Manual de operação da balança portátil "Balanset-1A

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EQUILIBRADOR PORTÁTIL "Balanset-1A"

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Um canal duplo
Sistema de balanceamento dinâmico baseado em PC

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MANUAL DE INSTRUÇÕES
rev. 1.56 maio 2023

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2023

Estónia, Narva

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1.	VISÃO GERAL DO SISTEMA DE COMPENSAÇÃO		3
2.	ESPECIFICAÇÃO		4
3.	COMPONENTES E CONJUNTO DE ENTREGA		5
4.	PRINCÍPIOS DE EQUILÍBRIO		6
5.	PRECAUÇÕES DE SEGURANÇA		9
6.	DEFINIÇÕES DE SOFTWARE E HARDWARE		8
7.	EQUILÍBRIO SOFTWARE		13
.	7.1	Geral Janela inicial................................................................. F1-About".................................................................... F2-"Plano único", F3-"Dois planos"..................................... F4 - "Definições".............................................................. F5 - "Medidor de vibrações".................................................... F6 - "Relatórios". F7 - "Equilíbrio" F8 - "Gráficos"	13 13 15 16 17 18 18 18 18
.	7.2	"Modo "Medidor de vibrações	19
.	7.4	Equilíbrio num plano (estático)	27
.	7.5	Equilíbrio em dois planos (dinâmico)	38
.	7.6	"Modo "Gráficos	49
8.	Instruções gerais de funcionamento e manutenção do aparelho		55
.	Anexo 1 Equilíbrio em condições operacionais		61

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Balanceador Balanset-1A fornece serviços individuais e dois–avião dinâmico equilíbrio serviços para ventiladores, mós, fusos, trituradores, bombas e outras máquinas rotativas.

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A balança Balanset-1A inclui dois vibrosensores (acelerómetros), um sensor de fase laser (tacómetro), uma unidade de interface USB de 2 canais com pré-amplificadores, integradores e módulo ADC adquirido e software de equilibragem baseado em Windows.

O Balanset-1A requer um computador portátil ou outro PC compatível com Windows (WinXP...Win11, 32 ou 64 bits).

O software de balanceamento fornece automaticamente a solução de balanceamento correcta para o balanceamento de um ou dois planos.  Balanset-1A é simples de utilizar para não especialistas em vibrações.

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Todos os resultados do balanço são guardados em arquivo e podem ser utilizados para criar os relatórios.

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Características:

Gama de medição do valor eficaz da velocidade de vibração, mm/s (para vibração 1x)	de 0,02 a 100
A gama de frequências da medição RMS da velocidade de vibração, Hz	de 5 a 200
Número dos planos de correção	. 1 ou 2
Gama da medição da frequência de rotação, rpm	100 - 100000
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Gama da medição da fase de vibração, graus angulares	de 0 a 360
Erro da medição da fase de vibração, graus angulares	± 1
Dimensões (em estojo rígido), cm,	39*33*13
Massa, kg	<5
Dimensões gerais do sensor vibratório, mm, máximo	25*25*20
Massa do sensor de vibração, kg, máximo	0.04
- Gama de temperaturas: de 5°C a 50°C - Humidade relativa: < 85%, não saturada - Sem forte campo eletromagnético e forte impacto .	.

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O equilibrador Balanset-1A inclui dois eixo único acelerómetros, laser marcador de referência de fase (tacómetro digital), unidade de interface USB de 2 canais com pré-amplificadores, integradores e módulo ADC adquirido e software de equilíbrio baseado em Windows.
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Conjunto de entrega

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Descrição	Número	Nota
Unidade de interface USB	1	.
Marcador laser de referência de fase (tacómetro)	1	.
Eixo único acelerómetros	2	.
Suporte magnético	1	.
Balanças digitais	1	.
Estojo rígido para transporte	1	.
"Balanset-1A". Manual do utilizador.	1	.
Disco flash com software de equilíbrio	1	.
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Fig. 4.1. Conjunto de entrega do "Balanset-1A"

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As vibrações mecânicas provocam um sinal elétrico proporcional à aceleração da vibração na saída do sensor de vibrações. Os sinais digitalizados do módulo ADC são transferidos via USB para o PC portátil (5). O marcador de referência de fase gera o sinal de impulso utilizado para calcular a frequência de rotação e o ângulo de fase da vibração.
O software baseado no Windows fornece uma solução para a equilibragem de um e dois planos, análise de espetro, gráficos, relatórios, armazenamento de coeficientes de influência

                                                                                                                                 

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5.1. Atenção! No caso de funcionamento a 220 V, devem ser respeitadas as normas de segurança eléctrica. Não é permitido reparar o aparelho quando ligado a 220 V.

5.2. Se utilizar o aparelho numa rede eléctrica de baixa qualidade e com interferências de rede, recomenda-se a utilização de uma fonte de alimentação autónoma a partir da bateria do computador.

Fig. 7.1. Janela inicial do "Balanset-1A"

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Existem 9 botões no Janela inicial com os nomes das funções realizadas quando se clica nelas.

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Fig. 7.4. "Definições" janela

A alteração dos coeficientes de sensibilidade dos sensores só é necessária em caso de substituição de sensores!
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Atenção!

Quando se introduz um coeficiente de sensibilidade, a sua parte fraccionada é separada da parte inteira com o ponto decimal (o sinal ",").

- Cálculo da média - número de médias (número de rotações do rotor sobre as quais se calcula a média dos dados para obter maior exatidão)

- Canal do taquímetro# - channel# o tacógrafo está ligado. Por defeito - 3º canal.

- Desnivelamento - a diferença de duração entre impulsos adjacentes do tacógrafo, que acima dá o aviso "Falha do tacómetro“

- Imperial/Métrico - Seleccione o sistema de unidades.

O número da porta COM é atribuído automaticamente.
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  Premir este botão (ou F6 (tecla de função no teclado do computador) ativa o arquivo de equilibragem, a partir do qual é possível imprimir o relatório com os resultados da equilibragem para um mecanismo específico (rotor).

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  Premir este botão (ou a tecla de função F7 no seu teclado) ativa o modo de equilibragem num ou dois planos de correção, dependendo do modo de medição selecionado premindo os botões "F2-plano único", "F3-dois-planos".

  Premir este botão (ou F8 tecla de função do teclado do computador) ativa o medidor gráfico de vibrações, cuja implementação apresenta num visor, em simultâneo com os valores digitais da amplitude e da fase da vibração, gráficos da sua função horária.

  Premir este botão (ou F10 (tecla de função no teclado do computador) completa o programa "Balanset-1A".
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  7.2. "Medidor de vibrações".

  Antes de trabalhar na " Medidor de vibrações ", instalar sensores de vibração na máquina e ligá-los respetivamente ao conectores X1 e X2 da unidade de interface USB. O sensor do tacómetro deve ser ligado à entrada X3 da unidade de interface USB.

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Fig. 7.5 Unidade de interface USB

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Local tipo de refletor na superfície de um rotor para o funcionamento do tacógrafo.

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Fig. 7.6. Tipo refletor.

As recomendações para a instalação e configuração dos sensores constam do Anexo 1.
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  Para iniciar a medição no modo Medidor de vibrações, clique no botão "F5 - Medidor de vibrações" na janela inicial do programa (ver fig. 7.1).

Medidor de vibrações aparece a janela (ver Fig. 7.7)

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Fig. 7.7. Modo do medidor de vibrações. Onda e Espectro.

                                                                                                                   

  Para iniciar as medições de vibração, clique no botão "F9 - Correr" (ou premir a tecla de função F9 no teclado).

  Se Modo de disparo  Automóvel estiver selecionado - os resultados das medições de vibração serão apresentados periodicamente no ecrã.

  Em caso de medição simultânea das vibrações no primeiro e no segundo canais, as janelas situadas por baixo da menção "Plano 1" e "Avião 2" será preenchido.
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A medição da vibração no modo "Vibração" também pode ser efectuada com o sensor de ângulo de fase desligado. Na janela inicial do programa, o valor da vibração RMS total (V1s, V2s) só será visualizado.

Existem definições seguintes em Modo de medidor de vibrações

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Para concluir o trabalho no modo "Medidor de vibrações", clicar no botão "F10 - Sair" e voltar à janela inicial.

