Compreender a equilibragem num único plano
Equilibragem num único plano é um equilibragem procedimento no qual um rotor desequilíbrio é corrigido através da adição ou remoção de massa num único plano radial, perpendicular ao eixo de rotação. É o método adequado quando o desequilíbrio é predominantemente estático por natureza — ou seja, quando o centro de massa do rotor está deslocado em relação ao eixo de rotação, mas não existe nenhum binário ou momento significativo que tente fazer com que o rotor oscile de ponta a ponta. Sendo a técnica de equilíbrio mais simples e económica, requer apenas um único plano de equilibragem e, normalmente, um único peso de teste execução para concluir.
1. Definição: O que é o equilíbrio num único plano?
Todos os rotores apresentam algum desequilíbrio, mas o geometry A natureza desse desequilíbrio determina a forma como deve ser corrigido. Quando o ponto pesado pode ser tratado como se estivesse num único plano — ou quando a sua pequena extensão axial não produz nenhum momento de inclinação significativo — uma única correção restaura o equilíbrio. Esta é a condição determinante para o trabalho num único plano: o desequilíbrio comporta-se como uma força radial pura, não como um par de forças. Quando existe um par de forças, o rotor oscila e nenhuma correção única consegue anular ambas as extremidades de uma só vez, o que constitui o limite que separa o trabalho num único plano do equilíbrio dinâmico (em dois planos).
2. Quando utilizar o equilíbrio num único plano
O equilíbrio num único plano é adequado para geometrias específicas do rotor e condições de funcionamento.
Rotores do tipo disco
Os rotores cujo comprimento axial (espessura) é reduzido em comparação com o seu diâmetro são os candidatos ideais — frequentemente descritos como discos «estreitos» ou «finos». Uma vez que a massa se concentra essencialmente num único plano, há pouca margem para que se desenvolva um binário. Exemplos típicos incluem:
- Mós abrasivas
- lâminas de serra circular
- Impulsores de ventilador ou ventoinha de andar único
- Volantes
- Discos de travão
- Polias simples
Rotores rígidos abaixo da primeira velocidade crítica
Para rotores rígidos bem abaixo do seu primeiro velocidade crítica, o equilíbrio num único plano pode ser suficiente mesmo quando o rotor tem um comprimento axial considerável, desde que o rotor não se deforme nem flexione durante o funcionamento. A palavra-chave é rígido: o eixo deve manter a sua forma, de modo a que uma correção se mantenha válida em toda a gama de funcionamento.
Quando se sabe que o desequilíbrio é estático
Se o desequilíbrio tiver origem numa única fonte localizada — acumulação de material, falta de uma pá do ventilador, montagem excêntrica — e as medições de vibração revelarem predominantemente in-phase movimento em ambos os rolamentos, a condição é estática e a correção num único plano é adequada. Comparando o fase Nas duas extremidades está o teste prático: o movimento em fase indica um desequilíbrio estático, enquanto o movimento fora de fase alerta para a presença de um binário.
3. O procedimento de equilíbrio num único plano
O procedimento segue um ciclo simples e sistemático baseado no coeficiente de influência método.
Passo 1 — Medição inicial
Com o rotor a funcionar à sua velocidade normal, meça e registe o vetor de vibração inicial — tanto amplitude e fase — num ou mais pontos de medição. Isto capta a vibração produzida pelo desequilíbrio original e serve de referência para tudo o que se segue.
Passo 2 — Coloque um peso de teste
Pare a máquina e fixe um peso de teste conhecido numa posição angular conveniente (normalmente 0°) no plano de correção escolhido. O peso deve ser suficientemente grande para alterar a vibração de forma percetível — uma regra prática útil é procurar uma alteração de cerca de 25–50% no vetor de vibração. Escolher um peso adequado à primeira evita ensaios em vão; o Calculadora de Peso de Teste permite calcular a massa de arranque segura a partir do peso e da velocidade do rotor.
Passo 3 — Teste
Reinicie a máquina e meça o novo vetor de vibração no(s) mesmo(s) local(is). Esta leitura representa o efeito combinado do desequilíbrio original mais o peso de teste — a soma dos dois, expressa em termos vetoriais.
Passo 4 — Calcular o peso de correção
Ao comparar os vetores inicial e de teste, o instrumento realiza a subtração de vetores que isola o efeito próprio do peso de teste e calcula o coeficiente de influência — a quantidade de vibração que o rotor produz por unidade de peso num determinado ângulo. A partir desse coeficiente, calcula a massa exata e a posição angular do peso de correção permanente peso de correcção que anulará o desequilíbrio inicial. Os cálculos matemáticos subjacentes podem ser demonstrados com o Calculadora do coeficiente de influência num único plano.
