Suportes de balanceamento simples para rotores: projeto e aplicação

O balanceamento de rotores é uma etapa importante na produção e operação de equipamentos rotativos. O balanceamento de alta qualidade reduz as vibrações, aumenta a vida útil dos rolamentos e mecanismos e melhora a eficiência geral do equipamento. Este artigo examina suportes de balanceamento simples que fornecem balanceamento de alta qualidade de vários tipos de rotores com custos mínimos. Esses suportes são adequados para balancear rotores pequenos e médios usados em vários mecanismos.

A base do design de tais suportes é uma placa plana ou estrutura montada em molas de compressão cilíndricas. As molas são selecionadas de modo que a frequência natural de oscilação da placa com o mecanismo balanceado montado nela seja 2-3 vezes menor do que a frequência rotacional do rotor deste mecanismo durante o balanceamento.

1. Suporte para balanceamento de rodas abrasivas

Propósito: Balanceamento de rodas abrasivas.

Principais componentes:

1. Placa (1): Montado sobre quatro molas cilíndricas (2).
2. Motor elétrico (3): O rotor do motor serve simultaneamente como um fuso no qual é montado um eixo (4) para fixação da roda abrasiva.
3. Sensor de impulso (5): Mede o ângulo de rotação do rotor do motor e é usado no sistema de medição “Balanceset” para determinar a posição angular para remoção da massa corretiva da roda abrasiva.

Princípio de funcionamento: O suporte permite determinar e eliminar o desequilíbrio da roda abrasiva medindo a vibração e identificando a posição angular do ponto de desequilíbrio.

Características: A presença de um sensor de ângulo de rotação de impulso para determinação precisa do ponto de correção de massa.

2. Suporte para balanceamento de bombas de vácuo

Propósito: Balanceamento de bombas de vácuo.

Principais componentes:

1. Placa (1): Montado sobre molas cilíndricas (2).
2. Bomba de vácuo (3): Instalado na placa e possui acionamento elétrico próprio com velocidade de rotação ajustável de 0 a 60.000 rpm.
3. Sensores de vibração (4): Montado na carcaça da bomba e mede a vibração em duas seções diferentes ao longo da altura.
4. Sensor de ângulo de fase do laser (5): Usado para sincronizar o processo de medição de vibração com o ângulo de rotação do rotor da bomba.

Princípio de funcionamento: A vibração da bomba é medida por sensores (4), e o sensor laser (5) sincroniza as medições com o ângulo de rotação do rotor, permitindo determinar a localização e a magnitude do desequilíbrio.

Características: Capacidade de balanceamento em altas velocidades de rotação (até 60.000 rpm) e uso de um sensor laser para sincronização precisa.

Resultados: Em velocidades subcríticas, o desequilíbrio residual do rotor da bomba atende aos requisitos de qualidade de balanceamento grau G0.16 de acordo com a ISO 1940-1-2007 “Vibração mecânica — Requisitos para a qualidade de balanceamento de rotores em um estado constante (rígido) — Parte 1: Especificação e verificação de tolerâncias de balanceamento.” A vibração residual do corpo da bomba em velocidades de até 8.000 rpm não excede 0,01 mm/s.

3. Suportes para balanceamento de ventiladores

Propósito: Balanceamento de ventiladores.

Principais componentes: O design é semelhante aos suportes anteriores, apresentando uma placa sobre molas com um ventilador montado nela.

Princípio de funcionamento: Medição da vibração do ventilador e ajuste da massa para eliminar o desequilíbrio.

Resultados: No suporte mostrado na Fig. 3, foi alcançado um nível de vibração residual de 0,8 mm/s, o que é mais de três vezes melhor do que o valor permitido para ventiladores da categoria BV5 de acordo com a ISO 14694-2003 “Ventiladores industriais — Especificações para qualidade de equilíbrio e níveis de vibração”. Em outro suporte usado na produção em massa de ventiladores de duto, a vibração residual consistentemente não excede 0,1 mm/s.

Conclusão

Suportes de balanceamento simples baseados em uma placa montada em molas são uma solução eficaz e econômica para balanceamento de alta qualidade de vários tipos de rotores. Eles permitem atingir baixos níveis de vibração residual, em conformidade com os padrões internacionais. Esses suportes são amplamente utilizados na produção e reparo de equipamentos, garantindo sua operação confiável e duradoura.