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Fig. 7.8. Modo do medidor de vibrações. Velocidade de rotação Desnivelamento, forma de onda de vibração 1x.

                    

  Fig. 7.9. Modo do medidor de vibrações. Rundown (versão beta, sem garantia!).                  

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7.3 Equilíbrio procedimento

A equilibragem é efectuada para mecanismos em bom estado técnico e corretamente montados. Caso contrário, antes de efetuar a equilibragem, o mecanismo deve ser reparado, instalado em rolamentos adequados e fixado. O rotor deve ser limpo de contaminantes que possam impedir o procedimento de equilibragem.

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Antes de efetuar o balanceamento, medir a vibração no modo de medidor de vibrações (botão F5) para ter a certeza de que a vibração principal é a vibração 1x.

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Fig. 7.10. Modo do medidor de vibrações. Verificação da vibração global (V1s,V2s) e de 1x (V1o,V2o).

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Se o valor da vibração global V1s (V2s) for aproximadamente igual à magnitude da

vibração à frequência de rotação (vibração 1x) V1o (V2o), pode assumir-se que a principal contribuição para o mecanismo de vibração é um desequilíbrio do rotor. Se o valor da vibração global V1s (V2s) for muito superior à componente de vibração 1x V1o (V2o), recomenda-se que se verifique o estado de um mecanismo - estado das chumaceiras, a sua montagem na base, a ausência de pastagem para as partes fixas do rotor durante a rotação, etc.

Também se deve prestar atenção à estabilidade dos valores medidos no modo de medidor de vibrações - a amplitude e a fase da vibração não devem variar mais de 10-15% no processo de medição. Caso contrário, pode assumir-se que o mecanismo está a funcionar próximo do domínio de ressonância. Neste caso, alterar a velocidade de rotação do rotor e, se tal não for possível, alterar as condições de instalação da máquina na fundação (por exemplo, colocar temporariamente em suportes de mola).

Para equilibrar o rotor coeficiente de influência método de equilíbrio (método das 3 corridas).

São efectuados ensaios para determinar o efeito da massa de ensaio na alteração da vibração, a massa e o local (ângulo) de instalação dos pesos de correção.

Primeiro, determinar a vibração original de um mecanismo (primeiro arranque sem peso) e, em seguida, colocar o peso de ensaio no primeiro plano e efetuar o segundo arranque. Em seguida, retirar o peso de ensaio do primeiro plano, colocar num segundo plano e efetuar o segundo arranque.

O programa calcula então e indica no ecrã o peso e o local (ângulo) de instalação dos pesos de correção.

Ao equilibrar num único plano (estático), o segundo arranque não é necessário.

O peso de teste é definido para uma localização arbitrária no rotor, onde for conveniente, e depois o raio real é introduzido no programa de configuração.

(O raio de posição é utilizado apenas para calcular a quantidade de desequilíbrio em gramas * mm) 

Importante!

Importante!

Após cada ensaio, a massa de ensaio é retirada! Os pesos de correção são colocados num ângulo calculado a partir do local de instalação do peso de ensaio no sentido de rotação do rotor!

Fig. 7.11. Montagem do peso de correção.

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Recomendado!

Antes de efetuar a equilibragem dinâmica, recomenda-se que se certifique de que o desequilíbrio estático não é demasiado elevado. Para rotores com eixo horizontal, o rotor pode ser rodado manualmente num ângulo de 90 graus a partir da posição atual. Se o rotor estiver estaticamente desequilibrado, será rodado para uma posição de equilíbrio. Quando o rotor assume a posição de equilíbrio, é necessário colocar o peso de equilíbrio no ponto superior, aproximadamente na parte central do comprimento do rotor. O peso do peso deve ser escolhido de forma a que o rotor não se mova em nenhuma posição.

Esta pré-equilibragem reduzirá a quantidade de vibração no primeiro arranque de um rotor fortemente desequilibrado.

Instalação e montagem do sensor.
VO sensor de vibração deve ser instalado na máquina no ponto de medição selecionado e ligado à entrada X1 da unidade de interface USB.
Existem duas configurações de montagem
- Ímanes

- Pernos roscados M4

O sensor ótico do tacómetro deve ser ligado à entrada X3 da unidade de interface USB. Além disso, para utilizar este sensor, deve ser aplicada uma marca reflectora especial na superfície de um rotor.

Os requisitos pormenorizados relativos à seleção do local de instalação dos sensores e à sua fixação ao objeto a equilibrar constam do anexo 1.    
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Fig. 7.12. “Equilíbrio de um plano“

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Para começar a trabalhar no programa na secção "Equilíbrio num único plano", clique no botão "F2-plano único" (ou prima a tecla F2 no teclado do computador).

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Em seguida, clique no botão "F7 - Equilíbrio", após o que o botão Arquivo de balanceamento de plano único aparecerá, na qual os dados de equilíbrio serão guardados (ver Fig. 7.13).      

                                                                                              

  

Fig. 7.13 A janela para selecionar o arquivo de compensação num único plano.

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      Nesta janela, é necessário introduzir dados sobre o nome do rotor (Nome do rotor), local de instalação do rotor (Local), tolerâncias de vibração e desequilíbrio residual (Tolerância), data da medição. Estes dados são armazenados numa base de dados. Além disso, é criada uma pasta Arc####, em que ### é o número do arquivo no qual serão guardados os gráficos, um ficheiro de relatório, etc. Após a conclusão do balanceamento, será gerado um ficheiro de relatório que pode ser editado e impresso no editor incorporado.

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Depois de introduzir os dados necessários, é necessário clicar no botão "F10-OK", após o que aparece o botão "Equilíbrio num único planoA janela " abrir-se-á (ver Fig. 7.13)

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Fig. 7.14. Plano único. Ajustes de equilíbrio
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No lado esquerdo desta janela são apresentados os dados das medições das vibrações e os botões de controlo das medições "Execução # 0", "Execução # 1", "RunTrim".
No lado direito desta janela, existem três separadores

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O "Definições de equilíbrioO separador " é utilizado para introduzir as definições de equilíbrio:

1. “Coeficiente de influência” –

    - "Novo rotor" - seleção da equilibragem do novo rotor, para o qual não existem coeficientes de equilibragem armazenados e são necessárias duas corridas para determinar a massa e o ângulo de instalação do peso de correção.

    - "Coeficiente guardado." - seleção do reequilíbrio do rotor, para o qual existem coeficientes de equilíbrio guardados e é necessária apenas uma corrida para determinar o peso e o ângulo de instalação do peso corretivo.

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    2. “Peso de ensaio massa” –

     - "Percentagem" - o peso corretivo é calculado como uma percentagem do peso de ensaio.

     - “Grama" - a massa conhecida do peso de ensaio é introduzida e a massa do peso corretivo é calculada em gramas ou em oz para o sistema Imperial.

        Atenção!

        Se for necessário utilizar o "Coeficiente guardado." Modo para trabalho posterior durante a primeira equilibragem, a massa do peso experimental deve ser introduzida em gramas ou oz, e não em %. As balanças estão incluídas no pacote de fornecimento.

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    3. “Método de fixação do peso”

     - "Posição livre" - os pesos podem ser instalados em posições angulares arbitrárias na circunferência do rotor.

     - "Posição fixa" - o peso pode ser instalado em posições angulares fixas no rotor, por exemplo, nas pás ou nos orifícios (por exemplo, 12 orifícios - 30 graus), etc. O número de posições fixas deve ser introduzido no campo apropriado. Após a equilibragem, o programa divide automaticamente o peso em duas partes e indica o número de posições em que é necessário estabelecer as massas obtidas.

Fig. 7.15. Separador Resultado. Posição fixa da montagem do peso de correção.

Z1 e Z2 - posições dos pesos correctivos instalados, calculados a partir da posição Z1 de acordo com a direção de rotação. Z1 é a posição em que o peso de teste foi instalado.

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Fig. 7.16 Posições fixas. Diagrama polar.
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Fig. 7.18 Equilibragem de mós. Gráfico polar.

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    - Tolerância de equilíbrio

Introdução ou cálculo das tolerâncias de desequilíbrio residual em g x mm (classes G)

    - Utilizar o gráfico polar

Utilizar o gráfico polar para apresentar os resultados da equilibragem

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Tal como referido anteriormente, "Novo rotor" o equilíbrio requer dois teste e pelo menos um tfuncionamento da máquina de equilibrar.

