Compreendendo o balanceamento de campo (balanceamento in situ)

Definição: O que é balanceamento de campo?

Equilíbrio de campo, também conhecido por balanceamento in situ, é o processo de correção do desbalanceamento de um rotor enquanto ele está funcionando em seus próprios mancais e estrutura de suporte, em sua velocidade normal de operação ou próximo a ela. Ao contrário do balanceamento em oficina, onde o rotor é removido e colocado em uma máquina de balanceamento especializada, o balanceamento em campo é realizado no local com a máquina totalmente montada.

O processo normalmente envolve o uso de um analisador de vibração portátil para medir a amplitude e a fase da vibração 1X (velocidade de execução), anexando um peso de teste de massa conhecida, medindo novamente a nova resposta de vibração e, então, usando essas informações para calcular o peso de correção necessário e seu posicionamento angular.

Por que o balanceamento de campo é necessário?

Embora o balanceamento em oficina seja altamente preciso, ele não consegue levar em conta todos os fatores que influenciam o balanceamento de uma máquina em seu ambiente operacional. O balanceamento em campo é necessário quando o desequilíbrio é causado por, ou só pode ser corrigido considerando todo o conjunto da máquina. Os motivos comuns incluem:

• Desbalanceamento de montagem: O desbalanceamento final de uma máquina é a soma do desbalanceamento de todos os seus componentes rotativos (por exemplo, impulsor, eixo, acoplamento, polia). O balanceamento de campo corrige o desbalanceamento de todo o conjunto de uma só vez.
• Efeitos operacionais: O desbalanceamento pode ser causado por fatores que só ocorrem em condições normais de operação, como distorção térmica do rotor, forças aerodinâmicas ou hidráulicas. Esses fatores não podem ser replicados em uma máquina de balanceamento de oficina.
• Acúmulo ou desgaste de material: Em máquinas como ventiladores, sopradores e centrífugas, o acúmulo irregular de produto ou o desgaste irregular podem causar desbalanceamento ao longo do tempo. O balanceamento em campo é a única maneira prática de corrigir isso sem uma revisão completa.
• Impraticabilidade da remoção: Para máquinas muito grandes, como ventiladores industriais ou geradores de turbina, a remoção do rotor para balanceamento em oficina é extremamente cara e demorada. O balanceamento em campo é uma solução muito mais econômica e rápida.

O Processo de Balanceamento de Campo (Método do Coeficiente de Influência)

O método mais comum para balanceamento de campo é o método do coeficiente de influência, que segue um processo lógico passo a passo:

1. Execução inicial: A máquina é operada em sua velocidade normal de operação, e a amplitude e fase de vibração inicial 1X (o “vetor de desequilíbrio”) são medidas e registradas.
2. Colocação do peso de teste: A máquina é parada e um peso de teste de massa conhecida é firmemente preso ao rotor em uma posição angular conhecida.
3. Execução de teste: A máquina é operada novamente na mesma velocidade. A nova amplitude e fase de vibração (o "vetor de resposta") são medidas e registradas.
4. Cálculo: A variação no vetor de vibração causada pelo peso de teste é usada para calcular um "coeficiente de influência". Este coeficiente descreve o quanto a vibração no ponto de medição muda para um determinado desequilíbrio no local de correção. O analisador então usa esse coeficiente e o vetor de desequilíbrio inicial para calcular a massa e o ângulo exatos do peso de correção necessário.
5. Posicionamento de peso de correção: A máquina é parada, o peso de teste é removido e o peso de correção final calculado é fixado permanentemente no ângulo especificado.
6. Execução de verificação: A máquina é executada uma última vez para verificar se a vibração foi reduzida a um nível aceitável, de acordo com padrões como ISO 20816-1.

Principais considerações e salvaguardas

O balanceamento de campo requer habilidade e planejamento cuidadoso. Conforme descrito em padrões como ISO 21940-13, a segurança é primordial.

• Segurança: Os pesos de teste e correção devem ser fixados com segurança para suportar as forças centrífugas na velocidade de operação. O acesso à máquina deve ser controlado durante a operação.
• Pré-requisitos: Antes de tentar equilibrar, outras causas potenciais de alta vibração 1X, como desalinhamento, ressonância ou frouxidão devem ser descartados.
• Instrumentação: O processo requer um analisador de vibração capaz de medir amplitude e fase, bem como um sensor de referência de fase (tacômetro).

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