Compreender o Desequilíbrio Residual
Desequilíbrio residual é a quantidade de desequilíbrio que permanece num rotor depois do equilibragem O processo está completo. É a pequena e deliberada quantidade de desequilíbrio que se permite manter no rotor porque a sua redução não traria qualquer benefício prático. Por outras palavras, o desequilíbrio residual não é uma falha de equilibragem - é o alvo da equilibragem.
1. Definição: O que é Desequilíbrio Residual?
Todos os rotores reais têm algum desequilíbrio. O equilíbrio perfeito - um eixo de massa que coincide exatamente com o eixo do veio - não pode ser alcançado, e a sua procura é economicamente inútil. A função da equilibragem não é, portanto, eliminar o desequilíbrio, mas sim empurrá-lo para um nível abaixo do qual o vibração que produz é inofensivo para a máquina. O desequilíbrio que sobra depois de atingido esse nível é o desequilíbrio residual.
O desequilíbrio residual é expresso como uma massa multiplicada por um raio - normalmente em gramas-milímetros (g-mm) ou gramas-polegadas - porque a força centrífuga que um rotor sente depende da quantidade de massa que está fora do centro e da distância a que se encontra do eixo. Um ponto pesado de 1 g num raio de 100 mm (100 g-mm) é equivalente, no seu efeito, a um ponto pesado de 2 g a 50 mm.
2. Tolerância de equilíbrio - Quanto é permitido?
O desequilíbrio residual máximo admissível é definido por um tolerância de equilibragem. O método internacionalmente aceite provém de ISO 1940-1, atualmente integrado no moderno ISO 21940-11 série. Define Graus de qualidade de equilíbrio (graus G) - G6.3, G2.5, G1.0 e assim por diante - em que o número é a velocidade orbital admissível do centro de massa do rotor em mm/s.
- A um número G mais baixo significa uma tolerância mais apertada e um menor desequilíbrio residual admissível. Os rotores de bombas e ventiladores são normalmente G6.3; os fusos de máquinas-ferramentas de precisão exigem G1.0 ou melhor.
- O desequilíbrio residual admissível aumenta com a massa do rotor e diminui com o aumento da velocidade de serviço - um rotor rápido tem de ser equilibrado com muito mais precisão do que um rotor lento com a mesma massa.
A aritmética - transformar um grau G e uma velocidade de serviço num valor de g-mm permitido e depois dividi-lo entre os dois planos de correcção - é fácil de errar à mão. Pode resolvê-lo instantaneamente com o nosso Calculadora de desequilíbrio residual (ISO 21940-11), que converte um grau G e uma velocidade de serviço diretamente no g-mm admissível para cada plano.
3. Porque é que o desequilíbrio residual existe sempre
Várias realidades práticas garantem que algum desequilíbrio sobreviva sempre:
- Resolução do instrumento: todas as máquinas de equilibrar e analisadores de campo têm um desequilíbrio mínimo que podem resolver de forma fiável.
- Erros de ferramentas e de montagem: Os veios, mandris e adaptadores introduzem pequenas excentricidades próprias.
- Deslocamento de montagem: As chavetas, os acoplamentos e os fixadores deslocam ligeiramente a massa de um rotor quando a máquina é montada de novo após a equilibragem.
- Mudança operacional: o crescimento térmico, o desgaste, a erosão e a acumulação de produtos alteram o estado de equilíbrio de um rotor em serviço.
- Rendimentos decrescentes: reduzir para metade o desequilíbrio residual pode duplicar o tempo de equilibragem, pelo que há um ponto sensato para parar.
4. Medição e verificação do desequilíbrio residual
O equilíbrio é um ciclo iterativo: medir o desequilíbrio atual, adicionar ou remover um peso de correcção, medir novamente e repetir até que a leitura desça abaixo da tolerância. Um relatório de equilibragem completo deve sempre indicar tanto o inicial desequilíbrio e o último residual desequilíbrio para cada plano - por exemplo, “0,5 g-mm no plano esquerdo, 0,8 g-mm no plano direito, dentro de G2,5 a 3000 rpm.”
Nas máquinas montadas, esta verificação é efectuada no local e não numa máquina de equilibragem. Um analisador portátil de dois canais, como o Balanset-1A mede o 1× amplitude e fase antes e depois da correção, calcula os coeficientes de influência do rotor e confirma que a vibração residual - e, portanto, o desequilíbrio residual - se situa dentro do grau ISO 21940-11 escolhido. Uma vez que funciona nos próprios rolamentos da máquina à velocidade de funcionamento, capta o verdadeiro estado residual em que o rotor irá efetivamente funcionar, incluindo os efeitos de montagem e térmicos que uma máquina de equilibragem não consegue ver.
5. Desequilíbrio residual vs. Desequilíbrio inicial
É útil manter dois termos distintos. Desequilíbrio inicial é o que o rotor tem antes de qualquer correção - frequentemente grande e a razão pela qual a vibração foi notada em primeiro lugar. Desequilíbrio residual é o que é intencionalmente deixado após a correção, verificado em relação à tolerância. O rácio entre eles é uma medida útil da eficácia do trabalho de equilibragem: reduzir um rotor de 250 g-mm para 4 g-mm representa uma redução superior a 98% e uma passagem limpa para a maioria das classes industriais.