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Após instalar os sensores no rotor de equilibragem e introduzir os parâmetros de regulação, é necessário ligar a rotação do rotor e, quando este atingir a velocidade de trabalho, premir o botão "Run#0" para iniciar as medições.
O "Gráficos" será aberto no painel direito, onde a forma de onda e o espetro da vibração serão mostrados (Fig. 7.18.). Na parte inferior do separador, é mantido um ficheiro de histórico, no qual são guardados os resultados de todos os inícios com uma referência temporal. No disco, este ficheiro é guardado na pasta de arquivo com o nome memo.txt

       Atenção!

       Antes de iniciar a medição, é necessário ligar a rotação do rotor da máquina de equilibrar (Run#0) e certificar-se de que a velocidade do rotor é estável.    

     

                                                                                                                                                        

Fig. 7.19. Equilíbrio num plano. Execução inicial (Execução#0). Separador Gráficos

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Depois de terminado o processo de medição, no Run#0 no painel esquerdo, aparecem os resultados da medição - a velocidade do rotor (RPM), RMS (Vo1) e fase (F1) da vibração 1x.

O "F5-Retornar à execução#0"(ou a tecla de função F5) é utilizado para voltar à secção Run#0 e, se necessário, para repetir a medição dos parâmetros de vibração.

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Antes de iniciar a medição dos parâmetros de vibração na secção "Run#1 (Plano de massa de ensaio 1), deve ser instalado um peso de prova de acordo com "Peso de ensaio massa". (ver Fig. 7.10).

   O objetivo da instalação de um peso experimental é avaliar a forma como a vibração do rotor se altera quando um peso conhecido é instalado num local (ângulo) conhecido. O peso de prova deve alterar a amplitude da vibração em 30% mais ou menos da amplitude inicial ou alterar a fase em 30 graus ou mais da fase inicial.

      2. Se for necessário utilizar o botão "Coeficiente guardado." equilíbrio para trabalhos posteriores, o local (ângulo) de instalação do peso experimental deve ser o mesmo que o local (ângulo) da marca reflectora.     

Ligar novamente a rotação do rotor da máquina de equilibrar e certificar-se de que a frequência de rotação é estável. De seguida, clique no botão "F7-Run#1" (ou prima a tecla F7 no teclado do computador). "Run#1 (Plano de massa de ensaio 1)secção " (ver Fig. 7.18)
Após a medição nas janelas correspondentes da janela "Run#1 (Plano de massa de ensaio 1)", aparecem os resultados da medição da velocidade do rotor (RPM), bem como o valor da componente RMS (Vо1) e da fase (F1) da vibração 1x.

Ao mesmo tempo, o "ResultadoO separador " abre-se no lado direito da janela (ver Fig. 7.13).

Este separador apresenta os resultados do cálculo da massa e do ângulo do peso corretor, que deve ser instalado no rotor para compensar o desequilíbrio.

Além disso, no caso de utilização do sistema de coordenadas polares, o visor apresenta o valor da massa (M1) e o ângulo de instalação (f1) do peso de correção.

No caso de "Posições fixas" são apresentados os números das posições (Zi, Zj) e a massa dividida do peso experimental.

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  Fig. 7.20. Equilíbrio num plano. Run#1 e resultado da equilibragem.

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Se Gráfico polar for verificado, será apresentado um diagrama polar.

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Fig. 7.21. O resultado da equilibragem. Gráfico polar.

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Fig. 7.22. O resultado do equilíbrio. Peso dividido (posições fixas)

Também se "Gráfico polar" foi verificado, É apresentado um gráfico polar.   

       

                    

Fig. 7.23. Peso dividido em posições fixas. Gráfico polar

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       Atenção!

    1. Após a conclusão do processo de medição no segundo ciclo ("Run#1 (Plano de massa de ensaio 1)") da máquina de balancear, é necessário parar a rotação e remover o peso de teste instalado. Em seguida, instalar (ou remover) o peso corretor no rotor de acordo com os dados do separador de resultados.

Se o peso de teste não foi removido, é necessário mudar para a opção "Definições de equilíbrio" e ativar a caixa de verificação em "Deixar o peso experimental no Plano1". Em seguida, volta a mudar para a opção "Resultado". O peso e o ângulo de instalação do peso de correção são recalculados automaticamente.

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    2. A posição angular do peso corretor é realizada a partir do local de instalação do peso de prova. A direção de referência do ângulo coincide com a direção de rotação do rotor.

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    3. No caso de "Posição fixa" - o 1^st (Z1), coincide com o local de instalação do peso de prova. A direção de contagem do número de posição é a direção de rotação do rotor.

  4. Por defeito, o peso corretivo é adicionado ao rotor. Isto é indicado pela etiqueta colocada no campo "Adicionar". Se retirar o peso (por exemplo, por perfuração), deve colocar uma marca no campo "Eliminar", após o que a posição angular do peso de correção será automaticamente alterada em 180º.

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   Depois de instalar o peso de correção no rotor de equilibragem na janela de operação (ver Fig. 7.15), é necessário realizar um RunC (trim) e avaliar a eficácia da equilibragem realizada.

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Atenção!

Antes de iniciar a medição no RunCPara acionar a rotação do rotor da máquina, é necessário verificar se ela entrou no modo de funcionamento (frequência de rotação estável).

Para efetuar a medição das vibrações no modo "RunC (Verificar a qualidade do balanço)" (ver Fig. 7.15), clique na secção "F7 - Executar aparar" (ou prima a tecla F7 no teclado).

            Após a conclusão com êxito do processo de medição, na secção "RunC (Verificar a qualidade do balanço)" no painel esquerdo, aparecem os resultados da medição da velocidade do rotor (RPM), bem como o valor da componente RMS (Vo1) e da fase (F1) da vibração 1x.

Na secção "Resultado", são apresentados os resultados do cálculo da massa e do ângulo de instalação do peso corretor adicional.

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Fig. 7.24. Equilíbrio num plano. Execução de um RunTrim. Separador Resultado

                                                                     

Este peso pode ser adicionado ao peso de correção que já está montado no rotor para compensar o desequilíbrio residual. Além disso, o desbalanceamento residual do rotor obtido após o balanceamento é exibido na parte inferior desta janela.

Se a quantidade de vibração residual e/ou desbalanceamento residual do rotor balanceado atender aos requisitos de tolerância estabelecidos na documentação técnica, o processo de balanceamento pode ser concluído.

Caso contrário, o processo de equilibragem pode continuar. Isto permite que o método das aproximações sucessivas corrija possíveis erros que possam ocorrer durante a instalação (remoção) do peso corretor num rotor equilibrado.

Ao continuar o processo de equilibragem no rotor de equilibragem, é necessário instalar (remover) massa correctiva adicional, cujos parâmetros são indicados na secção "Massas e ângulos de correção".

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O "F4-Coeficiente de Inf." no botão "Resultado"(Fig. 7.23,) é utilizado para visualizar e armazenar na memória do computador os coeficientes de equilibragem do rotor (coeficientes de influência) calculados a partir dos resultados das corridas de calibragem.

Quando é premido, o símbolo "Coeficientes de influência (plano único)A janela " " aparece no ecrã do computador (ver Fig. 7.17), na qual são apresentados os coeficientes de equilibragem calculados a partir dos resultados dos ensaios de calibragem (teste). Se, durante o balanceamento subsequente desta máquina, for suposto utilizar a função "Coeficiente guardado." Estes coeficientes devem ser guardados na memória do computador.

Para o fazer, clique no botão "F9 - Guardar" e ir para a segunda página da secção "Coeficiente de influência. arquivo. Plano único".(Ver Fig. 7.24)

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                              Fig. 7.25. Coeficientes de equilíbrio no 1º plano

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           Em seguida, é necessário introduzir o nome desta máquina no campo "Rotor" e clique em "F2-Salvar" para guardar os dados especificados no computador.

Em seguida, pode voltar à janela anterior premindo o botão "F10-Sair" (ou a tecla de função F10 no teclado do computador).      

                                                 

Fig. 7.26. Arquivo "Coeficiente de influência". Plano único. "

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Fig. 7.26. Relatório de balanço.