Passo 5 — Instalar a correção e verificar
Retire o peso de teste, instale o peso de correção calculado de forma permanente — adicionando massa ou removendo-a (perfurando ou esmerilando) no local especificado — e coloque a máquina em funcionamento para confirmar se a vibração diminuiu para um nível aceitável. Se ainda houver alguma vibração, um equilibragem de compensação aperfeiçoa o resultado, e o resultado final desequilíbrio residual pode ser verificado em relação a um ISO 21940-11 grau de equilíbrio.
4. Equilíbrio num único plano no terreno
Embora o equilíbrio num único plano possa ser realizado numa máquina dedicada máquina de equilibragem, a sua verdadeira força reside no facto de poder ser executado in situ, com o rotor a funcionar nos seus próprios rolamentos à velocidade de funcionamento. Um instrumento portátil de dois canais, como o Balanset-1A mede a amplitude e a fase 1× antes e depois do peso de teste, calcula o coeficiente de influência e indica a massa e o ângulo exatos para a correção — verificando, em seguida, o desequilíbrio residual após a colocação do peso. O seu laser ótico tacómetro, desencadeado por uma tira de fita refletora, fornece a referência de fase (uma por rotação) da qual o cálculo depende. Como o rotor é medido em condições reais de funcionamento — velocidade real, montagem real, temperatura real — equilibragem no local regista o estado real de funcionamento que uma máquina de equilibrar não consegue reproduzir na totalidade.
5. Vantagens do equilíbrio num único plano
- Simplicidade: está envolvido apenas um plano de correção, o que facilita o planeamento, a execução e a compreensão do trabalho.
- Velocidade: O procedimento requer normalmente apenas duas ou três execuções (inicial, de teste e de verificação), poupando tempo e reduzindo o tempo de inatividade da máquina.
- Relação custo-benefício: Menos medições e cálculos mais simples significam custos de mão de obra mais baixos e equipamentos menos complexos.
- Acessibilidade: Num rotor do tipo disco, há vários pontos onde é possível adicionar ou retirar peso, o que proporciona flexibilidade na escolha do local onde a correção é aplicada.
6. Limitações e quando não o utilizar
A simplicidade do método tem limites reais que devem ser respeitados.
Não é possível corrigir o desequilíbrio de binário
Se o rotor tiver um valor significativo desequilíbrio de binário — pontos de peso iguais em extremidades opostas, mas em posições angulares opostas — uma correção num único plano não consegue anular esse efeito. O binário não produz qualquer força radial líquida sobre a qual o plano único possa atuar, mas mesmo assim faz com que o rotor oscile. Este caso exige equilibragem em dois planos (dinâmica).
Não adequado para rotores longos
Os rotores com uma relação comprimento/diâmetro superior a cerca de 0,5–1,0 requerem, geralmente, um equilíbrio em dois planos. As armaduras de motores, os eixos de bombas e os rotores longos de ventiladores enquadram-se neste grupo, uma vez que a sua extensão axial permite a formação de um binário.
Pode não reduzir a vibração em todos os rolamentos
Uma correção num único plano, otimizada para um rolamento, pode deixar a vibração noutro rolamento praticamente inalterada, especialmente num rotor mais longo ou que funcione perto de uma velocidade crítica.
Ineficaz para rotores flexíveis
Os rotores que funcionam acima da sua primeira velocidade crítica deformam-se durante a rotação; a sua variação formas modais require equilibragem multiplano técnicas que o trabalho num único plano não consegue proporcionar.
7. Relação com o equilíbrio estático
O equilíbrio num único plano está intimamente relacionado com equilibragem estática; na verdade, o equilíbrio num único plano realizado numa máquina giratória é um medição dinâmica do desequilíbrio estático. A equilibragem estática clássica localiza o ponto de desequilíbrio com o rotor em repouso — apoiado em lâminas ou rolos e deixando que a gravidade o conduza até ao seu ponto de maior peso —, enquanto o equilíbrio num único plano mede o mesmo desequilíbrio estático enquanto o rotor gira. A abordagem com o rotor em rotação é mais precisa porque deteta o desequilíbrio em condições reais de funcionamento e quantifica tanto a sua magnitude como o seu ângulo, em vez de apenas a sua direção.
8. Aplicações e setores típicos
O equilíbrio num único plano é utilizado sempre que a geometria do rotor o permite:
- Marcenaria e metalurgia: Lâminas de serra circular, rebolos, discos de corte
- AVAC: ventiladores e sopradores centrífugos de um único estágio.
- Equipamento agrícola: componentes de ceifeiras-debulhadoras, polias simples.
- Automóvel: volantes, discos de travão, polias simples.
- Manuseamento de materiais: polias de transporte, rolos-guia.
Nestas aplicações, o equilíbrio em plano único alcança um equilíbrio ideal entre eficácia, simplicidade e custo, razão pela qual continua a ser uma das técnicas fundamentais em balanceamento do rotor.
