanceamento, o que pode diferir significativamente das condições ideais de fábrica.
- Efeitos da fundação e da estrutura de suporte: A flexibilidade da base, da estrutura e da montagem da máquina influencia a vibração. Esses efeitos são automaticamente incluídos no balanceamento in situ.
- Temperatura de operação: A expansão térmica e o efeito da temperatura nas folgas dos mancais estão presentes durante o balanceamento in situ, mas ausentes em um ambiente de oficina fria.
- Cargas de processo: Em equipamentos como bombas e ventiladores, as forças aerodinâmicas ou hidráulicas presentes durante o funcionamento normal afetam o estado de equilíbrio do rotor.
- Ajuste e folgas após a montagem: A forma exata como os componentes se encaixam na montagem final afeta o equilíbrio, e isso é capturado por métodos in situ.
3. Redução do tempo de inatividade
O balanceamento in situ geralmente pode ser concluído em questão de horas, enquanto a remoção de um rotor, seu balanceamento em uma oficina e a reinstalação podem levar dias ou semanas. Para equipamentos de produção críticos, essa redução no tempo de inatividade se traduz diretamente em aumento da produtividade e redução da perda de receita.
4. Custo mais baixo
A eliminação dos custos de transporte, mão de obra em oficina e desmontagem torna o balanceamento in situ significativamente mais econômico para a maioria das aplicações.
5. Verificação imediata
Após a instalação pesos de correção, A máquina pode ser ligada imediatamente e os resultados verificados em condições reais de funcionamento. Se forem necessários ajustes adicionais, estes podem ser feitos imediatamente sem necessidade de desmontagem adicional.
Quando o balanceamento in situ é mais apropriado
Embora o balanceamento in situ seja amplamente aplicável, ele é particularmente vantajoso nestas situações:
- Máquinas de grande porte: Equipamentos difíceis ou dispendiosos de desmontar e transportar, como ventiladores de grande porte, sopradores e britadores.
- Rotores montados permanentemente: Rotores que são montados no local e não projetados para fácil remoção.
- Equipamento de campo: Máquinas em locais remotos onde o transporte até uma oficina seria impraticável.
- Reparos de emergência: Situações em que uma resposta rápida é essencial para retomar a produção.
- Manutenção de rotina: Rebalanceamento periódico para corrigir desequilíbrios causados por desgaste, acúmulo de material ou erosão.
- Equipamentos personalizados ou não padronizados: Máquinas que não se encaixariam nos equipamentos padrão de uma oficina de balanceamento.
O Processo de Balanceamento In Situ
O procedimento segue o padrão. método do coeficiente de influência, adaptado ao ambiente de campo:
Etapa 1: Avaliação Inicial
Antes de começar, verifique se desequilíbrio Esse é realmente o problema. Verifique se há outros problemas mecânicos, como... desalinhamento, frouxidão, ou defeitos de rolamento Isso pode ser diagnosticado erroneamente como desequilíbrio.
Etapa 2: Instalar sensores
Fixe sensores de vibração (normalmente acelerômetros) às caixas de rolamentos da máquina usando ímãs, pinos ou adesivo. Instale um tacômetro ou chave fasor para fornecer o sinal de referência de fase uma vez por revolução.
Etapa 3: Execução da Medição Inicial
Ligue a máquina na sua velocidade normal de funcionamento e registe os vetores de vibração iniciais.
Etapa 4: Testes com peso
Realizar uma ou mais peso de teste Executa conforme exigido pelo método de balanceamento (plano único, dois planos, etc.).
Etapa 5: Calcular e instalar as correções
O instrumento de balanceamento portátil calcula os pesos de correção necessários. Estes são então instalados permanentemente adicionando pesos (como remendos soldados, massas aparafusadas ou pesos fixados por parafusos) ou removendo material (furação ou retificação).
Etapa 6: Verificação
Faça uma final execução de verificação Confirmar se a vibração foi reduzida a níveis aceitáveis.
Equipamentos para balanceamento in situ
Os instrumentos portáteis modernos tornaram o balanceamento in situ prático e acessível:
- Instrumentos portáteis de balanceamento: Dispositivos leves e alimentados por bateria que combinam medição de vibração, detecção de fase e cálculos de balanceamento em um pacote portátil ou para uso em laptop.
- Acelerômetros: Acelerômetros piezoelétricos ou MEMS com bases magnéticas para fácil fixação e remoção.
- Tacômetros: Sensores ópticos ou magnéticos que fornecem o sinal de referência de fase.
- Kits de pesos: Variedade de pesos de fixação por grampo, parafuso ou adesivo para instalações temporárias de teste e correções permanentes.
Desafios e Considerações
Embora o balanceamento in situ seja altamente vantajoso, apresenta alguns desafios:
1. Acesso aos planos de correção
Os planos de correção do rotor devem estar acessíveis durante a montagem da máquina. Em alguns equipamentos, é necessário remover proteções ou tampas para acessar as superfícies de balanceamento.
2. Fatores ambientais
As condições de campo (temperaturas extremas, sujeira, ruído, vibração de equipamentos próximos) podem complicar as medições em comparação com um ambiente de oficina controlado.
3. Questões de segurança
Trabalhar com máquinas em funcionamento exige protocolos de segurança rigorosos. Os técnicos devem garantir que os pesos de teste estejam firmemente presos e que todos os funcionários mantenham distâncias seguras dos componentes rotativos.
4. Problemas mecânicos
Se a máquina apresentar problemas mecânicos subjacentes (pé mole, desalinhamento, suportes soltos), estes devem ser corrigidos antes do balanceamento. As condições de instalação dificultam a detecção e correção de alguns desses problemas.
5. Limitações para Precisão Extrema
Para aplicações que exigem tolerâncias de balanceamento extremamente rigorosas (como retificadoras de precisão ou fusos de alta velocidade), o balanceamento em oficina com máquinas dedicadas ainda pode ser preferível ou pode ser usado em combinação com o balanceamento in situ.
Comparação: Balanceamento no local vs. Balanceamento em oficina
| Aspecto | Equilíbrio in situ | Balanceamento de loja |
|---|---|---|
| É necessário desmontar o produto. | Não | Sim |
| Condições de operação | Condições reais | Condições idealizadas |
| Tempo de resposta | Horas | Dias a semanas |
| Custo | Mais baixo | Mais alto |
| Precisão | Bom | Excelente |
| Aplicabilidade | A maioria das máquinas | rotores de pequeno a médio porte |
Padrões e melhores práticas da indústria
O balanceamento in situ é reconhecido e abrangido por normas internacionais como a ISO 21940-13, que fornece critérios e salvaguardas para o balanceamento in situ de rotores de médio e grande porte. A observância dessas normas garante segurança, eficácia e resultados consistentes.
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