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Coeficiente de equilíbrio guardado pode ser efectuada numa máquina para a qual os coeficientes de equilibragem já tenham sido determinados e introduzidos na memória do computador.

Atenção!

Ao efetuar a equilibragem com coeficientes guardados, o sensor de vibração e o sensor de ângulo de fase devem ser instalados da mesma forma que durante a equilibragem inicial.

Entrada dos dados iniciais para Coeficiente de equilíbrio guardado (como no caso das primárias("Novo rotor") de equilíbrio) começa no "Equilíbrio de plano único. Definições de equilíbrio." (Ver Fig. 7.27).

Neste caso, na secção "Coeficientes de influência", seleccione a secção "Coeficiente guardado". Neste caso, a segunda página do item "Arquivo de coeficiente de influência. Plano único." (Ver Fig. 7.27), que armazena um arquivo dos coeficientes de equilibragem guardados.

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Fig. 7.28. Equilíbrio com coeficientes de influência guardados num plano

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       Percorrendo a tabela deste arquivo com os botões de comando "►" ou "◄", é possível selecionar o registo pretendido com os coeficientes de equilibragem da máquina que nos interessa. Depois, para utilizar estes dados nas medições actuais, prima o botão "F2 - Selecionar".

Depois disso, o conteúdo de todas as outras janelas da janela "Equilíbrio de um único plano. Definições de balanceamento." são preenchidos automaticamente.

Depois de completar a introdução dos dados iniciais, pode começar a medir.

                         

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O balanceamento com coeficientes de influência guardados requer apenas uma execução inicial e pelo menos uma execução de teste da máquina de balancear.

Atenção!

Antes de iniciar a medição, é necessário ligar a rotação do rotor e certificar-se de que a frequência de rotação é estável.

Para efetuar a medição dos parâmetros de vibração no "Run#0 (Inicial, sem massa de ensaio)", prima "F7 - Run#0" (ou prima a tecla F7 no teclado do computador).

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Fig. 7.29. Equilíbrio com coeficientes de influência guardados num plano. Resultados após uma execução.

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Nos campos correspondentes de "Run#0", aparecem os resultados da medição da velocidade do rotor (RPM), o valor da componente RMS (Vо1) e a fase (F1) da vibração 1x.

Ao mesmo tempo, o "ResultadoO separador " apresenta os resultados do cálculo da massa e do ângulo do peso corretor, que deve ser instalado no rotor para compensar o desequilíbrio.

Além disso, no caso de utilização de um sistema de coordenadas polares, o visor apresenta os valores da massa e do ângulo de instalação do peso de correção.

No caso da divisão do peso corretivo nas posições fixas, são apresentados os números das posições do rotor de equilíbrio e a massa de peso que tem de ser instalada nas mesmas.

Além disso, o processo de equilibração é efectuado de acordo com as recomendações estabelecidas na secção 7.4.2. para a equilibração primária.

                                                          

Para efetuar a equilibragem de índices, é fornecida uma opção especial no programa Balanset-1A. Quando se verifica a eliminação da excentricidade do mandril, aparece uma secção RunEcc adicional na janela de equilibragem.

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Fig. 7.30. A janela de trabalho para o Balanceamento de índices.

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Depois de executar Run # 1 (Trial mass Plane 1), aparece uma janela

Fig. 7.31 Janela de atenção de equilíbrio de índices.
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Depois de instalar o rotor com uma volta de 180º, o programa Run Ecc deve ser completado. O programa calculará automaticamente o verdadeiro desequilíbrio do rotor sem afetar a excentricidade do mandril.

Antes de começar a trabalhar no Equilíbrio de dois planos é necessário instalar sensores de vibração no corpo da máquina nos pontos de medição seleccionados e ligá-los às entradas X1 e X2 da unidade de medição, respetivamente.

Um sensor ótico de ângulo de fase deve ser conectado à entrada X3 da unidade de medição. Além disso, para utilizar este sensor, deve ser colada uma fita reflectora na superfície acessível do rotor da máquina de equilibrar.

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       Os requisitos pormenorizados para a escolha do local de instalação dos sensores e a sua montagem na instalação durante a equilibragem são definidos no apêndice 1.

O trabalho sobre o programa no "Equilíbrio de dois planosO modo " é iniciado a partir da janela principal dos programas.

Clique no botão "F3-Dois aviões" (ou prima a tecla F3 no teclado do computador).

Além disso, clicar no botão "F7 - Equilíbrio", após o que aparecerá uma janela de trabalho no ecrã do computador (ver Fig. 7.13), seleção do arquivo para guardar os dados quando o equilíbrio é efectuado em duas ppistas.

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Fig. 7.32 Janela de arquivo de equilíbrio de dois planos.

      

Nesta janela, é necessário introduzir os dados do rotor equilibrado. Depois de premir o botão "F10-OK", aparecerá uma janela de equilíbrio.

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Fig. 7.33. Janela de equilíbrio em dois planos.

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      No lado direito da janela encontra-se o ícone "Definições de equilíbrio" para introduzir definições antes de efetuar o equilíbrio.

    - Coeficientes de influência

Equilibrar um novo rotor ou equilibrar utilizando coeficientes de influência armazenados (coeficientes de equilibragem)

    - Eliminação da excentricidade do mandril

Equilíbrio com arranque adicional para eliminar a influência da excentricidade do mandril

    - Método de fixação do peso

Instalação de pesos de correção num local arbitrário na circunferência do rotor ou numa posição fixa. Cálculos para a perfuração aquando da remoção da massa.
- "Posição livre" - os pesos podem ser instalados em posições angulares arbitrárias na circunferência do rotor.

    - "Posição fixa" - o peso pode ser instalado em posições angulares fixas no rotor, por exemplo, nas pás ou nos orifícios (por exemplo, 12 orifícios - 30 graus), etc. O número de posições fixas deve ser introduzido no campo apropriado. Após a equilibragem, o programa divide automaticamente o peso em duas partes e indica o número de posições em que é necessário estabelecer as massas obtidas.

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    - Peso de ensaio massa

Peso do ensaio

    - Deixar o peso experimental no Plano1 / Plano2

Retirar ou deixar o peso de ensaio aquando do equilíbrio.

    - Raio de montagem da massa, mm

Raio de montagem dos pesos de ensaio e de correção

    - Tolerância de equilíbrio

Introdução ou cálculo das tolerâncias de desequilíbrio residual em g-mm

    - Utilizar o gráfico polar

Utilizar o gráfico polar para apresentar os resultados da equilibragem

    - Introdução manual de dados

Introdução manual de dados para o cálculo dos pesos de equilíbrio

    - Restaurar os dados da última sessão

Recuperação dos dados de medição da última sessão em caso de falha na continuação da equilibragem.

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Entrada dos dados iniciais para o Novo balanceamento do rotor no "Equilíbrio de dois planos. Definições"(ver Fig. 7.32.).

Neste caso, na secção "Coeficientes de influência", seleccione a secção "Novo rotor" item.

Além disso, na secção "Peso de ensaio massa", é necessário selecionar a unidade de medida da massa do peso experimental - "Grama" ou "Percentagem“.

Ao escolher a unidade de medida "Percentagem", todos os cálculos posteriores da massa do peso corretor serão efectuados como uma percentagem em relação à massa do peso de ensaio.

Ao escolher a opção "Grama", todos os cálculos posteriores da massa do peso corretor serão efectuados em gramas. Em seguida, introduza nas janelas situadas à direita da inscrição "Grama" a massa dos pesos de prova que serão instalados no rotor.

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Atenção!

Se for necessário utilizar o "Coeficiente guardado." Modo para trabalhos posteriores durante o equilíbrio inicial, a massa dos pesos de teste deve ser introduzida em gramas.
Em seguida, seleccione "Método de fixação do peso" - "Circum" ou "Posição fixa".
Se selecionar "Posição fixa", é necessário introduzir o número de posições.

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A tolerância para o desequilíbrio residual (tolerância de balanceamento) pode ser calculada de acordo com o procedimento descrito na ISO 1940 Vibração. Requisitos de qualidade de equilibragem para rotores numa constante Estado (rígido). Parte 1. Especificação e verificação das tolerâncias de equilíbrio.   

                                                                   

                             

Fig. 7.34. Janela de cálculo da tolerância de equilíbrio

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Ao equilibrar-se em dois planos no "Novo rotor", a equilibragem requer três passagens de calibragem e pelo menos uma passagem de teste da máquina de equilibragem.

A medição das vibrações no primeiro arranque da máquina é efectuada no modo "Balanço de dois planos" (ver Fig. 7.34) na janela de trabalho "Run#0" secção.

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         Fig. 7.35. Resultados das medições de equilibragem em dois planos após a correr.

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Atenção!

       Antes de iniciar a medição, é necessário ligar a rotação do rotor da máquina de equilibrar (primeiro correr) e certificar-se de que entrou no modo de funcionamento com uma velocidade estável.

Para medir os parâmetros de vibração no Run#0 secção, clique no botão "F7 - Run#0" (ou prima a tecla F7 num teclado de computador)

           Os resultados da medição da velocidade do rotor (RPM), o valor RMS (VО1, VО2) e as fases (F1, F2) da vibração 1x aparecem nas janelas correspondentes do Run#0 secção.
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Antes de iniciar a medição dos parâmetros de vibração no "Run#1.Trial massa no Plano1", deve parar a rotação do rotor da máquina de equilibrar e instalar um peso experimental, a massa selecionada na secção "Peso de ensaio massa" secção.

     Atenção!

      1. A questão da escolha da massa dos pesos de prova e dos seus locais de instalação no rotor de uma máquina de equilibrar é discutida em pormenor no Apêndice 1.

      2. Se for necessário utilizar o Coeficiente guardado. Modo em trabalhos futuros, o local de instalação do peso de prova deve necessariamente coincidir com o local de instalação da marca utilizada para ler o ângulo de fase.

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Depois disso, é necessário ligar novamente a rotação do rotor da máquina de equilibrar e certificar-se de que esta entrou no modo de funcionamento.

Para medir os parâmetros de vibração no "Executar # 1.Massa de ensaio no Plano1" (ver Fig. 7.25), clique na secção "F7 - Run#1" (ou prima a tecla F7 no teclado do computador).

           

          Após a conclusão bem sucedida do processo de medição, é apresentado o separador dos resultados da medição (ver Fig. 7.25).

           Neste caso, nas janelas correspondentes da janela "Run#1. Massa de ensaio no Plano1", os resultados da medição da velocidade do rotor (RPM), bem como o valor dos componentes do RMS (Vо1, Vо2) e das fases (F1, F2) da vibração 1x.

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Antes de iniciar a medição dos parâmetros de vibração na secção "Executar # 2.Trial massa no Plano2", é necessário efetuar os seguintes passos:

         - parar a rotação do rotor da máquina de equilibrar;

         - retirar o peso de prova instalado no plano 1;

         - instalar um peso experimental no plano 2, a massa selecionada na secção "Peso de ensaio massa“.

           

Depois disso, ligar a rotação do rotor da máquina de equilibrar e certificar-se de que entrou na velocidade de funcionamento.

Para começar a medição das vibrações no "Executar # 2.Trial massa no Plano2" (ver Fig. 7.26), clique na secção "F7 - Executar # 2" (ou prima a tecla F7 no teclado do computador). Em seguida, o botão "Resultado" abre-se.
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No caso de utilizar o Método de fixação do peso” – "Posições livresO visor apresenta os valores das massas (M1, M2) e dos ângulos de instalação (f1, f2) dos pesos correctoras.

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           Fig. 7.36. Resultados do cálculo dos pesos de correção - posição livre

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Fig. 7.37. Resultados do cálculo dos pesos correctivos - posição livre.
Diagrama polar

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No caso de utilização do método de fixação do peso" - "Posições fixas

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Fig. 7.37. Resultados do cálculo dos pesos de correção - posição fixa.

Fig. 7.39. Resultados do cálculo dos pesos de correção - posição fixa.
Diagrama polar.
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No caso de utilização do método de fixação do peso" - "Ranhura circular"

Fig. 7.40. Resultados do cálculo dos pesos correctoras - Ranhura circular.

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Atenção!

    1. Depois de concluído o processo de medição no RUN#2 da máquina de equilibrar, parar a rotação do rotor e retirar o peso de ensaio previamente instalado. Em seguida, é possível instalar (ou remover) os pesos de correção.

    2. A posição angular dos pesos correctoras no sistema de coordenadas polares é contada a partir do local de instalação do peso de ensaio na direção de rotação do rotor.

    3. No caso de "Posição fixa" - o 1^st (Z1), coincide com o local de instalação do peso de prova. A direção de contagem do número de posição é a direção de rotação do rotor.

4. Por defeito, o peso corretivo é adicionado ao rotor. Isto é indicado pela etiqueta colocada no campo "Adicionar". Se retirar o peso (por exemplo, por perfuração), deve colocar uma marca no campo "Eliminar", após o que a posição angular do peso de correção será automaticamente alterada em 180º.

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   Depois de instalar o peso de correção no rotor de equilibragem, é necessário efetuar um RunC (trim) e avaliar a eficácia da equilibragem efectuada.

Atenção!

Antes de iniciar a medição no teste de funcionamento, é necessário ligar a rotação do rotor da máquina e certificar-se de que esta entrou no estado de funcionamento velocidade.

                

Para medir os parâmetros de vibração na secção RunTrim (Verificar a qualidade da balança) (ver Fig. 7.37), clique no botão "F7 - Executar aparar" (ou prima a tecla F7 no teclado do computador).

       

           Serão apresentados os resultados da medição da frequência de rotação do rotor (RPM), bem como o valor da componente RMS (Vо1) e da fase (F1) da vibração 1x.

O "ResultadoO separador " aparece no lado direito da janela de trabalho com a tabela de resultados de medição (ver Fig. 7.37), que apresenta os resultados do cálculo dos parâmetros dos pesos correctoras adicionais.

           Estes pesos podem ser adicionados aos pesos correctivos que já estão instalados no rotor para compensar o desequilíbrio residual.

Para além disso, o desequilíbrio residual do rotor obtido após a equilibragem é apresentado na parte inferior desta janela.

Se os valores da vibração residual e/ou do desequilíbrio residual do rotor equilibrado satisfizerem os requisitos de tolerância estabelecidos na documentação técnica, o processo de equilibragem pode ser concluído.

Caso contrário, o processo de equilibragem pode continuar. Isto permite que o método das aproximações sucessivas corrija possíveis erros que possam ocorrer durante a instalação (remoção) do peso corretor num rotor equilibrado.

Ao continuar o processo de equilibragem no rotor de equilibragem, é necessário instalar (remover) massa correctiva adicional, cujos parâmetros são indicados na janela "Resultado".

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Na secção "ResultadoA janela " tem dois botões de controlo que podem ser utilizados - "F4-Coeficiente de Inf.“, “F5 - Alterar os planos de correção“.

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O "F4-Coeficiente de Inf."(ou a tecla de função F4 no teclado do computador) é utilizado para visualizar e guardar os coeficientes de equilibragem do rotor na memória do computador, calculados a partir dos resultados de dois arranques de calibragem.

Quando é premido, o símbolo "Coeficientes de influência (dois planos)A janela de trabalho " aparece no ecrã do computador (ver Fig. 7.40), na qual são apresentados os coeficientes de equilibragem calculados com base nos resultados dos três primeiros inícios de calibração.

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Fig. 7.41. Janela de trabalho com coeficientes de equilíbrio em 2 planos.

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No futuro, ao equilibrar este tipo de máquina, é suposto ser necessário utilizar o "Coeficiente guardado." e os coeficientes de equilibragem armazenados na memória do computador.

Para guardar os coeficientes, clique no botão "F9 - Guardar" e ir para o botão "Arquivo dos coeficientes de influência (2 planos)" (ver Fig. 7.42)

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Fig. 7.42. A segunda página da janela de trabalho com coeficientes de equilíbrio em 2 planos.

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O "F5 - Alterar os planos de correçãoO botão " é utilizado quando é necessário alterar a posição dos planos de correção, quando é necessário recalcular as massas e os ângulos de instalação

pesos de correção.

Este modo é principalmente útil para equilibrar rotores de forma complexa (por exemplo, cambotas).

Quando este botão é premido, a janela de trabalho "Recálculo dos pesos de correção massa e ângulo para outros planos de correção" é apresentado no ecrã do computador (ver Fig. 7.42).

Nesta janela de trabalho, deve selecionar uma das 4 opções possíveis, clicando na imagem correspondente.

Os planos de correção originais (Н1 e Н2) na Fig. 7.29 estão assinalados a verde, e os novos (K1 e K2), para os quais se conta, a vermelho.

Em seguida, na secção "Dados de cálculo", introduza os dados solicitados, incluindo:

- a distância entre os planos de correção correspondentes (a, b, c);

- novos valores dos raios de instalação dos pesos de correção no rotor (R1 ', R2').

Depois de introduzir os dados, é necessário premir o botão "F9-calcular“

Os resultados do cálculo (massas M1, M2 e ângulos de instalação dos pesos de correção f1, f2) são apresentados na secção correspondente desta janela de trabalho (ver Fig. 7.42).

Fig. 7.43 Alterar os planos de correção. RCálculo da massa de correção e do ângulo em relação a outros planos de correção.

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Coeficiente de equilíbrio guardado pode ser efectuada numa máquina para a qual os coeficientes de equilibragem já tenham sido determinados e guardados na memória do computador.

     Atenção!

Aquando da reequilibragem, os sensores de vibração e o sensor de ângulo de fase devem ser instalados da mesma forma que durante a equilibragem inicial.

A introdução dos dados iniciais para o reequilíbrio começa no "Equilíbrio de dois planos. Definições de equilíbrio"(ver Fig. 7.23).

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Neste caso, na secção "Coeficientes de influência", seleccione a secção "Coeficiente guardado." Item. Neste caso, a janela "Arquivo dos coeficientes de influência (2 planos)" aparecerá (ver Fig. 7.30), no qual o arquivo dos coeficientes de compensação previamente determinados é armazenado.

Percorrendo a tabela deste arquivo com os botões de comando "►" ou "◄", é possível selecionar o registo pretendido com os coeficientes de equilibragem da máquina que nos interessa. Depois, para utilizar estes dados nas medições actuais, prima o botão "F2 - OK" e regressar à janela de trabalho anterior.

Fig. 7.44. A segunda página da janela de trabalho com coeficientes de equilíbrio em 2 planos.

Depois disso, o conteúdo de todas as outras janelas da janela "Equilíbrio em 2 pl. Dados de origem" é preenchido automaticamente.

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"Coeficiente guardado."A equilibragem requer apenas um arranque de afinação e pelo menos um arranque de teste da máquina de equilibragem.

Medição da vibração no início da afinação (Execução # 0) da máquina é efectuada na secção "Equilíbrio em 2 planos" com uma tabela de resultados de equilibragem (ver Fig. 7.14) na janela de trabalho Execução # 0 secção.

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Atenção!

       Antes de iniciar a medição, é necessário ligar a rotação do rotor da máquina de equilibrar e certificar-se de que este entrou no modo de funcionamento com uma velocidade estável.

Para medir os parâmetros de vibração no Execução # 0 secção, clique no botão "F7 - Run#0" (ou prima a tecla F7 no teclado do computador).

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           Os resultados da medição da velocidade do rotor (RPM), bem como o valor dos componentes do RMS (VО1, VО2) e das fases (F1, F2) da vibração 1x aparecem nos campos correspondentes do Execução # 0 secção.

Ao mesmo tempo, o "Resultado"(ver Fig. 7.15), que apresenta os resultados do cálculo dos parâmetros dos pesos de correção que devem ser instalados no rotor para compensar o seu desequilíbrio.

Além disso, no caso da utilização do sistema de coordenadas polares, o visor apresenta os valores das massas e dos ângulos de instalação dos pesos correctoras.

No caso de decomposição de pesos de correção nas pás, são apresentados os números das pás do rotor de equilíbrio e a massa de peso que é necessário instalar nas mesmas.

Além disso, o processo de equilibração é efectuado de acordo com as recomendações estabelecidas na secção 7.6.1.2. para a equilibração primária.

Atenção!

Para efetuar a equilibragem de índices, é fornecida uma opção especial no programa Balanset-1A. Quando se verifica a eliminação da excentricidade do mandril, aparece uma secção RunEcc adicional na janela de equilibragem.

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Fig. 7.45. A janela de trabalho para o Balanceamento de índices.

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Depois de executar Run # 2 (Trial mass Plane 2), aparecerá uma janela

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Fig. 7.46. Janelas de atenção
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Depois de instalar o rotor com uma volta de 180º, o programa Run Ecc deve ser completado. O programa calculará automaticamente o verdadeiro desequilíbrio do rotor sem afetar a excentricidade do mandril.

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  O trabalho no modo "Gráficos" começa na janela inicial (ver Fig. 7.1), premindo "F8 - Gráficos". De seguida, abre-se a janela "Medição da vibração em dois canais. Gráficos" (ver Fig. 7.19).

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Fig. 7.47. Funcionamento janela "Medição de vibrações em dois canais. Gráficos".

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  Ao trabalhar neste modo, é possível traçar quatro versões do gráfico de vibrações.

A primeira versão permite obter uma função cronológica da vibração global (da velocidade de vibração) no primeiro e segundo canais de medição.

A segunda versão permite obter gráficos de vibração (de velocidade de vibração), que ocorre na frequência de rotação e nas suas componentes harmónicas superiores.

Estes gráficos são obtidos como resultado da filtragem síncrona da função global do tempo de vibração.

A terceira versão fornece gráficos de vibração com os resultados da análise harmónica.

A quarta versão permite obter um gráfico de vibrações com os resultados da análise do espetro.  

  

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Fig. 7.48. Janela de funcionamento para o saída da função horária dos diagramas globais de vibrações

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  Também existem marcas (de cor azul) nestes gráficos que ligam os gráficos de vibração global com a frequência de rotação do rotor. Além disso, cada marca indica o início (fim) da próxima rotação do rotor.

Para alterar a escala do gráfico no eixo X, pode ser utilizado o controlo deslizante, indicado por uma seta na fig. 7.20.

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Fig. 7.49. Janela de funcionamento para o saída dos diagramas de vibrações 1x.
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  Após a conclusão do processo de medição e do cálculo matemático dos resultados (filtragem síncrona da função horária da vibração global), a janela principal é apresentada num período igual a uma volta do rotor aparecem os gráficos do 1x vibração em dois canais.

Neste caso, um gráfico para o primeiro canal é representado a vermelho e para o segundo canal a verde. Nestes gráficos, o ângulo de rotação do rotor é representado (de marca a marca) no eixo X e a amplitude da velocidade de vibração (mm/seg.) é representada no eixo Y.

Além disso, na parte superior da janela de trabalho (à direita do botão "F9 - Measure") valores numéricos das medições de vibração de ambos os canais, semelhantes aos que obtemos na secção "Medidor de vibrações", são apresentados.

Nomeadamente: Valor RMS da vibração global (V1s, V2s), a magnitude do RMS (V1o, V2o) e fase (Fi, Fj) da vibração 1x e da velocidade do rotor (Nrev).

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Para traçar um gráfico com os resultados da análise harmónica na janela de funcionamento "Medição de vibrações em dois canais. Gráficos" (ver Fig. 7.47), é necessário selecionar o modo de funcionamento "Análise harmónica" clicando no botão adequado.

Aparece então uma janela de operação para saída simultânea de gráficos de função temporária e de espetro de aspectos harmónicos de vibração cujo período é igual ou múltiplo da frequência de rotação do rotor (ver Fig. 7.49).  

Atenção!

Neste modo de funcionamento, é necessário utilizar o sensor de ângulo de fase que sincroniza o processo de medição com a frequência do rotor das máquinas às quais o sensor está ligado.

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Fig. 7.50. Janela de funcionamento harmónicas de 1x vibração.

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Quando estiver pronto, prima (clique) no botão "F9Medição", o processo de medição das vibrações inicia-se simultaneamente em dois canais.

Após a conclusão do processo de medição na janela de operação (ver Fig. 7.49), aparecem os gráficos da função de tempo (gráfico superior) e os harmónicos da vibração 1x (gráfico inferior).

O número de componentes harmónicos é representado no eixo X e o RMS da velocidade de vibração (mm/seg.) é representado no eixo Y.

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Fig. 7.51. Janela de funcionamento para o saída do espetro de vibração .

Quando estiver pronto, prima (clique) no botão "F9Medição", o processo de medição das vibrações inicia-se simultaneamente em dois canais.

Após a conclusão do processo de medição, na janela de operação (ver Fig. 7.50) aparecem os gráficos da função de tempo (gráfico superior) e do espetro de vibração (gráfico inferior).

A frequência de vibração é representada no eixo X e o RMS da velocidade de vibração (mm/seg.) é representado no eixo Y.

Neste caso, um gráfico para o primeiro canal é representado a vermelho e para o segundo canal a verde.

ANEXO 1 EQUILIBRAGEM DO ROTOR.

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O rotor é um corpo que gira em torno de um determinado eixo e é mantido pelas suas superfícies de apoio nos suportes. As superfícies de apoio do rotor transmitem os pesos aos suportes através de rolamentos ou rolamentos deslizantes. Quando utilizamos o termo "superfície de apoio" referimo-nos simplesmente às superfícies de Zapfen* ou de substituição de Zapfen.

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*Zapfen (em alemão, "diário", "pino") - é uma parte de um eixo ou um eixo, que é transportado por um suporte (caixa de rolamentos).

fig.1 Rotor e forças centrífugas.

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Num rotor perfeitamente equilibrado, a sua massa está distribuída simetricamente em relação ao eixo de rotação. Isto significa que qualquer elemento do rotor pode corresponder a outro elemento localizado simetricamente em relação ao eixo de rotação. Durante a rotação, cada elemento do rotor actua através de uma força centrífuga dirigida na direção radial (perpendicular ao eixo de rotação do rotor). Num rotor equilibrado, a força centrífuga que influencia qualquer elemento do rotor é equilibrada pela força centrífuga que influencia o elemento simétrico. Por exemplo, os elementos 1 e 2 (mostrados na fig.1 e coloridos a verde) são influenciados pelas forças centrífugas F1 e F2: iguais em valor e absolutamente opostas em direcções. Isto é verdade para todos os elementos simétricos do rotor e, portanto, a força centrífuga total que influencia o rotor é igual a 0, o rotor está equilibrado. Mas se a simetria do rotor for quebrada (na Figura 1, o elemento assimétrico está marcado a vermelho), então a força centrífuga desequilibrada F3 começa a atuar no rotor.

Quando em rotação, esta força muda de direção juntamente com a rotação do rotor. O peso dinâmico resultante desta força é transferido para os rolamentos, o que leva ao seu desgaste acelerado. Além disso, sob a influência desta variável em relação à força, há uma deformação cíclica dos suportes e da fundação em que o rotor está fixado, que deixa uma vibração. Para eliminar o desequilíbrio do rotor e a vibração que o acompanha, é necessário colocar massas de equilíbrio, que irão restaurar a simetria do rotor.

A equilibragem do rotor é uma operação para eliminar o desequilíbrio através da adição de massas de equilibragem.

A tarefa de equilibrar consiste em encontrar o valor e os lugares (ângulo) da instalação de uma ou mais massas de equilíbrio.

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Os tipos de rotores e o desequilíbrio.

Considerando a resistência do material do rotor e a magnitude das forças centrífugas que o influenciam, os rotores podem ser divididos em dois tipos: rígidos e flexíveis.

Os rotores rígidos em condições de funcionamento sob a influência da força centrífuga podem ficar ligeiramente deformados e a influência desta deformação nos cálculos pode, por isso, ser negligenciada.

Por outro lado, a deformação dos rotores flexíveis nunca deve ser negligenciada. A deformação dos rotores flexíveis complica a solução do problema de equilíbrio e requer a utilização de outros modelos matemáticos em comparação com a tarefa de equilibrar rotores rígidos. É importante referir que o mesmo rotor a baixas velocidades de rotação pode comportar-se como rígido e a altas velocidades comportar-se-á como flexível. Mais adiante, consideraremos apenas o equilíbrio de rotores rígidos.

Dependendo da distribuição das massas desequilibradas ao longo do comprimento do rotor, podem distinguir-se dois tipos de desequilíbrio - estático e dinâmico (rápido, instantâneo). O balanceamento estático e o balanceamento dinâmico do rotor funcionam da mesma forma.

O desequilíbrio estático do rotor ocorre sem a rotação do rotor. Por outras palavras, é quiescente quando o rotor está sob a influência da gravidade e, além disso, faz descer o "ponto pesado". Um exemplo de um rotor com desequilíbrio estático é apresentado na Fig.2

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Fig.2

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O desequilíbrio dinâmico ocorre apenas quando o rotor gira.

Um exemplo de um rotor com desequilíbrio dinâmico é apresentado na Fig.3.

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Fig.3. Desequilíbrio dinâmico do rotor - par de forças centrífugas

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Neste caso, as massas iguais e desequilibradas M1 e M2 estão localizadas em superfícies diferentes - em locais diferentes ao longo do comprimento do rotor. Na posição estática, ou seja, quando o rotor não gira, o rotor só pode ser influenciado pela gravidade e as massas equilibram-se mutuamente. Em dinâmica, quando o rotor está a girar, as massas M1 e M2 começam a ser influenciadas pelas forças centrífugas FЎ1 e FЎ2. Estas forças são iguais em valor e são opostas na direção. No entanto, como estão localizadas em locais diferentes ao longo do comprimento do eixo e não estão na mesma linha, as forças não se compensam. As forças de FЎ1 e FЎ2 criam um momento impactado no rotor. É por isso que este desequilíbrio tem outro nome "momentâneo". Consequentemente, as forças centrífugas não compensadas influenciam os apoios das chumaceiras, o que pode exceder significativamente as forças com que contámos e também reduzir a vida útil das chumaceiras.

Uma vez que este tipo de desequilíbrio ocorre apenas em dinâmica, durante a rotação do rotor, é designado por dinâmico. Ele não pode ser eliminado na equilibragem estática (ou chamada "nas facas") ou de qualquer outra forma similar. Para eliminar o desequilíbrio dinâmico, é necessário colocar dois pesos de compensação que criarão um momento igual em valor e oposto em direção ao momento resultante das massas M1 e M2. As massas de compensação não têm necessariamente de ser instaladas em frente às massas M1 e M2 e ser iguais a elas em valor. O mais importante é que elas criem um momento que compense totalmente no momento do desequilíbrio.

Em geral, as massas M1 e M2 podem não ser iguais entre si, pelo que haverá uma combinação de desequilíbrio estático e dinâmico. Está teoricamente provado que, para um rotor rígido eliminar o seu desequilíbrio, é necessário e suficiente instalar dois pesos espaçados ao longo do comprimento do rotor. Estes pesos compensarão tanto o momento resultante do desequilíbrio dinâmico como a força centrífuga resultante da assimetria da massa em relação ao eixo do rotor (desequilíbrio estático). Como é habitual, o desequilíbrio dinâmico é típico dos rotores longos, como os veios, e o estático - dos estreitos. No entanto, se o rotor estreito for montado de forma enviesada em relação ao eixo, ou pior, deformado (as chamadas "oscilações da roda"), neste caso será difícil eliminar o desequilíbrio dinâmico (ver Fig.4), devido ao facto de ser difícil definir pesos de correção que criem o momento de compensação adequado.

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Fig.4 Equilíbrio dinâmico da roda oscilante

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Uma vez que o ombro do rotor estreito cria um momento curto, pode ser necessário corrigir pesos de grande massa. Mas, ao mesmo tempo, existe um chamado "desequilíbrio induzido" adicional associado à deformação do rotor estreito sob a influência das forças centrífugas das massas de correção.

Ver o exemplo:

" Instruções metódicas sobre a equilibragem de rotores rígidos" ISO 1940-1:2003 Vibrações mecânicas - Requisitos de qualidade da equilibragem para rotores em estado constante (rígido) - Parte 1: Especificação e verificação das tolerâncias de equilibragem

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Isto é visível nas rodas de ventilador estreitas, o que, para além do desequilíbrio de potência, também influencia um desequilíbrio aerodinâmico. É importante ter em conta que o desequilíbrio aerodinâmico, ou seja, a força aerodinâmica, é diretamente proporcional à velocidade angular do rotor e, para o compensar, é utilizada a força centrífuga da massa de correção, que é proporcional ao quadrado da velocidade angular. Por conseguinte, o efeito de equilibragem só pode ocorrer a uma frequência de equilibragem específica. A outras velocidades, haveria um desfasamento adicional. O mesmo se pode dizer das forças electromagnéticas num motor eletromagnético, que também são proporcionais à velocidade angular. Por outras palavras, é impossível eliminar todas as causas de vibração do mecanismo através de qualquer meio de equilibragem.

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Fundamentos de Vibrações.

A vibração é uma reação da conceção do mecanismo ao efeito de uma força de excitação cíclica. Esta força pode ser de natureza diferente.

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A magnitude da vibração (por exemplo, a sua amplitude AB) depende não só da magnitude da força de excitação Fт que actua no mecanismo com a frequência circular ω, mas também da rigidez k da estrutura do mecanismo, da sua massa m e do coeficiente de amortecimento C.

Podem ser utilizados vários tipos de sensores para medir os mecanismos de vibração e equilíbrio, incluindo:

- sensores de vibrações absolutos concebidos para medir a aceleração das vibrações (acelerómetros) e sensores de velocidade das vibrações;

- sensores de vibrações relativas, por corrente de Foucault ou capacitivos, concebidos para medir as vibrações.

Em alguns casos (quando a estrutura do mecanismo o permite), podem também ser utilizados sensores de força para examinar o seu peso vibratório.

Em particular, são muito utilizados para medir o peso vibratório dos suportes das máquinas de equilibrar com rolamentos rígidos.

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Por conseguinte, a vibração é a reação do mecanismo à influência de forças externas. A quantidade de vibração depende não só da magnitude da força que actua no mecanismo, mas também da rigidez do mecanismo. Duas forças com a mesma magnitude podem conduzir a vibrações diferentes. Em mecanismos com uma estrutura de suporte rígida, mesmo com uma pequena vibração, as unidades de suporte podem ser significativamente influenciadas por pesos dinâmicos. Por conseguinte, quando se equilibram mecanismos com pernas rígidas, aplicam-se os sensores de força e de vibração (vibroacelerómetros). Os sensores de vibração só são utilizados em mecanismos com apoios relativamente flexíveis, logo quando a ação de forças centrífugas desequilibradas leva a uma deformação notável dos apoios e a vibração. Os sensores de força são utilizados em suportes rígidos, mesmo quando as forças significativas resultantes do desequilíbrio não conduzem a vibrações significativas.

fig. 6. Instalação de sensores durante a equilibragem em dois planos, utilizando o Balanset-1
1,2-sensores de vibração, trifásicos, 4-unidade de medição USB, 5-laptop

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Na maioria dos casos, a equilibragem dinâmica é efectuada pelo método dos três arranques. Este método baseia-se no facto de que os pesos de teste de uma massa já conhecida são instalados no rotor em série nos planos 1 e 2; assim, as massas e o local de instalação dos pesos de equilibragem são calculados com base nos resultados da alteração dos parâmetros de vibração.

O local de instalação do peso é designado por correção avião. Normalmente, os planos de correção são seleccionados na área dos apoios das chumaceiras em que o rotor está montado.

A vibração inicial é medida no primeiro arranque. De seguida, é instalado um peso experimental de massa conhecida no rotor, mais próximo de um dos apoios. Em seguida, efectua-se o segundo arranque e medem-se os parâmetros de vibração, que devem mudar devido à instalação do peso experimental. De seguida, o peso de teste no primeiro avião é removido e instalado no segundo avião. O terceiro arranque é efectuado e os parâmetros de vibração são medidos. Quando o peso de ensaio é retirado, o programa calcula automaticamente a massa e o local (ângulos) de instalação dos pesos de equilíbrio.

O objetivo da configuração dos pesos de teste é determinar como o sistema responde à alteração do desequilíbrio. Quando conhecemos as massas e a localização dos pesos de amostra, o programa pode calcular os chamados coeficientes de influência, mostrando como a introdução de um desequilíbrio conhecido afecta os parâmetros de vibração. Os coeficientes de influência são as características do próprio sistema mecânico e dependem da rigidez dos apoios e da massa (inércia) do sistema rotor-suporte.

Para o mesmo tipo de mecanismos com o mesmo desenho, os coeficientes de influência serão semelhantes. Podem ser guardados na memória do computador e utilizados posteriormente para equilibrar o mesmo tipo de mecanismos sem efetuar ensaios, o que melhora muito o desempenho da equilibragem. Devemos também ter em atenção que a massa dos pesos de teste deve ser escolhida de modo a que os parâmetros de vibração variem acentuadamente aquando da instalação dos pesos de teste. Caso contrário, o erro no cálculo dos coeficientes de afetação aumenta e a qualidade da equilibragem deteriora-se.

1111 Um guia para o dispositivo Balanset-1 fornece uma fórmula através da qual se pode determinar aproximadamente a massa do peso experimental, dependendo da massa e da velocidade de rotação do rotor equilibrado. Como se pode ver na Fig. 1, a força centrífuga actua na direção radial, ou seja, perpendicularmente ao eixo do rotor. Por isso, os sensores de vibração devem ser instalados de modo a que o seu eixo de sensibilidade esteja também orientado na direção radial. Normalmente, a rigidez da fundação na direção horizontal é menor, pelo que a vibração na direção horizontal é maior. Por conseguinte, para aumentar a sensibilidade dos sensores, estes devem ser instalados de modo a que o seu eixo de sensibilidade possa também ser direcionado horizontalmente. Embora não exista uma diferença fundamental. Para além da vibração na direção radial, é necessário controlar a vibração na direção axial, ao longo do eixo de rotação do rotor. Esta vibração é geralmente causada não por desequilíbrio, mas por outras razões, principalmente devido para o desalinhamento e o desalinhamento dos veios ligados através do acoplamento. Esta vibração não é eliminada pela equilibragem, sendo necessário, neste caso, o alinhamento. Na prática, normalmente nestes mecanismos existe um desequilíbrio do rotor e desalinhamento dos veios, o que complica bastante a tarefa de eliminar a vibração. Nestes casos, é necessário primeiro alinhar e depois equilibrar o mecanismo. (Embora com um forte desequilíbrio de binário, a vibração também ocorre na direção axial devido à "torção" da estrutura de fundação).

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Critérios de avaliação da qualidade dos mecanismos de compensação.

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A qualidade da equilibragem do rotor (mecanismos) pode ser estimada de duas maneiras. O primeiro método envolve a comparação do valor do desequilíbrio residual determinado durante a equilibragem com a tolerância para o desequilíbrio residual. As tolerâncias especificadas para várias classes de rotores instalados na norma ISO 1940-1-2007. "Vibrações. Requisitos para a qualidade da equilibragem de rotores rígidos. Parte 1. Determinação do desequilíbrio admissível". 
No entanto, a aplicação destas tolerâncias não pode garantir plenamente a fiabilidade operacional do mecanismo associada à obtenção de um nível mínimo de vibração. Isto é devido ao facto de a vibração do mecanismo ser determinada não só pela quantidade de força associada ao desequilíbrio residual do seu rotor, mas também depender de uma série de outros parâmetros, incluindo: a rigidez K dos elementos estruturais do mecanismo, a sua massa M, o coeficiente de amortecimento e a velocidade. Por conseguinte, para avaliar as qualidades dinâmicas do mecanismo (incluindo a qualidade do seu equilíbrio) em alguns casos, recomenda-se a avaliação do nível de vibração residual do mecanismo, que é regulado por várias normas. 
A norma mais comum que regula os níveis de vibração admissíveis dos mecanismos é ISO 10816-3:2009 Previsão Vibrações mecânicas - Avaliação das vibrações de máquinas por medição em partes não rotativas - Parte 3: Máquinas industriais com potência nominal superior a 15 kW e velocidades nominais entre 120 r/min e 15 000 r/min quando medidas in situ." 
Com a sua ajuda, é possível definir a tolerância em todos os tipos de máquinas, tendo em conta a potência do seu acionamento elétrico. 
Para além desta norma universal, há uma série de normas especializadas desenvolvidas para tipos específicos de mecanismos. Por exemplo, 
ISO 14694:2003 "Ventiladores industriais - Especificações para a qualidade do equilíbrio e níveis de vibração", 
ISO 7919-1-2002 "Vibrações de máquinas sem movimento alternativo. Medições em veios rotativos e critérios de avaliação. Orientações gerais".